山东鲁北平原地下水资源与可持续利用

'2005年第2期水文地质工程地质#1#山东鲁北平原地下水资源与可持续利用12马震,段永侯(11天津地质矿产研究所,天津300170;21中国地质环境监测院,北京100081)摘要:鲁北平原目前区内供水水源以黄河客水和地下水为主。最新均衡计算结果为:浅层地下水开采资源量37103@83838310mPa,深层地下水开采资源量2162@10mPa。据山东省水资源可持续利用总体规划报告,现状年需水量约74@10mP8383a,2010年需水量为93@10mPa,2030年需水量为109@10mPa,现状年供需基本平衡,远景供水不足。浅层地下水易采易补,更新能力强,应以合理调控水位为中心,优先开采浅层地下水,充分发挥浅层地下水资源的供水功能,尤其是东阿)齐河)商河)利津沿黄地区更应加强开发浅层水的力度。浅层水为可持续利用的地下水资源量。深层地下水更新能力弱,应严格限制其开发利用。在德州、滨州漏斗中心区,建议实施部分封井,调减开采量。实行地表水与地下水联合调度,优化水资源开发结构,适当增加地表水引用量,实施含水层的恢复工程,遏制地面沉降等环境问题的继续发展,走全面、协调、可持续发展的路子。关键词:水资源;供需分析;可持续发展;鲁北平原中图分类号:P64118文献标识码:A文章编号:1000-3665(2005)02-0001-010鲁北平原是指黄河以北的山东辖区,属华北平原河下游(山东区段)区域工程地质勘查0和/黄河三角洲[5,6]的一部分,包括聊城、德州、济南、滨州和东营辖区内水工环地质综合勘查0等成果。1999~2002年完成228个县(市、区),面积30760km,总人口1493万。本了/华北平原(山东部分)地下水资源调查评价0,对现区是山东省主要粮棉基地和经济作物区,同时也是北状条件下地下水流场、水化学特征的时空变化规律、地3方缺水地区。区内人均水资源占有量仅460mPa,约为下水资源量及开采潜力进行了全面的评价。全国人均水资源量的1P5。缺水是制约本区经济可持本区地下水开发利用历史悠久,20世纪70年代续发展的重要因素。以前,主要利用砖井开采浅层地下水,开采量很小。以后开始施工机井,大规模开采地下水,机井数已由701水文地质研究程度与地下水开发现状年代的9129万眼发展到90年代的28176万眼。本区水文地质调查工作始于20世纪60年代。70目前区内供水水源以黄河客水和地下水为主,83年代主要完成了1B20万区域水文地质普查、全区农田2000年水资源开发利用总量70185@10m,其中引黄83供水水文地质勘察,系统调查了含水层(组)的空间分量38178@10m,占5417%;当地地表水资源量4151@8383布、水质特征,评价了地下水资源量。80年代主要开10m,占614%;地下水开采量27156@10m,占展了/黄淮海平原地下水资源评价研究0,通过大量实3819%。测资料,首次建立了该区水文地质参数系列;利用/三区内浅层地下水开采在区域分布上极不均匀,可水0转化规律,确定了/最佳水位埋深0和/合理水位埋分为弱开采区、中等开采区、强开采区和过量开采区。深0,并系统地评价了浅层地下水资源,提出了以调控¹弱开采区:济阳曲堤镇)东阿以南的沿黄地区,开采浅层地下水/合理水位0为中心的水资源开发利用方4432模数3@10~5@10mPa#km;无棣车镇)阳信劳店[1~4]案。90年代主要在沿黄和黄河三角洲等重点地区)滨州杜店镇以东的滨海地区,浅层地下水多为咸水,432开展了水工环专题调查研究工作,提交了/山东省沿黄基本未开发利用,开采模数<3@10mPa#km。º中地带浅层地下水资源评价及合理开发利用研究0、/黄等开采区:分布在济阳曲堤镇)东阿与宁津孟集)陵4县邓集)德州市之间的地区,开采模数5@10~10@43210mPa#km。»强开采区:分布在宁津孟集)陵县邓收稿日期:2004-08-13;修订日期:2004-12-024作者简介:马震(1966-),男,高级工程师,从事水文地质、工程集)德州市以北的地区,开采模数10@10~20@432地质和环境地质工作。10mPa#km。¼过量开采区:分布在夏津)莘县徐庄432E-mail:dd51843@163.com以西的地区,开采模数20@10mPa#km左右。 #2#水文地质工程地质2005年第2期深层地下水开采主要集中在聊城、德州、滨州等城以来,黄河既是鲁北平原的塑造者,也是区域地下水流镇地区。系统的主要水动力来源。全新世以来黄河水流的摆动2000年地下水开采状况详见表1。及决口扇的形成,塑造了现代地貌格局,对浅层地下水43表12000年地下水开发利用统计表(10mPa)的形成与分布,起着重要的控制作用(图1)。平原上Table1Statisticaltableoftheamountofgroundwater河道高地、坡地、洼地相间排列,河道高地呈北东向条developmentandutilizationin2000带状,从卫星影像可判识三条,北部一条位于漳卫新河市地下水开采量浅层深层与马颊河之间,分布于临清)恩城)宁津)乐陵一线;浅层深层工业农业生活工业农业生活中部一条大致在堂邑)高唐)惠民)阳新一线;南部聊城10934046038543884691232838160787[8]德州1040549714225926908412378781201902一条为现黄河道,由河滩高地及决口扇构成。