地下水与地方病的论文

论地下工程引起的地质问题及防治措施论文

摘要：随着城市建设的大力发展，地下工程建设越来越多，由此引发的各类工程地质问题也逐渐显现出来，根据城市地下工程的特点，对地下工程开挖引起的工程地质问题进行了分析并提出了预防措施。

关键词：地下工程；工程地质问题；预防

城市地下工程具有现场环境条件复杂、施工难度大、技术要求高、工期长、对环境影响控制要求高等特点，是一项相当复杂的高风险性系统工程。但是，地下工程建设一般都在市区内，在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应，对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害，已经出现并且孕育诸多工程地质问题。

1地下工程开挖引起的工程地质问题

地面沉降

地层初始应力状态的改变引起的地表沉降：地下工程开挖是在存在初始应力场的地层中进行的，开挖引起地层初始应力状态的改变，即二次应力场，它是由地层初始应力场与开挖引起的附加应力场的叠加应力场，对应二次应力场开挖的位移场仅是由开挖引起的附加应力场。地表沉降的主要机理是由开挖面的应力释放，附加应力等引起地层的弹塑性变形。引起初始地应力状态改变的主要原因有：

（1）地下工程开挖引起的附加应力；

（2）地下工程施工对地层的扰动和地层损；

（3）地下水渗流引起的地下水位的变化。

土体的固结沉降：地下工程施工引起的地表沉降与时间有关。土体内部含水渗出，体积逐渐减少，这一现象成为土的“固结”。随着土体的固结，土体的压缩变形和强度逐渐增长。因此，土的固结所产生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的问题之一。根据地下工程施工的特点总结固结沉降的主要原因有：

（1）地下水位下降引起的固结沉降；

（2）土体空隙水压力变化，引起土体的固结沉降；

（3）土体扰动后，重新固结后产生沉降；

（4）土体的次固结和流变。

洞室围岩失稳

地下开挖后，洞壁围岩由于失去了原有的岩体的支持而向洞内产生松胀变形，如果变形超过了围岩所能承受的能力，围岩就会被破坏。围岩的变形破坏程度常取决于围岩的应力状态、岩体结构和洞室的断面形状等。洞室开挖使地下原来的应力状态被破坏，围岩应力重分布，产生变形位移。

均质岩土体中应力未达到或未超过其强度以前，在开挖过程中的变形，以弹性变形为主，变形速度快，变量小，瞬时完成，一般不易察觉；当应力达到或超过岩土体强度时，塑性变形十分明显，发生压碎、拉裂或剪破。当岩体强度主要由结构面控制时，与上述情况基本一样，但当结构面组合构成围岩不稳定条件时，岩体除了弹性变形外，塑性变形也比较明显，它表现为围岩分离体（岩块）的相互错动，围岩松动时围岩稳定性降低，为进一步松动创造了条件。

斜坡破坏

斜坡破坏主要发生在山区城市，除直接经济损失外，还可能造成人员伤亡，其原因主要是:由于自然地质作用和工程地质作用引发的，而工程地质作用造成的斜坡破坏较自然地质作用频率大。当然决非任何斜坡破坏都能称为地质灾害，但斜坡破坏确属重大的地质灾害类型之一。

斜坡破坏主要形式为滑坡，其影响因素主要有岩性、构造、地形、地震、降雨及人类活动等。其中，许多山体滑坡现象是由地下工程活动引发的，即主要是由于地下工程的开挖或采掘影响到了上部的山体，使岩体开裂，地面倾斜，并在一定条件的配合下，导致山体失稳形成滑坡。在隧道建设中，滑坡现象主要发生在浅埋、偏压及进出口等地段，其危害常常比较严重。为评价斜坡岩土的稳定性，预防斜坡破坏导致的地质灾害，认识引起斜坡破坏的内在原因与外部条件，掌握其运动发展规律显得非常重要，尤其是当前在城市这个人类经济活动的密集区，斜坡破坏造成的经济损失和人员伤亡都是巨大的`，都是由于工程活动不合理造成的。 地下水污染

