浅议山东省地下水合理开发利用与保护.docx

1、浅议山东省地下水合理开发利用与保护第 26 卷第 3 期 山东 国 土 资 源 2010 年 3 月水文地质环境地质3商广宇 , 黄学军( 山东省水文水资源勘测局 , 山东 济南 250014)摘要 : 以最新水资源评价成果为依据 , 阐述了山东省 地 下 水 资 源 状 况 、 要 水 源 地 的 分 布 、开 发 利 用 潜 力 及 地 下 水 独特的优越性 , 强调了合理开发利用与保护地下水资源对山东省经济发展的重要性 。认为地下水 过量开采或 开采 程度过低 , 容易引起超采漏斗区 、 面塌陷 、 降 、 缝 、 水倒灌以及土壤盐渍化 、 涝等一 系列生态环 境问题 , 结 合山东实际

2、情况提出促进地下水利用良性循环的对策 。 关键词 : 地下水资源 ; 水源地 ; 开发利用 ; 良性循环 ; 山东省 中图分类号 : P641. 8 文献标识码 :A1 山东省地下水资源现状地下 水 是 山 东 省 重 要 的 水 资 源 , 开 发 利 用 量 占 当地水资源供 水 量 的 65 % 左 右 , 在 城 市 供 水 、工 农 业供水中 占 有 举 足 轻 重 的 地 位 。根 据 山 东 省 水 利 厅 、 东省水文水 资源 勘 测局 2008 年山 东省 地 下 水资源评价与情势演变研究成果 , 全省近期条件下 多年平均浅层 地 下 淡 水 资 源 量 为 165. 46

3、亿 m 3 / a , 可开采量为 125. 52 亿 m 3 / a , 近 十 年 年 均 实 际 开 采 量为 112. 32 亿 m 3 / a 。按地下水赋 存 条 件 , 山 东 省 地 下 水 分 为 以 下 3 种类型 : 储存于松散砂砾石含水层中的孔隙水 , 广 泛分布于黄泛平原区 、 前平原区和山间平原区 ; 储存于石灰岩溶隙 溶 洞 含水 层 中的 岩 溶水 , 分 布 于 鲁中南山区及周边山 前 平原 区 ; 储存 于 非可 溶 岩 裂隙含水带中的裂 隙 水 , 分 布于 鲁 中南 山 区和 胶 东 半岛区 。前两者适 于 大 规模 集 中供 水 , 后 者适 于 小

4、规模分散供水 。地下水与其他形式的水源相比 , 具有 : 地下水储存量较大 , 调蓄 能力 强 , 地 下 水源 供 水保 证 率高 。 在遇到连年干旱 , 大部分地面水库干涸见底 , 其他水 源无水可供的背景下 , 唯有地下水源能有供水能力 。 地下水水质大多远优于地表水和其他水源 。目前 北方地区地表水污 染 较 严重 , 并 且 有较 多 的劣 质 水源 , 而大部分地区地下水水质优良 , 因此地下水作为 供水水源特别是生活 用 水水 源 , 深 受广 大 用户 和 居 民的欢迎 。 开发建 设 地下 水 水源 地 , 投 入少 见 效 快 , 一次投资长期 受 益 。 建设 地 下水

5、水 源地 不 占 耕地 , 无须移民 , 可避 免 占地 补 偿 、移民 等 带来 的 诸 多矛盾和巨额开支 。全省地下水资源总体富裕 , 部分地区超采 , 从多 年地下水位动态来看 , 绝 大 部分 地 区处 于 多年 总 体 稳定状态 。这些地区只要充分发挥用地下水以丰补 歉 、 年调节的功 能 , 即 使存 在 连续 干 旱年 、特 枯 年 也能保障供水安全 。像 1985 年青岛市有史以来最 为严重的“水荒” , 就是靠 科 学增 采 地下 水 度过 了 难 关 ;1989 ,1997 ,2002 年 山 东 遭 受 百 年 罕 见 的 大 旱 , 在地表水 、 水水源纷纷枯竭的情况下

