北京地下水资源和环境调查评价

首都地区地下水资源和环境调查与评价 初步完成成果的编制。通过本次工作,进一步查明了工作区水文地质条件,获得了大量的水文地质资料,对地下水资源和环境进行了系统的分析和评价,并提出地表水和地下水联合调蓄的规划,建立了反映客观实际的地下水数值模拟模型,同时开发了技术含量高、功能全面的空间分析系统(GIS),项目工作圆满完成了项目书规定的各项任务,各项工程质量符合及规程要求,达到了预期目标。取得的研究成果为北京奥运建设和水资源可持续发展战略规划及南水北调工程提供了重要的科学依据,对解决首都水资源紧缺问题具有重要的现实意义,本项工作成果具有实用性、公益性和可操作性。现将主要工作成果总结如下: 1)水资源开发利用现状 (1)2000年北京市开发利用水资源40.48亿m3,工业、城市生活和农村各项用水共37.48亿m3,地表水输水损失和自来水供水损失共3.00亿m3。 (2)全市2000年共有各类水井5.17万眼,其中地下水源厂开采井537眼,城镇工业生活自备井7290眼,农业井4.39万眼。地下水总开采量为27.08亿m3,地下水开采占全市用水量2/3以上。北京平原区2000年地下水开采量25.51亿m3,不同地区开采强度不同,全市平原区平均开采模数39.08万m3/ km3。城近郊和密怀顺(永定河和潮白河冲洪积扇)地区是北京城市供水水源地,开采较为集中,地下水开采量占全市地下水总开采量的近50%。 (3)首都邻区平原区范围内2000年水资源利用总量为12.2亿m3,其中地下水开采量10.4亿m3,占总用水量85.2%;地表水1.8亿m3,占总用水量14.8%。 2)地下水质量状况 (1)监测结果表明,第四系地下水主要开采层中主要超标指标是总硬度、硝酸盐氮、溶解性总固体;其它超标指标项目还有总铁、锰;个别监测点有检出超标的项目有氨氮、亚硝酸盐氮、硫酸盐、氯化物、高锰酸盐指数、挥发酚类、砷、六价铬、氟化物、阴离子合成洗涤剂等,呈点状分布。其中检出超标项目较多、含量较高的地区主要在城市中心区、近郊区和房山区的部分地区。 (2)北京市平原区第四系地下水主要开采层水质量优良、良好地区主要分布在海淀区、朝阳区北部、昌平的西部地区、大兴的东南部、通州的东部、顺义东北部以及怀柔、密云、平谷,延庆,面积约4512 km2;第四系地下水主要开采层水质量较差、极差区,北京地区主要分布于城近郊区,以及大兴、房山和顺义、昌平、通州部分地区,面积约2016 km2。首都邻区水质量较差、极差区主要分布 在永定河、潮白河冲洪积平原廊坊各县市、天津、武清的大部分地区,面积3991km2。 3)地下水资源计算与评价 (1)北京市多年平均补给资源量(1980年-2000年)为36.05亿m3,包括平原区地下水补给资源量27.73亿m3,山区地下水补给资源量15.17亿m3,山区与平源的重复计算量,总计6.85亿m3。北京平原区地下水多年平均自然消耗量3.90亿m3。首都邻区平原地下水多年平均补给量:9.94亿m3。 (2)通过本次北京市地下水资源评价,结合以前数次计算评价成果,确定北京市全市可开采资源量为26.33亿m3/a,其中全市平原区24.55亿m3/a,山区1.78亿m3/a。首都邻区平原地下水多年平均可采资源量9.33亿m3。 本次评价的北京市地下水可采资源,是在2000年现状条件下的动态均衡量,如按此可开采量指导开采,将不会加剧或引发新的地质环境问题。但是由于长期不合理过量开采,已经造成了首都地区大部分平原区地下水位持续下降,并引发了环境地质灾害和生态环境失衡等问题。因此,应该在能够满足供水需求的前提下,控制地下水开采,养蓄地下水,恢复地下水水位,改善城市人居环境,保证地下水资源的可持续利用。