在城市环境地质中地下水的不良作用主要表现为地下水的侵蚀。地下水的不良作用和地下水污染主要由人为引起。随着经济持续稳定发展，人类活动加剧，对地下水的污染越来越严重，主要表现为：多数城市垃圾随意堆放；工业废水和废液不经处理或初步处理后任意排放。首先污染地表水，经地表水补给地下水或渗入地下水，再污染地下水，使地下水具有侵蚀性，对城市的建筑物基础及地下工程不断侵蚀破坏。

2防治措施

开展详尽的工程地质勘察

工程地质勘察资料是地下工程施工的重要依据，通过详细的工程地质勘察，为设计施工提供需要的参数和指标，确定合理的开挖方案、开挖步骤，如果地下工程建设所涉及勘察资料不详细、不准确，势必给支护工程带来事故隐患。

做好开挖方案的优化选择

地下工程的开挖方法很多，以基坑工程为例，有分层全开挖、中心岛式开挖等等。开挖顺序不同，引起的位移不同，中心岛法的开挖顺序就比从一个方向按顺序向另一个方向的开挖方法，对基底隆起和桩后地面沉降有一定程度地减少。因此，基坑开挖时应做好开挖方案的优化选择。

实行科学的降水设计

水是影响基坑工程稳定的重要因素之一，从实际统计资料来看，约有70%的基坑事故与地下水有关，因此，地下工程建设中应特别注意地下水的影响。地下工程建设绝大多数都需要进行人工降低地下水。要降低地下水位，就要合理地选择降水方法，在此基础上进行人工降水的方案设计，以及进行降水方案的水位预测，通过预测进行降水方案的优化，从而达到最佳的降水方案。

做好现场监测，开展信息化施工技术

地下工程是土体与围护结构体相互共同作用的一个动态变化的复杂系统，仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂的开挖和降雨等条件下支护结构与土体的变形破坏，也难以完成可靠而经济的开挖设计。通过施工时对整个工程进行系统的监测，可以了解变化的态势，利用监测信息的反馈分析，就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时，可做出预警，及时采取措施，保证施工和环境的安全；当安全储备过大时，可及时修改设计，削减围护措施。

积极采用新技术、新方法

工程实践证明，采用基坑内降水、坑内侧土体加固（化学灌浆、石灰桩加固等）、及时支撑并预加轴力、增加挡墙的入土深度、墙外地层中筑帷幕、坑内降水坑外注水、分步开挖、逆作法施工、信息反馈施工法的采用等，对改善基坑变形、提高其稳定性有重要意义。计算机技术方法应广泛地应用到地下工程建设中，如进行数据分析与计算、计算机制图、计算机辅助深基坑设计、信息施工与管理等领域具有十分广阔的前景。

结语

地下空间资源正越来越多被开发利用于各种领域，如地下轨道交通工程、地下街、地下室、地下车库等各类地下工程，已经成为现代城市功能转入地下的重要载体。但是，地下工程建设一般都在市区内，在其施工过程中常常会引起周围地层的位移、变形、沉降与塌陷等环境地质效应，对周围地面建筑物及基础、地下早期人防和其他构筑物、公共地下管线和各种地下设施以及城市道路的路基、路面等都可能构成不同程度的危害。因此，研究城市地下建设工程引起的地质问题及其防治措施具有相当重要的现实意义。

沈照理

（中国地质大学，北京，100083，中国）

饮用水水质与人们的健康密切相关。饮用水水质也是环境质量的重要指标。目前多数学者所公认的与环境有关的主要地方病有以下几种：克山病、大骨节病、地方性甲状腺肿与克汀病、地方性氟中毒、地方性砷中毒。上述地方病的发生大多与病区的水土环境，特别与地下水的水质有直接的关系。

