天津市地下水資源評價與供水應(yīng)急能力分析

天津市地下水資源評價與供水應(yīng)急能力分析

天津是中國的主要缺水城市之一。多年來，城市水主要依賴于兩種水源：地表水和地下水。1990～2000年,年平均地表水用量為16.33×108m3,年平均地下水用量為7.11×108m3,地下水的供水比例約占30%左右。經(jīng)計算,天津市地下水可開采資源量為8.27×108m3,從絕對數(shù)值上看,地下水資源尚有剩余量,但市區(qū)嚴(yán)重超采,已出現(xiàn)了嚴(yán)重的地面沉降問題。8×108m3可開采資源是否為可持續(xù)利用的地下水資源?有無可能進(jìn)一步挖掘地下水資源的潛力?有無建立后備應(yīng)急供水水源地的具體位置和能力?本文就這些問題進(jìn)行一些分析和論證。1地下水開采量現(xiàn)狀天津市系統(tǒng)的水文地質(zhì)工作始于20世紀(jì)50年代末期,至60年代初期,在北部山區(qū)和平原地區(qū)進(jìn)行了1∶20萬綜合性水文地質(zhì)普查,在天津市區(qū)400km2范圍內(nèi)進(jìn)行過以城市供水為目的的供水勘察。70年代中期以來,在寶坻東部、寧河北部、薊縣山前對隱伏巖溶進(jìn)行了供水水文地質(zhì)勘察。80年代初期進(jìn)行了天津平原區(qū)1∶10萬水文地質(zhì)普查,控制深度在200m以淺。90年代以來,在天津市以行政區(qū)劃為單位進(jìn)行了1∶5萬～1∶10萬地下水資源開發(fā)區(qū)劃工作,在天津市區(qū)和周邊地區(qū)進(jìn)行了地?zé)豳Y源勘察。在“六五”、“七五”、“八五”期間,進(jìn)行了華北地區(qū)水資源評價和開發(fā)利用研究(國家科委第38項)、華北地區(qū)及山西能源基地水資源研究(國家科委第57項)、天津市地面沉降機(jī)理研究及預(yù)測預(yù)報模型研究等國家攻關(guān)科研項目。進(jìn)行過的專門性供水勘察有7個,分別是:天津市石油化纖廠供水水文地質(zhì)詳查(寶坻縣)、薊縣大康莊供水水文地質(zhì)詳查、薊縣西龍虎峪供水水文地質(zhì)詳查、寧河縣北部供水水文地質(zhì)普查、寶坻縣大鐘莊洼農(nóng)田供水水文地質(zhì)初勘、寶坻縣黃莊洼供水水文地質(zhì)初勘、寧河縣農(nóng)田供水水文地質(zhì)初勘。前述4個供水勘察項目勘察對象是奧陶系和薊縣系巖溶地下水,后3個勘察對象是第四系松散巖類孔隙水。7個水源地共評價B、C級可采資源量為78×104m3/d,其中第四系孔隙水41×104m3/d,巖溶水37×104m3/d。已勘察的巖溶水源中,除寶坻石油化纖水源地已作集中供水、大康莊水源地已分散開采600×104m3/a供農(nóng)田灌溉外,其它水源地尚未開發(fā)。3個第四系孔隙水水源地已作分散農(nóng)田供水,未集中開發(fā)利用。1999～2002年實施的地質(zhì)大調(diào)查中,對天津市平原區(qū)地下水進(jìn)行了新的一輪評價,獲取了一批新的有意義的科學(xué)數(shù)據(jù),例如在天津市區(qū)和大港區(qū)新第三系開采強(qiáng)度較大的部分地段,深層地下水的氚值達(dá)到9～13TU,似說明深層淡水在開采激化條件下,可能有新的淡水混入。半個多世紀(jì)的地下水研究歷程,證明了地下水在支持天津市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中功不可沒,積累了豐富的資料,在對地下水的形成演化機(jī)理、深層地下水的屬性研究等方面,也加深了認(rèn)識,使我們有可能據(jù)此進(jìn)行深入分析,并做出較為客觀的科學(xué)判斷。天津市地下水的開采歷史悠久。1907年在塘沽區(qū)打成第一眼機(jī)井。1923年天津市區(qū)打成第一眼機(jī)井,至1948年天津市區(qū)共有機(jī)井51眼。