毕业论文—河北省沧州市地区地下水现状分析及意义.doc

中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 1 河河北北省省沧沧州州市市地地区区地地下下水水现现状状分分析析及及意意义义 摘摘 要要 沧沧州州市市位位于于河河北北省省东东南南部部，是是河河北北省省乃乃至至全全国国水水资资源源最最匮匮乏乏的的城城市市之之一一。 本本文文 对对沧沧州州市市地地区区水水资资源源现现状状，水水环环境境现现状状，居居民民在在利利用用地地下下水水时时存存在在的的问问 题题以以及及围围绕绕 沧沧州州市市水水务务管管理理体体制制进进行行的的改改革革，进进行行了了系系统统详详细细的的分分析析。并并 指指出出沧沧州州地地区区所所处处特特殊殊地地理理环环境境，水水资资源源严严重重匮匮乏乏； 以以及及人人们们在在过过度度 采采水水 造造成成的的地地下下水水降降落落漏漏斗斗问问题题；不不合合理理用用水水造造成成的的地地下下水水超超采采 等等问问题题 给给人人民民 带带来来严严重重影影响响同同时时 制制约约了了沧沧州州经经济济的的发发展展。对对如如何何解解决决这这些些问问题题研研究究提提出出了了 修修复复水水环环境境，适适合合沧沧州州市市地地区区节节约约用用水水的的方方法法和和途途径径，使使水水资资源源得得到到科科学学有有效效， 合合理理的的利利用用，促促进进水水资资源源可可持持续续利利用用，使使沧沧州州经经济济得得到到可可持持续续发发展展。 关关键键词词 ：地地下下水水，匮匮乏乏，节节约约用用水水，降降落落漏漏斗斗 ，发发展展 ABSTRACT Cangzhou city is located in the southeast of hebei province, is one of the most city of lack of water resources in hebei province and even the whole country. About the present situation of water resources in cangzhou city, this paper present situation of water environment, the problem of residents in the use of groundwater and the surrounding cangzhou water management system reform, has carried on the detailed analysis of the system. And points out that the special geographical environment of cangzhou area, a serious lack of water resources; And people in excessive water drawdown funnel caused problems; Problems such as unreasonable water caused by groundwater bring people seriously affected and restricted the cangzhou economic development. Research on how to solve these problems is put forward to repair the water environment, the ways and means for cangzhou region to save water, make scientific and effective of the water resources, reasonable use, and promote the sustainable utilization of water resources, cangzhou economic sustainable development. Key words：Groundwater, scarcity, water conservation, cone of depression ,development 目 录 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 2 1 前言 .3 1.1 分析背景 3 1.2 分析目的与意义.3 2 地下水现状 .4 2.1 分析区域的水资源现状.4 2.2 该区所处地理环境分析.5 2.2.1 水文地质概况5 2.2.2 水环境分析 .6 2.3 分析区域深层地下水水质现状初步分析.6 2.3.1 部分区域地下水氟含量超标现状分析.6 3 居民利用地下水时出现的问题及措施8 3.1 水资源利用存在的问题及对策.8 3.2 地下水超采分析及对策.10 3.2.1 地下水超采区的划分10 3.2.2 深层地下水超采现状11 3.2.3 深层地下水超采造成的危害.12 3.2.4 深层地下水超采的防治措施.13 4 地下水降落漏斗现状的研究分析14 5 地下水管理保护措施及对策.17 5.1 地下水保护对策17 5.1.1 加强领导，明确责任.17 5.1.2 保障地下水超采区治理的资金投入.18 5.1.3 