1克山病（Keshan epidemic）

克山病是一种以心肌病变、心肌坏死为主要症状的非特异性心肌病，也称特发性心肌肥大病。1935年冬季在黑龙江省克山县发生急性暴发流行，人群大批死亡，引起重视，因病因不明，故称为“克山病”。之后数十年，相继在我国16个省区发现此病。从此病的地域分布看，大致呈北东-南西向带状展布，东北起自大、小兴安岭的黑龙江省，西南达横断山脉的澜沧口和西藏的雅鲁藏布江，具有明显的地域性。

关于该病的成因有两种看法：

（1）生物病因说，认为该病是由于某种病原微生物所引起，特别引起人们注意的是病毒感染；

（2）非生物病因说，通常称为水土病因，其中又分为两种：①中毒性因素，主要指环境中含有亚硝酸盐或某种有机物；②元素缺乏因素，主要指硒缺乏、钼缺乏或镁缺乏等。尤以低硒环境的影响受到最广泛的关注，已证实在我国存在一个低硒的生态区带，与大部分的克山病区的分布基本吻合，故多数学者认为环境低硒是克山病发病的重要因素之一，施加亚硒酸钠（Na2SeO3）预防取得显著效果。

但有些病区还不能单纯用缺硒来解释，如据云南楚雄克山病防治所报道，该省克山病流行病区的昭通，土壤、粮食、人发、血液中硒的含量与非病区水平相当，认为发病与硒高低关系不大；四川省毛尔盖、卡龙等地虽属低硒地区，但未见克山病发生；另据河北省张家口地方病防治所报道，该地区克山病流行区植物性食品硒含量高于全国主要病区相应样品的硒含量，且也临近非病区对照无明显差异，但却发现病区饮用水（地下水）中镁含量明显低于非病区，地下水为软水或极软水，故认为该病区主要是缺镁所致。经动物（大白鼠）对照试验，全部用镁剂的预防但动物未发现心肌损害病变，在此研究基础上，对病区的饮用水中添加一定量的镁剂（MgCl2），经过较长的预防效果观察，克山病人的康复率达到，说明镁在克山病防治上的作用。

我们关注过地下水（作为饮用水）中的Mg和Cr的含量与某地冠心病（冠状动脉粥样硬化性心肌病）发病率的关系。研究区是山西省运城盆地，其南面是著名的高山深盆地型运城盐湖，该地区数千平方千米的地下水中Mg2+和Cr的含量偏高，第四系浅层水（60m左右）Mg2+含量440mg/L左右，Ca2+170mg/L左右，第四系深层水（300m左右）Mg2+含量55mg/L左右，Cr含量在～（在地下一定深度还原环境以Cr3+为主），地下水中Cr达到此水平是原生地质环境现象。无独有偶，运城人民医院的医学研究人员发现，该区冠心病发病率在全国可能是最低的，对比国内一些城市或地区冠心病患病率在～，国内冠心病发病率一般为，而运城地区的发病率仅为，原因不明。我们认为，运城地区冠心病发病率之低，与该地区水土环境中的地球化学元素丰度有一定关系。美国著名的医学博士施罗德曾指出，北美的冠心病死亡率高，人体组织中Cr含量低，非洲人中冠心病死亡率低，人体组织中含Cr量高，这表明Cr与冠心病死亡率呈反比关系。为此，我们认为，无论是克山病还是其他地域类心肌病，由于其地球化学环境的特异性，还有不少问题值得深入探讨。

2大骨节病（Big condyle epidemic）

我国大骨节病主要分布于黑龙江、吉林、辽宁等15省区，已查明300多个县有该病发生。俄罗斯的西伯利亚和朝鲜北部山区也有该病发生的报道。在我国，该病主要分布在从东北向西南延伸的一条宽带内，多分布于山地、丘陵及向平原过渡的地带，与克山病分布有些相似，故有人称之为姊妹病。

