地下水资源管理与评价方法初探

来源:用户上传      作者: 李 伟 李贵勤 姚章村

　　一、用地下水位管理与评价地下水资源的优势
　　一个地区地下水位变化是该地区的地下水储存条件、自然补给、迳流、排泄和人工开采利用等复杂的自然社会因素综合作用的结果,能真实反映地下水资源状态。由于地下水位容易实时网络施测,可实现与地下水资源相关的量化管理与评价。而地下水资源量是一个很难直接施测的量,一般是通过对各种补给量和排泄量分析计算确定,而各种补给、排泄量的确定,又要通过对各种参数勘测选定,都是一系列复杂的过程,很难精准。因此,用控制地下水位管理与评价地下水资源方便得多,准确得多。
　　对地下水过量超采,导致一些区域地下水位大幅度下降,这不仅反映地下水资源的减少,在干旱地区还能造成地表土壤水分干涸,植物凋萎,植被退化,甚至死亡等,出现荒芜化、沙化生态景观;又能产生地面沉降塌陷、裂缝,海(咸)水入侵等地质水文环境变化。用“抬升型”和“下降型”地下水控制性水位分别控制管理补给过量、开采量不足和由于补给量不足或过量开采的诸多问题的发生。而用资源量控制就很难体现如此全面的控制管理内涵。即使用资源量控制还是需要水位的变化来校核。
　　二、用地下水位管理地下水资源的方法
　　中国水利水科学研究院叶勇、谢新民在“地下水控制性水位分区研究”中,提出采取两种类型、两色线控制水位和三区管理形式。
　　即采取“抬升型”与“下降型”两种类型,以“红线”与“蓝线”水位控制,以蓝、黄、红三区管理。“抬升型控制性水位”是补给过量或开采不足引起地下水位上升,产生对资源、生态、环境造成影响程度的一系列数或阈值;“下降型控制性水位”是补给不足或过量开采使地下水下降,同样产生对资源、生态、环境影响程度的一系列数或阈值。由影响程度把控制地水位定为“蓝线水位”和“红线水位”。蓝线水位或水位区间系指资源、生态、环境功能协调。在抬升型中,地表水位所处位置,即可实现采补平衡或排补平衡、又能防治涝渍盐碱灾害、又有利土壤改良、作物生长(尤其根发育)、有利土壤与地下水库建设、提高当地水资源利用和生产率,即把这种临界地下水位定为抬升型蓝线水位。而地下水位上升,表现补大于采(或排水不足),达到或超出渍涝和盐碱发生的临界、甚至污染环境、道路反浆、耕地不能机械作业、土壤冷桨、影响作物发育和产量的临界地下水位为抬升型红线水位。水位上升又不致产生涝渍与返盐或无效蒸发的地下水位作为控制水位为下降型蓝线水位。而地下水持续下降,引起地下水资枯竭,如疏干含水层1/2以上,或达到使地面沉降、地表裂缝、塌陷、沙化,或海水入侵、水质恶化的各种临界水位(如生态需水临界水位、地质灾害临界水位,海水入侵临界水位)为下降型红线控制性水位。
　　表1控制性水位类别及管理分区体系表
　　
　　三、用地下水位评价管理地下水资源初探
　　我省地下水类型有潜水,弱承压水,承压水。三江平原主要开采利用潜水和弱承压水。松嫩平原主要开采利用潜水、弱承压水和承压水。抬升型控制性水位,对于三江平原潜水,主要防治涝渍,在雨季或丰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应定为抬升型红线水位。而地下水位处于一定埋深,可使地下水无效蒸发等于0,还有一定地下储水和调节库容,则可把4m作抬升型蓝线埋深水位。对于三江平原弱承压水,由于地下水不参与(或影响少)成涝,所以在抬升型控制可以不设红、蓝线水位和三区管理。对于松嫩低平原潜水、主要是防治盐碱和涝渍,所以要求地下水位不仅雨季汛期地下水埋深不少于0.5m;而且干旱季节埋深不能少于可返盐埋深3m以下,又由于可能受冻融影响,故把埋深5m作红线埋深水位。而地下水位降至一定埋深以下,可以使地下水蒸发等于零。且还有一定储水库容,故把埋深10m作为蓝线埋深控制水位。对松嫩低平原的弱承压水和承压水不能参与地表成涝和盐碱,也可以不设抬升型红、蓝线控制水位。
　　对于下降型控制性水位,三江平原潜水在埋深在6m以上,便于开发利用,还具有一定储水和调节库容,可作为蓝线水位。而埋深大于6m,可能要改变泵型,对于簿含水层≤20m,疏干率达50%,视为超采,故可把10m作为红线控制性水位,对于厚含水层,可以斟酌加深。
　　三江平原弱承压水(主要指建三江地区)由于地表有7～20m粘性土复盖,且弱承压水头部分地下水释水率低,在10m内很难保证开采量,且形成的储水与调节库容也有限,故定15m为蓝色控制水位。至于红线水位主要考虑减少抽水能耗和可开采量与可能维持采补平衡埋深为限,暂定20m为红线控制水位。因为本地区不牵涉海水入侵,水质恶化,若地质环境条件允许,还可以根据需要加大下降型红线控制水位。
　　松嫩低平原下降型控制水位潜水与弱承压水、承压水由于缺乏研究,暂定埋深15m为蓝色控制水位,而潜水厚度约40m,弱承压水和承压水厚度60m以上,也分别按疏干50%含水层计,定20m与30m分别作为潜水与弱承压水和承压水下降型红线控制水位,主要视地质条件定,再作增减。三江平原与松嫩平原地下控制水位和管理分区详见表2、表3。
　　表2三江平原潜水与弱承压水区地下控制水位和
　　管理区初拟表 (单位m)
　　
　　
　　特注:评价与表1相应管理区相同。
　　表3松嫩平原潜水与弱承压区和承压水地下控制水位和管理区初拟表(单位m)
　　
　　特注:评价与表1相应管理区相同。
　　从地下水位埋深现状与表2、表3红蓝线指标与三区管理范围比较,可得三江平原多处于抬升型黄区或蓝区(地下水埋深2～6m),而自流灌区及洼地地下水高仍处抬升型红区(地下水埋深小于2m),而应加强排水或有井灌条件地区发展井灌;总体而言三江平原地下水尚有开发潜力。而松嫩平原(尤其大庆地周边地区),潜水与弱承压地下水尚高,多数处抬升型红区(地下水埋深小于5m),应鼓励开采;、而大庆承压水超采,已出现二个地下水漏斗,地下水埋深40～50m以下,大于30m处下降型红区,因此,松嫩低平原(尤其大庆地区)承压水应实施红区管理,即应支持鼓励或采取强制要求开采浅层地下水和限制或禁止开采承压水等应急管理。
　　

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