益阳市城区地下水现状分析及思考.pdf

第4 0 卷第9 期人民长江V 0 1 4 0，N o 92 009 年5 月Y a n g t z eR i v e rM a y，2 0 0 9文章编号：1 0 0 1 4 1 7 9(2 0 0 9)0 9 0 0 1 8 0 2益阳市城区地下水现状分析及思考张国庆(湖南省水文水资源局益阳水文水资源勘测局，湖南益阳4 1 3 0 0 0)摘要：益阳市的地下水集中开采始于1 9 5 8 年。随着国民经济的发展，地下水开采量急剧增加，尤其是近年来，由于地表水的污染，如2 0 0 7 年发现地表水重金属锑超标，单位和个人的自备水井明显增加，有的甚至停用自来水。地下水的大量开采对地下水资源的水量与水质造成了一定程度的破坏。为了合理利用地下水，对益阳市的地层结构、降雨径流对地下水的补给条件、地下水开采量、地下水储存量与水质变化进行了实际调研与统计分析。研究分析结果认为益阳市局部存在地下水超采和水质恶化问题。针对益阳市地下水开发利用中存在的问题，提出了相应的对策。关键词：地下水；分析；开发利用；益阳市中圈分类号：T v 2 1 1 1 2文献标识码：A1 概述地下水是水资源的重要组成部分，在保障城乡居民生活、支撑经济社会发展和维持生态平衡等方面具有十分重要的作用。但由于对地下水管理不力，长期超采地下水，特别是局部地区严重超采，造成了地下水位下降、地下水资源枯竭、地面沉降和塌陷、地面裂缝、地下水水质恶化等一系列严重问题。为此，加强对城市地下水的管理，控制地下水超采，是促进地下水生态环境恢复，实现水资源可持续利用的重要措施。2 城市概况2 1 地形地质益阳市位于湖南省的中北部，城区和近郊地理坐标为东经1 1 2。5 1 2”1 1 2 0 4 37 5 7”。北纬2 8 0 1 6 一2 8 0 4 9，总面积1 21 4 4k m 2，其中山地占3 9 7，丘陵占1 0 1，岗地占6 7，平原占3 2 4，水域占1 1 1。益阳市西南部属雪峰山余脉，东部及东北部为洞庭湖平原，地势由西向东北渐趋倾斜，最高点(碧云峰)海拔5 0 2m，东北湖区地势低平，最低点(张家塞乡金甲村)海拔2 4 5m，最大坡降1 3 n A，。益阳市地形为山、丘、岗、平地貌类型组合，但以平、岗为主。总体上看，北部低平开阔，中部岗平交错，南部低山丘陵起伏。益阳市水资源丰富，河网纵横，水系发达，资水流经市区后进入洞庭湖。益阳城区内出露的地层有：板溪群五强溪组上段，震旦系江口组、南沱砂岩组、南沱冰碛岩组、陡山沱组、灯影组、寒武下统、第四系松散堆积物，区内地层以第四系地层为主，按岩性可分为变质岩和第四纪松散堆积物。区域构造部位大体位于雪峰弧形构造北段向东偏转处，主要构造形迹有茅同观向斜，该向斜核部由下志留统组成。两翼为奥陶系至震旦系及上板溪群地层，轴部从中砥往北东东经茅园观至寺门口止，两翼均发育有次级褶皱。本区新构造运动特征不明显，区域稳定性较好。根据1 4 0 0万中国地震动峰值加速度区划图及中国地震动反应谱特征周期区划图：区内地震动峰值加速度小于0 0 5 9，地震反应谱特征周期为0 3 5s，相对应的地震基本烈度小于度。2 2 水文气象益阳境内河道湖泊众多，水资源较为丰富，有流程5k m 以上的河道干流及支流2 8 4 条，总长度45 9 6 6k m，流经区内的资水是洞庭湖水系四大主要河流之一。本区域属于亚热带季风气候区，春湿秋燥，夏热冬冷。5 9 月的月平均气温一般在2 2。