地下水位论文文献综述

地下水水量可行性分析

水量均衡法计算结果与模型预测结果均表明:在2011年地下水开采条件下，地下水系统处于负均衡状态，2020年研究区潜水地下水位下降2m左右;在以2011年的基础上，以农业开采量减少10%，工业及生活开采量增加20%开采，地下水系统处于负均衡状态， 2020年研究区潜水地下水位下降3m左右;增加5万m3/d的后备水源地开采后，地下水系统呈负均衡状态，地下水位将持续下降，将形成水位降落漏斗，预测2020年中心水位下降约5m。

研究区域地下水主要是使用于农业灌溉、工业及生活用水，增加开采势必引起地下水位下降，但由预测可知2020年末的地下水位最大降深不超过6m，水位埋深在农用井所开采要求的深度内，对农业用水影响较小，不会对周边地下水开采产生不良影响。由此而论，以5万m3/d的开采量建立后备水源地在10年之内是可行的。

地下水容积储存量计算结果表明，本区50m深度内的储存量为亿m3，是2011年地下水年消耗总量(亿m3/d)的16倍，就是说不会出现因连续几个枯水年而无水可采的局面。这也说明建立后备水源地是可行的。

地下水水质可行性分析

在地下水水质评价中，通过单指标评价和全指标综合评价分析，丰润区石各庄镇一带为Ⅰ-Ⅲ类水分布，以Ⅲ类水HCO3-Ca·Mg型为主，水质符合《地下水质量标准》(GB/T14848—2007)中集中式生活饮用水水源及工农业用水开采要求，所以建立后备水源地是可行的。

杨东凡

（安徽省地质环境监测总站，蚌埠233000）

摘要：安徽省淮北平原位于该省北部，平原西部阜阳市地面沉降中心最大沉降量1501mm，采水型地面沉降进一步扩大，推测平原西部地区已发生大范围的地面沉降。淮北平原区饮水型高氟地方病广布，地氟病区占全区总面积的40％。其中，轻病村17942个，占病村总数％；中度病村4529个，占％；重病村148个，占病村总数％。病区乡人口总数万人，占淮北平原总人口的66％。区域地下水水位持续下降，地下水质量不断劣化。本文通过对以上主要水环境问题的论述，提出了平原区今后工作方向的建议。

关键词：地面沉降；地氟病；水质；水位；工作方向；建议

淮北平原位于为安徽省北部淮河以北地区，东接江苏、南界淮河、西与河南毗邻、北与山东接壤。地理坐标东经114°50′～118°15′，北纬32°25′～34°40′，范围大致包括阜阳、毫州、界首、太和、临泉、阜南、颍上、涡阳、蒙城、凤台、五河、淮北、宿州等县（市），面积约万km2。

安徽省人均与亩均水资源量偏少［1］。人均，亩均，仅接近全国平均数的1：2。水资源地区分布差异较大，与人口、耕地的分布不相适应。淮北地区是我国重要的农业和能源基地，人口占全省的42％，耕地占全省的46％，但水资源却只占全省的16％，人均水资源量（）和亩均水资源量（）均为全省最低，形成水资源极为紧缺的局面。但地下水开发程度高，对地下水的循环条件影响深刻。集中开发利用地下水，已彻底改变了淮北地区地下水的流场，引发的地下水环境问题亟待解决。

1 地质环境背景

气象水文

淮北平原属暖温带半湿润季风气候区，四季分明。年均气温14℃～15℃，由北至南，多年平均降水量一般700～900mm，每年的6～9月份，约占全年降水量的60％～70％。年均蒸发量1300～1000mm。

淮北平原属淮河流域，淮河为本区南部边界，流经平原长约340km。淮河年平均流量800余m3/s，最大近2300m3/s，最小仅100余m3/s（蚌埠站）。淮北平原区主要支流有谷河、润河、颍河、西淝河、芡河、涡河、北淝河、沱河等。由于河床坡缓，支流多，沿岸降水集中，易发生洪水。

地形地貌

淮北平原属华北平原的南部，西、北、东分别与豫东平原和苏北平原接壤，南临江淮波状平原。包括北部故黄河泛滥平原、东北部低山丘陵、南部河谷及河间平原三个部分。除东北部散有形若“孤岛”状的低山丘陵外，其余地势均平坦开阔，并由西北向东南缓倾，坡降1：8000。平原由丰厚的第四纪堆积物组成，呈现典型的堆积性地貌景观。全新世以来黄河频繁决口、改道，大量的泥沙堆积于豫、鲁、皖黄泛地区，厚度达20m左右，由北向南渐薄，叠加在晚更新世的剥蚀平原之上，加大了淮北地面的倾斜度，形成今日所见的黄泛特殊地貌景观。