该病主要分布于低硒地带，病区饮用水、土壤、粮食中Se含量明显偏低，病区人群处于低Se营养状态。经人群补Se（亚硒酸钠片）取得较好效果。但有人认为除低Se环境外，还有其他环境因子与缺Se复合共同致病。

饮用水中含有机物（organic compounds）和镰刀菌毒素（falciform germ）。多数病区饮用水中富含有机质（腐殖酸）、且矿物质贫乏。

有研究认为，致病因子主要是通过病区生产的粮食进入人体。微生物学检查发现病区粮食受镰刀菌侵染严重。

3地方性甲状腺肿（Endemic hypothyroid tumescence）和地方性克汀病（Endemic keting epidemic）

地方性甲状腺肿，简称地甲病，俗称大脖子病，我国古籍中称为“瘿”，它是人类最古老的疾病之一，遍布世界各地。它主要是环境中缺乏元素碘引起的，且与饮用水中碘含量低于5μg/L（5ppb）时地甲病发病率很高，地甲病患者的下一代可能是地方性克汀病患者，其主要表现是呆、小、聋、哑。

地甲病在我国分布非常广泛，除上海市外，其他各省、自治区、直辖市都有不同程度的流行，其分布的基本特点是：山区多于丘陵地带，丘陵地带多于平原地区，这与碘元素易淋失以及碘的水文地球化学特征有关。

石灰岩地区，饮用水为HCO3-Ca水，尽管供应加碘盐，但钙与碘形成难溶化合物碘钙Ca（I5O3）2，可能抑制人体对碘的有效吸收，看来，石灰岩地区地甲病的防治还有一个碘的生物有效性问题。20世纪70年代以来，在我国一些省区又相继发现了碘致甲状腺肿，有人称之为高碘甲状腺肿，主要是作为饮用水的地下水中碘含量高了，有的高达每升几百微克的碘，甚至超过1000μg/L。迄今发现的高碘地下水分布区有新疆的奎屯、山西的孝义（山间盆地）、渤海湾的滨海地区、山东省的古黄河河口平原以及华北平原的中部和东部，已涉及到几十个县，第四系深层、浅层地下水均有含碘高的地区。

据我们对邯郸市东部肥乡、广平、鸡泽、永年、馆陶等县60余口深浅井的水样测试，碘含量在每升几十微克至600μg/L之间。例如，据地方卫生部门调查，肥乡县崔庄中学和小学发病分别高达和，已大大超过患病率5%为病区的划分界限。我们专门对村中饮用水井成分进行了测定，结果表明，碘为155μg/L，总硬度（以CaCO3）计，TDS947mg/L,Sr2+；村南井水的碘含量为240μg/L，其他组分相近。

这又引起两个问题，一是饮用水中碘对甲状腺肿的流行的上限阈值是200～300μg/L还是更低一点？适宜的含量是多少？另一个问题是，钙、镁、锶等碱土金属是否对碘的吸收起到干扰作用？这都是值得深入研究的。

看来，在对缺碘地甲病和适量补碘对少年儿童智力生长发育极为重视的情况下，也应该加强对高碘饮用水引起的甲状腺肿的研究。

4地方性氟中毒（Endemic fluorosis）

地方性氟中毒也是一种古老的地方病，是由于元素氟摄入过量而中毒，轻者患氟斑牙（斑釉齿），重者患氟骨症，甚至丧失劳动能力，是危害极大的一种地方病。此种地方病在世界上分布很广，遍及五大洲的40多个国家。在我国20个省区都有不同程度的流行，尤以北方分布范围最广，而南方则是斑状分布，据估计约有亿～亿人受到氟中毒威胁。我国的地方性氟中毒主要为饮水型的，氟中毒的流行程度与饮用水含氟量之间有较好的相关性，一般而言，水氟越高（我国规定饮用水氟含量不得超过1mg/L），饮用的时间越长，病情就越严重。我国北方干旱、半干旱地区以地下水作为重要或惟一供水水源，而浅层地下水和深层地下水均有含氟过高的。

