浅析安徽芜湖市地下水资源特征及开发利用现状

曾明秀

摘要：文章通过对安徽芜湖市地下水水质、分布特征及供排水特征进行分析，对该地区地下水资源特征进行论证，对该地区地下水资源利用现状进行评价预测，为芜湖地区地下水资源的开发提供科学依据。

关键词：地下水；开发；芜湖市

1.引言

城市化是在一定的地质环境中进行的，城市化进程的快慢和规模受到地质环境条件和容量的制约。地下水资源是自然资源的一部分，地下水资源是水资源的重要组成部分，各种资源中尤其是人赖以生存的水资源和城市拓展发展空间的土地资源及地下空间资源，构成城市国民经济和社会发展的物质基础；城市人口的急剧增长使城市对水、土地和地下空间等资源的需求持续增长。因此，城市地质资源与城市发展是密切相关的。

2.地下水资源特征

地下水作为水资源的重要组成部分，对国民经济发展起着十分重要的作用，从战略高度来认识地下水资源的地位和作用，从以涵养、保护地下水资源为目标、以生态环境建设相协调为目标、以加强地下水管理为核心、以挖掘地下水潜力为目标、以探索科学利用上层承压水为中心等的地下水可持续利用战略分析是当前地下水科学开发利用中最为迫切需要研究的问题。

1.1地下水资源类型

研究区地下水资源类型划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水、基岩裂隙水和红层孔隙裂隙水四种类型。其中：松散岩类孔隙水中的承压水，分布面积广、厚度大、富水性较好，单井涌水量可达100m3/d～3000m3/d，是本区的主要供水目的层；碳酸盐岩裂隙岩溶水由于含水岩组岩溶发育程度不等，其富水性也不均一，单井涌水量一般介于10m3/d～1000m3/d之间；基岩裂隙水由于含水岩组的岩性差异和裂隙发育程度不等，其富水性差异较大，且不宜集中供水，单井涌水量一般<10m3/d，但在构造有利的部位，单井涌水量可达100m3/d～200m3/d；红层孔隙裂隙水富水性贫乏，单井涌水量一般<5m3/d。

1.2水质

根据本次取样成果及以往工作成果的分析，研究区地下水一般为无色、透明、无嗅、无味，仅在湖塘及生活污水无排泄管道的城镇居住区，松散岩类孔隙潜水局部具有泥腥、铁锈味。承压含水层基本未受污染，水质为良好、较好级。根据地下水监测资料，研究区地下水水质近年来变化不大。同时，受含水层岩性、地下水补、径、排条件的控制影响，研究区形成了不同的地下水水质类型：松散岩类孔隙潜水的化学类型略有变化，由HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型、HCO3-Ca·Na型可变化为HCO3·Cl-Ca·Mg型、HCO3·SO4-Ca·Na·Mg型；松散岩类孔隙承压水的化学类型为HCO3-Ca·Mg型、HCO3-Ca·Mg·Na型；碳酸盐岩裂隙岩溶水的化学类型主要为HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型；基岩裂隙水的化学类型主要为HCO3·SO4-Ca·Mg型。

根据地下水监测资料，研究区地下水水质主要为较好，次为优良—良好，无极差一类的水质。较差地段主要分布于市区及城郊集镇区、工业区及农垦区等地，影响地下水水质的主要项目为铁、锰，次为氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐。

3.地下水资源量计算

地下水资源量是指地下水中参与水循环且可以更新的动态水量，是某一时段内地下含水层接收的降水、地表水体、侧向径流以及人工回灌等各项渗透补给量的总和，其主要受降水、地表岩性、地貌等因素的影响。地下水可开采资源量是指通过技术、经济合理的取水构筑物，在整个开采期内出水量不会减少，动水位不超过设计要求，水质和水温变化在允许范围内，不影响已建水源地的正常开采，不发生危害环境地质现象的前提下，单位时间从水文地质单元或取水地段中所能取出的地下水量。

3.1地下水资源分区

本次地下水资源计算分区主要根据地下水补给、径流、排泄等条件，首先将研究区划分为长江以北、长江以南2个水文地质单元，再根据地下水含水岩组类型和水力性质划分为松散岩类孔隙潜水、松散岩类孔隙承压水、碳酸盐岩裂隙岩溶水和块状岩类基岩裂隙水共6个亚区（见图1）。由于红层孔隙裂隙含水岩组、层状岩类裂隙含水岩组及山前斜地的孔隙潜水赋水性差，富水性贫乏、极贫乏，故本次不予计算。

3.2地下水天然补给资源量

（1）计算公式

地下水天然补给资源量主要包括降水入渗补给、河流侧向补给、地下水径流补给等。因此，本次地下水天然补给资源量主要计算大气降水入渗量、河流侧向补给量和地下水径流补给量（供水边界计算河流侧向补给、无限边界计算地下水径流补给）。松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水天然补给资源量采用补给量法进行计算；基巖裂隙水天然补给资源量采用径流模数法进行计算。

（2）计算结果

研究区地下水天然补给资源量合计为2.066亿m3/a，天然资源模数为24.37万m3/a·km2。其中：松散岩类孔隙水天然补给资源量为1.850亿m3/a，碳酸盐岩裂隙岩溶水天然补给资源量为0.164亿m3/a，基岩裂隙水天然补给资源量为0.052亿m3/a。

从研究区的水文地质分区来看，长江以北地下水天然补给资源量为0.872亿m3/a，天然资源模数为25.36万m3/a·km2；长江以南地下水天然补给资源量为1.194亿m3/a，天然资源模数为23.70万m3/a·km2。地下水天然补给资源量的分布情况见表1。