6、 , 各地主要靠 加大地下水的开采 , 保证了城市 、 业和农业正常供 水 ; 腾空的那部分地下库容 , 于之后的一两个正常年 份就已得到有效回补 , 多 年 的动 态 平衡 并 没有 被 打 破 。如果在特枯年只 依 靠地 表 水和 客 水 , 而不 使 用 地下水 , 这种人为造成的缺水 、 水必将造成城市瘫 痪 、 厂停产 、 食绝产等极其惨重的损失 。陈延明 同志 ( 原山东省副省长 ) 多次 指 出 : 地下 水 是山 东 省 最基本的水资源 。这 是 对山 东 省地 下 水最 准 确 、最 合理的定位 。山东尚待开发和 已 开发 的 特大 型 ( 允 许开 采 量 1 浅议山东省地

7、下水合理开发利用与保护3 收稿日期 商广宇 (1961 修订日期 山东费县人 , 研究员 主要从事水资源评价研究及水源地勘察工作 ; E 2 mail :gyshangll 163. co m 。-Page 1-第 26 卷第 3 期 山 东 国 土 资 源 2010 年 3 月大 于 15 万 m 3 / d ) 、大 型 ( 允 许 开 采 量 5 15 万 m 3 / d) 地下水水源地有 60 余处 , 中小 型地 下水 水 源 地数以百计 1 。仅特大型 、 型水源地中就有 30 多3地 、 城水源地 , 烟 台 市 莱阳 盆 地水 源 地 , 威海 母 猪乳市沂南砖埠 水 源 地

8、、沂 水 水 源 地 、郯 城 沂 沭 河 水 源平 莒地 、 泽市东明 水 源地 等 。其中 独 立于 济 南泉 域 的 济西水源地是我国 北 方 潜力 最 大 、水质 最 优的 城 市 供水水源地之一 2 , 按照省市两级政府决策 , 已进行 了大规模的试验性开发 , 并经过两院院士 、 务院参 事等高层专家的鉴定 。但由于该水源地长期得不到 开发 , 使济西至齐河一带地下水长期自流喷涌 , 造成 水资源浪费 。临沂市是山东省大型 、 大型水源地最多 、 下 水开发潜力最大的市 , 今后要求供水量大 、 水保证 率高的大型项目可 以 优 先考 虑 落户 临 沂市 , 质 优 量 丰 、 水

9、条件优越的沂南砖埠特大型水源地 、 城沂 沭河水源地 , 应成为临沂城市工业供水的重要水源 。应当贯彻水利部提出的“在开发中保护 , 在保护 中开发”的科学原则 , 纠正在地下水潜力较大的地区 禁采地下水和“先 客水 , 后 地 下水 ”的 错 误观 念 。人 为把地下水资源长 期 闲 置起 来 , 显 然不 符 合科 学 发 展观的要求 。2 地下水开发利用不当引发的不良环境问题地下水过量开 采 或 开发 程 度过 低 , 都 属于 开 发 利用不当 , 并导 致 部分 不 良环 境 问题 的 发生 。一 般 发生在局部环境脆 弱 的地 区 , 并 不具 有 普遍 性 。那 种认为只要开采地

10、下水就必然引发不良环境问题的 观点是不正确的 。 2 . 1 地下水漏斗区近 30 年来 , 由于开采布局不够合理 , 加上 地 表 水过度拦截 , 在山东 省局 部 地区 出 现了 地 下水 超 采 漏斗区 ; 一些地区地下水开发利用程度过低 , 地下水 2 位长期 居 高 不 下 , 均 引 发 了 一 系 列 水 生 态 环 境 问 题 3 。开发 利 用 地 下 水 必 然 会 出 现 降 落 漏 斗 区 , 关 键 是看漏斗 的 性 质 。合 理 开 采 出 现 总 体 稳 定 型 漏 斗 区 , 属于正常开采漏斗 ; 过量开采的持续下降型漏斗 区 , 则属于不 良 环 境 问 题

