廣州市增城地區地下水水源地現狀及保護措施探討

董 娜

(廣東省地質調查院,廣東 廣州 510080)

0 引言

隨著工業和農業的發展,我國已經處在農業社會向現代化社會過渡的階段,城市化進程不斷加快,城市規模不斷擴大,城市經濟發展對地下水的需求越來越大,現階段一方面社會用水需求量不斷增加,而另一方面水污染日益嚴重并導致符合飲用水標準的水資源質量下降、數量不斷地減少。在我國華南的珠江三角洲地區,加上枯年枯季珠江上游來水減少及咸潮上溯的影響,水質性缺水逐年嚴重,水資源危機已逐漸顯現。如果一旦遭遇突發性事故(如有毒有害化學物資泄漏)、恐怖活動、化學戰爭(核戰爭、細菌戰爭)等造成江河水體污染,對于缺乏第二水源和全部利用地表水供水的珠江三角洲地區而言,城市供水安全和幾千萬人口的飲水問題將更加嚴峻。為適應城市化進程的要求,應加強地下水作為應急供水水源的可行性調查和保護[1]。

1 增城地下水水源地概況

1.1 水文氣象條件和地質環境

增城地下水水源地位于珠江三角洲經濟區內,增江流域內,處于亞熱帶海洋性氣候,受海洋性曖濕氣流活動影響,總體氣候特征表現為風害多,暴雨頻,雨量集中,夏長冬短,氣候較溫和,區內河網發育,地下水補給充足[2]。研究區地層發育很不完善,水源地地層主要為第四系地層,水源地主要斷裂帶為羅浮山斷裂,分布于研究區中部石灘鎮、三江鎮、福田鎮羅浮山南緣一線,斷裂局部第四系覆蓋,主要的表現特征是控制東莞盆地北緣。區內沖洪積、三角洲平原區沉積有砂層、礫石層等,有大量松散巖類孔隙水賦存[3-4]。

1.2 水源地分布和邊界條件

研究區地下水水源地主要分為兩部分,分別處在增城南部及北部,兩部分水源地均是一個以松散巖類孔隙水為主的傍河型水源地,地下水水源地主要含水介質為河流相沉積層,其富水性較好;水源地范圍內基巖含水層根據水文地質鉆孔抽水試驗可知,基巖含水層的富水性較差,基巖含水巖組不作為主要含水介質進行評價。

水源地的邊界劃分原則以松散層富水性及地下水的補給、徑流、排泄特征進行邊界的劃分,水源地周邊低山丘陵及河流主要作為劃分邊界。在查明增城縣幅水文地質條件的基礎上,根據水源地地下水的富水性、水質特征及開采條件劃分出水源地。

1.3 水源地補給、徑流和排泄條件

(1)南部水源地除接受大氣降水補給外,所處區域地表水網發育,第四系松散沉積物廣泛分布,地下水與地表水水力聯系密切,增江從水源地穿過,豐水期或者漲潮期河水位高于地下水位,河水頂托,地表水補給地下水[5];在水源地的北面為丘陵、殘丘或剝蝕臺地地貌,基巖裂隙水的側向越流補給成為水源地地下水的重要補給源;天然條件下,地下水除接受大氣降雨、地表水、側向越流補給外,農田灌溉水下滲也是水源地重要補給來源。水源地三角洲平原區為主,不僅是地下水的補給區,主要為地下水的匯集區,水力梯度降低,地下水徑流速度相對較慢。地下水主要含水層巖性為礫砂、中粗砂、細砂等,上覆地層主要為粘土、粉質粘土及填土,形成相對隔水頂板,使得主要含水層為承壓或微承壓水。排泄方式主要為地表蒸發、工農業用水及枯水期排入地表水體。

(2)北部水源地周圍以丘陵、殘丘或剝蝕臺地地貌為主,出露塊狀巖類裂隙水,為地下水的主要補給區,增江從水源地側面流過,豐水期為水源地主要補給地表水,大氣降水也是水源地重要補給源[5]。水源地以增江沖積沉積第四系砂層為主要含水單元,因為地形起伏相對較大,地下水徑流較快,地下水水質更新迅速,水質較好,因為靠近增江,地表水為其主要排泄方式,其次為地表蒸發及工農業用水。

