沧州市地下水开采漏斗与城市地质环境演变模式及趋势分析

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1、沧州市地下水开采漏斗与城市地质环境演变模式及趋势分析摘要：通过对上个世纪七十年代以来沧州市地下水开发利用、地下水降落漏斗发展情况的分析，得出了沧州市地质环境条件下地面沉降、地下水漏斗发展与地下水开采的相关关系，提出了修复和控制地质环境的措施。　　关键词：沧州市地下水开采地下水埋深地面沉降开发利用　　因过量超采地下水，我国华北地区已经成为世界地下水开采漏斗分布最集中的地区。其中地处渤海之滨的河北沧州市因为特殊的不利水文地质环境和超采量最多，漏斗的面积和深度“成长”最快。目前，漏斗中心水位埋深接近100m，沧州市中心地面整体沉降已达1.68m；2001

2、年底，沉降中心累计沉降量已经达到2236mm。　　温家宝总理在2000年12月15日讲到“华北地区长期超量开采地下水已引起许多环境效应，河北平原近年出现了4万多平方公里的连片超巨型地下水位漏斗”。2001年世界地球日，中央电视台“焦点访谈”对沧州市地下水漏斗进行了专题报道。可见沧州的地下水开采漏斗以及由此引发的地质环境问题已经被世人关注，长此以往，“桑田沧海”绝非杞人忧天。对漏斗及其地质环境演变趋势进行分析，对沧州市的可持续发展意义重大。　　1、沧州市地下水开采历史回顾　　1.1浅层地下水的开发历史　　沧州市素有“九河下梢”之称，河北省中、南部地区

3、的洪、沥水大多经沧州境内入渤海。建国初期至六十年代中期，横贯境内的子牙河、南运河常年过水，客水资源相当丰富。当时，广大农村的经济基本处于缓慢的发展状态，靠天吃饭的思想占统治地位，也不具备开发利用地下水的技术和相应经济实力，因此，地下水基本上没有开采利用。六十年代后期至七十年代，上游相继建成了许多大大小小的蓄水工程，进入沧州境内的客水资源逐年减少。1970年前后，南运河、子牙河相继断流。为了保证农业的快速稳定发展，开始逐步开发利用地下水资源，而且发展速度较快，其发展基本概况见表1、图1。　　　　　　从图表看出：沧州市浅层地下水开采可分为三个阶段。19

4、76年至1980年为第一阶段，这段时间机井建设发展较快，1978年全市浅机井75649眼，是机井建设历史上机井数量最多的年份，在此基础上，地下水开采量大增，到1980年开采量增至本阶段的最高值，达4.520×108m3。1980年至1995年为第二阶段，第二阶段开采量的变化特点是相对稳定的阶段，年开采量随年降水量的年际变化围绕多年平均开采量4.1×108m3这一均值上下波动。第三阶段是1996年至2005年，此阶段是浅层地下水年开采量下降的阶段。分析出现这种情况的原因，主要是因为1996年以后出现了又一个枯水年段，8年中只有2003年降水量大于多年

5、平均降水量，却有1997、1999、2002年等特枯年，连续的枯水年造成地下水位迅速下降，全市埋深从1995年的4.09m迅速增大到8.69m。由于浅层地下水位的下降，地下水出水量在减少，提水成本在增加，许多地区真空泵井报废，浅层地下水井数目减少，开采量相应减少，取水量向深层地下水转移。　　1.2深层地下水开采历史　　1966年以前，沧州市工农业生产及城镇生活用水完全依靠地表水和少量的浅层地下水。广大农村的农业水利化程度极低，产量低而不稳，且没有保证。1966年，为解决北方干旱地区农业低产的问题，国务院组织召开了北方八省（市）抗旱会议，开始对河北平

6、原进行农田供水水文地质勘察。各县相继组建了打井队，开始了专业队伍与群众队伍相结合的打井高潮，使沧州的机井建设得到了飞速发展。为适应工农业生产发展的需要和城镇生活用水的需要，机井建设和机井配套工程也不断增加。到1986年，全市深机井总数达到14679眼，1990年达到15771眼，1993年达到17191眼，1999年达到21108眼，2003年达到24136眼。随着深机井建设的快速发展，深层地下水的开采量也随之迅速增加。将1976年以来各开采年段的开采量统计如表2

7、、图2。　　　　　　由图表看出，深层地下水的开发也大体经历了三个阶段：1976年至1

8、980年为第一阶段，此阶段为机井建设起步阶段，深机井数量急剧增加。1981年至1995年为第二阶段，此阶段为稳定发展阶段，深机井数量在经过了第一阶段的急剧增长后速率缓了下来，总数维持在15000~17000眼左右，年平均开采量也保持在4.4~5.2×108m3。1996年至2005年，随着工农业生产的迅猛发展，需水量急剧增加，上个世纪末期的1996年至2000年，年平均开采量达到了6.5×108m3，进入21世纪以来，2001年至2005年，年均开采量高达7.3×108m3。　　按照水资源评价导则确定的方法计算，沧州市的深层地下水允许开采量为2.9

9、2×108m3，由此计算2001~2005年的年平均超采系数为1.5，说明最近几年深层地下水的超采严重。　　2、超量开采地