11、。 20 世 纪 80 年 代 初 地 下 水开采程度较低 , 山前平原的前缘 、 分黄泛平原区 ( 如广饶 、 台 、 河 、 阿 等 地 ) 地 下 水 位 接近 或 高 出地表 , 地下水除溢出补给地表水外 , 主要消耗于潜 水蒸发 , 造成大面积土壤盐渍化 。 1980 年全省地下 水漏斗区 ( 水 位 埋 深 大 于 6 m 的 区 域 ) 面 积 2 526 km 2 , 由于 80 年 代 以 来 降 水 偏 枯 , 地 表 水 过 度 拦 截 使地下水补给量减少 , 部 分 地区 地 下水 开 采强 度 过 大 , 至 1989 年 全 省 地 下 水 漏 斗 区 扩 大 到

12、1. 66 万莘 宁 平莱州 、 口 、 县等 13 处 。至 1990 年一个丰水年全 省漏斗区面 积 就 减 小 至 1. 17 万 km 2 , 此 后 至 1998 年基本保 持 稳 定 ; 1999 2002 年 为 连 续 枯 水 年 , 特 别是在 2002 年 为 近 百 年 罕 见 的 特 枯 年 之 后 ,2003 年汛 前 全 省 地 下 水 漏 斗 区 猛 增 至 2. 8 万 km 2 。仅 2003 年 1 个 丰 水 年 漏 斗 区 就 迅 速 缩 小 了 1. 4 万 km 2 , 尚余 1. 3 万 km 2 , 可见恢复之快 。此后至 2009 年基本保持

13、稳 定 。事 实 上 , 地 下 水 位 埋 深 控 制 在 6 10 m 更有利于地下水的补给和调蓄 , 有利于防止 渍涝灾害 , 保持地下水良性循环 。 2 . 2 地面塌陷主要 发 生 在 第 四 系 松 散 覆 盖 层 较 薄 , 地 下 水 位 波动幅度较大的岩溶化石灰岩区 。由于地下水位大 幅下降 , 表层岩溶洞穴形成空洞 , 土体与地下水之间 的力学关系突然发生 了 变化 , 第 四 系松 散 覆盖 层 失 去原有的顶托力塌陷于洞穴内 。泰安郊区邱家店水塌陷 。而在地质结构 稳 定的 地 区 , 如济 南 济西 水 源 地 、 博大武水源地 , 则不具备地面塌陷及地面沉降 的条件

14、 。2 . 3 地面沉降地面裂缝主要发生在有淤泥质软弱层存在的孔隙水分布 区 , 由于过量抽取地下水 , 导致软弱层缩水 、 密 , 造 成地层下沉 。济宁城区水源地附近因地下水局部开 采强度过大 , 引 发 较 大 幅 度 的 地 面 沉 降 ,1980 年 以 来最大沉降量达 200 mm , 沉降量大于 60 mm 的 范处有增采潜力 , 可增采量大于 500 万 m / d 。增采潜力较大的有济南市济西水源地 地 淄博市沂源 2 鲁村水河水源地 、 山河水源地 , 泰安市汶阳 2 鹤山水源地 ,枣庄市 羊 庄水 源 地 , 济宁 市 泉 林 2 金 庄 水源 地 , 临 沂地 、 邑水

15、 源 地 、费 县 2 地 方 水 源 地 、涑 河 2 探 沂 水 源地 , 日照市傅疃河 2 绣针河水源地 、 县盆地水源地 ,德州市焦 庙 2 马 集 水 源 地 , 聊 城 市 东 阿 2 牛 角 店 水 源km 2 , 主要有淄博 2 潍坊 、 县 2 夏津 、 津 、 度蓼兰 、源地附近和枣 庄 十 里 泉 2 东 王 庄 水 源 地 均 发 生 多 处-Page 2-第 26 卷第 3 期 水文地质环境地质 2010 年 3 月围达 90 km 2 4 。地面不均匀沉降则导致地面裂缝 , 如济南王舍人一带 工 业用 水 大 户集 中 开采 地 下水 , 近 20 年来当地出现多处