河道济南177479054091532220166910214高地沉积颗粒较粗,是接受大气降水及引渗回灌的有滨州2425438341106293093883196301871利地段。坡地主要分布在卫运河、黄河及古河道高地东营986142548438142全区2563811919842606182732310431442404774两侧。洼地主要分布于卫运河与陈家公堤高地之间以及马颊河、徒骇河两岸,较大的有四女寺洼、白马湖、铁营洼等,多呈封闭型,是局部地下水流系统排泄汇水中2地下水形成的地质背景条件心。鲁北平原在地质构造上属华北台拗的三级构造单元临清拗陷、济阳拗陷和埕宁隆起,南部以齐河)广饶断裂与鲁西台隆为界。区内第四系岩相古地理受基底[7]构造的控制,自第四纪中更新世早期以来也受黄河冲淤作用的控制。由于海陆变迁,黄河三角洲地区自中更新以来发育多层海相层。区内第四系厚度350~450m,呈多韵律的旋回沉积,岩性上部为亚粘土、粘土夹粉砂,下部为亚粘土、粉砂、细砂互层,其底部有砂砾石层。在无棣隆起的大山附近有玄武岩分布,其中砂层、砂砾石层是本区的主要含水层。第四系全新统沉积类型以冲积为主,局部有冲洪积、湖沼积、海积等,厚度14~33m;上更新统以冲积、湖积为主,厚度20~图1鲁北平原地貌图90m;中更新统主要为冲积、湖积、海积及玄武岩,厚度Fig.1LandformmapoftheLubeiplain60~100m,粘性土中夹砂层1~6层,厚1~12m,是本1)古河道沙岗;2)河间洼地;3)黄河决口扇;4)黄河近代三角洲区主要承压含水层;下更新统主要为冲积湖积、海积及鲁北平原由于地处黄河下梢,在黄河影响带内,沉玄武岩,厚60~160m;新第三系明化镇组以湖积冲积积颗粒普遍较细,因而其含水及导水能力不及河南冲为主,砂层含深部承压水。洪积扇优越,但在成因上,与河南冲洪积扇为相互联系鲁北平原自新第三纪以来的新构造运动主要是继的统一体。承中生代以来的构造格局缓慢下沉,一般拗陷区的沉积厚度大于隆起区的沉积厚度,济阳拗陷第四系厚度3含水层组划分与地下水流系统划分300~450m,埕宁隆起第四系厚度200~280m,鲁西隆以地质分层为基础,以含水层的成因类型、岩性、起沉积厚度150~200m。水力性质和以合理开发利用为目的,将新第三系和第在早更新世,鲁西隆起和埕宁隆起处于准平原化,四系含水层组划分如表2。缺失下更新统;进入中更新世全区整体下沉,黄河冲淤浅层含水层组(Ñ含水层组)作为开放型的地下水作用影响本区,河湖发育,平原普遍接受沉积;晚更新系统,水循环交替运动强烈,易采易补,属可持续开采世至全新世黄河继续影响本区并成为塑造平原的主要资源;中层含水层组(Ò含水层组)多为咸水,基本未开地质营力。1855年后黄河从利津入海,由其携带泥沙发利用。深层含水层组(Ó、Ô含水层组)作为半封闭的快速堆积,形成现代黄河三角洲。自中更新世早期 2005年第2期水文地质工程地质#3#型的含水层组,补给条件差,属消耗性资源。分布在无棣车镇)阳信)沾化流钟口)滨城镇)2鲁北平原现有水系是黄河古水系演化的结果,根利津前刘)集贤以西的中西部地区,面积24680km。据第四纪地质发展史及岩相古地理分析,自第四纪中含水层主要由黄河冲积物组成,其分布、岩性和厚度受更新世以来,黄河的水动力作用构筑了地下水流系统古河道带的控制。根据含水层结构特征,本区分为4形成的基本框架。地下水流系统的划分是为了准确地个呈SW-NE向条带状展布的亚区。刻划地下水形成演化过程,进行地下水资源评价,并建(1)东阿)滨州沿黄系统亚区(Ñ1-1)[9]立相应的水文地质模型。从区域宏观分析,鲁北平含水层主要为细砂、粉砂,累计厚度5~20m。自3原可划分为局部地下水流系统(Q4以来黄河影响带)西向东逐渐变薄,单井涌水量300~800mPd。主要接和区域地下水流系统(Q3至明化镇组的承压水系统)。受大气降水和黄河侧渗补给,排泄以蒸发为主,流向基表2含水层组划分表本垂直黄河,自南向北流动。水化学类型主要为重碳Table2TheaquiferunitsintheLubeiplain酸盐型,矿化度多小于1gPL。含水底界含水砂层开发研究程度层组深度(m)程度(2)聊城)临邑古河道带系统亚区(Ñ1-2)Q3-4粉砂、粉细砂、细较高,主要为分布受古河道的控制,含水层主要为细砂、粉砂,砂,2~3层,厚5~农田灌溉3Ñ50~6025m,涌水量为10~、生活用水高累计厚度5~30m,单井涌水量500~1000mPd。主要80m3Ph#m接受大气降水补给,排泄以人工开采和蒸发为主,流向基本自西南向东北。水化学类型主要为重碳酸盐型和重碳Ò190~220Q2粉细砂、细砂差未开发酸氯化物型,矿化度1~2gPL。Q1粉细砂、细砂3~与Ô含水与Ô组作Ó260~3004层厚20~30m,涌层组混合为统一含(3)高唐)阳信古河间带系统亚区(Ñ1-3)水量为30m3Ph#m开采为主水层研究含水层主要为粉砂,累计厚度5~10m,部分地区3N2明化镇组上段细集中在城小于5m,单井涌水量250~450mPd。主要接受大气降Ô500砂、中砂,4~5层,厚镇,局部城较高40~60m,涌水量为市很高水补给,排泄以人工开采和蒸发为主,流向自西南向东60m3Ph#m北。水化学类型主要为重碳酸氯化物型,矿化度多为311浅层地下水局部水流系统1~2gPL。