浅析地下水环境对国民经济发展的制约

地下含水层按其水力学特征分为第四系上更新统孔隙潜水、第四系中下更新统孔隙承压水和第三系大安组裂隙孔隙承压水3种类型。第四系上更新统孔隙潜水含水层岩性以砂砾石为主，含水层厚度大，水位埋藏浅，富水性强。该层地下水的补给源为大气降水的渗入补给、江水的侧向补给、灌溉水的回渗补给及邻区地下水的侧向径流补给;其排泄主要是向下层承压含水层的越流排泄、农灌区的开采排泄、蒸发排泄以及向下游邻区的侧向径流排泄。潜水主要化学类型为重碳酸一钙钠、钠钙型水1)分布于城区的外围、局中，铸碱性水、铁、锰和有机质含量普遍升高。由于人为影响潜水普遍遭受污染，日前E1出现较大范围的重碳酸、氨化物一钙钠型水，主要分布在大民屯、劳动湖和浏园一带，因此潜水已不宜生活饮用。造成潜水污染的原因主要是:重、中污染区大部分在氧化塘和劳动湖一带，塘、湖水直接渗透污染潜水。2)工业渗坑、生活污水井遍布，工业废水和生活污水极易通过渗坑、渗井渗入地下。3)郊区菜田和农业区长期大量地施用农药、化肥，经灌溉水和大气水而渗入地下，造成地下水的污染。4)工业废渣、生活垃圾未经处理堆放，雨水将有害物质带入地下，简易厕所无防渗措施都是造成潜水污染的重要途径。第四系中下更新统孔隙承压含水层岩性以含砾中粗砂、含砾细砂为主，含水层厚度大，承压水水位埋深浅，承压水水头高度26.68～69m，富水性强。本层地下水的补给源主要是上层潜水的越流补给及侧向径流补给，其排泄主要是工业用水和城市生活用水开采地下水。承压水水化学类型主要是重碳酸一钙钠、钠钙水，属中偏弱碱性水，矿化度一般为0.22～0.49mg，除铁、锰含量略高外，水质可称为优质水，但在城区局部地带出现重碳酸、氧化物一钙钠型水，显示地下水的污染。承压含水层上覆亚黏土、淤泥质亚黏土，构成承压含水层区域隔水层但分布不稳定，岩性、厚度、埋深等变化较大，局部地带隔水层厚度＜1m或缺失，成为沟通承压水与潜水含水层之间水力联系的“天窗”。第三系大安组裂隙孔隙承压水含水岩组，勘探资料比较少，基本处于未开采状态，该含水层是齐市未来水源开采目的层。

地下水开采降落漏斗的产生和环境地质问题

齐市中心城区目前城市供水主要由市政供水和企业自备水源两大供水系统组成，其中市政水源7处，年开采量4015万m3，企业自备水源井187眼，年开采量3230.7万m3，呈污染趋势。工业及生活用水主要开采第四系中更新统孔隙承压水。由于长时间的大量集中开采，承压水天然状态已被破坏，形成较大的封闭状的开采降落漏斗，降落漏斗呈椭圆形，长轴北东至南西向，漏斗中心在龙沙水厂，中心最大水位降5.121m，降落漏斗范围约200km2。开采降落漏斗的形成引发了环境地质问题的出现。

1)开采降落漏斗的形成改变了地下水的天然流场，使原来单一的北部侧向补给变为四周环状补给，增加侧向补给带的长度，同时水力坡度的加大，也使侧向补给量得到增加，这就使处于龙沙水厂以南的大民氧化塘成为威胁水厂水质的一大隐患。

2)随着承压水层水位与局部潜水位差P的増大，使局部潜水向下部承压含水层的越流量得到增加，导致承压含水层的水质发生变化，局部地出现水污染现象，如第一机床厂和省农机厂等地承压水水化类型为HCO3一CL型，属污染类型，总硬度、矿化度、硫酸盐、氰化物等含量也高于其它地区。龙沙水厂至肉联厂一带，地下水中硝酸盐、氧氪、亚硝酸盐等指标都不同程度地超过饮用水标准，呈现超量、集中式开采地下水产生的水位降落漏斗是人为开采条件下地下水资源状态的必然体现，是很正常的现象，据1987年至今的地下水动态长期监测结果显示，开采降落漏斗在枯水期扩大，丰水期缩小，这是由于齐市含水层厚度大，地下水储存功能、调节功能比较好，枯水期消耗的水量在丰水期能够得以充分补偿，地下水基本处于均衡开采状态，因此开采降落漏斗基本处于稳定状态，可通过调整开采井布局和开采强度得到控制和恢复。但是也应看到开采降落漏斗的环境地质问题———地下水水质的变化(潜水基本遭受污染，不宜生活饮用，承压水局部遭受污染)，如果对此不加以重视和的话，那么我们引以自豪的优质承压水将会在未来的某一天其供水功效会越来越差，国民经济的可持续发展也将失去可持续利用水源的有力支撑。

