江苏南通部分地区深层地下水咸化成因及对策

江苏南通部分地区深层地下水咸化成因及对策
邱琳
【摘要】摘要:为了解江苏南通部分地区深层地下水水质咸化的状况及产生原因，对全市深层地下水的3个开采阶段进行了初步分析。

找出了导致该地区深层地下水咸化的原因为:多年高强度开采、隔水层薄弱地区的越流补给、不规范的成井工艺等改变了深层地下水的正常流动与补给。

根据研究结果，提出了加强开采管理、根据水文地质条件科学布井、强化取水许可全过程监管、全面回填报废管井等综合应对措施。

【期刊名称】人民长江
【年(卷),期】2012(043)001
【总页数】3
【关键词】关键词:地下水咸化;原因分析;越流补给;氯离子含量;南通
南通位于江苏省东南部，长江入海口北翼，东濒黄海，南倚长江，全市总面积10 556.94 km2，其中海堤外滩涂和长江水面2 058.36 km2，下辖海安县、如皋市、如东县、海门市、启东市5个县(市)和通州区、崇川区、港闸区3个区，总人口728.28万(2010年)。

随着经济社会的快速发展，水资源需求不断增加，地表水体污染日益严重，部分地区出现地下水不合理开采现象。

从如东到海门、启东沿海一带，深层地下水日趋咸化，成为一种严重的地质环境灾害问题。

1 区域地形地质概述
南通地处长江下游冲积平原，成陆时间不久，地形平坦、水网密布，地形起伏甚微，高程普遍在2～6.5 m(1956年黄海高程，下同)。

西北部略高，海拔4～
6 m，东南部稍低，海拔 3～4 m，全市地形坡降约1/25 000。

南通属扬子地层区，大部分地区为第四系松散层覆盖，厚度一般200～360 m，垂向上多层含水砂层相互叠置，赋存有丰富的地下水。

自上而下可划分为浅层含水系统、中层含水系统(第Ⅰ、第Ⅱ承压含水层)和深层含水系统(第Ⅲ、第Ⅳ承压含水层)。

其中浅层、中层含水系统埋藏于地下180 m以浅，多为咸水，开发利用程度较低;深层含水系统埋藏于180 m以深，具有水质优、水量丰富的特点，因而被广泛开采利用。

2 深层地下水咸化概况
本地区深层地下水的开采大致可以分为3个阶段，即初始开采阶段、超量开采阶段和控制开采阶段。

1959年位于港闸区的天生港电厂凿建成了第Ⅰ承压水井，开创了南通地区开采深层地下水的历史，自此以后全市地下水开采井和开采量逐年增加，至1982年开采井总数为306眼，日开采量约12万m3。

1990年代中期为超量开采阶段，1996年开采井总数增加至1 048眼，日开采量达39.3万m3，14 a间水井数和开采量增加了3倍多。

1990年以后为控制开采阶段，1997年后各地加强管理，实行计划开采，采补逐步趋于平衡，到2010年开采总量为8 039万 m3，日开采量为22万m3［1 －3］。

由于多年高强度、普及性的开采，改变了深层地下水的正常流动与补给，出现了以氯离子含量增高为标志的咸水污染，深层地下水逐渐咸化，矿化度明显增高，有的已成为苦咸水。

据监测，在全市52个相同水点样品中，矿化度增高的有45个，占86.5%;只有7个点下降，其中5个点下降了27～86 mg/L，2个点下降了161～245 mg/L。

该地区深层地下水的咸化有如下几个特征。

(1)咸化范围上，南通市区、启东全境和海门市三阳、悦来、东灶以及如东县环
港沿海一带成片咸化现象较为明显，如皋杨桥、江安等，其他区域为点状咸化。

(2)咸化程度上，东部地区重于西部地区，沿海地区重于内陆地区，重度开采区重于一般开采区。

(3)咸化速度上，20世纪80年代开始逐步咸化，90年代中期以后加速发展。

如启东市志良水点，1997年以来矿化度由1 450 mg/L增到1 850 mg/L，每年增加近100 mg/L，氯离子含量由576 mg/L增加到692 mg/L，全硬度由445 mg/L增到571 mg/L。

海门市悦来水点早期矿化度仅为500 mg/L，1997年以来由1 110 mg/L增到1 680 mg/L，氯离子浓度由402 mg/L增加到639 mg/L，全硬度由404 mg/L增到543 mg/L，早期的优质淡水已变成半咸水(表1、2)。

3 咸化原因分析
3.1 高强度的连续开采
在天然条件下，由于地下水运动缓慢，区内各含水系统地下水水质状态相对稳定。

但20世纪80年代后，深井数和开采量大增，地下水位随之下降了10～40 m，破坏了原始的水文地质环境，改变了原有的补、径、排条件，导致化学组分不断变化，矿化度、氯离子含量增高，使深层地下水咸化程度加剧。

3.2 隔水层薄弱地区越流补给
在地下水含水系统一些地段，上下层之间的隔水层很薄或者缺失，在大量开采之后，中层含水系统与深层含水系统之间出现较大的渗透压，大大激化了隔水层薄弱区域上层含水系统的越流补给，使得高矿化水入侵深层含水系统，导致地下水咸化。