鲁北平原浅层地下水局部水流系统是指在60m(4)冠县)宁津古河道带亚区(Ñ1-4)以浅的潜水和微承压水。根据浅层地下水系统的介质分布受古河道的控制,含水层主要为粉砂、细砂,场、水动力场、水化学场特征,将其划分为黄河古河道3累计厚度5~30m,单井涌水量500~700mPd。水化学带孔隙水系统和冲积海积孔隙水系统(图2)。类型主要为重碳酸盐型和重碳酸氯化物型,矿化度多为1~2gPL。31112冲积海积孔隙水系统(Ñ2)分布在无棣车镇)阳信)沾化流钟口)滨城镇)利津前刘)集贤以东的滨海冲海积平原,面积26080km。含水层由冲积相和海相沉积物组成,岩性以粉砂为主。根据矿化度将本区分为2个亚区。(1)沾化微咸水和半咸水亚区(Ñ2-1)分布在无棣车镇)阳信)沾化流钟口)滨城镇)利津前刘)集贤与无棣大山)沾化冯家镇)沾化下河2)利津罗镇之间的地区,面积2552km。水化学类型主要为氯化物型,矿化度2~5gPL。图2鲁北平原地下水系统划分(2)埕口)河口咸水亚区(Ñ2-2)Fig.2Demarcationmapofgroundwater分布在无棣大山)沾化冯家镇)沾化下河)利津systemsintheLubeiplain2罗镇以东的滨海地区,面积3528km。水化学类型主31111黄河古河道带孔隙水系统(Ñ1)要为氯化物型,矿化度大于5gPL。 #4#水文地质工程地质2005年第2期312深层区域地下水流系统是指埋藏在60m以下的冲积、冲湖积深层承压水。含水层以明化镇组细砂、中砂为主,为具有多层水文地质结构的承压水系统。20世纪70年代以前,在天然状态下,承压水头大都高出地表形成自流;自80年代以后,由于大规模超量开采,造成承压水头呈区域性下降,在城市集中开采区形成了多个地下水位下降漏斗。深层承压水的水质普遍较好,矿化度1~2gPL。其补给来自黄河上游的径流补给和南部山区的侧向补给,以垂直越流形式与上覆含水层进行水量交换和以人工开采为主要排泄方式;在承压水位下降地区诱发了地面沉降、地面塌陷、地裂缝等环境地质问题。图3鲁北平原浅层地下水流场4地下水流场与环境同位素特征Fig.3ThecontourmapoftheshallowgroundwaterlevelintheLubeiplain411浅层地下水(局部水流系统)1)1976年浅层地下水等水位线(m);20世纪70年代浅层地下水开采量较小,地下水2)1985年浅层地下水等水位线(m);流场基本处于天然状态。根据70年代末的水位观测3)1995年浅层地下水等水位线(m);4)地下水流向资料,水位埋深多在2~3m,地下水自西南向东北流流,造成黄河侧渗量明显下降。据/鲁西北平原浅层地动,水力坡度0115j左右。等水位线基本平行,分布下水资源评价的研究0报告,1985年黄河单侧单宽补密度均匀,全区均没有形成开采漏斗。33排量为0157~2188mPd#m,目前为0146~1126(mPd#80年代随着开采量增大,地下水流场发生了一定m),减少了近50%。另外,区内的引黄干渠陆续进行变化,部分地区浅层地下水超采,开始出现地下水降落[10~13]了防渗衬砌处理,渠道侧渗补给量明显减少。据根据漏斗。根据1985年6月水位观测资料,东阿)夏水利部门资料,80年代引黄干渠的平均渠系利用系数津以东地区地下水流场基本未发生变化,东阿)夏津为0177,目前已达到0188,渗漏量明显减少。以西的临清、聊城、冠县、莘县等县区,地下水位埋深已412深层地下水(区域水流系统)下降到5~10m,最大水位埋深已超过10m(冠县南20世纪70年代,深层地下水开采主要集中在德部)。在冠县)莘县)带形成小范围的地下水降落漏州和滨州市,根据1980年10月的水位观测资料,仅在斗,漏斗区地下水的流向由天然状态下的自西南向东德州市和滨州市形成小面积的降落漏斗,其它地区流北流动,改变为由漏斗边缘向漏斗中心流动。面平直、流线分布均匀,基本反映了天然流场特征。随90年代以后,随着开采量大幅增加,地下水流场着开采量大幅增加,地下水流场发生了根本变化。目发生较大的变化。除滨海区外,水位均不同程度下降,前,深层地下水已由天然的自西向东或自西南向东北聊城一高唐)德州以西地区水位下降幅度最大,形成的统一流场,变为以主要城镇为中心、离散的并各自独了冠县一莘县等区域地下水降落漏斗区,漏斗区地下立的人工局部流场,水力坡度明显增大(图4)。天然水流向全部改为由漏斗边缘向中心流动,水力坡度加条件下,深层地下水主要是径流排泄和向上部含水层大(图3)。顶托越流排泄。目前人工开采基本成为深层地下水的流场的形态敏锐地反映了地下水的流动特征和补唯一排泄方式。深层地下水系统与当地的大气降水和排条件的变化。降水入渗系数随着地下水位埋深的增地表水无水力联系,水质较稳定。但是,由于区内多年大而减小,高唐)莘县以西地区和宁津一带降水入渗超采,使深层地下水头大幅下降,造成深层淡水顶界面条件变化较大。1985年该区地下水埋深多在5~10m,下移现象,下移幅度20~60m。降水入渗系数0125~0130。至2002年,地下水埋深已413环境同位素特征达到10~20m,降水入渗系数降至0118~0122,降水入14(1)C的分布特征渗量减少了近25%。