应对措施探讨

1完善与优化地下水动态监测网络，对地下水资源的量和质分析和预警，为水资源的可持续利用提供依据

从1987年开始在齐齐哈尔市中心城区、富拉尔基区布设地下水动态长期监测点，目的就是通过对地下水水位、水质的监测，掌握其随时间变化的特征。但现在看来对这些监测资料充分开发、科学利用不够，还没有开展对地下水发展变化趋势预报和预警方面的工作。地下水预警系统的研究是目前国内外比较热门的一个项目，是指在天然条件或人类活动作用下，对地下水资源的状况和变化趋势进行分析，并对其进行定量评价，在达到某一质量限度时，适时给出相应级别的警戒信息。地下水预警研究包括地下水现状的调查、分析和研究，地下水变化趋势的预测及方法，预警方法及预警模型，预警指标体系和等级值的确定，预警决策支持系统等。具体说地下水预警就是对地下水水位、水质的动态变化过程给予定量的描述，分析其所处状态，预测其变化趋势及其变化度。地下水的预警与一般的地下水水量、水质评价方法相比，具有如下特点:1)以地下水的状态变化为识别指标，考虑地下水是否从一状态向另一种状态变化或转移。2)预警的取值要反映一种变化趋势，重点不在于地下水资源状况属于哪一级，而在于与现状比较，其状况是向好的方向发展是向坏的方向发展。3)预警评价侧重对不同时间、时段的动态变化的分析，得出的结论不是一个，而是随不同时间而变的系列，加强了动态的描述。地下水预警系统的总体结构见图1。对于水资源管理者而言，通过地下水预警系统可以及时掌握动态性的地下水监测资料，为合理利用和管理地下水资提供依据［1］。

2地下水资源评价与地下水资源管理有机结合，是人类对地下水资源进行有效开发利用的前提和基础

地下水资源评价是指“对本系统地下水资源的数量、质量、时空分布特征和开发利用条件做出科学的、全面的分析和估计”。地下水资源管理是指:“在一定约束条件下，通过对某些决策变量的操纵，使系统既定的目标达到最优”。从定义上可以看出，地下资源评价与管理是紧密联系的两个环节，但在实际工作中地下源评价与管理两者往往相互脱节，从而引起一系列的环境地问题。齐市20a来来先后开展了“齐齐哈尔市北市区供水水文地质“初勘”、“齐齐哈尔市中心城区地下水资源评价和合理开发利用”、“齐齐哈尔市地下水资源开发利用规划报告”等项目，对地下水的量和质都有了明确的概念，但却一直未能建立科学的地下水资源管理模型，从而使我们管理工作未能从宏观角度出发，科学调配和合理开发利用水资源，产生了由开采降落漏斗引起的环境地质问题。这就是人们普遍认为对一个地区进行地下水资源评价是对其地下水资源开发前所必须进行的一项工作，相对而言，对地下水资源管理却往往缺乏足够的重视，等到产生了危及人类生活生存的环境地质问题之后，才能引起人们的重视，采取相应的补救措施和管理模式。上海由于超量开采地下水，形成了以市区地下水开采区为中心、最大沉降量达2.63m的蝶形沉降洼地。地面沉降造成沿江地区潮水上岸、地面积水、桥墩下沉、城市部分建筑物倾斜、开裂等环境问题，因此，我们应以科学技术为先导，运用系统分析的方法建立地下水资源管理模型，让用水者获得最大的经济、技术和社会效益，同时使开采地下水造成的对环境的影响降低至最小。