1958年以后,隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,對地下水的開采日益增加,到1967年城市機(jī)井增加到300余眼,農(nóng)村水井達(dá)到1550眼,主要開采咸水之下的深層淡水,年開采量約0.7×108m3,深層地下水位明顯下降,隨之出現(xiàn)了地面沉降問題。1971年,天津市區(qū)400km2內(nèi)共有機(jī)井534眼,郊縣共有機(jī)井8673眼。1981年,市區(qū)機(jī)井849眼,郊縣8673眼,開采深度達(dá)900m,開采量達(dá)10.38×108m3,為天津市歷史上開采地下水最多的一年。1999年,天津市共有完好配套機(jī)井23570眼。1983年9月引灤入津后,每年向天津輸水10×108m3,緩解了天津市區(qū)和塘沽區(qū)的工業(yè)和生活用水。同時,為了控制地面沉降,停封機(jī)井700余眼,地下水開采量逐年減少。市區(qū)地下水開采量由1986年的0.96×108m3,減少到1993年的0.32×108m3,實現(xiàn)了“水少取,地微沉”的目標(biāo)。全市地下水開采量也由7.85×108m3,降為7.48×108m3,因此,部分地區(qū)地下水位出現(xiàn)了一定的回升。2000年以后,地下水開采量基本保持在近8×108m3的水平(圖1)。天津市近五十年地下水的開采歷史,證明了隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,地下水的開采量日益增大;同時也證明了多年的過度索取導(dǎo)致的地面沉降災(zāi)害,又反過來對人們不合理的實踐活動,給予了一定的懲處。只有在弄清資源的基礎(chǔ)上,采取與資源環(huán)境相互協(xié)調(diào)和發(fā)展思路,才有利于社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。2天津河流水系分布的地質(zhì)背景及地下水流系統(tǒng)在現(xiàn)有地質(zhì)中的工天津市地處海河流域下游,控制第四系發(fā)育的主要有海河水系和薊運(yùn)河水系。海河水系由北運(yùn)河、永定河、大清河、子牙河、南運(yùn)河等5大支流組成。薊運(yùn)河水系由潮白河、州河、還鄉(xiāng)河、箭桿河、薊運(yùn)河等支流組成。兩大水系均在天津東部入海。天津市南郊(天津石油化纖廠以南)尚有黃河彰衛(wèi)河尾閭。寶坻-寧河斷裂對構(gòu)造體系劃分和第四系發(fā)育起了重要的控制作用。斷裂以北屬陰山緯向構(gòu)造體系,斷裂以南屬新華夏構(gòu)造體系。由于繼承性構(gòu)造升降,北部第四系厚90～330m,南部第四系厚267～425m。地貌類型由北向南依次為北部山區(qū)、山前沖洪積平原、南部沖積平原、沖海積平原、濱海海積平原。含水層組的綜合巖性分區(qū)反映了粒度變化規(guī)律(圖2)。地下水流系統(tǒng)是指具有相對獨立邊界(水頭、水量)、由輸入到輸出、由相互聯(lián)系的若干部分組成、具有特定功能和統(tǒng)一時空演變過程的地下水體。在補(bǔ)給區(qū)和排泄區(qū),流線是下降水流和上升水流。兩者之間的過渡帶,流線呈平面流,在天然條件下,自然地理因素(地形、水文、氣象)控制著勢場,是控制流動系統(tǒng)的主要因素。地下水流系統(tǒng)的劃分是為了準(zhǔn)確地刻劃地下水形成演化過程,建立相應(yīng)的水文地質(zhì)模型,進(jìn)行地下水資源評價。天津現(xiàn)有水系分布是古水系演化的結(jié)果。根據(jù)第四紀(jì)地質(zhì)發(fā)展史及巖相古地理分析,在晚更新世(Q3)以前,天津、河北平原陸域和渤海水域是一個統(tǒng)一的系統(tǒng)。