C以上；5、6 月份为梅雨季节，天气沉闷；7、8 月份常在西太平洋副热带高压控制下，出现极端最高气温；秋季天气晴朗少雨；冬季受蒙 高压控制，多出现东北风，有雨雪。区内四季变化分明，湿热多雨，严寒期短，雨量充沛，雨量集中于春夏，具有副热带大陆季风性气候的特色。根据气象资料统计：区内多年平均降雨量14 7 8 8f i l m；多年平均蒸发量9 0 3 0r a i n；区内多年平均气温1 6 9，最高气温4 1 8(1 9 6 1 年7 月2 3 日)，历年最低气温一1 1 3(1 9 7 7 年1月3 0 日)，无霜期2 4 0d，多年平均风速1 2m s，最大风速1 5 7m s(1 9 7 9 年4 月1 2 日)。由于地处暴雨区，因此区内雨量充沛，暴雨强度大，出现次数多。在7 8 月，暴雨中心稳定，主要发生在城区上游的柘桃区间，资水流域多年平均降雨量为13 0 0一l8 0 0m m 收稿日期：2 0 0 8 一l l 一1 0基金项目：国家自然科学基金资助项目(6 0 4 7 3 1 1 6)作者简介：张国庆，男，湖南省水文水资源局益阳水文水资源勘测局，工程师。万方数据第9 期张国庆：益阳市城区地下水现状分析及思考1 93 地下水现状3 1 地下水类型益阳城区资水干流及支流是地下水的排泄地带，局部地区与地下水呈互补关系。地下水赋存条件及分布受地层岩性、地貌及地质构造等因素控制。根据地层岩性、地质构造及地下水的形成条件、赋存特征、埋藏条件等，全城区地下水可划分为两大类。(1)松散堆积层孔隙水。主要分布于资水两岸I 一级阶地的砂石孔隙之中，除接受大气降水补给以外，洪水期局部可得到河水暂时性补给。阶面上垂直或平行资水的溪沟发育，下切较深，因而也可以得到溪流水的大量补给，致使松散堆积层孔隙水较为丰富。(2)基岩裂隙水。主要有碎屑岩裂隙水，浅变质岩裂隙水、碳酸盐岩裂隙水三大类，以碳酸盐岩裂隙水水量较为丰富，其它两类水量较少。3 2 开发利用现状益阳市地下水供水系统主要是管井开采。供水方式为集中供水和分散供水。集中供水主要是向城镇供水，分散供水主要供水对象是农村生活及小型厂矿企业用水。3 2 1 集中开采现状益阳市地下水集中开采始于1 9 5 8 年，当时为解决城市供水问题，市自来水公司在会龙山开始修建水厂，供水量为6 2 6 万9 1 3，以后逐年增加，1 9 7 4 年达到4 2 5 万m 3，1 9 7 6 年达到7 5 6 万1 1 1 3。后来，湖南地质局4 1 4 队进行了地下水普查，提供了新的水源地。随着城区需水量的不断扩大，益阳市又相继新建了第二、第三水厂。从历年的统计资料可知，益阳市地下水的开采量到1 9 9 2 年已达到l7 4 8 万m 3 a，为1 9 5 8 年的2 7 9 倍。据调查统计，2 0 0 2 年益阳市实际供水量1 3 2 7 亿m 3，地下水供水达到70 6 0 万n 1 3，各供水方式供水鼍见表l。表12 0 0 2 年益阳市年供水量亿m 3尽管地下水供水量不是很大，但是，随着城市需水量的不断增加，地表水难以满足需水昔快速增长的要求，2 0 0 3 年益阳市又新建r 第四水厂。尤其是近几年来地表水水质不断恶化，地下水资源量的开采也将不断加大。3 2 2 分散开采现状益阳市很早以来就开始了分散开采地下水，如老城区的桥南、赫山庙，资阳桥北、长春，都有很多分散的管井开采。根据调查。