2 水源地地下水賦存條件分析

(1)南部水源地屬于東莞斷陷盆地,是東江水源地的重要組成部分[6]。南部水源地分布在石灘鎮—三江鎮—福田鎮,面積為132.81 km2。南部水源地為三角洲平原及沖洪積平原區,水源地北面邊界為低山丘陵,中間為零星分布低丘的平原,地貌以沖洪積平原及三角洲平原為主,局部有殘丘點綴;斷裂和盆地,對地下水的賦存有著明顯的控制作用[7]。地貌條件對地下水的形成及補給、逕流、排泄條件起決定性作用。此水源地含水砂層及砂礫石層一般為單層,部分地區有2～3層,多層含水層地區一般沒有穩定的隔水層,水利聯系密切,有大量松散巖類孔隙水賦存。河道兩側含水層較厚,富水性好,三江鎮大江圩村為古河道,富水性好;水源地南部為東江及增江沖積平原,含水層厚度較大,富水性較好,含水量基本為中等;遠離河流地段及山間平原谷地富水性減弱。由于巖性及其厚度變化較大,故其富水性很不均勻(見圖1)。

圖1 水源地水富水性圖

含水層以礫砂、中粗砂、細砂、粘土質中粗砂為主,其中溪頭村、舊山嚇村、沙頭村、田心村第四紀厚度較大,在17～32 m,其他地區第四系厚度均大于10 m。松散巖類孔隙水含水性分布不均勻,根據抽水試驗數據得出第四紀含水層含水量均為貧乏～豐富,水位埋深0.50～4.20 m,含水層厚度0～24.25 m,涌水量7.25～1 912.25 m3/d,地下水化學類型主要有HCO3·Cl-Na、HCO3-Na·Ca、HCO3-Na、Cl-Na、Cl-Na·Ca等,礦化度0.06～0.44/L(見圖2及表1)。

表1 南部水源地地下水資源量計算表

水源地面積相對較大,合計132.81 km2。水源地地下水天然資源量豐富,合計天然資源量11.21×104m3/d,允許開采天然資源量10.18×104m3/d。

(2)北部水源地分布在湯屋—棠村(北部),為增江河漫灘及沖洪積平原,面積為10.44 km2。北部水源地以低山丘陵和增江為界,地貌以河漫灘為主的沖洪積平原;河流及丘陵地區的越流補給對地下水的賦存有著明顯的控制作用。含水砂層及砂礫石層一般為多層,多層含水層地區沒有穩定的隔水層,水利聯系密切?？拷拥篮畬雍穸容^大,富水性好,遠離河流地段及山間平原谷地富水性減弱。由于巖性及其厚度變化較大,故其富水性很不均勻。

北部水源地含水層以礫砂、中粗砂、細砂、粘土質中粗砂為主,第四紀厚度變化較大較大,一般在5～20 m。松散巖類孔隙水含水性分布不均勻,根據抽水試驗數據得出第四紀含水層含水量均為貧乏～豐富,水位埋深0.95～1.10 m,含水層厚度0～16.65 m,涌水量24.69～2 382.09 m3/d。

北部水源地面積較小,主要為河漫灘沖積平原,面積合計4.17 km2。水源地地下水天然資源量較好,天然資源量0.51×104m3/d,允許開采天然資源量0.46×104m3/d。

3 水源地存在主要問題

水環境保護雖然取得很多成果,但總的來地下水污染仍在繼續,形勢相當嚴峻,盡管各地開展或準備開展有關地下水水源地的保護工作,但是進展很不平衡,防治效果有待提高。

(1)研究區內人類工程經濟活動較強烈,但分布不均勻,鉆探及水質分析資料少且難收集,收集前人鉆孔資料多分布不均,對合理分析水文地質情況層位帶來一定難度。

(2)水源地的地質資料較少,長期以來,人們只能根據有限的地質和水文勘察資料來分析和研究含水層,并發現通過不同的鉆孔或者抽水試驗得到不同的參數,即含水介質的參數有不確定性,對水源地劃分、水資源計算及評價帶來一些難度。