渤海的雛形形成于中更新世(Q2),成形于晚更新世(Q3)至全新世(Q4)。黃河、海河、灤河、遼河四大水系既是塑造平原的主要地質(zhì)營力,也是地下水流系統(tǒng)形成的基本框架,渤海海域是區(qū)域地下水流系統(tǒng)的匯水中心和排泄中心。平原的形成是山前沖洪積平原、沖積平原、沖湖積平原及海積平原多次延伸收縮迭加而成,構(gòu)成了較復(fù)雜的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)。天津平原區(qū)地下水流系統(tǒng)按現(xiàn)有地表水系劃分,似不能反映古水系發(fā)育分布特點。如要按照古水系發(fā)育分布特點劃分,則缺乏必要的巖相古地理證據(jù),其界線難以準(zhǔn)確劃定。依據(jù)天津地質(zhì)調(diào)查研究所的研究結(jié)果,可勾劃出不同水流系統(tǒng)的大致輪廓:天津市Ⅱ、Ⅲ含水組砂層粒度綜合巖性分區(qū)依次是砂礫石分布區(qū)、中砂分布區(qū)、細(xì)砂分布區(qū)、細(xì)砂粉砂分布區(qū)和粉砂細(xì)砂分布區(qū),反映了各河系沉積物的粒度分異規(guī)律。潮白河、薊運(yùn)河由于距離山區(qū)較近,是粗顆粒的主要分布區(qū);永定河、子牙河主要是細(xì)砂分布區(qū);海河干流及黃河則主要是細(xì)砂粉砂分布區(qū);至濱海則是粉砂細(xì)砂分布區(qū)。天津市淺層淡水除薊運(yùn)河、潮白河分布有全淡區(qū)外,主要有潮白河、永定河、子牙河及南運(yùn)河古河道帶分布有淺層淡水,飄浮在咸水體之上,構(gòu)成了平原區(qū)的局部地下水流系統(tǒng)。據(jù)此天津平原區(qū)可大致劃分為5個地下水流系統(tǒng)和5個局部地下水流系統(tǒng)(表1、圖3)。天津平原區(qū)洼、淀星羅棋布,按成因可分為交接洼地(青淀洼、太和洼)、河間洼地(黃莊洼、里自沽、大黃堡)、濱海瀉湖洼地(七里海、北大港),這些洼地既是地表水的積水洼地,也是地下水的匯水排泄洼地,如進(jìn)行大比例尺研究,則可劃出若干局部地下水流系統(tǒng)。在山區(qū)和山前平原,一般可根據(jù)地表分水嶺和地下分水嶺確定系統(tǒng)的邊界,而在平原地區(qū),系統(tǒng)的邊界就比較模糊。目前主要是根據(jù)沖洪積扇前緣洼地、扇間洼地及古河道間帶的粘性土弱透水帶作為地下水流系統(tǒng)的邊界。局部地段由于沖洪積扇的疊置和古河道的穿插,使系統(tǒng)劃分更為困難,地下水系統(tǒng)的邊界以相對弱透水帶為邊界。3天津平原地理工程地質(zhì)特征天津市水文地質(zhì)條件較復(fù)雜,從北向南依次分布全淡水區(qū)、微咸水—淡水區(qū)(垂向上)、淡水—咸水—淡水區(qū)(垂向上)、咸水—淡水區(qū)(垂向上)(圖4)。咸水底界埋深從北向南逐漸增加,咸水層逐漸增厚。地下水類型分為:第四系松散巖類孔隙水、第三系裂隙孔隙水和碳酸鹽巖巖溶裂隙水。目前,南部平原區(qū)研究的地層深度為550m。第四系孔隙水分布廣、厚度大、巖相變化復(fù)雜。第四系含水巖組劃分與結(jié)構(gòu)分析是平原區(qū)水文地質(zhì)研究的重要課題。一方面可分析不同含水巖組的形成特征,天津市已編制了不同含水巖組的水文地質(zhì)圖;另一方面可為地下水的分層合理開發(fā)、調(diào)整井群布局提供依據(jù)。天津平原區(qū)與河北平原歷來重視含水巖組的劃分。20世紀(jì)70年代,段永侯、邵時雄根據(jù)河北平原水文地質(zhì)研究曾提出“以地質(zhì)分層為基礎(chǔ),以水文地質(zhì)要素(水頭、水質(zhì)、滲透性、導(dǎo)水性等)為依據(jù),以合理開發(fā)為目的”的分層原則與方法,并將河北平原第四系劃分為若干含水巖組。其劃分結(jié)果與天津市劃分結(jié)果基本一致。