16、地面裂缝 、 屋墙体开裂等 不良环境地质现象 。2 . 4 海水入侵原生咸水入侵海水入侵主要发生在莱州湾沿岸烟台市的龙 口 、莱州一带的 滨 海平 原 5 。这 一 带第 四 系 含 水 层 颗粒较粗 , 渗透性好 。近 30 年来过量开采地下水 , 造成地下水位低于海平面 , 形成倒比降 , 使海水倒灌 到陆地含水砂层 , 地下水受到浸染 ; 原生咸水入侵发 生在潍坊市 北 部 、东 营 市 广 饶 的 地 下 水 超 采 区 , 近 20 年来原生咸水向南推进 , 使 淡水区范 围缩 小 。从 1990 年以来全省海水入侵 、 生 咸水 入侵 面积 稳 定 在 1 600 km 2 左右

17、。海水 、 水入侵区地下水变咸 , 机井报废 , 生活 、 产 必需 的 淡 水只 有 从外 地 运进 , 使人民生活受到了 影 响 , 工 农业 生 产遭 受 了巨 大 损 失 6 。2 . 5 名泉断流由于在泉域范围内的东郊及城区过量开采地下 水 , 使著名的趵突泉等济南四大泉群从 1971 年以来 连续 32 年断流 干 涸 。省 内 其他 有 名的 泉 水如 博 山 神头泉群 、 芜郭娘泉群等 , 也因地下水开采过量而 消失 。2 . 6 土壤盐碱化和渍涝主要发生 在 引 黄 自 流 灌 区 , 如 菏 泽 市 东 明 、鄄 城 , 德州市齐河 、 城 , 聊城东阿 , 济南市济阳和滨

18、州 市 。由于地下水开发程度低 , 造成水位埋深过浅 ; 加 之地形平坦 , 地下 水径 流 缓慢 , 蒸发 浓 缩作 用 强烈 , 极易发生土壤次生盐碱化和渍涝灾害 。目前全省平 原区地下水位浅埋区 ( 埋深 2 m 的区域 ) 仍达 3 万 km 2 。这些地区需要在合理的 范 围内 加大 地下 水 开 采 , 适当降低地下水位 。3 促进地下水良性循环的对策只有 把 地下 水 和地 表 水 视为 不 可分 割 的 整体 , 采取综合治理措施 , 方 能 标本 兼 治 。从 山 东实 际 出水质保护的力度 。合 理 划分 地 下水 潜 力区 、超 采 区 范围 ; 对于有开采潜 力地 区

19、的地 下 水资 源 进行 全 面 规划 , 科学布局 , 合理 开 发利 用 ; 对 于已 经 出现 地 下 水位持续下降 、 水 入侵 、水 质 恶化 、地 面 塌陷 等 环 境问题的地下水超采 区 和严 重 超采 区 , 应 限制 开 采 和禁止开采 , 并采 取 措施 积 极引 水 补源 , 实 现 地表 、 地下联合调蓄 , 以维护生态平衡 、 现水资源可持续 开发利用 。3 . 2 科学设立黄色 、 色 、 色三条警戒线 , 合理控制地下水开采量在各 水 文 地 质 单 元 内 , 地 下 水 开 采 量 均 须 小 于 多年平均补给量 。特 别 是在 水 环境 脆 弱区 , 通 过

20、 及 时预警或叫停 , 严防 因水 源 地局 部 开采 强 度过 大 而 引发地面沉降等不良 环 境问 题 , 不 可超 过 含水 层 的 调蓄能力 , 像济宁城区这样的局部漏斗区 , 应调整开 采布局 , 降低开采强度 ; 要改变地下水掠夺式开采和 地表水过度拦截的错误做法 , 像潍坊 淄博 、 县 冠县 、 口等 超 采 区 , 要 有 计 划 地 减 少 地 下 水 开 采 量 , 加大放水补源 , 促使地下水位回升 。3 . 3 尽可能利用地表水补源 , 以地下水库调蓄 地下水库具有多 年 调节 、 少 蒸发 、 化 水 质 、 不占耕地 、 溃坝隐患等独特优越性 , 因地制宜以地 下