自1 9 6 7 年以来，先后有8 4 个单位建有自备水井7 0 处开采地下水。开采量比较大的单位有灯泡厂、卫生防疫站、电力局、市委市政府、军分区等，开采量都大于10 0 0m 3 d。据调查，1 9 9 3 年各单位自备水井开采总量为9 3 5 9 5 万m 3 a，占该年全市地下水开采总量29 1 3 3 5 万m 3 a 的3 2 1。近年来，单位自备水井的发展过快，各级地方政府对一些单位的不符合要求的自备水井进行了查封、停采和报废，但白备井数鼍仍在不断上升，尤以高新开发区地下水开采量的增长速度为最大。整个市区岩溶水开采水量为5 0m 3 d 以上的开采井密度超过了0 8 5个k m 2。到2 0 0 0 年，市区浅层地下水生产井达到了2 45 0 9 眼，特别是2 0 0 7 年发现资水水质锑浓度超标问题以来，单位和个人的自备水井数量明显增加，有的甚至停用自来水，使地下水开采量急剧上升。3 2 3 可开采量分析地下水资源量是指与降水、地表水有直接补排关系的地下水量，根据计算，益阳市多年平均地下水资源量为2 3 8 亿i n 3。1 9 8 0 2 0 0 0 年益阳市区地下水可供开采的水资源量和已开采的水资源量统计结果见表2。由表2 可知现阶段的地下水资源开采系数还有一定的潜力。表2 益阳市地下水开采分析3 3 水质现状根据对城区水文站院、灯泡厂、卫生防疫站、长春站、龙光桥站几处邻近的地下水井进行采样分析，发现细菌总数、氨氮、挥发酚有超标现象，锌、锰、铁超过地下水环境质量标准(G B T 1 4 8 4 8 9 3)类水标准，详见表3。根据监测结果分析，细菌总数、氨氮、挥发酚超标是受污染所致，锌、锰、铁超标可能与地质断层构造有关。作为饮用水须经除锌、锰、铁处理。工业生产可根据其生产要求进行相应处理后利用。地下水绝大多数是重碳酸盐型水，p H 值为5 8 2，绝大多数是软水。衷3 地下水超标物质含量统计项目。m 黻g L 酗-l，。0 翟I)(咩气-1)。鹏鼍I)。雌气-1)第鼍X水文站院灯泡厂卫生防疫站长春站龙光桥I 类水标准0 50 2O 60 41 30 18 3 l 1 0 04 存在的问题(1)根据以上分析，益阳市地下水的可开采总量目前尚具一定的开发潜力，但是，地下水开采量的大幅度增长、不断扩大的城市规模与城市水资源量的不协调矛盾日益加剧，地下水大量用于工业、农业，造成水的高消耗，大浪费。水量、水质与需水要求矛盾日益加剧。无序开采，非法开采，各自为政。造成了地下水资源管理工作的混乱。(2)局部地区过量开采地下水，使地下水得不到及时补偿，区域性地下水位出现持续下降，资阳、龙光桥、谢林港等地带出现了大范围降落漏斗。(3)由于过量开采引起含水层颗粒成份及其渗透性、隔水程度、水源补给条件、水动力条件的变化，使地下水流速加大，含沙量增多，不同成份的水混合，引起水质恶化。受污染的工农业I 下转第2 2 页)仉仉mm 仉m97482Onnimii152432mnnnn 仉耋瞄唧嘶瞄奢|nnn 仉mm 万方数据人民长江2 0 0 9 年失色，而且阻碍了湖流和风浪，影响水体的交换，造成低等水生植物大量繁殖，水体透明度降低，网围内水底植被因得不到光照而死亡。因此，水生植物种类缺乏，是造成长荡湖水体自净能力低的主要原因。3 长荡湖水体污染控制对策3 1提高上游来水水质，控制污染物入湖量上游来水水质的好坏是影响湖体水质的重要决定性因素。