刘玉忠1 兰自亭2 宋丽红1
（1河南省水文地质工程地质勘察院，新乡，453002；2河南省地质调查院，郑州，450007）
摘要 濮阳市是河南省严重缺水城市之一。文章指出了目前濮阳市浅层地下水开发引发的主要环境地质问题。笔者从水资源、地质环境和社会经济的特点出发，提出了实现水资源和社会经济可持续发展的对策：建立节水型社会、实施节水战略、引黄（河）补源、利用经济杠杆调节供需矛盾、加强监测预报，实现地质环境和社会经济的可持续发展。
关键词 地下水开发 地质环境问题 可持续发展 防治对策 濮阳市
濮阳市位于河南省东北部，规划区面积710km2（含濮阳县和油田区部分地区），是新兴的以石油、化工工业为基础的地区性中心城市。自1983年建市以来，随着城市国民经济的发展、中原油田的开发，对地下水的需求量日益增大，由于过量开采地下水，引发了一系列环境地质问题，对地域经济的可持续发展和人民群众生活产生了一定影响。
1 地下水的开发现状
濮阳市建市以来，兴建了大批地下水开发利用工程，初步形成了地下水资源工程体系，这些工程为当地人民的生活水平提高及工农业生产的稳定发展发挥了巨大的作用。据统计，全市共有机井约13000眼，多年平均开采地下水19302×104m3。据调查，浅层地下水的开采主要为工农业生产用水及生活用水。
2 地下水超采引发的环境地质问题
2.1 地下水持续下降，降落漏斗不断扩大
20世纪80年代以来，干旱年份的增多和社会经济的发展，濮阳市地下水开采加剧，超采严重。由于大量、无序的开采地下水，使其流场特征、动态特征发生了很大变化，引起地下水位持续下降（图1），形成了以濮阳市农机公司一带为中心的水位降落漏斗。据统计，2002年漏斗中心地下水位埋深为26.04m，漏斗面积183.33km2，较1996年水位下降4.94m，漏斗面积扩大58.33km2，地下水位平均下降0.62m/a。
图1 地下水水位动态曲线图
根据对濮阳市地下水动态8年的监测表明：由于过量开采导致地下水资源日趋枯竭，若不加以限制继续发展下去，势必引起地下水位进一步持续下降，地下水降落漏斗面积不断扩大。
2.2 地面沉降
地下水的连年超采、水位持续下降，使地层的岩石力学平衡被破坏，土层孔隙压力减小，有效应力增大，松散土体压缩，导致市区发生不同程度的地面沉降。根据监测，沉降中心位于黄河路与京开大道交汇处附近，中心区累积沉降量达到41～57mm，其差值也累积到16mm。在沉降中心位置基本未变的情况下，沉降区域不断扩大，并仍有继续扩大之势。不均匀性沉降的增大，意味着发生地质灾害的危险性也在增大，对地面建筑和地下管网存在着巨大的潜在危害，不能不引起人们的关注。
2.3 地下水资源衰减，含水层疏干
据地质资料，市区浅层地下水第一含水层（Q4）底板埋深24～30m。在市区，第一含水层将被疏干。目前金堤河以北30m以浅机井80%已出现出水效率下降、吊泵，20%干涸，部分开采井因吊泵而更换了新泵，造成较大的经济损失。据调查，浅层地下水开采量已达19302×104m3/a，开采模数27.2×104m3/（a·km2），市区开采强度已达50.8×104m3/（a·km2）。如果不加节制的开采地下水，必将导致地下水资源匮乏，并带来其他更加严重的环境地质问题。
2.4 地裂缝
地裂缝是指岩体或土体中直达地表的线状开裂。1997年7～8月间，由于天气连续干旱，大量开采地下水，地下水位大幅下降，在濮阳县胡状乡大柳树—冯寨—中郭集一带及文留乡等地相继出现地面裂缝，裂缝共3条，总长约2570m，最宽处5cm，可测深度1.75m，影响范围约6km2，所经之处，房、墙开裂，使人民群众生命财产安全受到威胁。但随着地下水位回升，裂缝发展得到控制。2000年7月再次实地调查时，发现裂缝已不再发展。此时，由于雨量充沛，地下水位已大幅回升，说明严重超采地下水是导致发生地裂缝的主要原因。
3 引发环境地质问题的原因
自然因素与人为因素中，人为因素是引发环境地质问题的根本因素。
3.1 自然因素