根據(jù)多年研究,將天津市平原區(qū)第四系與新第三系劃分為5個含水巖組。第Ⅰ含水組相當(dāng)于全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)(Q4+3),底界埋深一般在70m以上。第Ⅱ含水組相當(dāng)于中更新統(tǒng)(Q2),底界埋深180～220m。咸水介于第Ⅰ、Ⅱ含水組之間。第Ⅲ含水組大致相當(dāng)于下更新統(tǒng)上段(Q2112),底界埋深290～310m。第Ⅳ含水組相當(dāng)于下更新統(tǒng)下段,在隆起區(qū)包括部分新第三系含水組(Q1111+N2),底界埋深370～430m。第Ⅴ含水組為新第三系含水組(N2),底界埋深520～560m。各含水組的底界埋深隨著基底的隆起與拗陷而有差異。通常第Ⅰ含水組稱為淺層地下水,第Ⅱ～Ⅴ含水組稱為深層地下水(表2)。隨著地下水的大規(guī)模開發(fā),特別是農(nóng)灌井的混合開采,各含水組的特性已愈來愈模糊。在降落漏斗地區(qū),隨著越流條件的改變,深層地下水更具有“混合”的性質(zhì)。所以有人干脆分為淺層淡水和深層淡水兩大含水巖組。近幾年,將環(huán)境同位素技術(shù)應(yīng)用于天津市水文地質(zhì)研究,把水文地質(zhì)研究不斷引向深入。目前,環(huán)境同位素技術(shù)方法的研究尚有待深入探索,但已有跡象顯示,地下水埋藏越深,14C年齡越老。據(jù)楊柳青—天津市—塘沽區(qū)地下水14C剖面,第Ⅰ含水組14C年齡在0～0.5萬年,第Ⅲ含水組14C年齡在2萬年～2.5萬年(圖5)。另外,深層地下水的年齡分布與地下水位下降漏斗的分布具有一致性,14C年齡即越靠近漏斗中心,地下水14C年齡越老?？赡艿脑蚴窃娇拷┒分行膮^(qū),地下水開采量越大,粘性土壓密釋水產(chǎn)生的更老的“古水”混入比例越大。4天津地下水資源4.1供水水質(zhì)及水量天津市城市規(guī)劃(1996～2010年)預(yù)計2010年天津市總需水量為56.76×108m3,其中城市需水量為33.62×108m3,農(nóng)村需水量23.14×108m3(保證率75%),規(guī)劃的供水水源主要包括:(1)引灤水:2010年引灤水爭取穩(wěn)定在10×108m3(保證率75%)。(2)地下水:2010年地下水可開采量控制在7×108m3左右。(3)海水利用:2010年力爭使海水利用替代淡水量達(dá)到1.22×108m3以上。(4)工業(yè)節(jié)水和污水回收利用:2010年工業(yè)用水重復(fù)利用率達(dá)到80%以上,污水處理利用總量達(dá)到8.64×108m3以上。(5)南水北調(diào)一期引水12.2×108m3(用水量10.4×108m3)。(6)地表水庫:2010年地表水(含于橋水庫)2.19×108m3(保證率75%);(7)現(xiàn)有坑、塘、洼、淀,盡可能蓄汛期棄水。4.2地下水資源采動量評價1999～2002年,按全國統(tǒng)一部署,對天津市地下水進(jìn)行了新的一輪評價。這次評價具有以下特點:①校核了地下水資源評價的主要水文地質(zhì)參數(shù),如降水滲入系數(shù),潛水蒸發(fā)系數(shù),灌溉回歸系數(shù)、給水度、彈性釋水系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)、越流系數(shù)等。②計算的重點是直接參與水文循環(huán)并積極交替的淺層地下水。其天然補(bǔ)給資源量的大小受氣象、水文、地形地貌、人工開采諸多因素的影響,是時空變化很大的一個隨機(jī)變量,按水均衡原理,采用了多年平均值進(jìn)行計算。③對各種資源量的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,厘定了天然補(bǔ)給量與重復(fù)計算量,例如井灌回歸量是地下水的重復(fù)利用量,不能作為天然補(bǔ)給資源量,深層水的彈性釋水量和壓密釋水量是靠地下水頭降低和地面沉降來換取的,不能作為天然補(bǔ)給資源量。