节约用水，强化监督.18 5.1.4 利用高新技术，提高管理水平.18 5.2 地下水管理措施18 5.2.1 全面实行用水总量控制和定额管理，保护地下水资源.18 5.2.2 实行取水许可和水资源论证制度，促进水资源优化配置和高效利用.18 5.2.3 形成合理的水价机制，促进水资源高效利用.19 5.2.4 适时开征农业水资源费，加快农村节水型社会建设.19 5.2.5 水务管理体系改革实践与探究.19 6 结论.20 参考文献21 致 谢21 1 前言 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 3 1.1 分析背景 受特殊地理位置的制约，我国水资源地区分布极不均匀，水资源分布于土地 资源和生产力布局不相匹配，加之气候变化和人类活动对下垫面条件的影响， 近年我国水资源情势发生了显著变化，大部分地区水资源明显减少，同时受 到现有工程掉蓄能力，供水保障程度的限制，水资源供需矛盾日益严重。 为了维持经 济社会的发展，不得不大量开采地下水，导致地下水开采量亦呈持 续增长 趋势。 大量的地下水开采使一些地区暴露出严重的地下水超采问题，并 因此引发了许多严重的生态与环境问题。据统计，全国地下水超采量已由 20 世纪 80 年代的 100m3/a 增加到现状的228m3/a，地下水超采面积由5.6 万 km3扩展到 18 万 km3。更令人担忧的是，地下水污染状况日趋严重。据全国 水资源综合规划调查评价结果，全国近40%的城市地下水水质在不断恶化， 直接威胁到居民饮水安全。沧州市位于河北省东南部，全市多年水资源总量 为 12.33 亿 m3，其中地表水资源量为5.96 亿 m3，地下水资源量为6.92 亿 m3。人均水资源占有量仅180m3,为全国人均水资源量的8%，低于国际公 认的人均 500m3极度缺水标准，属水资源极度缺乏地区。如今工农业用水主 要靠开采地下水来维持，已经造成了沧州地下水严重超采，出现了全国著名的 大漏斗，而且漏斗中心不断加深，面积不断增大。由于特殊的地理环境，沧 州境内大部分地区深层地下水氟化物含量超标，为高氟水，长期饮用高氟水严 重威胁着人们的身体健康。 1.2 分析目的与意义 开展对沧州地区的地下水的现状的分析与研究，是实现该地区水 资源持续开发和管理的理论前提，为永续地满足当代人和后代人发展 用水需要提供科学依据。通过对沧州地区水资源、水质、水污染状 况以及超采地下水带来的地质灾害的具体分析，能使我们更清晰地 看到我们赖以生存的地下水已经处于了岌岌可危的状态。由于有关沧 州地区关于地下水的资料相对不太集中，本文本着以保护沧州地区地 下水为根本目的，大量搜集前人资料，并进行了系统整理，通过 自己所掌握的理论知识提出新的看法，以及导师的指导，使文章 的构成部分有机地集合 。针对于分析中暴露出来的水污染严重，水 资源超采，漏斗的形成等这些问题都提出了详细地防治措施和建议， 为沧州地区地下水能够实现可持续利用，沧州经济能够可持续发展提 供科学有效地依据。 2 地下水现状 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 4 2.1 分析区域的水资源现状 水，对于沧州人来说，并不是一个轻松的话题。据对水资源调查分析可知， 沧州水资源总量为12.9 亿立方米，人均水资源量为205 立方米，相当于全 国人均的 1/11,比世界上最缺水国家以色列的人均461 立方米还少一半以上。 沧州现在正面临着严重的缺水威胁。 地处海河流域下游的沧州，素有“九河下梢 ”之称，境内河流众多，历 史上是十年九涝，根治海河使沧州摆脱了“涝”的困扰，粮食产量有了明显 提高。但是随着国民经济的迅速发展，社会用水量大幅度增加，海河上游大批 量水库、引水闸等工程的兴建，对水资源节节拦蓄引用，下游来水日趋减少。 再加上近年来降雨量偏少。从70 年代起沧州境内的南运河、子牙河、白洋淀 等相继出现了干涸、断流现。据统计，19651975 年，入境水量为24 亿 立方米，而 19861995 年，年均入境水量仅有4.6 亿立方米，减少了约 80%。 地表水的减少，制约着工农业的发展，沧州为了摆脱粮食产量低而不稳的局 面，解决吃粮困难，不得不转向开发利用地下水。1966 年有机井 1660 眼， 到 1977 年发张到 79249 眼， 11 年增长了近 50 倍。到 90 年代，沧州境内已 拥有机井 9 万多眼，粮食产量有了较大提高。但也形成了地下水大面积的超采。 1976 年1980 年，沧州每年平均开采深层水2.6 亿立方米， 19841995 年平均每年开采深层水4.8 亿立方米，年超采近2 亿立方米。 遇到枯水年，超采量就会达到34 亿立方米。由于深层水难以补充，整个沧 州区域内的 深层水全部处于严重超采状态。由此也产生了一系列令人担忧的环 境地质 问题。 一、 水位不断下降 1970 年，沧州市浅层水一般埋深2-4 米，现在将至3-7 米， 1997 年最 大埋深为 18.06 米。对于深层地下水，1970 年以前，沧州市开采量很少，水 源丰富，一般埋深1.5-2.0 米。还有部分自流井，如今随着开采量的增加， 全市水位埋深一般都在40-60 米左右， 1997 年市区最大的水位埋深已经降到 92.42 米。全市深层水多年平均下降速率是1.22 米。 