3.3地下水可开采资源量

地下水开采不仅受到含水层组结构、岩性的控制，同时也受到地下水补、径、排条件的改变及地下水开采方式等因素的制约。根据研究区的水文地质条件，松散岩类孔隙水分布区地下水开采资源量采用平均布井法进行计算；碳酸盐岩裂隙岩溶水、块状岩类基岩裂隙水分布区地下水开采资源量采用开采模数法进行计算。

（2）计算结果

计算结果表明：研究区地下水可开采资源量合计为1.275亿m3/a，开采资源模数为15.04万m3/a·km2。其中，松散岩类孔隙水可开采资源量为1.211亿m3/a，碳酸盐岩裂隙岩溶水可开采资源量为0.031亿m3/a，块状岩类基岩裂隙水可开采资源量为0.033亿m3/a。

从研究区的水文地质分区来看，长江以北地下水可开采资源量为0.525亿m3/a，开采资源模数为15.26万m3/a·km2；长江以南地下水可开采资源量为0.750亿m3/a，开采资源模数为14.89万m3/a·km2。地下水可开采资源量的分布情况见表2。

4.地下水资源量评价

地下水资源计算的可靠性，取决于计算分区划分的合理性和计算公式选择的正确性，尤其是如何正确引用各类参数。本次地下水资源的计算是在查明含水层水文地质条件基础上进行的。地下水资源分区是以不同水文地质单元为基础，考虑了地下水补给、径流、排泄等条件，亚区的划分是在水文地质单元分区的基础上，根据含水岩组类型和水力性质的差异而划分的。

4.1地下水天然补给资源量评价

在计算地下水天然补给资源量时，不同的含水岩组类型采用了不同的计算方法。松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水的天然补给资源量采用补给量法进行计算，块状岩类基岩裂隙水的天然补给资源量采用径流模数法进行计算。其中主要的参数（降水入渗系数、水力坡度等）是根据计算区的钻孔数据及安徽省芜湖市水文地质工程地质环境地质综合勘察报告》《安徽省沿江经济带水文地质工程地质环境地质综合评价报告》中得来的，因此，参数的选择较为合理。同时，利用类比法对计算结果的可靠性进行评价，如《安徽省芜湖市城市环境地质调查评价报告》中计算的芜湖市地下水天然补给资源量平均为16.14万m3/a·km2，本次计算结果为15.99万m3/a·km2，计算结果相差不大，结果可信。

4.2地下水可开采资源量评价

在计算地下水可开采资源量时，不同的含水岩组类型也采用了不同的计算方法。松散岩类孔隙水的可开采资源量采用平均布井法进行计算，碳酸盐岩裂隙岩溶水、块状岩类基岩裂隙水的可开采资源量采用开采模数法进行计算。这些方法较准确地刻画了研究区的地下水运动规律，其中主要的参数是根据计算区的钻孔数据及《安徽省芜湖市水文地质工程地质环境地质综合勘察报告》中抽水试验资料和已开采水源地资料确定的，参数的选择较为合理。本次计算的地下水天然补给资源量可以保证地下水可开采资源量，计算结果具有一定的可靠性。

5.地下水资源开发利用与保护现状

5.1地下水资源开发利用现状

由于芜湖市濒临长江，有着极丰富的地表水资源，芜湖市城市供水主要利用地表水资源（长江和青弋江），地下水资源利用很少，仅有少数企业利用地下水作为恒温水源。根据《芜湖市水资源综合规划报告（2010年～2030年）》，2016年芜湖市地下水供水量仅占总供水量的0.55%。根据资料，20世纪七十年代至九十年代期间，芜湖市北部湾里一带地下水曾进行过开发利用，至1995年地下水开采量为最大，达500万m3/a左右，降深大于5m的漏斗范围约70km2。其后，随着自来水（长江水）安装到位、村镇改水工作的推进，地下水開采量逐年减小。目前，地下水降落漏斗已经消失，地下水呈现天然状态。因此，研究区现没有利用地下水作为供水水源地的情况。

5.2地下水保护现状

上世纪末至21世纪初，人们对地下水资源的重要性认识不足，保护意识普遍较为淡薄。研究区内多为分散开采松散岩类孔隙潜水，开采量不大，部分地段孔隙潜水不断地受到生活污水和工业污水的污染。

近年来，随着地下水资源管理与保护重要性的广为人知，安徽省人民政府适时制定了关于合理开发和有效保护地下水资源的《安徽省人民政府关于实行最严格水资源管理制度的意见》《关于进一步加强地下水管理和保护工作的通知》等一系列文件，要求各地建立地下水取用水总量控制和水位控制制度，明确区域地下水开发利用总量控制指标和水位控制目标，以防止出现新的超采区，切实保障地下水资源的可持续利用。同时，安徽省也已将饮用天然矿泉水、地下热水、水源地（大、中、小型）纳入统一管理轨道，开发利用须有省矿产储量委员会审批，实行限量开采的方针。芜湖市积极响应政策号召，适时开展了芜湖市城市环境地质调查评价等工作，基本查明了芜湖市的水环境状况，地下水超采情况得到了有效控制。

6.结论

通过分析论证，芜湖市地下水资源类型划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水、基岩裂隙水和红层孔隙裂隙水四种类型。水质未受污染，水质良好。水质类型：松散岩类孔隙潜水的化学类型略有变化，由HCO3-Ca型、HCO3-Ca·Mg型、HCO3-Ca·Na型可变化为HCO3·Cl-Ca·Mg型、HCO3·SO4-Ca·Na·Mg型。本次计算芜湖市地下水天然补给资源量为15.99万m3/a·km2。

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