④深層水的天然補(bǔ)給資源量由側(cè)向補(bǔ)給量和越流補(bǔ)給量組成,其開采量主要是由側(cè)向補(bǔ)給量、越流補(bǔ)給量、壓密釋水量、彈性釋水量構(gòu)成,由于多年開采,側(cè)向補(bǔ)給量和越流補(bǔ)給量有所增大。⑤與1989年評價結(jié)果相比,1989年評價深度為200m以上,本次評價的深度達(dá)550m。⑥計算分區(qū)采用地下水流系統(tǒng)劃分分為潮白河薊運(yùn)河地下水資源區(qū)和永定河海河地下水資源區(qū),并進(jìn)一步劃分為11個亞區(qū)和45個計算塊段,劃分依據(jù)較為合理。⑦地下水資源評價按不同水質(zhì)類型(<1g/L、1～3g/L、3～5g/L、>5g/L)分別進(jìn)行了評價。計算結(jié)果:天津市地下水天然補(bǔ)給資源為18.13×108m3/a,礦化度小于5g/L的天然補(bǔ)給資源為15.75×108m3/a,地下水可開采量為8.27×108m3/a,其中淺層水2.58×108m3/a,深層水3.56×108m3a,隱伏巖溶水1.24×108m3/a,山區(qū)1.10×108m3/a(表3)。為了便于進(jìn)行水資源規(guī)劃,把地下水資源量按行政區(qū)進(jìn)行了統(tǒng)計(表4)。4.3地下水開采量、采運(yùn)量、區(qū)域宏觀分區(qū)、供水量平原區(qū)淺層水補(bǔ)給總量為15.94×108m3/a,排泄總量為15.27×108m3/a,均衡差為0.67×108m3/a,基本處于均衡狀態(tài)。深層水補(bǔ)給總量為5.69×108m3/a,其排泄量主要為人工開采,取1990～2000年平均值,為5.28×108m3/a,均衡差為-0.41×108m3/a,已經(jīng)處于負(fù)均衡狀況。天津市1990～2000年地下水開采量7.48×108m3/a,開采程度達(dá)90.45%,除薊縣、寶坻、寧河、靜海略有盈余外,其余各區(qū)縣均已超采。從區(qū)域宏觀分析,剩余量僅為0.79×108m3/a。從地下水的角度看,供水形勢緊張(表5)。從地下水開采層位來說,全淡水區(qū)為混合開采,以第Ⅰ、Ⅱ含水組為主。有咸水分布區(qū),第Ⅱ、Ⅲ含水組開采量分別占35%和33%(圖6)。天津市2000年地下水開采量73816.64×104m3,其中農(nóng)業(yè)開采量占58%,生活工業(yè)開采量分別占20%和22%。第Ⅱ、Ⅲ深層水含水組開采量的組成以越流量和壓密釋水量為主,分別占51%和31%,側(cè)向補(bǔ)給量占12%,彈性釋水量占4%(圖7)。5局部地區(qū)余缺情況從區(qū)域水均衡考慮,天津市深、淺層地下水基本處于均衡狀態(tài),但局部地區(qū)存在余缺情況。從充分挖掘地下水資源潛力和對地下水資源保護(hù)角度的出發(fā),天津市地下水大致可分為4個區(qū)。(1)地下水開采量較大,需補(bǔ)短板、壓長主要分布在北部山前平原,為全淡水區(qū),包括薊縣和寶坻縣北部地區(qū)。淺層水和第二含水組承壓水屬于開放型含水層,開采指數(shù)雖大于1.5,目前水位仍無明顯下降,多年保持穩(wěn)定,水位埋深多小于5m,最深達(dá)10m。地下水補(bǔ)給條件好,循環(huán)交替積極,有較大開采潛力,可擴(kuò)大開采量。山前平原淺埋隱伏巖溶水的開采指數(shù)大于1.5,由于西龍虎峪、岳龍水源地尚未開發(fā),下倉—寶坻水源地雖經(jīng)十余年開采,開采量達(dá)2564×104m3/a,但水位下降不大,多年保持穩(wěn)定,表明仍有一定開采潛力,可適當(dāng)擴(kuò)大開采量。寶坻城關(guān)水源地規(guī)模較小,有一定供水能力,可作小型供水水源。