14据C分析资料计算,浅层地下水的年龄均小于480年代以来,黄河来水量明显减少并经常发生断 2005年第2期水文地质工程地质#5#图5滨州)惠民氚同位素分析剖面Fig.5ProfileofthedistributionoftritiumformBinzhoutoHuimin图4鲁北平原深层地下水流场18Fig.4Thecontourmapofthedeepgroundwater7713j~-7117j,DO为-1019j~914j),显示了levelintheLubeiplain古水的特征。B组样品为南部齐河)禹城和东部沾化1)地下水水位埋深等值线(m);2)地下水水位标高18)惠民)商河一带的浅层和深层地下水,其DD和D等值线(m);3)地下水流向O界于A组和C组之间(DD为-7317j~-6711,千年,补给循环条件较好,以现代水为主。深层地下水D18O为-916j~-817j),应为不同时期的混合水。的年龄1102~2110万年,补给循环条件差,多为古代[14]水。自西向东深层水的年龄逐渐减小,西部临清、夏津一带深层水年龄118~210万年,东部商河、惠民和滨州一带深层水年龄110~117万年;自南向北深层水年龄逐渐增加,南部齐河县深层水年龄113万年,北部德州市深层水年龄211万年。南部和东部深层水年龄相对较小,表明可能接受了新水的补给,成为混合水。这一问题有待今后继续研究。(2)地下水中氚(T)的分布特征地下水中氚的总体趋势是东部高、西部低,浅部高、深部低(图5)。浅层地下水的氚值平均为919TU,大部分地区浅层地下水的氚值大于10TU,仅在中东部图6地下水氢氧稳定同位素关系的临邑后仓)商河孙集镇)惠民李庄镇一带,浅层地Fig.6Relationshipbetweenhydrogenousand下水的氚值219~612TU。深层地下水的氚值小于oxygenicisotopesingroundwater10TU,其中德州)齐河的同位素剖面,深层地下水的氚值均小于212TU,为古水;临清)利津剖面,东部地5地下水资源与需求分析区氚值较高,其中滨州针织厂氚值为8TU,显示东部深511浅层地下水资源及分布层地下水可能接受了现代水补给。18(1)天然资源及分布(3)DD和DO的分布特征据均衡计算,全区浅层地下水天然资源量为由图6可知,样品数据基本沿着全球大气降水线83[15,16]1846127@10mPa(表3、表4)。DD=8DO+10分布,说明地下水主要由大气降水补(2)开采资源及分布给。样品沿降水线呈现出3组:A组样品样均为浅层18根据浅层地下水埋深、补给及蒸发特征,为使地下地下水,DD和DO较重(DD为-6516j~-5316j,D18O为-818j~-713j),表现出蒸发效应。C样品水开采资源量最大化、环境和经济效益最优化,确定汛均为深层地下水,DD和D18O相对较轻(DD为-前516~610m、汛后310~315m为/合理水位埋深0。 #6#水文地质工程地质2005年第2期在水位埋深小于5m的地区,以/合理水位埋深0为开将多年水位变动带以下的体积容水量作为浅层地采水位的约束条件,在水位埋深大于5m的地区,以多下水储存资源。经计算,全区浅层地下水储存资源量83年平均水位埋深为开采水位约束条件,计算优化地下281149@10m(矿化度小于3gPL)。水开采资源。同时计算多年平均水位埋深条件下的地表6市县浅层地下水开采资源量下水开采资源。Table6Amountofallowableextractionoftheshallowgroundwaterincitiesandtowns表3浅层地下水天然补给资源量计算成果计算面积天然资源量(@104m3Pa)Table3Calculatedamountofnaturalsupplyresource行政区(km2)<1gPL1~2gPL2~3gPL3~5gPL合计oftheshallowgroup聊城86755255150505105231475115055面积天然补给资源量(@104m3Pa)合计德州104852728490402209524593143232小区2<1gPL1~2gPL2~3gPL3~5gPL@104m3Pa@104m3Pa#km2(km)滨州490914670238582564464173Ñ1-13122431872612430637237423118东营Ñ930322034135712123451-27922429657237513345733813602217117(利津河口)Ñ1-36392963457347307941042010819516193济南Ñ22334342292861889355161-472447655777831588990210222914111(商河济阳)Ñ2-1255212433314754390817121合计27232841771880836063537425370320合计27232103441233628755245013546272816199(3)丰、枯年份地下水资源量变化分析表4市县浅层地下水天然补给资源量区内降水量年际间变化较大,丰、枯年间的浅层地Table4Amountofnaturalsupplyresourceoftheshallow下水资源明显不同。