地层岩性与构造

本区地层属华北地层大区晋冀鲁豫地层区徐淮地层分区。晚元古代至古生代地层主要为碳酸盐岩，中生代地层主要为红色碎屑岩。新生代第三纪地层主要为河床相半固结砂及河流湖泊相粘性土，厚度一般可达数百米。第四纪地层主要为冲积、冲洪积的砂及粘性土，厚度数十米至百余米，广泛覆盖全区。

本区构造单元属中朝准地台南缘。构造体系主要为东西向断裂带、北北东向新华夏构造带及徐宿弧形构造带。新生代以前的基底构造较复杂，以涡阳—蒙城—凤台一线为界，以西是断陷盆地，以东为褶皱隆起，形成西部松散堆积物厚达数百米，东部数十米的格局。

水文地质

本区广泛发育松散岩类孔隙水，根据地下水的埋藏条件、水力特征及与大气降水和地表水的关系自上而下划分为浅层孔隙水和深层孔隙水。浅层孔隙水赋存于50m以浅的全新世、上更新世地层中，与大气降水、地表水关系密切。一般为潜水，局部微承压。水位埋深1～3m，富水程度不等，位于古河道可达30～50m3/h，一般10～30m3/h。主要为农灌和农村人畜用水的主要水源，含水层富水性均为古河道带砂层所控制。其水量可满足农灌和农村人畜用水水量需求，水化学类型HCO3—Na（Mg）、HCO3—Ca·Na（Ca·Mg）等，溶解性总固体～左右。

深层孔隙水赋存于50m以下的松散层中，与大气降水的联系随深度的增加逐渐减弱，甚至基本封闭；与地表水不存在直接的水力联系。深层孔隙水主要为城镇居民生活及工业用水水源。为承压水，单井涌水量大，一般在500m3/d以上。区域地下水水位一般为2～4m，于城镇集中供水区，动水位可达80m。水化学类型为HCO3—Ca·Na（Ca·Mg）、HCO3—Na、HCO3·Cl—Na、SO4·HCO3－Na型等，溶解性总固体～。

碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组主要由二叠系—下三叠统碎屑岩组成。其富水性差。

碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组主要由中寒武统—中下奥陶统组成。其岩溶发育，地下水承压，静水位埋深在覆盖区较浅，一般3～5m，富水性强。常见单孔涌水量大于50m3/h。

2 地下水环境问题

安徽省淮北平原区，由于不合理的大量开采地下水，加之矿坑排水，使地下水环境质量逐年下降，主要表现在：区域地下水水位持续下降，采水型地面沉降不断扩大，高氟地方病广布，地下水水质劣化趋势加大等。

区域地下水水位持续下降［2］

淮北平原浅层孔隙水开采程度不高，水位动态仍主要受降水和蒸发控制，城区受开采影响，水位变化与降水量关系最为密切。平均水位～，埋深～，南北差异较大。北部萧砀地区平均水位～，埋深～；西部阜阳地区平均水位～，埋深～；东北部宿灵泗地区平均水位为～，埋深～；南部沿淮地区平均水位～，埋深～。水位总体趋势仍然为西北高、东南低，地下水自西北流向东南，与地表水流向基本一致。

深层孔隙水水位动态主要受开采程度的影响。20世纪70年代以前，深层孔隙水基本上没有开发利用，水位埋深小，整个西部地区均为自流区，水位高出地表～。地下水总体流向自西北向东南，水力坡度1：15000～1：10000。20世纪70～80年代，随着城镇化的建设，深层孔隙水逐渐成为城镇供水的水源，开采量逐年增大，水位逐年下降，至80年代末期，自流现象基本消失，各城镇开采深层孔隙水已初具规模。90年代后，地下水开采量进一步加大，开采深井越打越深。西部地区各集中开采井群区，地下水水位进一步下降并迅速外展，阜阳市、界首市、亳州市、涡阳县、蒙城县等地下水漏斗先后交合，形成了区域性降落漏斗（图1）。阜阳市、界首市、涡阳县等中心水位埋深50～80m。

图1 淮北平原西部地下水等水位线图

采水型地面沉降不断扩大［3］

采水型地面沉降指城镇供水采用深层孔隙地下水，造成粘性土层压密释水而引发的地面沉降。淮北平原已开展专项地面沉降研究工作的有两处：一处为阜阳市［4］，其沉降量大。另一处为宿州市，其地面沉降微弱。

安徽省淮北平原地面沉降首发于阜阳市，该市位于淮北平原西部，地形平坦开阔，地面标高26～33m。该市地面沉降始于20世纪70年代，80年代初地面沉降范围约122km2，90年代沉降范围约410km2（图2）。80、90年代地面沉降中心沉降速率分别为、。2002年中心最大沉降量约1501mm［3］。地面沉降漏斗中心变化情况见表1。