在地层上，研究区内沉积了厚层的粉土及粉质粘土，平均厚度29.5～52m；而粘性土层的压缩性要比砂性土层高，孔隙率也比较高，易被压缩。因此，厚层粉土及粉质粘土的存在是地面沉降发生的前提。进入80年代以来，降水的减少和干旱年份的增多也是引发地质灾害的原因之一。
3.2 人为因素
目前，濮阳市规划区地下水开采主要以浅层为目的层，深层开采量很少，约占20%左右，随着濮阳市经济发展和中原油田的开发，开采方式也由分散开采转为集中开采，目前开采模数达27.2×104m3/（a·km2），市区更达50.8×104m3/（a·km2），形成以市农机公司为中心的降落漏斗，并呈逐年扩大之势。在地下水位降落漏斗发展的同时，地面沉降也在发展，在考虑地面沉降有滞后的情况下，将浅层地下水1996年5月与2000年5月的降幅等值线和地面沉降1997～2001年的降幅累积等值线（见图2）相比较可知，降落漏斗范围与地面沉降范围有较高的一致性，同时，在地下水位降幅较大的地段，地面沉降降幅也较大，而且在部分地段地面沉降降幅累积等值线与地下水位降幅等值线近于平行，而在规划区西南角地下水位变化不大的“中华第一龙”地面蓄水池附近基本未发生地面沉降，这说明：①规划区地下水位是否大幅下降对地面沉降的发生有重大影响；②地表水的入渗补给可以减缓地面沉降的发生发展。
图2 规划区浅层地下水水位变幅与地面沉降相关分析图
据此认为：由于过量开采地下水而导致地下水位持续大幅下降形成降落漏斗并使之长期存在是引发环境地质问题的主要原因。因此，如何科学控制地下水开采是今后治理环境地质问题的根本所在。
4 可持续发展与防治对策
可持续发展是指当代人不以消耗甚至破坏下一代人赖以生存和发展的资源、生态和环境为代价而谋求发展，保持生物多样性，使资源得到永续利用，生态和环境适于人类居住、生活和工作。
由于地质环境恶化到一定程度就可能演变为地质灾害，地质灾害的发生与地质环境的变化密切相关。因此，对于濮阳市日益突出的水资源供需矛盾引发的地质环境问题，解决问题的出路在于从水资源、环境和社会经济的特点出发，综合治理，开源与节流并重，实现新世纪地域经济的可持续发展。
4.1 加强法制建设，加大执法力度，正确处理地质环境保护与经济发展的关系
广泛宣传国家有关法规，提高人民群众的法制观念，使人民群众关心、监督地质环境的保护工作。保护是为了发展，发展又促进保护，是可持续思想的具体体现，正确处理二者的关系，促进经济与地质环境的持续发展。
4.2 建立节水型社会，节约水资源
在可预见的将来，濮阳市的缺水局面将会继续存在，因此必须将节约用水放在首位，努力提高水资源的利用效率。农业是用水大户，节水潜力大，应因地制宜发展农业节水灌溉，如：渠道衬砌可节水30%，喷灌节水30%，滴灌技术可节水50%左右。油田区及城市工业用水应选择新水源为宜。加大污水处理力度，加大中水的二次利用，利用经济杠杆调节供需矛盾，全面实施节水战略，努力实现地质环境与经济的协调发展。
4.3 人工回灌——引黄补源
人工回灌是治理降落漏斗的有效手段，且方法简单，技术可行，并能起到蓄水储能的综合效果。濮阳市南临黄河，濮清南干渠、南小堤输水总干渠贯穿南北，特别是濮清南干渠横穿漏斗和沉降中心区，具有优越的引黄回灌条件。但要实施也有一定难度，一是人工回灌工程较大，并且回灌与控制开采要同时并举，需要政府行为干预与协调；二是为防止地下水不受污染，回灌水源的水质应不低于当地地下水质现状。目前，应在已有工作的基础上，选择水文地质适宜地段，建立地下水人工回灌试验场，进行科学试验，逐步有计划、有步骤地开展地下水人工回灌工作。
4.4 加强预测预警系统建设
进一步完善地下水监测网络，调整、优化监测结构，改进监测手段，加快监测信息网建设，加强监测预报，坚持预防为主、防治结合的原则，发现问题及时采取补救措施，实现地下水资源的动态管理。
参考文献
[1]闫鸿庆等.河南省濮阳市地质环境监测报告（1996～2003）[内部资料].河南省地质矿产勘查开发局第—水文地质工程地质队，1997～2004.
[2]吴继臣等.河南省濮阳市规划区地面沉降勘查报告[内部资料].河南省地质矿产勘查开发局第一水文地质工程地质队，2002.
[3]周天勇.发展经济学教程.北京：中国财政经济出版社，2002.