(3)不同地區,各類含水介質不同,特別是反復抽水、灌溉水的影響使得地下水化學元素的含量變化更加復雜化,對水源地的水質保護形成難度。

(4)水源地區域地下水監測網的建立,目前沒有一個統一的區域性的要求和建設,難以掌握整體的變化規律,需要加強地下水水質、水位、水量、溫度等重要水文參數的監測[8]。

(5)水源地的防護需要行政機構、技術方案、經濟政策、法制法規、公共意識等多方面的綜合考慮和支持。

4 地下水水源地保護措施

根據水源地所處的地質環境條件、水源地開采條件、發生或潛在的環境地質問題等方面綜合考慮提出如下保護方案。

4.1 保護區劃分

根據《飲用水源保護區劃分技術規范》(HJ/T338-2007)和《飲用水水源保護區污染防治管理規定》,按飲用水水源保護區劃分原則,水源地劃分為為二級保護區,將開采區外圍富水性貧乏-極貧乏塊段及水源地補給區劃為準保護區[9]。

4.2 管理措施

水源地管理的主要依據是:《中華人民共和國環境保護法》、《水污染防治法》及《水法》。依據這些法律、法規制定水源地管理措施。水源地水質管理是在水源地防護區劃分的基礎上依據《飲用水水源保護區污染防治管理規定》,結合水源地環境地質條件,污染源分布及污染狀況,制定執行相應的管理措施進行管理的。

(1)二級保護區內禁止新建有污染的企業、事業單位,以建成的要限期治理,轉產或搬遷;不準傾倒和堆存工業廢渣、城市垃圾等廢物;不準進行污灌,不準使用劇毒和高殘留農藥;不準在防護區增江沿岸設置廢水、污水排放口,排放到增江的工業廢水必須做到達標排放,確保增江水達到地面水Ⅲ類水標準。

(2)準保護區內不準新建化工、電鍍、皮革、造紙、制漿、冶煉、放射性、煉油等工業及其他有嚴重污染的企業單位,對已有污染企業要實施綜合環境治理改造和達標排放;不準傾倒和堆積工業廢渣,不得大量堆放城市垃圾;要完善市政設施,不準利用滲坑、滲井排放污水,不準修建水塘污水明渠,不準進行污灌[9]。

4.3 保護措施

(1)加強水源地補給區的生態環境建設,增加植被覆蓋度,滯留和增加大氣降水入滲補給量。實行地表水、地下水統一調度,加強開采管理,嚴格成井工藝,控制區域開采總量。

(2)加強壞境保護基礎設施建設,大型工業企業要建設污水處理系統,中心城區或城鎮居民聚居區要建設公共污水處理廠、生活垃圾及固體廢棄物要建設無公害填埋處理場,大力推廣發展循環經濟(如垃圾發電、污水處理二次利用等),從源頭上控制住的環境污染和生態破壞。

(3)建立健全供水水源地地下水長期動態監測機制,對現有供水備用井要進行長期動態監測,掌握水源地地下水水位、水量、水質動態變化規律。對缺少鉆孔控制或控制不足的供水水源地,應進行適當補充鉆探成井(觀測井),完善地下水動態監測網的建設。

(4)各級行政管理職能部門應按照國家現行的有關法律、法規,嚴格實施環境保護執法、監督和管理職能,嚴肅懲處違法違規排放工業、生活廢水、廢渣,嚴重危害公共環境保護安全的違法犯罪行為[1]。

5 結語

(1)增城水源地主要為傍水型松散含水層水源地,水源地分布面積廣,地下水含水層富水性好,補給充足,開發水源地地下水能夠為當地人民生活及經濟發展提供助力。水源地含水介質埋深淺,受河流、灌溉、蒸發等自然、人為因素影響較大,保護水源地周邊環境非常重要。

(2)水源地的勘察涉及水文地質學、環境地質學、測量遙感、地球化學等多個科學領域,應加強工作區水源地調查針對性工作,加強水源地資源調查工作,加強水源地范圍內水文地質條件的勘查工作,增強水源地水環境防控研究,針對可能存有的突出環境地質問題有計劃地聯片推進開展,從而進一步服務當地工程經濟活動,增強政府對應急情況發生時的應對能力,為水源地開發利用、降低災害風險提供理論依據。