枯水年(降水保证率25%)浅层groundwaterincitiesandtowns83计算面积天然资源量(@104m3Pa)地下水天然资源量37130@10mPa,开采资源量29109行政区83(km2)<1gPL1~2gPL2~3gPL3~5gPL合计@10mPa;丰水年(降水保证率75%)地下水天然资源聊城867563823584781174714201354678383量53121@10mPa,开采资源量43158@10mPa;多年德州1048534512116308258865870182575平均天然资源量46127m3Pa,开采资源量37103@滨州49091894831064350518506383东营(利津河口)9303851452177941616610mPa。济南(商河济阳)22335105360442306043456(4)与第一轮水资源评价成果的对比分析合计2723210344123362875524501354627281984~1987年,本区开展了第一轮水资源评价,利83用水均衡法计算了地下水天然资源和开采资源。近根据计算,优化开采资源量37103@10mPa,多年8320年来,由于气候变化、黄河来水量减少,渠道防渗处平均水位条件下的开采资源量22124@10mPa。优化理后渗漏量减少和部分地段地下水位大幅下降等因素条件下的开采资源是优化开采资源,将优化条件下的影响,地下水资源量发生了较大变化。浅层开采资源开采资源作为浅层地下水开采资源(表5、表6)。量呈减少趋势,开采资源量平均减少了3185%。表5浅层地下水开采资源量计算成果Table5Calculatedamountofallowableextractionof512深层地下水资源及分布83[9,17]theshallowgroundwater全区深层地下水开采资源量为2162@10mPa水位开采资源量(@104m3Pa)合计(表7、表8)。其中,弱透水层压缩释水量1121@小区埋深<1gPL1~2gPL2~3gPL3~5gPL@104m3Pa@104m3Pa#km2838310mPa,占46%;含水层组弹性释水量1126@10mPa,Ñ1-1平均1150561059517706516783合理345842246322785932519100占48%;越流补给量0115@10mPa,占6%。Ñ平均257493851240842348706928192据1991~2000年资料统计,全区平均引黄量1-2合理337265791410020562310728313154838342109@10mPa,2000年引黄量38179@10mPa。2000Ñ1-3平均80502848312713488254128814783年利用当地地表径流量4151@10mPa。1991~2000合理821244458249128205857881314283Ñ1-4平均767856820108404047574210146地下水平均开采量为23146@10mPa,2000年地下水合理765563248141197788580111184开采量为27156@108m3Pa。综上,现状条件下,可供水Ñ2-1平均119528904086116083量为70185@10m,其中引黄量占可供水量的55%,地合理9305228193212412159合计平均5298212992028926105252223538117下水占可供水量的39%,可利用的地表径流量占可供合理84177188083606353742537032013160水量的6%。地下水资源在支持当地经济社会发展的注:各小区计算面积同表3。支持力度达到近40%。 2005年第2期水文地质工程地质#7#区内现状需水量、2010年与2030年地下水与地表水需求量和供水水量分析结果如表9。表7深层地下水可开采资源量计算成果Table7Calculatedamountofallowableextractionofthedeepgroundwater计算矿化度面积计算分项(@104m3Pa)开采资源量亚区小区(gPL)km2弹性释水压缩释水越流侧补@104m3Pa@104m3Pa#km2<11894953903-118550198Ñ1深-2-11~2407520502038-340841100Ñ深1-2-2<139193182432411247687072122<1675257284-45360179Ñ深1-2-31~2529020102082-2840640177冲洪积相Ñ深1-2-41~29023379003401415911176地下水小区1~2352213381529-1028570181(Ñ深1-2)Ñ深1-2-52~3848322-23200138<16488439255111124711109811711~21378957356549340-27125970191小计2~3848322-23200138小计211251044912060146442240151114河湖相地<128571086-2011080139下水小区Ñ深1-1-11~227681052-1810720139(Ñ深1-1)小计56252138-3821800139<19345547855111124511220611311~21655767876549340-45136690183总计2~3848322-23200138小计26750125871206014644261950198表8市县深层地下水开采资源计算成果将评价区分为扩大开采区、适度扩大开采区、维持现状Table8Calculatedamountofallowableextractionofthedeep开采区、控制开采区、严格控制开采区、半咸水改造利groundwaterincitiesandtowns用区、尚难开发利用区(咸水区)。