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《中国水利》2003.7　B刊
浅析运城市城区地下咸水资源开发利用
袁恒太
摘要　山西省运城市城区地下深层承压水严重超采，而浅层咸水一直未被人们充分认识和利用。在分析区内水资源开发利用现状及程度的基础上，提出以浅（咸）代深（淡），涵养深层水源，达到水资源可持续利用。　　关键词　地下水开发利用措施　　一、城区水资源及开发利用现状　　１．城区水资源山西省运城市城区面积２０．８ｋｍ２，人口１８万人，无地表水资源，地下水一直是城市的主要供水水源。地下水类型为第四系松散岩孔隙水，可分为浅、中、深三个含水岩组。第一含水岩组：Ｑ３＋４浅层潜水，含水层岩性为粉砂、细砂夹小砾石，底板埋深３０～３５ｍ，自北而南厚度增大，水位埋深３～２０ｍ，单位涌水量２～７ｔ／ｈ·ｍ　，地下水化学类型为ＨＣＯ３·ＳＯ４·ＣＬ－Ｎａ·Ｍｇ型，矿化度大于１ｇ／Ｌ，盐湖附近可达３～１０ｇ／Ｌ，为半咸水或咸水，不宜做为饮用水源，但其具有埋深浅、分布广、易开发的特点。其咸水资源量为２９２万ｍ３／ａ。第二含水岩组：富水性差，不宜开采。第三含水岩组：Ｑ１深层承压水，含水层岩性为黄褐色粉砂、中细砂、砂砾石层，含水层埋深２３０～３７０ｍ之间，水位埋深９０～１５０ｍ，单位涌水量２～１０ｔ／ｈ·ｍ　，水化学类型为ＨＣＯ３－Ｎａ型，矿化度小于１ｇ／Ｌ，为城区主要供水水源，其可采资源量为３２６万ｍ３／ａ。　　２．开发利用现状据１９９９年统计监测年报，运城市城区现有水井２２０眼，其中浅井６０眼，深井１６０眼，用于工业及城市生活水井１７１眼，农用井４９眼。１９９９年地下水总开采量１２０８．７万ｍ３／ａ，其中浅层咸水开采量１０８．５万ｍ３／ａ，深层水开采量１１００．２万ｍ３／ａ，供水工程（引水工程）供水量５０７．６万ｍ３／ａ。　　３．地下水资源开发利用程度运城市城区在２０世纪５０年代多打的是浅井，主要利用浅层咸水，６０年代开始打深层自流井，地面标高在３６０ｍ以下皆可自流，７０年代开始大量开发深层地下水，到８０年代随着深层承压水开采量的不断增加，使承压水水位大幅度下降，形成了以城区为中心永久性的深层地下水下降漏斗。９０年代随着改革开放的不断深入，城市建设及工业迅速发展，需水量急剧增加，尽管先后实施了几项引水工程，但深层地下水的开采量仍在不断增加，水位下降速度逐年增大（见表１）。　　由表１可以看出，深层地下水已处于严重超采状态。如果这种掠夺式集中开采再发展下去，必将造成深层地下水源枯竭。同时，由于深层地下水位持续下降，还带来了一系列水环境及地质问题，如：提水费用逐年增加、浅（咸）水越流串层使深层承压水水质恶化、盐池水倒灌补给城区承压水等。同时，城区内浅层咸水资源开采系数为０．３７，还有一定潜力。因此，科学合理调配水资源，充分利用浅层咸水资源和引调的客水资源涵养深层水源，达到水资源可持续利用已是当务之急、势在必行。　　二、浅层咸水开发利用前景　　对于运城市城区浅层咸水资源如何利用这一问题，长期以来，提出了很多观点，但都着重于将咸水淡化。由于淡化工程复杂，造价高，使咸水资源未被充分利用。通过对国民经济各部门用水和咸水水质情况的调查，城区咸水应可以直接用于部分城市供水。在城市居民生活方面，咸水可应用于洗涤，楼房住房的卫生设备；对于办公楼、旅馆、招待所等卫生用水也完全可以用浅层咸水代替；市政建设中洒水、消防、基建的部分用水也可利用浅层咸水。