二、漏斗不断扩展 根据 1993 年沧州开采现状分析表明，全市浅层地下水明显形成了肃宁、沧 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 5 县和盐山 3 个漏斗。肃宁县漏斗最为严重，1993 年该区最大埋深18.12 米， 漏斗面积在不断增加，目前已经扩展到还见得西部、北部和任丘的南部。 沧州市的地下水深层水漏斗形成于1967 年，进入 70 年代，在城镇主要 集中 开采区形成了沧州市区、青县、泊头、东光、吴桥、河间大小不等的 6 个降落漏斗。地下水的逐步减少，使漏斗不断扩展加深，形态也随之发生了变 化，由单一漏斗发展到符合漏斗，有独立性的发展成区域性的。1977 漏斗 中心水位埋深92.42 米，而且市区漏斗已和青县、黄骅漏斗连成一片，漏斗已 呈盆状，发展之迅速在全国立即闻名。 三、地面下断下沉 由于过量开采地下水，沧州市区、任丘、黄骅在1970 年以后相继发生 地面沉降。沧州市区1970 年沉降量为 9 毫米，到 1990 年累计沉降量为 1131 毫米 。目前，累计沉降量约1.6 米，其沉降速度着实让人震惊。 因为缺水，工业发展受到制约，一些招商引资项目难以上马；因为缺水，粮 食产量低而不稳，阻碍着农业向高层次迈进；因为缺水，城乡居民生活受到严 重影响。水的问题对沧州来说是个生死存亡的问题。水的问题不解决，百业兴 旺将无从谈起。 2.2 该区所处地理环境分析 2.2.1 水文地质概况 沧州地质构造比较复杂，分属冀中坳陷、沧县隆起、黄骅坳陷、埕宁 隆起四个基地构造单元。地下水主要赋存于新生界第四季松散地层中，为厚度 不等含水砂层和弱透水粘土层相互叠加的多层结构的含水岩系，水文地质条件 比较复杂。以地质条件和水文地质要素为主要依据，地下水自上而下按地层分5 个含水组，其中第 含水组为浅层潜水，第含水组以下为深层承压水，在 浅层水中仅 39%的面积为 2gL 的淡水， 61%的面积为 2gL 的咸水；第 含水组 98%的面积为咸水，开采量很小；第含水组以下为淡水。目前， 境内的生活饮水主要是开采第含水组的地下水，也有少数村庄的饮水井为 第、第 含水组混采井，东部部分县（市）个别村庄的饮水井开采第 、第 含水组的地下水。 2.2.2 水环境分析 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 6 沧州特定的地理位置和气象条件，决定了境内水环境的特征：一是受临海和 冲积平原地貌影响，大型注定、湿地较多，古河道密集；二是地处诸河下游， 地表水资源利用受中上游制约；三是降雨量年际变化很大，年内分布不均；四 是地下淡水资源不足，地下水矿化度高，土壤中多盐碱；五是连年干旱和用水 量增加，造成上游来水锐减，几乎无地表水源。从沧州市环境公报得知，辖 区内十条河流的18 个监测断面均受到不同程度的污染，除一两个断面水质优 于（九）类外，其余均为（九）类或劣（九）类水质。 地表水环境：沧州市境内河渠纵横交错，坑塘、淀泊众多，地表水环境恶化表 现成为突出的主要有：湿地水量和面积减少，生物多样性锐减，水质恶化，淤 积严重；河道凉底，几乎是有河皆干，有水皆污。据 2001-2005 年对沧州 辖区内 10 条河渠 18 个国控或省控断面水质进行监测，除个别断面外，均受到 不同程度污染。地下水环境：随着国民经济的发展以及人口的快速增长， 对水资源的需求量也不断增加，连年的干旱少雨又造成沧州水资源匮乏，为维 持本地区人民的生活和生产，被迫过量开采地下水。由于严重超采，地下水的 开采量逐年加剧，深层地下水位逐年下降，致使机井越打越深，数量越来越多。 长期大量的超采地下水，促使了地下水降落漏斗的快速发展，从单漏斗中心到 多漏斗中心，从单一含水组漏斗到多含水组漏斗，因此，沧州漏斗是含水组多 中心的复合型大漏斗。 2.3 分析区域深层地下水水质现状初步分析 2.3.1 部分区域地下水 氟含量超标 现状分析 一、深层地下水氟化物的分布特征 2005 年，对第 含水组地下井取水样282 分，结合 20022004 年的化 验资料，本次分析样本共计427 份，平均 33km2一份水样，基本能够反映本 区第 含水组的水质分布状况。经分析，沧州第含水组地下氟化物含量区 域差异较大，既有西部小于1.0mg/L 分布区，又有中部、东部大于50mg/L 分布区。氟化物含量基本呈现由西部向东部逐渐增大的分布特征，除肃宁、河 间西南部、献县西部和任丘西北部的鄚州一带氟化物含量小于1.0g/L、符 合饮水标准外，其他地域氟化物含量均大于1.0mg/L，不符合国家颁布的饮 用水 标准。其中，沧州市区、沧县东北部、黄骅南部以及南皮县、东光县的部 分乡镇地下水氟化物含量大于5.0mg/L,个别取样点氟化物含量大于 6mg/L。由表 1 看出，沧州第 含水组地下水氟化物含量符合饮用水标准的区 域仅 1653.9km2、占总面积的12%，约有人口 102 万、占总人口的15%，其 他区域地下水氟化物含量超标，其中氟化物含量大于4mg/L 以上的区域面 积达 3462.5km2、占总面积的25%。 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 7 沧州境内深层 地下水氟化物含量，具有随着深度的增加而逐渐减少的纵向 分布特点。表1 为不同地域、不同深度的3 组化验结果的对比情况，反映了 氟化物纵向变化情况。 由表 1 可以看出，在第 含水组地下水氟化物含量超标的区域，虽然氟 化物含量随着井深增大而减少，但是仍不能达到饮用水标准。 