区域水资源保护：南水北调改善生态环境的重要性

在邢台市平原区，由于长期大面积过量开采地下水，对水量、水质和水环境产生一定的影响，引发了地下水水位大幅度下降、降落漏斗快速扩展、含水层疏干、泉水断流、地面沉降、咸水底界面下移等水危机和环境问题。南水北调中线工程实施，按频率50%年份，分配给邢台市3.5亿m3长江水，不仅可以解决该区水资源紧缺问题，而且对改善邢台市生态环境、改善生活用水有重要意义。

3.1　解决高氟区生活用水质量

根据对饮用水调查资料分析，邢台市除滏西平原以西外，其余各县均有点状、片状或带状的氟病区，清河、临西两县全在氟病区内。据调查了解，邢台市存在两种高氟水，一种是高氟浅水，分布在滏西平原、滹滏平原及黑龙港平原西部等局部浅层地下水中，这种高氟浅水通过打井改水可以得到解决。另一种是高氟深水层，主要分布在清河、临西一带，深层地下水中氟化物含量高于浅层地下水中含量。

采用1991～1999年地下水监测资料，对平原区地下水中氟化物含量进行分析，黑龙港区氟化物呈增长趋势，如图1、图2是清河大堤站和临西岗楼站氟化物变化趋势图。

图1　清河大堤氟化物变化趋势

图2　临西岗楼氟化物变化趋势图

高氟地下水的形成，主要与岩土中含氟矿物的富集、地下水的补给来源、所处地理环境及开采地下水等自然因素及人为因素有关。氟是一种化学性质十分活泼的元素，除惰性气体外，几乎能与所有的金属和非金属元素结合成各种化合物，并广泛分布于自然界中。岩石和矿物中的氟化物在地表水和地下水的长期冲刷溶蚀作用下，不断被搬迁，迁移分散到各种自然环境中，并在适宜条件下富集，形成高氟地下水。氟在水中的富集有三个必要条件：第一是要有氟的来源或有促使氟迁移进入地下水的条件；第二是要有能使氟稳定的水文地球化学环境；第三是要有能使氟化物赋有和富集的地理环境或水文地质条件。

黑龙港平原高氟地下水形成主要有两种因素，一是受地质条件因素影响，来源于第四系松散层中的含氟矿物，使氟化物在地下水中浓缩富集；二是受人为因素影响，超量开采深层地下水而形成。

由于区内地下水补、径、排条件较差，水交换作用微弱，地下水埋藏较浅，气候干旱，蒸发作用强烈，土壤发生盐渍化，大气降水又把积蓄于土壤中的盐分淋溶到地下水中，使得地下水矿化度不断增高。而氟化物往往在卤水中富集，当地下水的矿化度不断升高向卤水转化时，氟化物就会相应富集而形成高氟水。

根据邢台市平原区浅层地下水水化学类型分析成果，黑龙港区主要以碳酸盐类钠组类型水和硫酸盐类钠组类型水为主。地下水中硫酸根离子对氟的迁移起着十分重要的作用，硫酸根离子越多，越有利于氟的迁移。地下水中含有硫酸根离子，它能置换地层中的氟离子，使之进入地下水中，促使水中氟含量增高。地下水中的钠离子和氢氧根离子对氟的稳定性起控制作用，它们的含量越高，则地下水中氟的稳定性亦越高，也就愈加有利于氟的富集。水中的阳离子以钠离子为主，有利于氟与钠结合生成可溶性氟化钠，增加了氟的稳定性。

深层高氟地下水分布于黑龙港平原深层淡水，由于对深层地下水开采量的不断增加和长期超量开采，地下水水头压力不断下降，使得黏性土的释水强度不断增大，被黏性土所吸附的氟离子也随之被释放出来，并且氟含量不断增加，从而成为高氟深层地下水。

邢台市高氟区涉及18个县（市）、294个乡、1578个村，17972万人，其中轻病区935村共59.81万人，中病区582村共113.37万人，重病区61村共6.54万人，南水北调水量分配方案中，重点考虑为高氟区生活供水，可以从根本上解决高氟区生活用水问题。

3.2　减缓地面沉降速率

地面沉降是由于过量的开采第四系松散地层中的地下水而引起的。当地下水开采量大于补给量时，含水层的承压水位明显下降。随着承压水头的不断下降，造成了黏性土层的不断密结而大量压缩；同时，含水层本身由于承压水位的下降，水对于上层的浮托减小，因而产生压缩。黏性土层和砂层因承压水位不断下降造成的密结和压密，反映在地面上就是地面沉降。深层地下水漏斗区覆盖整个滏东平原，中心水位年平均下降速率为2.71m／a。如图3是威县大宁站深层地下水埋深过程线。

