水文地質(zhì)

地下水資源管理與評(píng)價(jià)方法初探

  一、用地下水位管理與評(píng)價(jià)地下水資源的優(yōu)勢(shì)
 
  一個(gè)地區(qū)地下水位變化是該地區(qū)的地下水儲(chǔ)存條件、自然補(bǔ)給、逕流、排泄和人工開采利用等復(fù)雜的自然社會(huì)因素綜合作用的結(jié)果,能真實(shí)反映地下水資源狀態(tài)。由于地下水位容易實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)施測(cè),可實(shí)現(xiàn)與地下水資源相關(guān)的量化管理與評(píng)價(jià)。而地下水資源量是一個(gè)很難直接施測(cè)的量,一般是通過對(duì)各種補(bǔ)給量和排泄量分析計(jì)算確定,而各種補(bǔ)給、排泄量的確定,又要通過對(duì)各種參數(shù)勘測(cè)選定,都是一系列復(fù)雜的過程,很難精準(zhǔn)。因此,用控制地下水位管理與評(píng)價(jià)地下水資源方便得多,準(zhǔn)確得多。 對(duì)地下水過量超采,導(dǎo)致一些區(qū)域地下水位大幅度下降,這不僅反映地下水資源的減少,在干旱地區(qū)還能造成地表土壤水分干涸,植物凋萎,植被退化,甚至死亡等,出現(xiàn)荒蕪化、沙化生態(tài)景觀;又能產(chǎn)生地面沉降塌陷、裂縫,海(咸)水入侵等地質(zhì)水文環(huán)境變化。用“抬升型”和“下降型”地下水控制性水位分別控制管理補(bǔ)給過量、開采量不足和由于補(bǔ)給量不足或過量開采的諸多問題的發(fā)生。而用資源量控制就很難體現(xiàn)如此全面的控制管理內(nèi)涵。即使用資源量控制還是需要水位的變化來校核。
 
  二、用地下水位管理地下水資源的方法
 
  中國(guó)水利水科學(xué)研究院葉勇、謝新民在“地下水控制性水位分區(qū)研究”中,提出采取兩種類型、兩色線控制水位和三區(qū)管理形式。 即采取“抬升型”與“下降型”兩種類型,以“紅線”與“藍(lán)線”水位控制,以藍(lán)、黃、紅三區(qū)管理?!疤涂刂菩运弧笔茄a(bǔ)給過量或開采不足引起地下水位上升,產(chǎn)生對(duì)資源、生態(tài)、環(huán)境造成影響程度的一系列數(shù)或閾值;“下降型控制性水位”是補(bǔ)給不足或過量開采使地下水下降,同樣產(chǎn)生對(duì)資源、生態(tài)、環(huán)境影響程度的一系列數(shù)或閾值。由影響程度把控制地水位定為“藍(lán)線水位”和“紅線水位”。藍(lán)線水位或水位區(qū)間系指資源、生態(tài)、環(huán)境功能協(xié)調(diào)。在抬升型中,地表水位所處位置,即可實(shí)現(xiàn)采補(bǔ)平衡或排補(bǔ)平衡、又能防治澇漬鹽堿災(zāi)害、又有利土壤改良、作物生長(zhǎng)(尤其根發(fā)育)、有利土壤與地下水庫建設(shè)、提高當(dāng)?shù)?a href="http://www.qddehua.com.cn/t/水資源.html" >水資源利用和生產(chǎn)率,即把這種臨界地下水位定為抬升型藍(lán)線水位。而地下水位上升,表現(xiàn)補(bǔ)大于采(或排水不足),達(dá)到或超出漬澇和鹽堿發(fā)生的臨界、甚至污染環(huán)境、道路反漿、耕地不能機(jī)械作業(yè)、土壤冷槳、影響作物發(fā)育和產(chǎn)量的臨界地下水位為抬升型紅線水位。水位上升又不致產(chǎn)生澇漬與返鹽或無效蒸發(fā)的地下水位作為控制水位為下降型藍(lán)線水位。而地下水持續(xù)下降,引起地下水資枯竭,如疏干含水層1/2以上,或達(dá)到使地面沉降、地表裂縫、塌陷、沙化,或海水入侵、水質(zhì)惡化的各種臨界水位(如生態(tài)需水臨界水位、地質(zhì)災(zāi)害臨界水位,海水入侵臨界水位)為下降型紅線控制性水位。
 