二、引用高氟水的危害 氟是人体必须的微量元素之一，饮水适宜浓度为0.51.0mg/L。长期 引用高氟水易使人氟中毒。氟中毒是一种全身性疾病，主要表现在牙齿和骨骼 上，氟对牙齿的损害表现为氟斑牙。氟对骨骼的损害主是氟骨症，一般多发于 成年人，主要表现为腰腿及全身麻木、疼痛，股关节变形出现弯腰驼背。氟中 毒还表现为对神经系统、肾脏、内分泌、肌肉等损害。氟中毒不仅给病人带来 精神和肉体上的痛苦，而且给病人家庭和社会带来沉重的经济负担。据统计， 长期饮用氟化物含量1.12.0mg/L 的水， 氟斑牙发病率30%，有少量氟骨 症；长期饮用氟化物含量2.14.0mg/L 的水，氟斑牙发病率在80%左右， 有一定的氟骨症；长期饮用氟化物含量在4.1mg/L 以上的水，氟斑牙发病率 大于 90%，有较多氟骨症。 三、沧州饮水降氟工作历程 沧州自上世纪80 年代开始，为饮水降氟进行了不同方式的探索和实践。 家庭除氟罐。 80 年代中期，在沧州市区推广了家庭式除氟罐。该设备利用离子 交换原理，用粒状除氟剂进行除氟，其效果尚可，但由于除氟剂使用期短，处 理后水的口感不好等原因，逐渐被人们放弃。 坑塘胶泥降幅。 80 年代中后期，农村改水降氟主要采用以胶泥作为吸附剂 的方式，在防渗坑塘编修建渗透井，渗透井与坑塘间用一定厚度的胶泥做间隔， 坑塘中的高氟水通过胶泥层流入渗透井中以达降氟目的，但这种方式供水量小， 同时胶泥存有吸附饱和问题，加之卫生、管理等因素的影响，原修建的坑塘现 已踪影全无。 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 8 更新水源地。沧州市区深层地下水氟化物含量大于5.0mg/L。为解决市 民饮用高氟水问题， 1992 年在市区西部30km 的沧县崔尔庄一带打井深井建 新水源地，但是新水源地一带地下水氟化物含量在23mg/L 之间，只是比 水源地的氟化物含量有一定程度的降低，仍达不到饮水标准，不能从根本上解 决引用高氟水的问题。 修建水库，跨流域调水。1997 年大浪淀水库竣工，同年调蓄黄河水，通 过管道将黄河水 供入市区。黄河水为类水，水质良好，氟化物含量 0.8 0.9mg/L,从此结束了沧州市区49 万居民饮用水用高氟水的历史。 2004 年“引大入港 ”工程竣工，又解决了12 万黄骅市区居民和大港油田南 部开发区居民饮用高氟水的问题。 电渗析技术降氟。近年来，为解决城乡引用高氟水又进行看诸如深、浅机井 水湿配降氟，利用电渗析、反渗透技术降氟等，其中利用较多的是电渗析设备， 高氟水经过处理后含量在1.0mg/L 以下，符合饮用水标准，目前使用这种 设备已解决农村10 余万人的饮水问题。 3 居民利用地下水时出现的问题及措施 3.1 水资源利用存在的问题及对策 随着沧州经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高，对水的需 求量也与日俱增，加上近几年降水量偏少，上游来水量逐年减少，沧 州市资源更显不足。水资源的短缺已经严重制约了沧州的经济和社会 发展，同时暴露出了水资源利用中的一系列问题。主要表现在以 下几方面：（ 1）大量超采深层地下水 ：沧州水资源短缺主要靠超 采深层地下水来弥补。由于沧州大部分地区的浅层地下水都是咸水， 因此深层地下水成了工农业用水的主要水源。为满足日益增长的用水 需求，每年不得不超采6 亿 m3的深层地下水而深层水补给困难，是 不可再生的资源。深层地下水的大量开采，已经使沧州深层水处于严 重的超采的状态，形成全国最大的降落漏斗，引发了地下水位持续下 降，地面沉降（沉降中心累计沉降已达 2236mm） 、地面裂缝发生等 一系列严重的环境地质问题。 （2）利用率底，浪费严重：沧州市市 民节水意识较差，水资源浪费严重。大部分生活用水都是一次性用水， 尤其是生活用水，完全可以用较差水质的水代替，而目前尚无中水回 用措施，分质供水也很少见，造成大量优质水资源的浪费，农业灌溉 中大部分都是传统自流式漫灌模式，先进的喷灌、滴灌等技术刚开始 推广和应用；从水平衡测试的结果中明显看出，企业用水的利用率较 低，甚至没有重复利用。工业用水是用水大户，这样不但增加了成本 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 9 而且大大浪费了水资源。 （3）水污染严重，污水处理力度不够：由 于上游来水量的减少和人类活动的影响，污水排放量逐年增加，沧州 市大部分河道、坑塘几乎都被污染。污水处理成本较高，投入力度不 够。据排污口调查报告显示：沧州市污废水排放量1.67 亿 m3/a, 其中 工业 0.94 m3，生活 0.73 亿 m3 ，其中入河污水中达标排放量 只有 1492 万 m3/a，达标率 18.7%。大量污水不达标就是直接排放， 对环境造成了严重的污染。而且据沧州水环境监测中心分析，由于污 水的不达标排放，使沧州境内县市浅层地下水已受到了污染，其严重 后果不可以掉以轻心。 沧州水资源可持续利用对策：（1）多源取水：沧州水资源先 天不足，解决问题的根本途径无外乎开源节流。就开源来讲，最直接 的方法就是 外流域调水，比如已经实的引黄入沧、王大引水工程就 是很好的典范，但必须经过科学论证、联合调度运用，并注意水源的 污染问题。