通过减少平原区总体开采量,重点减少严重亏损区的地下水开采量,适当增加有开采潜力地区的开采,增加地下水储存量,北京市地下水环境近期恢复目标为二十世纪八十年代中期水平。考虑到环境恢复的推荐开采量为全市平原区22.75亿m3/a,山区保持1.78亿m3/a。 4)5个应急供水地下水水源地 (1)潮白河冲洪积扇怀柔两河地区应急水源地:怀河地区地下水资源较为丰富,丰水年水资源有所盈余,地下水易于回补,是建立应急备用水源地的良好场所。根据本地区勘探成果,应急水源地采用深浅结合、立体开采地下水的方案,施工21对(42眼)井,预计年应急供水能力1.2亿m3/a。 (2)平谷—顺义应急供水水源地:平谷区内泃、错河冲洪积扇上部至地下水溢出带地区具有地下水补给充分、含水层富水性好,是进行前景水源地评价的重点区域。平谷地区岩溶地下水的取水目的层有长城系高于庄组、蓟县系白云岩、寒武系灰岩、奥陶系灰岩,补给来源主要为大气降水入渗补给,范围包括密云、顺义、平谷山区的碳盐岩地层。平谷应急水源地具有应急特点,主要表现在,它是在连续干旱年份、地表水骤减的情况下,城市供水严重不足时,为保证城市供水的正常进行而提出的一项应急措施。在极枯水年,暂时动用地下水储存量以满足供水需要,丰水年及丰水期,含水层疏干空间能够得到恢复。在平谷—顺义地区建立第四系地下水与岩溶水联合开发利用的应急供水水源地,具有27-30万m3/d的供水能力。 (3)西郊岩溶地下水应急供水源地:拟选水源地在四季青—玉泉山一带,利用市水源三厂供水管网,结合三厂水质改善,恢复供水能力,开采规模10万m3/d;采取逐步扩大方式进行开采评价。 (4)房山张坊—长沟岩溶地下水应急供水水源地:该区发育有一些岩溶大泉水水资源量有较大盈余,是目前北京岩溶地下水丰富的地区之一。从本区水文地质条件及补给资源量计算分析来看,在该区建立特大型岩溶地下水水源地,供水规模可达10万m3/d。开发利用房山山前岩溶泉水和岩溶地下水,通过引水管线输送到燕山石化、良乡等地,替换市区地表水向燕化的输水量,可缓解市区的供水压力。 (5)拒马河冲洪积扇应急供水水源地:通过对拒马河冲洪积扇区水文地质条件的认真分析研究,对水文地质条件的合理概化,建立了拒马河冲洪积扇的地下水概念模型和数学模型,利用1995-2000年资料对拒马河冲洪积扇区地下水资源进行评价。在拒马河冲洪积扇上建立15-20×104m3/d的应急水源地是可行的。 6)地表水、地下水联合调蓄 提出永定河、潮白河冲洪扇顶部地区两大地下水库地表水与地下水联合调蓄工程: (1)永定河地区 南旱河调蓄工程:利用南旱河河道、北坞砂石坑及大口井入渗,入渗能力67.64万m3/d(7.83 m3/s); 永定河引水渠调蓄工程:利用永引渠两侧砂石坑进行回灌,增打40眼大口井,总入渗能力约209.51万m3/s(24.25 m3/s),当来水量小于25 m3/s时,启用该工程; 永定河调蓄工程:永定河河道修建橡胶坝,利用河道、砂石坑、大宁水库及稻田滞洪库进行地表水入渗,入渗能力达约540.52万m3/d(62.56 m3/s)。 (2)潮白河地区 潮白河调蓄工程:修建潮白河河道橡胶坝蓄水入渗工程,并与两岸砂石坑结合起来共同利用,总入渗能力达到529.46万m3/d(61.28 m3/s); 应急备用水源地地区调蓄工程:在怀河、雁栖河、沙河河道上修建橡胶坝蓄水,利用河道入渗,在怀河、雁栖河、沙河两侧修建渗水廊道增强地表水入渗能力及南干渠入渗,总入渗能力约278.87万m3/d(32.28 m3/s),当来水量小于32 m3/s时,启用该部分工程; 潮河总干渠调蓄工程:利用潮河总干渠、唐指山水库小东河及砂石坑入渗,入渗能力约255.91万m3/d (29.63 m3/s),当调蓄水量小于15 m3/s时,可启用该部分工程。