3.3 部分海域海水渗透
通过在启东吕四以东海域钻孔发现，早、中更新统分界在海面下130 m深处，早更新统上段与中更新统之间以粉细砂层、砂砾层相连，中、晚更新统除少量薄层状粉砂质黏土外皆为粉细砂、细中砂和砂砾层，早更新统上部已与海水相通。

在陆上地下水不断开采、水位持续下降的情况下，海水逐渐通过渗透影响到沿海地区的陆域深层地下水含水层，这是该地区沿海深层地下水咸化的重要原因之一。

当然，其具体渗透联通位置的确定不仅需要更多、更完整的地层资料，还需要辅以一定的水文地质试验工作。

3.4 成井工艺不规范造成咸淡水层连通
因打井市场的开放，一些没有施工资质或不具备施工能力的打井队伍开展地下水开采业务，由于设备、技术手段不足，其采用通天回填施工比较普遍，且止水质量较差，如果上覆有咸水或微咸水，往往使井边附近地带的地下淡水明显咸化。

3.5 劣质井和报废井长期开采
在自然状态下，由于存在隔水层，浅层水与深层水很难相互沟通混合。

如果隔水层被人为破坏形成孔洞，浅层污染水就会下渗污染深层水。

一些存在渗漏和串层井位的劣质井、部分已报废但未及时填埋或填埋的材料和技术不合格的深井，恰恰是沟通深浅地下水的通道。

这些劣质井和废井加快了咸水层的越流渗透速度和串通能力，造成地下水抽得越多，水质咸化越严重。

4 对策措施
深层地下水的咸化有来自地质、地形条件的因素，但主要原因还是受人为活动加剧、乱挖私采的影响。

因此，根据具体的水文地质条件以及水质变化的原因和特点，加强对深层地下水开采的监测和管理，是减缓深层地下水咸化的有效
途径。

主要对策措施概括起来有以下几点。

(1)严格控制深层地下水开采。

深层地下水是极其有限而宝贵的资源，它形成的地质年代久远，水量补给缓慢，过量开采必定引起一系列环境地质问题。

根据调查评价结果，全市第Ⅲ承压水的可开采资源总量为15 538万m3/a，因此必须根据资源总量，统筹安排地表水、浅层地下水和深层地下水的利用，坚持优水优用、有条件限制利用，合理确定实际允许开采量。

随着区域供水的全面普及，现有的深层地下水资源可作为备用水资源，在一般情况下不予开发，能用地表水、浅层地下水代替的不得使用深层地下水。

对一些因生产工艺需要，必须开采深层地下水的企业，应进行水量平衡测试，分析其用水合理性。

在已严重超采且水质咸化严重的地区，要坚决裁减现有的开采井，严禁开凿新井。

所有开发利用地下水的单位，必须落实一水多用、节约用水等措施。

(2)根据水文地质条件科学布井［4］。

多年的研究和实践表明，南通地区深层地下水的赋存具有一定的科学规律。

在第Ⅲ承压水的淡水与第Ⅱ承压水的咸水之间，有些地段隔水层非常薄弱，如启东市部分地段和海门市三阳、悦来、东灶盐场以及如东县环港等地，含水层之间仅由3～5 m的砂黏土相隔，有时甚至为粉砂层。

这些土层本身的隔水性能已很差，倘若再遭到破坏，则第Ⅲ承压水的淡水将会迅速变咸。

因此必须严格按照水文地质条件、含水层厚度、水质状况，科学确定开采范围、影响半径，合理布置开采井位和数量，在隔水层薄弱地区严格实施压采措施。

(3)强化取水许可全过程监管，规范地下水取水许可审批程序。

应从取水申请、水资源论证、竣工验收到发放取水许可证各个环节认真把关。

坚持资质审查制度，从严控制凿井数量和开采量，加强凿井施工管理，确保成井质量。

加大执
法力度，严厉查处违法取水行为，做到“立项必须论证，取水必须许可，用水必须收费，取水必须计量，违法取水必须受到处罚”。

加强地下水动态监测与研究，建立浅层、中层、深层地下水分层监测体系，完善监测井网，深入了解分析地下水水质演变规律，从而有效控制深层地下水的咸化趋势。

(4)全面清理并及时回填报废管井。

加快废井的清理回填力度，对因施工不当产生的不合格井、确属客观原因造成的报废井，以及在长期使用过程中因各种原因而自然淘汰的废井，要坚决予以报废，并按照技术质量要求及时回填。

对那些矿化度高、氯离子含量高而不宜作为饮用水源的深层水井也应及时报废回填，决不能作为工业用水井保留，防止地下水串层污染。

参考文献:
［1］徐玉琳.江苏省南通市深层含水系统地下水水质咸化特征及成因分析［J］.中国地质灾害与防治学报，2002，(2).
［2］单卫华，邢卫兵.南通沿海地区主采层地下水咸化特征［J］.地质学刊，2008，(4).
［3］田立，钱宇红.南通市地下水开采现状及开发利用研究［J］.地下水，2008，(3).
［4］雷志祥，张海云，朱丽向.连云港市地下水资源开发利用与保护探讨［J］.人民长江，2010，41(9).
中图法分类号:X523。