  三、用地下水位評(píng)價(jià)管理地下水資源初探我省地下水類型有潛水,弱承壓水,承壓水。三江平原主要開采利用潛水和弱承壓水。松嫩平原主要開采利用潛水、弱承壓水和承壓水。抬升型控制性水位,對(duì)于三江平原潛水,主要防治澇漬,在雨季或豐水年地下埋深不能少于0.5m,所以一般要求地下埋深水位不能小于2m,所以2m應(yīng)定為抬升型紅線水位。而地下水位處于一定埋深,可使地下水無效蒸發(fā)等于0,還有一定地下儲(chǔ)水和調(diào)節(jié)庫容,則可把4m作抬升型藍(lán)線埋深水位。對(duì)于三江平原弱承壓水,由于地下水不參與(或影響少)成澇,所以在抬升型控制可以不設(shè)紅、藍(lán)線水位和三區(qū)管理。對(duì)于松嫩低平原潛水、主要是防治鹽堿和澇漬,所以要求地下水位不僅雨季汛期地下水埋深不少于0.5m;而且干旱季節(jié)埋深不能少于可返鹽埋深3m以下,又由于可能受凍融影響,故把埋深5m作紅線埋深水位。而地下水位降至一定埋深以下,可以使地下水蒸發(fā)等于零。且還有一定儲(chǔ)水庫容,故把埋深10m作為藍(lán)線埋深控制水位。對(duì)松嫩低平原的弱承壓水和承壓水不能參與地表成澇和鹽堿,也可以不設(shè)抬升型紅、藍(lán)線控制水位。 對(duì)于下降型控制性水位,三江平原潛水在埋深在6m以上,便于開發(fā)利用,還具有一定儲(chǔ)水和調(diào)節(jié)庫容,可作為藍(lán)線水位。而埋深大于6m,可能要改變泵型,對(duì)于簿含水層≤20m,疏干率達(dá)50%,視為超采,故可把10m作為紅線控制性水位,對(duì)于厚含水層,可以斟酌加深。 三江平原弱承壓水(主要指建三江地區(qū))由于地表有7~20m粘性土復(fù)蓋,且弱承壓水頭部分地下水釋水率低,在10m內(nèi)很難保證開采量,且形成的儲(chǔ)水與調(diào)節(jié)庫容也有限,故定15m為藍(lán)色控制水位。至于紅線水位主要考慮減少抽水能耗和可采量與可能維持采補(bǔ)平衡埋深為限,暫定20m為紅線控制水位。因?yàn)楸镜貐^(qū)不牽涉海水入侵,水質(zhì)惡化,若地質(zhì)環(huán)境條件允許,還可以根據(jù)需要加大下降型紅線控制水位。 松嫩低平原下降型控制水位潛水與弱承壓水、承壓水由于缺乏研究,暫定埋深15m為藍(lán)色控制水位,而潛水厚度約40m,弱承壓水和承壓水厚度60m以上,也分別按疏干50%含水層計(jì),定20m與30m分別作為潛水與弱承壓水和承壓水下降型紅線控制水位,主要視地質(zhì)條件定,再作增減。
 
  三江平原多處于抬升型黃區(qū)或藍(lán)區(qū)(地下水埋深2~6m),而自流灌區(qū)及洼地地下水高仍處抬升型紅區(qū)(地下水埋深小于2m),而應(yīng)加強(qiáng)排水或有井灌條件地區(qū)發(fā)展井灌;總體而言三江平原地下水尚有開發(fā)潛力。而松嫩平原(尤其大慶地周邊地區(qū)),潛水與弱承壓地下水尚高,多數(shù)處抬升型紅區(qū)(地下水埋深小于5m),應(yīng)鼓勵(lì)開采;、而大慶承壓水超采,已出現(xiàn)二個(gè)地下水漏斗,地下水埋深40~50m以下,大于30m處下降型紅區(qū),因此,松嫩低平原(尤其大慶地區(qū))承壓水應(yīng)實(shí)施紅區(qū)管理,即應(yīng)支持鼓勵(lì)或采取強(qiáng)制要求開采淺層地下水和限制或禁止開采承壓水等應(yīng)急管理。