图3　威县大宁站深层地下水埋深过程图(www.xing528.com)

邢台市平原区已形成以南宫为中心的地面沉降带，与深层地下水水位降落漏斗中心一致。1958～1988年南宫市累计沉降量达600mm，其沉降速率大于20mm／a。

邢台市地面沉降主要出现在黑龙港平原区，总面积为4934km2，涉及12个县（市）。南水北调分配给黑龙港区水量为7997万m3，地下水资源量为1.87亿m3，该区地下水多年开采量为5.35亿m3，引江后每年还缺2.6亿m3，所缺水量，要靠发展节水农业和新建平原涵闸来解决，结合地下水限采规划，使地面沉降地质问题得到缓解。

3.3　恢复百泉泉水流量

区内较为著名的泉有百泉和达活泉。百泉泉群位于邢台市东南4km处，出露面积7～16km2，1982年6月出现了有记载以来的第一次断流。尔后时断时续，流量较小。这期间的断流时间为1986年5月至1990年，1991年由于朱庄水库放水百泉复流，但流量极小：1992年2月至1995年10月继续断流，1995年底朱庄水库放水和“96.8”暴雨发生，泉水再次复流；1998年断流至今。达活泉泉群位于邢台市西北达活泉内。有记载以来曾三次枯竭。自1981年再次干枯，至今尚未恢复自流。

1958年以前，该泉域地下水流动系统处于天然稳定状态，地下水埋深总的变化规律是：从补给区埋深型到排泄区逐渐过渡为浅埋型，直到排泄点以泉群涌出地表。水位标高从补给区大于160m，到排泄点为60m。那时岩溶水基本没有开采，只是引用，百泉泉域的出流量一般为8～10m3／s。1958～1978年间，随着工农业的发展和人口的增加，岩溶水逐渐被开发，此期间该泉域出流量平均值为6.87m3／s。上述两个流量都表征当时岩溶水的补给量。

1978年以后，由于作为岩溶水主要补给来源的大气降水处于偏枯周期（1958～1980年年平均降水量为551.2mm，1981～1997年年均降水量为496.3mm），降水补给量减少，而随着国民经济的发展，对岩溶地下水的开采量逐年增加，导致百泉20世纪80年代几次断流。根据调查，岩溶区内每年超采岩溶水7000万～9000万m3，在集中开采区，还产生了地下水位下降漏斗，使地下水流系统受到人为经济工程的影响，目前，已成为天然—人工复合流动系统的非稳定状态。

南水北调中线工程实施，在岩溶区内邢台市、邢台县、沙河市、内丘县范围内分配的引江水量为1.94亿m3，地下水资源量为1.58亿m3，引朱济邢为邢台市区调水0.5亿m3，总计水量4.18亿m3。该区地下水多年平均开采量为3.58亿m3，每年有0.44亿m3补充地下水恢复地下水位，恢复到一定程度，泉水即可复流。南水北调补充水量，是泉水复流的关键。

3.4　减轻咸水底界面下移速度

邢台市黑龙港区和滹滏区内局部地区有咸水或微咸水分布，地下水位埋深一般小于15.0m，属于浅层咸水。在垂直方向上，咸水主要赋存于第四系的第一和第二含水层组，咸水底界由西向东逐渐加深，下伏为深层淡水，上覆有浅薄层淡水或无淡水覆盖。

邢台市微咸水、咸水分布在滏阳河以东的平原区和滹滏平原的东部。新河县全部、巨鹿和广宗几乎各乡镇都是微咸水（或咸水）分布；宁晋县的东部乡镇有微咸水分布。平乡县部分乡镇有微咸水分布。威县各乡镇大都是咸淡混杂，以微咸水分布为主。临西县西部有微咸水分布，其他各乡镇有零星微咸水分布。清河县、南宫市咸淡水混合交错分布，遍布各乡镇。

由于深、浅层水位差的加大，造成咸水底界面下移，平均每10年下移5m左右。其结果使淡水储存条件受到影响，含水层结构受到破坏，形成该区水资源的恶性循环。

据调查，引江水的矿化度在0.3～0.5g／L。由于咸水的水质类型及有害盐与矿化度密切相关，因此，用引江水与咸水混合用于农业灌溉，可带动咸水的利用。经计算，将灌溉用水矿化度混合到2g／L时，可带动邢台市咸水利用量2.84亿m3。

邢台市东部平原咸水区，20多年来由于大量超采深层地下淡水，导致深层地下水位急剧下降，而浅层咸水受条件所限制很少开采使用，使深、浅层水位差不断加大，造成上层咸水入侵下伏的深层淡水，破坏了经过漫长地质年代而形成的深层淡水资源。南水北调带动咸水的利用，使浅层淡水开采利用，减少上下层水位差，从而有效遏制咸水界面下移。