21、含水层进行调蓄 , 修建 有 坝地 下 水库 和 无坝 地 下 水库 , 是优化山东省水资源的重要手段 。山东 省 龙 口 市 在 黄 水 河 入 海 口 , 莱 州 市 在 王 河 入海口 , 宁阳县在洸 府河 冲 积层 分 别修 建 了有 坝 地 下水库 ; 兖州 、 州 、邹平 等 市县 利 用腾 空 的地 下 库 容引地表水 、 水 回 灌补 源 , 形 成了 无 坝地 下 水库 。 与有坝地下水库相比 , 无坝地下水库简单易行 , 效益 显著 , 更值得重视 、 广 。这些地下水库对增加水资 源可利用量 , 抵 御 海 水入 侵 等起 到 了重 要 作用 。从 目前的实际情况看 ,

22、在胶 东 半岛 和 东南 沿 海区 的 山 间河谷 , 适宜修建 有 坝地 下 水库 ; 在 潍 弥白 浪 区 、小 清河区 、 汶河区 、湖 东 区 、山前 平 原区 和 在黄 泛 平 原区的地下水漏斗 区 , 更 适 宜建 无 坝地 下 水库 。地 下水库投资少 , 见 效 快 , 受益 持 久 , 对改 善 生态 环 境 有利 。在这方面山东 省 刚刚 起 步 , 尚有 更 多具 备 条发 , 可以采取以下对策7。件的地段 , 等待人们去修建各种类型 、 模的地下水3 . 1 通过立法建立地下水资源保护区严禁在水源地保护区内新建 、 建 、 建危害水 资源保护的一切项目 , 清除现有污染

23、源 , 加强地下水库。3 . 4 洪水资源利用山东省多年平均河川径流量为 198. 3 亿 m 3 , 大 3 -Page 3-第 26 卷第 3 期 山 东 国 土 资 源 2010 年 3 月部分集中在汛期 。地表水拦蓄利用率仅占河川径流 量的 53 % 。山前平原区 , 腾空了 100 多亿立方米的 地下库容 , 为洪 水 资源 利 用提 供 了蓄 水 条件 。充 分 利用洪水资源转化 补 给 地下 水 , 一 是可 以 减轻 洪 涝 灾害 , 二是增加了 地下 水 补给 量 , 改 善 了水 环 境 , 提 高水资源利用率 8 。3 . 5 在潜力较大的地区加大地下水开发力度 尽管 部

24、 分 地 区 出 现 地 下 水 超 采 , 但 仍 有 部 分 地 区地下水开发利用 程 度 较低 , 尚 存 在较 大 的开 发 潜 力 。黄泛平原的沿黄地带 , 地下水开发利用水平低 , 加之引黄灌溉渗漏 补 给 及黄 河 侧渗 补 给 , 致使 地 下 水位长年偏高 ; 在山 东半 岛 东部 及 东南 沿 海河 谷 盆 地平原区 、 沭河上 游岩 溶 水及 沂 沭河 下 游的 孔 隙 水分布区 、 南西部特大型水源地等 , 地下水资源丰 富 , 开发利用潜力非常可观 , 可加大开采 9 ,10 。 3 . 6 创建节水型社会 , 实现用水零增长山东乃至全国的用水增长率在低增长条件下运

25、行 , 预示着零增长的提前到来 。包括山东在内的 15 省市连续 15 年 呈 零 增 长 , 全 国 的 用 水 量 也 出 现 在 5 500 亿 m 3 徘徊的趋势 。即使是南方水资源较丰富 的江苏 、 江 、上海 、湖南 、江西 5 省市 , 也出现了连 续 15 年零增长的记录 。这从一个方面说明 , 不是因 为缺水才会零增长 。美国 从 1980 年 的 GD P 27 842 亿 美 元 增 到 1995 年的 72 696 亿美 元 , 增 长 1. 6 倍 , 但 用水 量 从 6 100 亿 m 3 回落至 5 540 亿 m 3 , 出 现 连续 15 年 的 负增长 。