（3）加大咸水和微咸水的利用：沧州市咸水和微咸水较 丰富，地下水咸水区总面积8563km2，水资源量为 10.6 亿 m3可开 采量 7.46 亿 m3其中矿化度 23g/L 的半咸水分布面积4563km2， 水资源量 5.7 亿 m3，可开采量 4.0 亿 m3，矿化度 35g/L 的半咸 水分布面积 2085km2，水资源量 26 亿 m3，可开采量 1.8 m3，矿化 度大于 5g/L 的咸水分布面积1915km2，水资源量 23 亿 m3，可开 采量 1.6 亿 m3。对水质要求较差的工业以及生活卫生等可用咸水或 微咸水代替优质水。另外咸水淡化、咸水用于农田灌溉都已试验成功， 应尽快推广。（3）节水是充分利用和保护水资源最切实可行的措施， 而且是解决区域水资源短缺的最有效的办法。可以通过各种媒体 加大节水的宣传力度，强化全民节水意识，使各单位、每个公民都真 正认识到水资源的宝贵，从而达到自觉节水的目的。并且通过严格管 理杜绝跑、冒、滴、漏等一切浪费水的现象。（4）提倡中水回用 和分质供水：建设中水设施是提高生活用水重复利用率的根本措施。 较集中的居民区、学校和用水量较大的三产企业（如宾馆、饭店等）， 均应建设中水措施，采用分质供水，将一次用水进行简单处理，可供 卫生、绿化等方面使用。这样，不但节约了一次水的用量，而且降低 了用水费用。（5）提高水的利用率（ 5）企业是城市用水大户，可 应通过水平衡测试的手段，给企业合理用水和节水提出指导性意见， 通过改进落后的生产工艺、采用先进的生产设备，提高水的重复利用 率，降低生产成本。对于农业用水，可推广采用先进的灌溉技术 达到节水的目的。另外还可以利用处理后的污水灌溉，有些国家的农 灌污水利用量达50%以上。这样，既可以防止污染，还可以利用污 水中的有机物、改良土壤，以达到增产增收目的。（6）强化污染 防治，加大污水处理力度：城市污水处理是投资大，直接效益低，远 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 10 期和间接社会效益高的系统工程，必须加强管理，增加收入。工业企 业是污水排放的大户，要对它们严格管理，企业须有自己的污水处理 设备，做到污水达标排放，减轻对环境的污染。加大污水的处理力度， 应在充分利用现有污水处理设备的基础上，可适当增加投资，扩建或 改进污水处理设备，进一步提高污水的处理率。 （7）提倡洪水资源化：沧州属于大陆季风气候，年内降雨分配 极不均匀，七、八两月降雨量占全年降雨的70%80 %，且多以暴 雨的形式放生在 “七上八下 ”的暴雨期，而暴雨形成的径流大部分 经河流入海，这对沧州水资源如此短缺的地区来说是一个很大的损失： 另外，还可以对上游来水充分、合理调蓄、配置洪水资源，利用洪水 排污、回补地下水、增加洼淀湿地，修复、改善生态环境。 3.2 地下水超采分析及对策 3.2.1 地下水超采区的划分 （1）地下水超采区区域分布边界线的划定:20世纪60年代以前，沧州 市浅层地下水基本处于未开采状态，埋深基本在04m之间。从20世纪70 年代南运河、子牙河等行洪河道断流后，经过30多年的开采利用沧州区域 地层厚度变化不大，现状浅层地下水埋深等值线图反映了浅层地下水超采 状况，并且浅层地下水观测井较多，因此地下水埋深等值线可以作为超采 区域的边界线。根据计算，将现状浅层地下水埋深10 m的区域为浅层地 下水超采区。20世纪70年代以前，深层地下水可以自流，承压水头高出地 面。经过多年开采，现在沧州市深层地下水承压水头埋深在30100m之间。 孟村县行政区域尽管深层地下水不超采，但是受沧州市漏斗、盐山县漏斗 的作用，区域承压地下水水头埋深也在下降，达到50 m左右。沧州市地下 水保护规划研究表明，70m埋深等值线是引起地质环境问题的临界线，所 以把70m埋深等值线包围的区域作为深层地下水超采区的范围。沧州市 全部为平原地区，深层地下水超采严重，其区域范围已经越过行政区界线， 根据县域单位命名超采区。 （2）地下水超采区分级原则:根据地下水超采区在开发利用时期的年均 地下水水位持续下降速率、年均地下水超采系数以及环境地质灾害或生态 环境恶化程度，将超采区划分为一般超采区和严重超采区( 浅层地下水严 重超采区、深层承压水严重超采区) ，并在严重超采区中划分出禁采区， 其他超采区则为限采区。 （3）禁采区划分: 在地下水严重超采区中，符合下列条件之一的区域 确定为禁采区: 浅层地下水水位低于相应地下水开发利用目标含水层组 厚度的4 /5的; 需要保护的名泉泉水流量累计衰减率0.6; 或年均累 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 11 计停止喷涌时间多于100 d; 100km2面积上年均地面塌陷点多于10个; 100km2面积上坍塌岩土体积2 m3的地面塌陷点年均多于5个; 100km2面积 上年均地裂缝多于10 条或同时达到长度10 m，地表面撕裂宽度5 cm，深度0.5 m的地裂缝年均多于5条; 海水入侵造成地下水的氯离子 含量 1000 mg /L; 咸水入侵造成地下水矿化度3000 mg /L; 原 野荒芜造成植被覆盖率减少50% 以上;污染后的地下水水质已达到类 水;最大累计地面沉降量2 000 mm。 (4) 浅层地下水超采区划分: 按浅层地下水埋深现状，埋深10 m的 区域为: 肃宁县全部，孟村县、盐山县部分区域，任丘市、献县、河间市 一部分。为浅层地下水严重超采区。