表1 漏斗中心水准点高程变化情况一览表

注：数字为当年水准点高程与该水准点原始高程之差的下降值（单位：mm）

随着阜阳市深层孔隙水降落漏斗向北部发展，地面沉降也将随之向北部扩展，其地面沉降将进一步加剧。安徽省淮北平原西部，地处阜阳—毫州断陷盆地，堆积了巨厚的晚第三纪和第四纪沉积物，阜阳，界首，毫州，涡阳等地，地层结构基本一致，深层孔隙水开采已具规模，地下水位埋深50～80m，由于其他地区没有开展地面沉降测量工作，采用工程类比法推测，后3个地区已经发生地面沉降。随着城镇化的发展，地面沉降的范围将不断扩展，深度不断加大已成不争的事实。

图2 地面沉降扩展趋势图

1992年安徽省地质环境监测总站在宿州市开展了地面沉降二等水准测量工作，表明该市已发生地面沉降，中心最大沉降量为44mm［5］。

地下水水质劣化趋势加大［2］

据安徽省地质环境监测总站历年枯水期地下水水质监测资料，淮北平原地下水一般无色、无味、无嗅、透明，多为溶解性总固体小于1000mg/L的重碳酸型中性水。由于原生环境的影响，地下水中Fe、Mn含量普遍超标。河间地带地下水中F－含量多大于，最高达；沿淮河漫滩部份地段，地下水中As含量偏高，最高为。因人类活动的影响，沿污染河段及城郊周围地下水中“三氮”含量普遍增高，地下水水质劣化趋势加大。

浅层孔隙水

大面积分布着Ⅱ、Ⅲ级水，局部地区出现Ⅳ级水。Ⅳ级水主要分布于砀山、界首、阜阳、宿州、蚌埠等城市周围及东部的淮河沿岸。因人口密集，污染严重，地下水中超标组分主要为COD、总硬度、溶解性总固体、 。

由南向北，地下水水化学类型由简单的HCO3—Ca（Mg）型渐变为复杂的HCO3—Na（Ca·Mg）、HCO3·SO4—Ca（Na·Mg）等类型，溶解性总固体由小于500mg/L渐升至等于或大于1000mg/L，pH值由左右渐升至以上。

2000年较1996年溶解性总固体年平均值升高了20％，平均每年增高4％；总硬度年平均值升高了％，年均增高％。“三氮”检出率总体呈增大趋势。

深层孔隙水

大面积分布着Ⅲ级水，局部地区出现Ⅱ、Ⅳ级水。Ⅳ级水主要分布于砀山、蚌埠市周围，属污染所致。Ⅱ级水分布于界首—阜阳一带。“三氮”变化趋势与浅层水相似，但检出率及检出含量均较浅层孔隙水低。

岩溶裂隙水

主要分布在平原东北部低山丘陵区，多为质量较好的Ⅰ级水。位于人口密集区的淮北市，因人工开采，地下水溶解性总固体和总硬度呈上升趋势（见图3）。

图3 裂隙岩溶水溶解性总固体、总硬度趋势图

高氟地方病广布［6］

安徽省淮北平原，是饮水型高氟地方病严重流行区，据卫生部门及安徽省地质环境监测总站调查统计资料，地氟病区占全区总面积的40％。有892个病区乡，病村总数22619个。其中轻病村17942个，占病村总数％；中度病村4529个，占％；重病村148个，占病村总数％。病区乡人口总数万人，占淮北平原总人口的66％。地氟病区基本呈北西—南东向条带状分布，病村主要分布于河间洼地、扇前、背河洼地及河间平地等地势平缓低洼之处。其地氟病区的分布与高氟地下水的分布规律完全一致。

重病区。分布于涡阳北部新兴、潘楼一带，面积约，该区饮用水氟含量以上，最高达，氟斑牙患病率平均94％，且多有氟骨症病人。

中度病区。主要分布于涡阳青疃、利辛江集、利辛王人、宿县桃园、泗县草庙、萧县西部、砀山北部等7个地带，总面积1650km2，氟斑牙患病率90％左右，饮用水氟含量～。

轻病区。区内轻病区总面积约×104km2，主要呈条带状分布于河间地区，另外在黄泛决口扇间洼地及扇前地带也有分布。

另外，淮北煤矿区地下水F－含量虽在以下，但氟斑牙患病率达到30％，氟骨症病人也较多，为地氟病轻－中度病区，可能与氟污染有关。

3 今后工作方向建议

安徽省淮北平原地下水环境问题较多，需要做的工作也很多，根据当前国民经济发展的需要，结合安徽省的实际，近几年工作重点可从如下几个方面着手。

地面沉降调查与监测网建设

地面沉降虽是一种缓变的地质灾害，但经多年的发展，目前已直接或间接地给阜阳市的城市建设和经济发展造成了一定的危害，主要表现有：

破坏水利设施，降低防洪标准，加重洪涝灾害。颍河阜阳市节制闸兼为市区交通要道，受不均匀沉降的影响，大闸底板多处开裂、闸墩错位、铰座倾斜。致使闸门启闭不灵，闸体开裂逐年增宽。严重威胁大闸的运行安全。泄洪能力从1959年建成时的3500m3/s下降到2500m3/s。位于沉降区的颍、泉河堤坝，堤顶高度均随地面沉降而降低，已达不到原设计20年一遇的防洪标准。其他沉降地段地面标高也低于河流洪水位1～2m，地面沉降加重了其洪涝灾害。