划分标准和评价结开采资源开采资源[18]市(地)县(区)市(地)县(区)果如图(表10,图7)。(@104m3Pa)(@104m3Pa)临清998齐河5707几点认识高唐842平原1730茌平765德州武城1675[19](1)调整开采布局,优先开发浅层地下水东昌1056夏津1601聊冠县1068小计13058全区浅层地下水平均开发利用程度7711%,其中城莘县1413无棣620东阿高集)齐河县表白寺镇)商河县展家)利津县明东阿185阳信767家集以南的沿黄地带,开发利用程度仅2712%;东阿阳谷677惠民1514滨州县高集)齐河县表白寺镇)商河县展家)利津县明家小计7004沾化247德城1472滨城1463集以北的大部分地区,开发利用程度6317%~9713%,陵县2255小计4611夏津县后屯镇)聊城市垢固镇)莘县十八里铺以西和德宁津1187东营利津234州乐陵914商河890宁津县北部地区,浅层地下水开发利用程度大于庆云392济南济阳398120%。由于开采利用程度不同,使南部沿黄地区浅层临邑732小计1288地下水位埋深多在2~3m,蒸发作用强烈,造成地下水禹城530全区26195资源蒸发浪费;而西部夏津)莘县一带多年超采,水位埋深7~20m,并持续下降,形成地下水降落漏斗,应适由表9可知,现状条件下,供需基本平衡;2010年当调减开采量。浅层地下水开发应以合理调控水位为供水不足;2030年供水明显不足。中心,根据开发资源潜力,调整开采布局,优先开采浅6地下水开采潜力与利用前景层地下水,充分发挥浅层地下水资源的供水功能。根据地下水开采资源潜力系数和开发利用程度,(2)适度开采深层地下水 #8#水文地质工程地质2005年第2期83表9水资源需求量和供需平衡分析(@10mPa)Table9Totalamountofwaterresourcedemandandthebalanceofdemandandsupplyofwaterresource农业需水工业需水生活需水总需水量总供水量保证程度水平年市地生态环境需水50%75%城镇乡镇城镇农村50%75%50%75%50%75%聊城19172191731189015601562120155251482514921152211248483德州20122012111801960161111501512512325124251432419710199现滨州11171117201930151014201680144141681417151471417105100状年东营211921201201040110110119218221832181218110099济南41744178014101090106012701295186519516251549694合计58155581645123211611754141198741077411670185691269693聊城20181201824101111311372196016330191301922319823177877德州2214422145315311931146115801593115331154311173017199972010滨州131861318911881105018601960159191219123191811910410399年东营21521510135010601170113012231433144313831389998济南61261250177011701110134013371927197714471369492合计651816519210154413431975197213692199931185178841199290聊城2112821129613211921493124112361433614425183251557170德州231332313451253126215811711123713337134311673112185842030滨州141521415421681171115411030191221392214121171201949793年东营21562157015401101280114014141034104313831388484济南61516156111101260117013201689105911714471368281合计681268131519712371066144414109121091390103881448281表10浅层地下水资源开采潜力开发利用前景分析表Table10Analysisoftheamountofshallowwaterresourcepotentialinthefuture开采利用开采潜面积开采资源潜力规划分区力系数(km2)(@104m3Pa#km2)(@104m3Pa)集中开37111214945346扩114采亚区15691481479大807101458435开分散开840111389560采114采亚区60071814684区328541615169适度扩大开采区112~1145022410020088维持现状开采区018~1125395控制开采区016~01810541239严格控制开采区[0162879半咸水改造利用区2379尚难开发利用区3393图7鲁北平原浅层地下水资源潜力分区深层地下水属消耗型水源,形成年龄1~2万年,Fig.7Distributionofshallowgroundwater补给恢复能力很差,但其储存量巨大,在目前没有替代potentialintheLubeiplain水源的条件下,可作为城镇供水补充水源或应急水源1)潜力模数>15@104m3Pa#km;2)潜力模数5@104~10@104m3Pa#开发利用。