集水域内工业废水、生活污水、垃圾淋滤和农田施肥、降水径流以及畜禽、水产养殖污染物经河道进入长荡湖，而且境外上游来水中污染物浓度较高，使长荡湖的污染物总量居高不下。主要来水水源丹金溧漕河水质恶化，是长荡湖水质变差的主要原因。丹金溧漕河劣V 类水进入长荡湖，对湖泊水体生物多样性造成威胁，造成水体生态系统的破坏和生物多样性的减少甚至消失。因此，提高上游来水水质、控制外部污染物入湖，是改善湖泊水体水质、控制湖泊富营养化的根本措施。提高丹金溧漕河水质、控制污染物入湖的主要措施有：控制集水域内工业点源污染物的排放。调整工业产业结构；加快城镇生活污水处理；加强对生活垃圾、畜禽粪便的管理和处理；集水域内所有乡镇要争取在近期全部建成生态农业乡镇，实现农业生态良性循环，减少向水体排放污染物。3 2 调整围网养殖布局和规模长荡湖湖面围网养殖面积过大，投饵数量过多，是造成湖泊水污染的重要原因之一。因此，必须首先控制围网养殖面积；其次，调整养殖结构，改进养殖技术，发展生态养殖，降低投饵系数。3 3 进行湖泊生态恢复工程构建湖泊生态系统是实施长荡湖水质保障的关键措施。湖泊是一个有生命的水体，只有湖泊生态恢复了，才能发挥湖泊生态系统巨大的自我调节能力，保障湖泊水体水质。通过在湖滨和湖内重建良性生态结构和优化管理，改善湖泊营养循环模式，提高污染自净能力，实现湖泊生态良性恢复。I 上接第1 9 页)用水和河水补给影响了地下水的水质，造成了不同程度的污染。(4)分散井的不断新建和开采，减少了泉水流量。由于不顾泉水的排泄条件，盲目扩泉或在泉域内大量打井，造成人力物力的浪费，而得不到理想的泉水量。会龙山一带泉水急剧下降，使得市区唯一的市民休闲地秀峰公园湖水只能长期依靠人工回灌。5 管理对策益阳市地下水利用程度不高，开发潜力还比较大，但必须抓好管理规划工作。(I)加强地质勘察。城市供水地质勘察是城市规划、建设和管理的莺要前期基础工作。为编制地下水开发区划，应及时掌握补给条件的变化，有针对性，突出重点，因地制宜地开展开发利用工作。(2)加强地下水动态监测。通过地下水动态观测，可以确定影响地下水动态的因素，了解各含水层之间、地表水与地下水之间、降水和包气带水之间的水力联系，以进行地下水水量、水质评价，预防发生危害性环境地质问题。3 3 1 恢复与重建湖滨湿地湖滨湿地净化带是湖泊水生生态系统与湖泊陆地生态系统间十分重要的生态过渡带，具有过滤功能、缓冲器功能，可以吸附和转移来自面源的污染物、营养物，改善水质，是湖泊的天然保护屏障，是健康的湖泊生态系统的重要组成部分”】。目前，科学研究已经确认可以利用湿地生态系统进行污水处理。湿地生态系统处理污水是一个复杂的自然生态、生化过程，是湿地的理化、生物作用的综合效应，包括了沉淀、吸附、离子交换、络合反应、硝化、反硝化、营养元素的牛物转化和微生物分解过程。该系统对B O D 和T N 的平均去除率分别为7 7 1 和8 5 9，效果与一般的一、二级污水处理厂相当M 1。据调查，长荡湖的湖滨湿地几乎丧失殆尽，因此，恢复与重建湖滨湿地对防止面源污染、减缓水体富营养化、改善长荡湖水质具有十分重要的意义。3 3 2 恢复水生植被水生植物在湖泊和水库生态系统中具有重要地位。具体表现在：它们是水资源库和水资源时空分配器，湖库的水质净化器和水域生态环境安全的缓冲带Ho。水生植被的恢复有利于固持底泥，吸收净化底泥中的营养物质，保护水质；同时，对面源污染物去除和沉降，抑制蓝藻也有一定作用。目前长荡湖水草覆盖率已下降到5 3，养殖区水草覆盖率更下降到1 0 一3 0。