按照浅层地下水超采区规定，综合上 述分析，整个沧州区域浅层地下水超采区划分为:浅层地下水严重超采区: 肃宁县、孟村县、盐山县。浅层地下水一般超采区: 任丘市、献县、吴桥 县、河间市、海兴县。其它县市浅层水划定为未超采区，分别是: 黄骅市、 青县、沧县、东光县、南皮县、渤海新区、沧州市区、泊头市。 (5) 深层地下水超采区划分: 禁采区: 沧州市区( 新华、运河两个区) 。严重超采区: 吴桥县、黄骅市、渤海新区、沧县。 地下水超采区: 任 丘市、东光县、南皮县、盐山县、献县、肃宁县、河间市、泊头市、海兴 县、青县。地下水不超采区只有孟村县。 3.2.2 深层地下水超采现状 从上世纪九十年代初由于沧州市连年遭遇干旱，河流上游基本无 来水，深层地下水作为主要利用资源在工农业生产和生活中被广泛使 用，从而造成深层地下水严重超采。沧州市深层地下水限采量为 29200 亿 m3,19902007 年沧州市深层地下水超采量基本呈上升趋势。 2002 年深层地下水开采量为10.1144 亿 m3，超采量达到 7.1944 亿 m3超采率达 258% 图 1 沧州市深层地下水历年超采量过程线图 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 12 沧州市水资源利用主要包括三部分：深层地下水，浅层地下水、地表 水，其中深层地下水从上世纪 90 年代后已成为本市主要来源，并且占总 用水量比率呈增加趋势（见图 2） 。1990 年深层水利用量占总水量比率为 39.1%，而到 2008 年则上升到 56.9%，以平均每年近 1%的速率增长，尤其 2002 年深层水利用量占总用水量的比率达到 68.3%。 图 2 沧州市深层历年地下水开采量占全市总用水比率过程线图 3.2.3 深层地下水超采造成的危害 一、地面沉降速度加快 深层地下水的严重超采，造成地下水位的连年下降，形成了以沧州市 为中心的深层地下水降落漏斗，继而引发了地面的大幅度沉降，这一地质 灾害的形成与发展，给沧州市国民经济和人民生活带来严重的影响。沧州 市地面沉降发现于 1971 年，当时的沉降量只有 9mm；其后随着深层地下水 开采量的不断增大，地面沉降也同时加快，到 1990 年沉降中心累计沉降 量为 1131.0mm，平均沉降量 59.2mm/年；到 2001 年底，沉降中心累计沉 降量已经达到 2236mm，19902000 年地面沉降量以 100.5mm/年的速率递 增，并且沉降量大于 2000mm 的范围已经覆盖了整个沧州地区，由此可以 看出沧州市的地面沉降到了令人触目惊心的地步，地面沉降速度加快给沧 州市带来严重危害。主要表现为：（1）河道输水能力降低，地面高程资 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 13 料失效；（2）沿海地区抗风暴潮能力降低；（3）城市管网受到威胁； （4）雨季城区积水严重；（5）局部出现地面裂缝。 二、咸水界面下移 沧州市咸水区面积广阔，因深层地下淡水水位急剧下降，与上覆咸水 层形成了 4080m 的水位差，加之确凿开采深层水，使上层咸水与下层淡 水局部连通，造成咸水界面下移，并入侵深层淡水，使深层淡水水质遭到 局部破坏。 三、机井报废加快、提水成本增加 多年严重超采地下水，使沧州市深层地下水位逐年下降，造成大批机 井报废，沧州市年均报废机井 5000 眼左右，机泵已经换了 4 代。机井越 打越深，东部沿海县市深井已达 500800m，每眼井投资要 20 万元以上， 超采还造成机井提水能耗增加，灌溉成本加大，农民负担加重，打井费用、 浇地成本与 20 世纪 80 年代相比增加了 610 倍，年多支出近 2 亿元，并 且，由于沧州市地处华北中东部平原区，深层地下水的侧向补给源很远， 补给非常缓慢，据同位素 14C 测定，循环周期一般为 125 万年，补给强 度及其微弱，长时期的超采可能导致深层地下淡水的枯竭，严重影响沧州 市的可持续发展。 3.2.4 深层地下水超采的防治措施 （1）通过采取封停自备井控制压缩深层水开采、扩大非传统水利用、 调整产业及种植结构、发展旱作农业及地下水降落漏斗中心回灌等综合措 施后，可使市区长期超采的深层地下水得到恢复，逐步达到地下水采补平 衡。 （2）沧州市东临渤海，有丰富的海水资源，目前开发程度很低，而 淡水缺乏又一直制约着工业的发展。因此，开发利用海水，解决工业缺水 问题势在必行。海水一方面可以直接利用，主要作为冷却水。另一方面海 水淡化，这项技术国内外发展很快，被广泛应用，应充分利用这一资源优 势，将沧州市区工业发展向东部转移，建立工业发展基地，沧州市区应主 要发展精细高科技项目。利用海水集中发展化工业及其他行业，既能缓解 缺水矛盾，又能保护水生态环境，利国利民。 （3）针对沧州地处九河下梢的地理优势，充分利用平原区的河道和 河网，地下水与地表水联合调度，实现雨洪资源利用。 （4）为了合理开发和高效利用水资源，保障地下水合理开发使用， 促进水资源持续利用，依照中华人民共和国水法地下水和有关的法律 法规，结合本市水资源现状制定配套的管理办法。加大水资源管理执法力 度，依法严厉打击违法违规行为。逐步建立地下水限采区和禁采区。限采 区内严格按照建设项目水资源论证管理办法规定，进行水资源论证， 水行政主管部门对取水用户实行总量控制和定额管理；禁采区内禁止新建、 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 14 改建、扩建建设项目取用地下水资源；使地下水超采得到控制和治理，生 态环境逐步得到改善。 （5）做好南水北调配套工程。根据南水北调供水时间，要做好蓄水 配套工程和完善供水系统，使宝贵的水资源能够高效利用，避免浪费，同 时要加强污染防治工作 4 地下水降落漏斗现状的研究分析 一、 地下漏斗现状 沧州地下水降落漏斗形成于上世纪60 年代后期，漏斗形成初 期 1973 年 6 月漏斗中心水位埋深为33 米，随着开采量的增加， 漏斗中心水位埋深逐年增大，到1980 年 8 月漏斗中心埋深达72 米， 1995 年达 87.89m，2002 年底漏斗中心水位埋深已达 99.20m。沧州第 含水组漏斗经过三十多年的发展变化，至 2005 年底漏斗埋深分布如图1 所示。 由图 1 可以看出 ，2005 年底，第 含水组地下水降落漏斗在 沧州境内只存在有埋深 60 米的封闭区，埋深 60m 的封闭区因 外移在南北方向上早已在境内完全敞开，向北已延伸至天津、河北 廊坊境内，向南延伸至山东德州和河北衡水境内。漏斗在东西方向 上与保定交界处和东南部濒临渤海处尚存有1476km2埋深 40m 50m 60m 70m 80m 面积（ k）1476 12580 10360 6007 1586 536 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 15 占总面的百 分比（ %） 10.5 89.5 73.7 42.7 11.3 4.8 可以看出，目前沧州境内第含水组约 90%的面积地下 水埋深 40m,其中大部分区域的埋深在5070m 之间，约占总面积 的 62%，埋深 80m 的面积在 5%左右。 二、地下漏斗的发展趋势 1 漏斗中心将发生转移 沧州地下水降落漏斗原是以沧州市区为中心，2002 年底，沧 州市区的地下水平均深埋为89.35m，漏斗中心埋深为99.20m， 但是随着近几年沧州市区封停单位自备井工作的开展，市区深层地下 水的开采量逐年减少，地下水下降的趋势也逐步得到遏制，至 2005 年底市区地下水平均埋深为86.65m，漏斗中心埋深 91.54m，20022005 年三年间市区地下水平均水位上升了 2.50m，漏斗中心地下水位回升7.66m，而与市区相距20km 左右 沧县的东关乡、风化店乡、汪家铺乡一带，由于石油企业开采地下水 的原因， 地下水位下降较快， 2005 年底这一带的地下水平均埋深 88.17m,单井最大埋深（北关）埋深达93.12m。无论是区域平均埋 深还是单井最大埋深，沧县的东关乡、汪家铺乡、风化店乡一带的地 下水埋深均已大于失去的埋深，随着市区封停自备井工作的进一步深 入，沧县的东关、汪家铺、风化店、望海寺一带将取代市区成为该含 水组的漏斗中心区。 2 漏斗向 “漏盆 ”型发展 从监测井的实测资料看，目前漏斗中心区地下水埋深90m 在 面上还没有成片出现，只是呈点状分布，而漏斗底部埋深80m 的 面积发展比较快，具体数据见表2 表 2 沧州漏斗第 含水组地下水埋深80m 面积统计表 年份1990 年 1995 年 1996 年 6 月 2002 年 12 月 2005 年 12 月 埋深 80m 的 面积 （k） 13.4 80.6 157 421 536 由表 2 可以看出， 1990 2005 年漏斗中心区也就是漏斗底部 埋深 80m 的封闭面积平均以35k/a 的速度扩展，漏斗中心区 90m 的埋深没有成片形成，而埋深80m 的面积却以 35k/a 速 度扩展，说明漏斗底部在纵向上发展缓慢，而横向上发展相对较快， 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 16 随着漏斗底部面积的不断扩展， “漏盆 ”形状将会更加明显。 3 漏斗在横向上以向西部、北部发展为主 为了 分析漏斗的发展情况，依据实测资料绘制了漏斗南北向和 东西向 1995、2000、2005 年的剖面图，由于漏斗在沧州境内南北 方向上埋深 60m 的封闭区已经敞开，因此漏斗在境内南北向主要 是埋深 60m 的变化，由漏斗南北向剖面图（图2）可以看出，以 沧州市区为中心，地下埋深70m 封闭线平均以 3.7km/a 的速度 向北部扩展，是其向南部扩展速度的5 倍；埋深 80m 封闭线平均 以 1.4km/a 的速度向北部扩展，是其向南部扩展速度的近4 倍。 漏斗向沧州市北部发展速度快的原因，一是与沧州市北部、西北部 炼油厂和化肥厂水源地常年大量开采地下水有关，二是受沧州市是 其向东部扩展的1.4 倍。其主要原因是，沧州西部相对东部而言， 西部土壤相对肥沃，农业用水开采量大，东部由于土碱盐，农田灌 溉次数少甚至不灌溉，因而开采量小，造成漏斗向西部发展速度较 快。综合上述分析，预计漏斗在横向上仍将向北部、西部发展为主。 图 2 漏斗南北向剖面图 三、地下水漏斗的危害及防治措施 地下水漏斗造成的危害：地下漏斗的形成及发展造成了该地区大 面积的地面沉降，引发了不同程度的灾害：城区排水不畅，供水管网 破裂。沉降造成沧州市区下水道形成大面积积水。沉降还造成市区供 水管网经常破裂，影响人民生活和工业生产。由于地面沉降导致大面 积内的水准高程失效，给水利、交通建设带来很大困难。 