深层地下水开采应加强管理,根据环境约km;3)潜力模数10@104~@154m3Pa#km;4)潜力模数<5@104m3Pa束条件制定合理的开采方案,全区应严格控制深层地#km;5)采补平衡区;6)一般超采区;7)中等超采区;8)半咸水区;9)尚难开发利用区;10)无应急资源潜力区范围;11)应急供水下水的开发利用,其中在德州市和滨州市等漏斗中心资源潜力模数等值线(@104m3Pa#km)区水位埋深已大于70m,应调减开采量,使深层地下水[13]83开采引起的地面沉降等负效应降到最低。天然资源量5101@10mPa,开发利用潜力较大。目前(3)扩大咸水改造利用国内已探索出一套利用半咸水灌溉的成熟方法,效果2区内矿化度3~5gPL的半咸水分布面积2901km,明显。因此,应加强半咸水开发利用研究,扩大利用 2005年第2期水文地质工程地质#9#量,降低地下水位,促进地下水循环交替,逐渐改善水中氟的分布规律及形成原因研究[R].19871质,缓解半咸水分布区水资源供需矛盾。[5]山东省地质局第二水文地质队1山东省沿黄地带浅层地下水资源评价及合理开发利用研究[R].(4)实行地表水与地下水联合调度19921黄河客水和地下水作为主要供水水源,其供水结构[6]山东省地质局第二水文地质队1黄河三角洲水工明显受地域条件影响,为了最大限度发挥水资源效能,环地质综合勘查[R].19981应利用行政或经济手段强制实施地下水和地表水联合[7]山东省地质局第二水文地质队1德州市德城区地[20]调度,调整地下水开采布局,优化供水结构。在上游质环境调查评价报告[R].2001.沿黄地下水资源潜力较大的地带,减少引黄量,鼓励开[8]山东省地质矿产局1山东省环境地质图集[M]1济采浅层地下水;增加西部和北部浅层地下水漏斗区以及南:山东省地图出版社,19961城镇地区的黄河水供给量,减轻这些地区的供水压力,[9]段永侯,王家兵,等1天津市地下水资源与可持续实现水资源的科学调度,优化水资源开发结构,并通过利用[J]1水文地质工程地质,2004,31(3):29-391地下水调蓄对含水层实施引渗补源,保护和恢复地下水[10]聊城地质环境监测站1聊城地区地质环境监测报[19]告[R].1991,19961资源,走全面、协调、可持续发展的路子。[11]德州地质环境监测站1德州市地质环境监测报告(5)充分利用引江的有利条件,实施含水层的修复[R].1991,19961工程[12]滨州地质环境监测站1滨州地区、东营市地区环境83根据规划,鲁北平原初期引江量6159@10m,监测报告[R].1991,19961832030年引江量10108@10m,这对于相对缺水的鲁北[13]山东省地质环境监测总站1山东省地质灾害调查平原,无疑是非常有利的因素。引江水量主要用于城与评价报告[R].19951市及工业供水,作为替代补充水源,将逐步缓解聊城、[14]王恒纯1同位素水文地质概论[M]1北京:地质出德州、滨州等城市开发深层水的压力。在可能的条件版社,1991.下,实施含水层的回灌工程,减采补源,遏制地面沉降[15]徐军祥,康风新1山东省地下水资源可持续开发利等环境问题的继续发展。用研究[M].北京:海洋出版社,2001.[16]山东省地质环境监测总站1山东省地下水资源评参考文献:价[R].20021[17]刘桂仪1鲁北平原深层地下水开发与环境问题[1]山东省地质局第二水文地质队1鲁北平原地下水[J].水文地质工程地质,2001,28(3):43-45.资源综合评价研究报告[R].1985.[18]段永侯,肖国强1河北平原地下水资源与可持续利[2]山东省地质局第二水文地质队1鲁北平原(黄河以用[J].水文地质工程地质,2003,30(1):2-7.北)浅层地下水补给量及时空变化规律研究[R].[19]段永侯,等1地下水资源保护与合理利用战略研究1987.[R].北京:中国地质环境监测院,2001.[3]山东省地质局第二水文地质队1鲁北平原(黄河以[20]山东省地质局第二水文地质队1黄河三角洲南部北)地下水环境质量分区研究[R].19871地下水人工调蓄试验普查报告[R].19991[4]山东省地质局第二水文地质队1鲁北平原地下水SustainableutilizationofgroundwaterresourceintheLubeiplainofShandongProvince12MAZhen,DUANYong-hou(11TianjinInstituteofGeology,Tianjin300170,China;21ChinaInstituteofGeo-EnvironmentalMornitoring,Beijing100081,China)2Abstract:TheLubeiplainbelongstoapartoftheNorthChinaplain,coveringabout30,000km1Theregion,wherehydrogeologicalinvestigationshavebeendonecomprehensivelyandsystematicallysince1960s,is #10#水文地质工程地质2005年第2期oneoftheareaswherehydrogeologicalconditionshavebeenunderstoodquitewellinChina1Byfar,water-supplysourcemainlydependsonexternalsurfacewaterfromtheYellowRiverandgroundwater1Bythelatestcalculationofgroundwaterbalance,theamountofallowableexploitationofwaterresourcefromtheshallowgroundwateris37103billioncubicmeters,andthatfromdeepgroundwateris2162billioncubicmeters1AccordingtothereportaboutsustainableexploitationofwaterresourceinShandongProvince,itisshownthattheamountofwaterdemandisabout74billioncubicmetersperyearinrecentyears,anditwillbe93billioncubicmetersperyearby2010andbeupto109billioncubicmetersperyearby20301Nowadays,supplyanddemandofwaterresourcestillkeepbalance1However,theshortageofwatersupplywillbeaprobleminthefuture.Duetoitsstronglyrenewableabilitywitheasyrechargeanddischarge,thedevelopmentoftheshallowgroundwatershouldbeexploitedwithprioritybyrationallyregulatingthegroundwaterlevelstobringitintoplayaswater-supplysource,especiallyinDong.e-Qihe-Shanghe-LijinareaalongtheYellowRiver1Onthecontrary,theexploitationofthedeepgroundwater,withweakrenewableability,shouldbestrictlycontrolled1WithinthecenteroffunnelsinDezhouandBinzhou,ithasbeensuggestedtoclosepumpingwellsandreducetheexploitation1Tosumup,itisacomprehensive,harmoniousandsustainablewaytoutilizesurfacewaterandgroundwatereffectivelyandrationally,improvewaterresourcedevelopingstructure,increasetheutilizationofsurfacewaterreasonably,carryoutrecoveryengineeringofaquifers,andcontrolspreadofenvironmentalproblemssuchassubsidenceetc.Keywords:waterresource;analysesofthewatersupplyanddemand;sustainableutilizationofgroundwaterresource;theLubeiplainofShandongProvince#封面说明#嵩山2河南嵩山世界地质公园位于河南省登封市,总面积450km,主要地质遗迹类型为地质(含构造)剖面。嵩山在大地构造上处于华北古陆南缘,在公园范围内,连续完整地出露35亿年以来太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五个地质历史时期的地层,地层层序清楚,构造形迹典型,被地质界称为/五代同堂0,实际上是一部完整的地球历史石头书。区内清晰地保存着发生在距今23亿年(命名为嵩阳运动)、1815亿年(中岳运动)和517亿年(少林运动)三次前寒武纪全球性地壳运动形成的沉积间断和地层角度不整合界面遗迹,成为研究地球发展早期阶段地壳演化过程的最佳场所和经典地区之一,是对游人普及地球科学知识的宝库。嵩山是我国著名的/五岳0之一)))/中岳0,人文景观众多,计有十寺、五庙、五宫、三观、四庵、四洞、三坛及宝塔270余座,是历史上佛、儒、道三教荟萃之地,它们和珍稀的地质遗迹相配合构成了立体的、多层次的、多功能的世界地质公园景观。(中国国土资源报社周飞飞提供)'