(2)開采量大時主要分布在武清、寧河北部和寶坻中南部。這些地區(qū)淺層淡水開采量不大,補(bǔ)給條件好,開采指數(shù)1.2～1.5,具有一定開采潛力。深層水水位下降較小,水位埋深在10～20m,多年降幅較小,開采指數(shù)多在0.8～12,可適當(dāng)增加開采量。(3)淡水開采量小、可資源量大的農(nóng)業(yè)主要分布在武清、寧河縣中部、寶坻縣南部、靜?？h西部和大港區(qū)南部。該區(qū)淺層淡水分布較廣,開采量不大,開采指數(shù)大于1.2,可用于農(nóng)業(yè)分散供水。深層水開采指數(shù)多在0.6～1.0,水位下降幅度相對不大,處于漏斗區(qū)邊緣,水位埋深在20～40m,可維持現(xiàn)狀開采量,局部地區(qū)可適當(dāng)增采,但增加量應(yīng)嚴(yán)格控制。(4)地下水資源開采潛力及開發(fā)潛力主要分布在永南平原的大部,包括市區(qū)、新四區(qū)、武清南部、靜海中東部及塘、漢、大濱海地區(qū)。這些地區(qū)淺層水均為咸水,深層水是唯一開采含水層,為嚴(yán)重超采區(qū),水位下降幅度大,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ含水組均出現(xiàn)了若干漏斗,并有連成一片的趨勢,以Ⅲ、Ⅳ含水組水位下降幅度尤大,漏斗范圍廣。第Ⅱ含水組水位埋深多在40～60m,漏斗中心最大水位埋深75～85m。第Ⅲ、Ⅳ含水組水位埋深多在多60～80m,漏斗中心最大水位埋深在100～113m,出現(xiàn)了大范圍的地面沉降、水質(zhì)惡化等環(huán)境地質(zhì)問題。因此,該區(qū)應(yīng)大幅度削減深層水開采量,特別是用于農(nóng)灌的開采量。天津市西部和北部平原區(qū)廣泛分布有淺層淡水和淺層微咸水,地下水位埋深多在1.5～2.5m。通過觀測試驗,當(dāng)?shù)叵滤宦裆钐幱?m左右時,地下水可獲得最大的天然補(bǔ)給資源量和最小的天然排泄量。如果將天津淺層淡水和微咸水分布地區(qū)的水位調(diào)控在4m左右,可以進(jìn)一步擴(kuò)大地下水資源量,即最優(yōu)水位狀態(tài)下的地下水資源量。通過計算可知,最優(yōu)水位狀態(tài)下,可增加地下水資源量近3.3×108m3。這雖然是個理論計算數(shù)字,但對如何調(diào)控地下水資源,無疑是一個帶方向性的問題。充分利用淺層水的開放性,調(diào)增地下水資源,對于分散性的農(nóng)業(yè)供水,具有重要意義。適當(dāng)擴(kuò)大淺層水的開發(fā)利用,可減輕開發(fā)深層水的壓力。地下水資源開采潛力是指地下水現(xiàn)狀開采條件下可以擴(kuò)大開采并可持續(xù)利用的地下水資源量。從這一概念出發(fā),地下水資源開采潛力包括已開采水源地的地下水剩余量、正在勘察或雖未勘察預(yù)測其有開采前景地區(qū)的地下水資源量以及通過人工調(diào)控可增加的地下水資源量。地下水應(yīng)急供水水源地是指在連續(xù)干旱年份下,為解決城鎮(zhèn)生產(chǎn)及生活用水的燃局之急,而采取的一種非常規(guī)的、有一定開采周期的臨時供水水源地。如可動用地下水的儲存量、在一定約束條件下環(huán)境損失的換取量、需一年或多年補(bǔ)給的疏干量和經(jīng)政府協(xié)調(diào)改變原供水方向的水源地的供水量等。經(jīng)初步分析,天津市可作為城市應(yīng)急供水水源地的有薊縣平原區(qū)和寶坻中北部全淡水分布區(qū),這是唯一有望建成大型集中供水水源地的第四系松散巖類孔隙水水源地。該區(qū)地下水補(bǔ)給條件好,含水層顆粒粗,循環(huán)交替積極,有一定的開采潛力,在保持多年動態(tài)平衡的條件下,可增加開采量約5000×104m3/a。