工业企业用水，由于各行业对水质要求不同，锅炉、轻纺、食品、制药等用水水质要求严格，浅层咸水不能利用。对于冷却用水及部分工艺用水，根据美国有关标准同运城市城区浅层咸水水质比较，说明本区浅层咸水完全符合使用要求（见表２）。　　多年来，有些单位如运城农校、银湖饭店、市招待所以及一些公用设施如浴池、基建除了饮用水外，大部分使用咸水，工业方面如运城拖拉机厂、南风化工集团股份有限公司等部分车间采用咸水。运城拖拉机厂尝到了利用咸水的甜头，原来两眼井不够用，采用以咸补淡，加强用水管理，还供应外单位的用水，并大量节省提水费用。据１９９９年运城市用水调查统计资料，总用水量中，分离出地下水用于城市生活和工业企业的水量，针对国民经济各部门用水水质要求，对浅层咸水利用前景进行初步估算后（见表３），可以看出，城市现状用水中２８９．７６万ｍ３／ａ可以由浅层咸水替代，占总取水量的３１．８％，从前面论述中浅层咸水资源量为２９２万ｍ３／ａ，能够满足需求。　　三、利用浅层咸水资源评价　　１．经济评价通过对城区内浅层水井的调查访问，浅咸水供水成本为０．４５元／ｍ３，而引黄济运供水水价为２．０元／ｍ３，为浅层咸水供水成本费的４．４倍，城区开采２９２万ｍ３／ａ浅层咸水，同引调客水相比，每年可节省资金４５２．６元。　　２．环境评价运城市城区深承压水降落漏斗的形成和发展主要是受人为开采因素的影响，要使漏斗恢复，必须减少深层承压水的开采量。开发利用浅咸水资源，同时引用客水资源，减少深承压水的实际开采量，涵养深层水源，使其得到休养生息，漏斗逐步恢复，逐步实现采补平衡的良性循环。增大浅层咸水开采量，可以改善环境水文地质条件，减少蒸发，加速水循环，改良浅水水质，防止土壤盐碱化。　　四、浅层咸水开发利用措施　　１．浅井布局和供水管网的布设运城市城区自备水源深井１１１眼，占现有深井的７０％，其管网都是自成一体，复杂程度不一，要开发利用浅咸水资源，浅井布局及管网布设方案必须针对浅层咸水应用范围和项目，充分结合现有供水设施进行优化确定，根据现有资料，将自备水源按照浅层咸水应用特点分为三类：　　（１）居民生活楼（房）型。这类用水量大，时间相对集中，浅层水只能部分代替，为便于管理，可在现有深井附近凿浅井作为第二水源，利用现有输水系统，设若干控制闸阀进行时间调节，按规定的时间表交替供水。是否建立新的贮水设施，可以根据用水量等实际情况确定。　　（２）办公楼、招待所型。这类用水主要是卫生用水，水质要求不高，用浅层水代替，完全可以利用原有的输水系统及贮水设施。　　（３）工厂型。这类用水量大，用水项目多，对水质有不同要求，可用浅层咸水部分代替，利用浅层咸水时针对实际情况，设置单独的供水系统，做到咸淡分开，固定供水，也可以将浅层咸水同深层水混合使用（指用浅层咸水不能完全满足水质要求的项目）。　　２．加强供水管理，鼓励利用浅层水要做到水尽其用、合理用水，必须加强咸淡水的管理，特别是咸淡共用同一供水系统的，要根据用水需要对咸淡供水时间作明确规定，合理安排每天供应一定时间的食用淡水，其余时间可供应咸水。在水价和收取资源费上，咸淡水要有大幅度的差别。建议咸水少收水资源费，国家也可补助一定资金，用于浅层咸水资源的开发。供水公司应制定条例，并监督实施，对控制调节深层和浅层咸水资源提供重要保证。　　３．做好试点，取得经验，进行推广综上所述，开发利用浅层咸水资源，减少（替代）严重超采的深层承压水开采是可行的。应先按排几个不同类型的试点，在浅井布局、管网设置以及管理等方面取得经验后，再进行统一规划和推广，对于用水大户、大的工厂应首先推广。 2003.10.9