26、日本从 1980 年的 GD P 10 593 亿美元增到 1995 年的 51 374 亿美 元 , 增 长 4. 8 倍 , 但 用水 量 从3 3世纪 80 年代末至今用水量也呈连续负增长趋势 。 由此 合 理 利 用 山 东 省 的 地 下 水 水 资 源 , 支 撑 经 济持续健 康 发 展 。山 东 用 水 零 增 长 的 支 撑 点 是 节 水 , 节水的最大潜力在农业 。 3 . 7 扩大海水资源利用海水利用包括海水淡化和直接利用海水 。山东 省拥有约 3 000 km 的海岸线 , 海水淡化无疑是确保 沿海地区供水 安全 的 有效 途 径之 一 。随着 新 技术 、 4 新工

27、艺的不断突破 , 海水淡化的成本将大幅度降低 , 在水质 、 格 、 理等 方 面将 明 显优 于 远距 离 调水 , 以淡化海水取代沿海地区部分地下水的开采 , 海 、 水入侵问题也会得到有效解决 。除了利用淡化的海水供水 , 像火力发电 、 工等 行业的工业供水还 可 以 直接 利 用海 水 。青 岛 、龙 口 等城市直接利用海水作冷却用水 。以海水作替代水 源 ; 减采滨海区地 下 水 , 有效 地 抵御 了 海水 入 侵 , 已 起到了很好的示范作用 。4 结语通过开展 节 水 , 洪 水 改 造 利 用 , 海 水 淡 化 和 合 理 、 学利用地下 水 资源 , 有 效 地改 善

28、了水 环 境 , 缓 解了水资 源 供 需 矛 盾 。未 来 的 地 下 水 资 源 开 发 利 用 , 将向良性循环的方向发展 , 并长期支撑经济和社 会持续健康发展 。参考文献 : 1 李瑜 , 张静 , 吕红 . 山东省近 20 年 来地 下水 资源 变化 浅析 J . 2 商广宇 , 王建军 , 邹连文 , 等 . 济南 市保 泉供 水对 策研 究 J . 中 3 李瑜 , 郭聚江 , 杨淑华 , 孔宪芳 . 山 东省 地下 水超 采漏 斗发 展演 4 姬永红 , 周亚醒 . 济宁地区北部岩溶地 下水 资源 计算 与潜 力评 5 薛令轩 , 王兵 , 卢 政 峰 . 滨 州 市 海 (

29、 咸 ) 水 入 侵 灾 害 及 发 展 趋 势 6 许丰杰 . 关于深入治理山 东省莱 州市 海 ( 咸 ) 水 入侵 问题 的探 7 李瑜 , 王西文 , 吕红 , 马世方 . 山东 省地 下水 开发 利用 与保 护方 8 张华 . 山 东 省 洪 水 资 源 化 利 用 分 析 J . 山 东 水 利 ,2005 , ( 4) : 9 王岳林 , 韩树红 , 张作礼 . 昌邑市生态地质环境保护对策 J . 山 10 徐军祥 , 康凤新 . 山东省地 下水 资源 可持 续利 用研 究 M . 北京 : 海洋出版社 ,2001.( 下转第 11 页 )882 亿 m 增至 914 亿 m ,

30、 呈微 增 趋 势 。日 本 从 20水资源研究 ,2006 ,27 (2) :16 2 17.国水利 ,2007 , (8) :34 2 35.变分析 J . 地下水 ,2007 ,29 (4) :36 2 39.价 J . 山东国土资源 ,2009 ,25 (1) :28 2 32.J . 山东国土资源 ,2008 ,24 (9) :28 2 32.讨 J . 海洋开发与管理 ,2009 ,26 (5) :63 2 66.案探讨 J . 地下水 ,2009 ,31 (6) :50 2 52.16 2 18.东国土资源 ,2009 ,25 (9) :37 2 40.-Page 4-第 26 卷第 3 期 水文地质与环境地 2010 年 3 月St