受地質(zhì)構(gòu)造控制,天津市北部形成多個巖溶儲水構(gòu)造。北部裸露型貯水構(gòu)造有穿芳峪、磨盤峪、趙家峪和莊果峪。儲水構(gòu)造中,巖溶裂隙發(fā)育,水交替迅速,富水性較強(qiáng),與地表水及溝谷第四系孔隙水聯(lián)系密切。這些貯水構(gòu)造具有各自的邊界而形成獨立的水流系統(tǒng)。由于其距天津市區(qū)較遠(yuǎn),長距離供水存在一定困難。受地質(zhì)構(gòu)造控制,在寶坻斷裂以北的山前平原,形成6個巖溶水儲水構(gòu)造:西龍虎峪盆地型儲水構(gòu)造、薊縣城關(guān)貯水構(gòu)造、大康莊貯水構(gòu)造、寶坻—下倉貯水構(gòu)造、寶坻城關(guān)儲水構(gòu)造和寧河岳龍貯水構(gòu)造。其共同特征是巖溶裂隙發(fā)育,連通性和導(dǎo)水性好,補(bǔ)給資源豐富,單井出水量5000～10000m3/d?；鶐r埋藏不深,開發(fā)潛力較大,具有建設(shè)集中供水水源地的優(yōu)越條件(表6)。目前,有4個巖溶水源地已進(jìn)行過勘查并提交了C級、B+C級儲量。寶坻石化巖溶水水源地自1976～1979年勘察、1979年開發(fā)以來,已20余年,多年平均開采量6.3×104m3/d,水位自開始高出地表至1984年下降到地面以下,年平均下降0.22～0.30m。當(dāng)降水量較大時,水位明顯回升,說明補(bǔ)給條件較好,巖溶水與第四系孔隙水聯(lián)系密切,具有一定的開采潛力。目前,西龍虎峪、岳龍水源地雖已勘察但尚未開發(fā),可作為后備應(yīng)急供水水源。6個隱伏巖隙水貯水構(gòu)造總可開采量1.13×108m3/a,實際現(xiàn)狀開采量0.45×108m3/a,尚有0.68×108m3/a的開采潛力。可選擇作為應(yīng)急供水水源地的除薊縣平原區(qū)和寶坻中北部全淡水區(qū)外,巖溶水水源地有薊縣城關(guān)水源地、寧河北水源地、西龍虎峪水源地和寶坻石化水源地,各水源地應(yīng)急可開采量見表7。這個數(shù)字對天津市規(guī)劃需水量來說,占很小的比例,但對城市生活用水來說,卻占有重要地位。需要特別指出的是,對巖溶水的開發(fā)須持極為慎重的態(tài)度,由于開發(fā)巖溶水而造成的巖溶地面塌陷、地裂縫,國內(nèi)外均不乏實例。6地下水資源量充足(1)天津市地下水研究經(jīng)歷了半個多世紀(jì),積累了極為豐富的資料與數(shù)據(jù),尤其是多年的長期觀測資料,為第四系地下水流系統(tǒng)劃分、含水層系統(tǒng)劃分,打下了較為扎實的基礎(chǔ)。近幾年又采取了環(huán)境同位素技術(shù)和地下水?dāng)?shù)值模擬技術(shù),深化了對天津市地下水形成演化機(jī)理的認(rèn)識。根據(jù)這些資料數(shù)據(jù),使我們有可能對天津市地下水的合理開發(fā)利用進(jìn)行較為客觀的分析。(2)經(jīng)過新一輪地下水資源評價,天津市地下水天然補(bǔ)給資源為18.13×108m3/a,礦化度小于5g/L的天然補(bǔ)給資源為15.75×108m3/a,地下水可開采資源為8.27×108m3/a,其中淺層水2.58×108m3/a,深層水3.56×108m3/a,隱伏巖溶水1.24×108m3/a,山區(qū)1.10×108m3/a。計算評價結(jié)果為地下水資源的合理配置提供了可靠的依據(jù)。(3)天津市1990～2000年地表水年平均用水量16.33×108m3,地下水用水量年平均7.11×108m3,地下水供水比例約占30%,在支持天津市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展方面,其作用和地位是無可取代的。(4)天津市淺層水補(bǔ)給總量為15.94×108m3/a,排泄總量為15.27×108m3/a,均衡差為0.67×108