因此应采用人工种植的方式，在湖中种植多块水草区域，并促进水草生长区面积的外延和扩展，来净化水质并使其保持稳定，构建多种牛物和谐共处的自然生态系统。参考文献：1 金相灿，屠清瑛湖泊富营养化调查规范(第二版)北京：中国环境科学出版社，1 9 9 0 2 李海燕，黄延，吴根昆明湖水质变化分析及污染控制对策水资源保护，2 0 0 7，2 3(5)：1 8 2 0 3 颜昌宙，金相灿赵景柱等湖滨带的功能及其管理生态环境，2 0 0 5，1 4(2)：2 9 4 2 9 7 4 王超，王沛芳城市水生态系统建设与管理北京：科学出版社，2 0 0 4(编辑：常汉生)(3)做好水质评价与预测。地下水做为一种优质水源是城市供水的重要补充。针对资水锑浓度超标，加强地下水水质的评价与预测工作，将水质指标直接与水质标准比较，掌握各种水质级别的垂向变化。对丰、枯水期水质加强评价，按水动力学的方法，建立地下水水质数学模型，研究地下水污染浓度的时空变化规律，保证地下水的健康利用。(4)控制取水，加强回补。坚决封杀不合格的病井，控制用水量大的工业开发，定区定量开采，防止地下水资源浪费。做好“三废”治理，保护好地表土层。局部地区地下水超采后应及时加强回补，合理利用再生水。采用农业灌溉、人工回灌等措施，补给地下水，同时控制回补水的水质，以防止对地下水造成污染。(5)加强取水水资源论证。地下取水包括饮用水、工业用水、地热水、天然矿泉水。在掌握区域水资源状况及其开发利用现状的基础上，做好取水水资源论证工作。对新增地下水供水工程要进行充分的论证和严格的审批，做到水资源合理配置，避免取水工程重复建设，相互袭夺，真正做到全面规划、合理开发、开源节流、兴利除害、科学保护。(编辑：常汉生)万方数据益阳市城区地下水现状分析及思考益阳市城区地下水现状分析及思考作者：张国庆，ZHANG Guo-qin作者单位：湖南省水文水资源局,益阳水文水资源勘测局,湖南,益阳,413000刊名：人民长江英文刊名：YANGTZE RIVER年，卷(期)：2009,40(9)本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1.余芬.程先富.赵明松 安徽土壤侵蚀敏感性评价研究期刊论文-人民长江2009,40(9)2.刘波.李静 水拦关水库浆砌石坝有限元分析期刊论文-人民长江2009,40(9)3.白润波.曹平周.M.S.Cao 水工钢闸门轮轨接触强度的安定算法分析期刊论文-人民长江2009,40(9)4.郭琳.付卫东.王利民.蔡固平 地表水水质污染时空分布研究期刊论文-教师2008(10)5.杨文寿.王生民 环境影响评价对德泽水库工程规模的调整作用期刊论文-人民长江2009,40(9)6.杨丁.方凤满.余健.陈文娟 芜湖发电厂周边土壤中Hg含量分布及污染评价期刊论文-人民长江2009,40(9)7.汪朝辉.程学军.陈蓓青 长阳面源污染现状评价及可持续发展对策研究期刊论文-人民长江2009,40(9)8.代文良.张娜.蒲菽洪.DAI Wen-liang.ZHANG Na.PU Shu-hong 三峡库区156 m蓄水水文泥沙变化分析期刊论文-人民长江2009,40(9)9.罗献林 狗头金”的再生特征及成因-以湖南益阳南郊7号狗头金”为例期刊论文-黄金地质2001,7(1)10.张驱文.Zhang Quwen 湖南四水地表水资源可利用量计算探讨期刊论文-湖南水利水电2009(4)本文链接：