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 17 沧州境内第 含水组 98%的面积为咸水，开采量很小，当第 含水组因过量超采形成漏斗后，原第含水组的顶层淡水和其上 覆第 含水组的咸水之间的自然补排均衡遭到破坏，第含水组 咸水向第 含水组越流补给量增大，从而造成咸水入侵，咸淡水界 面下移。通过对沧县19751991 年 836 眼深井成井资料分析， 16 年间沧县咸淡水界面下移速率逐渐增大，会越来越严重。漏斗的 形成和发展，是地下水开采难度变大，增加了地下水的开采成本，主 要表现在机井越大越深，打井费用越来越大，机泵不断更新，机井报 废数量增加，出水量越来越小等方面。 地下水漏斗的防治措施：(1)地下水漏斗在我国北方大中城市普 遍存在，漏斗的产生和发展直接原因是由于地下水的超采，控制漏斗 发展，必须加强地下水资源的管理，限制深层地下水的开采量，否则， 地面沉降，咸水入侵等一些地质环境灾害将会加速、加重。（2） 沧州地表水利用程度高达90%以上，从外流域调水，实行“多方 开源、调水补源 ” ，可以缓解深层地下水的超采问题。1992 年开 始的引黄入沧工作已经实施多年，但是水量较小，现仅作为市区居民 生活用水和部分企业用水的水源，若能加大跨流域调水力度，增大南 水北调沧州水权配额，使农业灌溉也利用上地表水，从而减少地下水 的开采量，是遏制漏斗发展的有效措施。（3）沧州境内地下存有 大量的微咸水、咸水水 源，微咸水可开采量可达4.06108m3，目 前微咸水开采系数仅0.03 左右，并且第 含水组 98%的面积为咸 水，咸水储存量高达24.7108m3目前其开采量很小。可见微咸水、 咸水的开采潜力还是很大的，在经济条件允许、技术可行的情况下， 积极开发利用微咸水、咸水，可以缓解深层地下水超采。从根本上有 效改善地下水漏斗现状。 5 地下水管理保护措施及对策 5.1 地下水保护对策 5.1.1 加强领导，明确责任 进一步加强对深层地下水压采工作的领导，成立地下水压采和水环境 治理工作领导小组，负责压采和治理工作的统一指挥和组织协调，其他有 关部门密切配合。各县（市、区）也成立工作小组，把地下水压采和环境 治理任务分解到相关的乡镇。明确责任，建立领导小组例会制度和压采治 理工作考核机制，将压采和治理目标的完成情况作为考核的重要指标，进 行通报及奖励。 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 18 5.1.2 保障地下水超采区治理的资金投入 地下水超采区的治理对于发展当地的经济非常重要。因此，应将其治 理工作纳入领导的工作议程中去，重视地下水超采区的治理，加大对其的 资金投入，同时要确保资金能够及时到位。地下水超采区治理工程建设资 金的筹集是以地方财政拨款为主，以中央政府适当对其进行资助，再通过 社会多方面进行筹集共同组成的。除了要做好资金筹集工作，各个相关部 门支持地下水超采区的治理工作，配合其工作的开展。 5.1.3节约用水，强化监督 为了使地下水资源能够持续被利用，应对超采区的水资源的收费标准 进行提高，限制出水量，实行定额、定量原则，按量收费，对于超出的水 资源的收费要加倍，从而提高人们节约用水的意识。完善对地下水超采区 水资源管理和保护的制度和法律，使执法人员有法可依，依据法律严格对 地下水资源的管理进行监督。 5.1.4利用高新技术，提高管理水平 各级水行政主管部门都要利用新的科学技术，对地下水资源的治理关 键技术进行攻克，并制定对地下水超采区的保护性措施和强制的标准，使 地下水超采区水资源的管理水平有所提高。 5.2地下水管理措施 5.2.1全面实行用水总量控制和定额管理，保护地下水资源 根据沧州市经济社会发展、水资源条件等，综合确定用水总量控制指 标，把用水总量控制指标通过层层分解，明确到每个县市区、每个乡镇和 每个单位，对各级用水总量进行控制。同时以定额管理约束用水总量，若 用水总量超出控制指标，要通过调整产业结构，降低单位GDP 的用水定额 等降低用水总量。 5.2.2实行取水许可和水资源论证制度，促进水资源优化配置和高效利用 从充分利用地下水资源的情况来看，存在一些问题，如怎样做到合理 开发、优化配置、高效利用、有效保护等问题。因此，要避免以上问题， 就要抓好各级的行政主管部门的工作，使其能够做好地下水资源的管理工 作，建立完善的管理体系，制订科学的管理制度，健全监控管理设施。此 外还要对水资源的论证工作进行加强，使地下水取水能够形成有许可、有 制度的管理制度。 中国地质大学长城学院 2014 届别业论文 19 5.2.3形成合理的水价机制，促进水资源高效利用 南水北调工程建成通水后，届时外调水、本地水、非常规水都将成为 供水水源，按照优先使用地表水、合理利用非常规水、限采深层水的原则， 根据供水不同的用途，应出台法规或规范性文件，统一调整外调水与本地 水、非常规水的供水价格，超定额用水部分按阶梯式水价累进加价，利用 市场机制和经济杠杆促进水资源优化配置和高效利用。 5.2.4适时开征农业水资源费，加快农村节水型社会建设 为规范用水行为、鼓励农民科学用水、提高用水效率和效益，按照国 家法律法规有关规定，并考虑农民的承受能力，在河北省用水定额的基础 上，制定适合该区域的农业用水定额，对超出定额的部分，适时开征农业 水资源费，加快农村节水型社会建设步伐。 5.2.5水务管理体系改革实践与探究 (1) 因地制宜，完善水务管理体制 沧州市水管理体制，实现了水利到水务的突破，但改革只是初步的， 且县市间改革发展不平衡。根据沧州市现状，一是争取落实水务局应承担 的管理职能，