3在地下水资源开发利用上优化配置水资源、合理开采、利用水资源，使水资源充分发挥其功效

优化配置水资源就是调整用水结构，分层、分质开发，分质、分类供水［2］采取相邻井中浅层(50～100m)和深层(100～150m)分段取水的办法，这样可以缓解开采降落漏斗的发展趋势。此外，对于遭受不同程度污染的潜水，应在各项管理政策上鼓励用水者开发利用潜水，将潜水用于建筑施工、国林绿化、除尘、降温、消防等对水质要求不高的行业，科学地将部分开采量分配到潜水，加大潜水开采强度，这样不仅可增加嫩江向潜水侧向补给量，使已污染的潜水得到快速更替，降低污染浓度，改善水质，而且，潜水开采量的增加造成水位下降，降低潜水与承压水之间的水压差，减少了潜水向承压水的越流补给量，从根本上保护承压水，将优质的承压水用于满足居民生活饮用和对水质要求较高的工业用水，地表水应用于用水量大且水质要求不太高的工业用水，农业用水应因地制宜，地下潜水和地表水兼用。

4局部地段限制第四系承压水开采，开辟新水源

齐市中心城区中更新统承压水开采过于集中，鉴于目前已形成水位降落漏斗的情况，应限制增加开采量。为满足用水要求及应对用水紧急情况，在市区西北部的浏园和东北部的工人屯一带开辟新的水源地，保证生活用水和工业用水需求。

5加强水资源的综合管理，节约用水

水资源管理要坚持统一规划、统筹安排，加大供水管线，调整井点分布不均、过度集中开采的状况，不得随意增打新井，凡地下水资源必须按规划要求合理确定井距和成井深度，在用水方面建立循环用水系统，提高地下水重复利用率。农业逐步采取节水型灌溉技术，以喷灌、滴灌代替渠灌、漫灌。生活、生活用水方面减少供水系统的跑、冒、滴、漏，对各业用水实施用水定额制度、取水许可证制度等，便水资源管理逐步纳入依法治水、管水的轨道，使有限的水资源发挥更大的经济效益。

6保护水资源，防治水污染

1)划分饮用水源保护区，按照水资源保护法的要求严格禁止兴建有污染水源的建设项目。2)加强“三度”的治理，严格执行排放标准。3)加速排水管网和污水处理设施的建设。

7加强水文地质工作

凡是新建水源地要做好先期勘探试验和供需评价工作。富拉尔基区目前开采量较大，但没有做过专门的供水勘察工作，为合理开发利用地下水资源，应及时开展供水勘察工作;第四系下更新统含水层和第三系大安组依安组含水层勘探资料较少，今后应进一步开展工作，为地下水资源远景规划提供依据。

结语

水资源的可持续利用，是经济和社会可持续发展极为重要的保证，地下水资源是水资源的重要组成部分，是支撑国民经济发展、保障国家安全的基础性资源和战略性经济资源，地下水资源的重要性是毋庸置疑的。然而，人类似乎有一种通病，就是为长远着想者寡，急功近利者众，居安而不思危。当时间的脚步不断地向前迈进时，人们渐渐意识到人类忽视了人与大自然之间的关系，结果是一系列环境地质问题的出现，紧接若是寻求控制和治理环境地质问题的办法，这又是一条艰难而耗资巨大的漫长之路。我市现行的水资源管理政策或多或少还存在着问题，亟待解决。

1)未能实现分层、分质供水，合理调配水资源。受我市《城市供水管理办法》第八条“在城市供水管网范围内，不得凿井取水”的制约，大量优质承压水被用于建筑施工等对水质要求不高的行业，造成极大的资源浪费和资金浪费。

2)在水资源管理上还存在空白区。市自来水公司在我市地下水开采量中占地下水的总开采量＞50%，本应列入水资源管理部门的重点对象，但由于种种原因，对自来水公司失于管理，使其各水厂的开采井布局及开采强度未能从宏观角度予以考虑，出现龙沙水厂采水井布局不合理，过量集中开采所产生的水位降落漏斗和由此引发的环境地质问题。如果对这个问题再不加以重视的话，难保其它水厂不会出现类似情况。

3)20a来在城市水资源管理方面做了很多工作，但水资源管理的科技含量很少，这不仅使水资源管理工作容易步入误区，而且也极大地阻碍了水资源管理的发展进程。

4)城市水资源管理要尽快实现科学管理，除决策者需要不断更新观念、不断调整工作思路外，关键还在于能否有技术过硬的队伍。但多年来我们囿于自家的天地，没有走出去，致使科技人员不能适应新形势对科学的新要求。水资源开发利用和水资源管理工作存在的问题是客观的，主观上要看我们能否正视它，并采取相应的措施积极地解决，这对于我市国民经济建设的可持续发展、把我市建设成园林化生态城市极为重要。（本文作者：高淑红 单位：齐齐哈尔市水资源管理处）