虽然一般规律是地方性氟中毒的发病率随饮用水（地下水）中氟含量的增高而呈上升趋势，但在一些地区发现“低发病（指氟骨症）”和“高氟低发病”的异常现象。据我们调研，河北省临漳县大多数氟骨症发病率高的村落地下水含氟量为～；相反，一些地下水含氟量高达～的村落却未见氟骨症病例或者发病率极低。这种异常情况在山西省中部的和顺地区也有发现，和顺地区饮用水含氟量普遍低于1mg/L，平均值在～，属于北方的低氟水区，该区粮食中氟含量也不高，但类似“氟骨症”的发病率却出奇的高，达。

据我们对河北省南部一些县的调查，发现氟中毒病区的地下水中毒性微量元素铍（亲石、亲骨性元素）的含量偏高，达到（4～15）×10-9。此含量当前苏联和联邦德国规定的饮用水标准Be为×10-9的几十倍。据说，有一种“铍性佝偻病”，类似于氟骨症中的佝偻病状，是否由于铍中毒作用？或与氟中毒的复合作用？值得进一步探讨。

5地方性砷中毒（Endemic Arsenic Poisoning）

相对前述的地方病，可以说是一种发现时间不久的地方病，系环境中砷（其中砒霜As2O3是重要的含砷矿物）经人体摄入过多而导致的慢性砷中毒病症。

迄今国内外所发现的地方性砷中毒大多是由于饮水水源含砷过高所致，我国规定饮水砷不得超过，也有燃烧高砷煤（贵州）污染中毒的。如阿根廷科尔瓦多地区井水砷达到～，墨西哥北部某些地区，智利的安托法加斯塔，日本等均有高砷水，1989年在泰国南部发现砷中毒流行，浅层地下水中砷最高达9mg/L；印度的砷中毒病区也是1987年发现，病区面积×104km2，有100万人呈现饮用水含砷中毒症状，目前砷中毒人数以每年10%的速度增加（Challrabartyetal,1987;Aswathanarayana,1997）。

地方性砷中毒在我国发现较晚，20世纪60年代台湾报道该岛西南海岸一些地区，如：义和台南县有统计，称之为“乌脚病”，最后导致溃病及坏疽，之后很多方面的学者对此进行了研究。据台湾大学医学院吕锋洲教授（1994）。在“第一届两岸资源与环境地球化学讨论会”上报道，该区井水中砷含量为～，皮肤癌患病率达，并发现井水中有“萤光物质”，即“腐植物质”。经水动物实验，证实“萤光物质”的生物毒性，故认为其不仅与乌脚病病因关系密切，而且和癌症及地方性其他疾病病因有密切关系。

大陆在20世纪80年代初，首次在新疆北部奎屯地区发现此病，井水中含砷～;1992年内蒙古河套地区发现砷中毒流行，迄今已知病区人口约30万；1994年发现山西大同盆地山阴县、应县9个乡镇为慢性砷中毒病区，病区人口6万，也是长期饮用含砷高的井水所致，如山阴县菜村浅层地下水砷含量为～，其中毒的特殊的表症为皮肤色素异常，皮肤过度角化增生变厚，常发生在手足掌面，也有发生在其他部位的（王敬华，1998）。

中国的主要几种地方病与饮用水水质，可能与一些未知的致病因子或致病的复合因子有关，这促使科研人员去追踪研究，以造福地方病区的老百姓。

参考文献

[1]中华人民共和国地方病与环境图集.中华人民共和国地方病与环境图集编辑委员会.科学出版社，1989.

[2]宋广舜等主编.环境医学.天津科学技术出版社，1987.

[3]沈照理等编.水文地球化学基础.地质出版社，1993.

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