破坏市政及供、排水设施。地面沉降使部分深层孔隙水开采井发生倾斜、错位，井管相对抬升、井台开裂变形等。

地面水准点失效，损坏城市测量控制网，制约当地经济可持续发展等。

鉴于地面沉降已波及整个西部地区，中部地区也有地面沉降迹象，应在全区开展地面沉降调查工作，建立地面沉降监测网，并纳入华北地面沉降网之中，成为华北地面沉降监测网的组成部分。

高氟地方病区安全供水示范井工程研究

淮北平原中、重度病区的农村和城镇居民病情严重，迫切需求洁净水源。根据已掌握的资料，地氟病区赋存有适宜开采的低氟地下水，宜井深度一般小于200m，水量可满足当地人畜饮用水需求，打井开采成本低，经济实用，易于实施。

结合小城镇规划，在重度及中度病区选择适宜村镇实施低氟地下水示范井工程，解决高氟地方病区安全供水问题，达到饮用低氟地下水防治地氟病的进一步发生、发展，提高农民生活质量的目的。

有重点的开展地下水水质调查，提出防治方案

安徽省地质环境监测总站在淮北平原区建立了地下水监测孔300余个，对各类含水层进行监测，已形成区域监测网络，每年均采集一定数量的全分析水样，开展区域性水质变化的研究工作。但限于工作经费严重不足，对水质变化的研究深度远远不能适应社会经济发展的需要。因此，应在重点城市区、无公害农业耕作区开展地下水水质调查工作，根据不同功能区地下水变异途径、变异范围、变异深度的不同，提出有针对性、操作性强的防治措施。先期可选择蚌埠市、阜阳市、淮北市、砀山县等市县开展工作。

调整采水结构，控制地下水水位进一步下降

淮北平原有丰富的浅层孔隙水资源，重新认识和研究地下水含水系统结构与性能，调整开采地下水源结构，扩大浅层孔隙水的开采，减少深层孔隙水的开采，探寻合理的深层、浅层孔隙水的联合开采方案，降低地下水水位的下降幅度。先期可选择阜阳市做为试点：控制深层孔隙水的开采，在市区外围选择富水地段，分别建立浅层孔隙水供水厂，调整该市的供水结构，控制地下水水位的进一步下降。

参考文献

［1］彭玉怀，杨兆军，陈伟等.安徽省地下水资源评价.安徽省地质环境监测总站.2002

［2］陈伟，肖清华，施荣新等.安徽省地质环境监测五年报告.安徽省地质环境监测总站.2002

［3］杨东凡，雷柱平，汪灶建等.阜阳市地面沉降监测网络建设方案.安徽省地质环境监测总站.2004

［4］李溢相，官煜，薛孔还等.阜阳市水文地质工程地质环境地质综合详查报告.安徽省地质环境监测总站.1991

［5］杨东凡，孙健，魏继东等.宿州市及邻近地区水文地质工程地质环境地质综合详查报告.安徽省地质环境监测总站.1993

［6］李志刚，王明章，蒋金柱等.安徽省两淮地区地氟病地质环境调查及防治方向研究报告.安徽省地质环境监测总站.1993

Research on Groundwater Environment of Huaibei Plain in Anhui Province

Yang Dongfan

(General Monitoring Station of Geological Environment of Anhui Province, Bengb u 233000)

Abstract: Huaibei Plain is in the north of Anhui Province. In the western of the plain, the ground of the Fuyang city has being subsisting with the biggest subsidence measuring 1501 millimeter in the subsidence center. The ground subsidence of pumping has being declined the further extension, so a big scope of ground subsidence should take place in the western of the plain. The high fluorine disease of drinking spreads the Huaibei Plain, the fluorine disease District has 40% of the whole area. There are 17942 light, 4529 middle and 148 heavy disease villages, account for and 0. 65% of the total disease villages. The disease population amounts 13444000 peoples,having 66% of the total population in the Huaibei Plain. As the groundwater level of the district descends continuously, the groundwater quantity turns worse and worse. According to the main water environment problems told above, this article gives the suggestion to the direction on the tomorrow’s work in the plain.

Key words: Ground subsidence; The fluorine disease; Water level; Water quantity; Direction on the work; Suggestion