北京位于华北平原的北端，地处中国水资源十分贫乏的北方，是一个严重缺水的城市。北京人均占有水资源量仅300m3左右，为全国人均水资源占有量的1/8，世界人均水资源量的1/32。平水年水资源量约42亿m3，其中地下水24亿m3，地表水18亿m3，枯水年水资源约33亿m3。目前年用水量已达到平水年水资源量。迄今为止，地下水已严重超采，市区范围内形成了1000多km2的漏斗区，地下水位连年下降，为此对地下水已经限采。
根据北京市国民经济和社会发展远景目标纲要和城市总体规划，对北京市生活、工业、农业和城市河湖环境需水量进行预测，2020年全市需水量将达到60多亿m3，年缺水约20亿m3。因此，城市水资源供需不平衡和水资源短缺已成为制约北京社会经济发展的重要因素。为了实现北京市国民经济可持续发展战略，缓解北京市面临的21世纪城市发展和可利用水资源的矛盾，北京市政府决定开发城市污水资源作为城市第二水源。高碑店污水处理厂污水回用工程于1999年列入北京市政府《关于北京市环境污染治理目标与对策》（京政办函〔1999〕）十大研究课题中，1999年3月至8月完成该项目的前期研究工作并完成了可行性研究，1999年10月完成项目立项和审批；2000年1月完成该工程的初步设计和审批工作，2月完成施工图设计，4月开始施工，目前该工程施工已基本完成，预计今年上半年将正式启用。该工程是将高碑店污水处理厂二级出水提升用于河道取水的工业用水，替代清洁水源、改善河道景观，并将部分二级出水经深度处理后用于市政杂用（如道路喷洒、绿地浇灌等），替代自来水，达到城市污水资源化和改善河道水质的目的。回用水涉及的区域范围，东至公路一环，西至西三环，南至南四环，北至长安街。地区面积为141km2。回用水用户涉及到工业、公园绿化和河湖补水、道路喷洒等。本文主要分析该工程的技术方案和研究成果。
高碑店污水处理厂情况
高碑店污水处理厂是目前我国最大的污水处理厂，一期工程于1993年10月24日竣工投产，一期工程处理能力50万m3/d。二期工程于1999年年底竣工投产。目前处理能力为100万m3/d。高碑店污水处理厂污水系统流域面积96平方公里，服务人口240万人，汇集北京市南部城区的大部分生活污水、东郊工业区、使馆区和化工路的全部污水。该处理厂采用前置缺氧段活性污泥法工艺，即在推流式曝气池前设置缺氧段，其目的是改善污泥性质，防止污泥膨胀。目前高碑店污水处理厂二级出水直接排入通惠河下游，除每年约5500万m3用于农业灌溉外，剩余的处理水每年超过3亿m3没有得到利用，根据我们对该厂出水的几次实测和该厂提供的1999年出水水质分析结果，其出水达到设计要求，出水水质水量稳定，其二级出水多数参数已接近相关的回用水水质标准.但高碑店污水处理厂二级出水中氨氮和磷的含量还偏高，主要是该厂立项较早，当时在国家城市污水处理厂排放标准中还没有除氮脱磷的要求。因此该厂一期处理工艺中未设除磷脱氮设施。
可能应用对象分析
潜在工业用户高碑店污水处理厂内部用水高碑店污水处理厂已建规模为1万m3/d的厂内回用水工程，主要用于污泥脱水冲洗滤布、检修、喷洒、浇洒绿地、洗车用水水源等，该用水应优先保证。华能热电厂华能热电厂位于高碑店污水处理厂对面。高碑店污水处理厂至华能热电厂之间铺设了两条直径800mm的管道，同时该厂内部的深度处理站也已经建成。华能热电厂提供的最新数据表明，该厂现计划四台机组冷却补水全部使用高碑店污水处理厂二级出水作为水源，并通过本厂深度处理站处理后再利用，以保证冷却水水质。该厂实际可利用高碑店污水处理厂二级出水为7.68万m3/d，该用水应优先保证。北京市第一热电厂北京市第一热电厂是一座高温高压热电厂，位于通惠河北侧，距离高碑店污水处理厂仅几公里。该厂共有循环泵4台，每台循环水量为4.15 立方米/秒，循环泵房设在通惠河北岸，冷却水是开放式循环，正常生产情况下有三台泵运行，所需水量约12 m3/s（即104万m3/d）。其补水量约26 - 34.6万m3/d，平均补水量30.3万m3/d。考虑到目前河道水质现况，为保持河道水质上游仍需来水，北京市第二热电厂部分惯流退水仍能用于第一热电厂，在近期方案中第一热电厂回用高碑店污水处理厂处理水用水量仅考虑为20万m3/d。在远期工程方案中，第二热电厂采用封闭式循环冷却方式运转，耗水量将大大减少，第二热电厂不再有惯流退水供第一热电厂使用。因此，在远期工程方案中第一热电厂回用高碑店污水处理厂处理水用水量将在近期方案规模基础上扩大10万m3/d。北京市水源六厂北京市水源六厂距高碑店污水处理厂仅几公里,此厂是为工业提供用水的河水厂，厂内建有规模为17万m3/d的深度处理设施。而1998水源六厂供水情况仅为4.7万m3/d，其中化工实验厂1.5万m3/d，有机化工厂0.6万m3/d，化工二厂0.7万m3/d，蒸汽厂0.3万m3/d，焦化厂1.6万m3/d。该厂进水取自通惠河。高碑店污水处理厂二级出水可直接供水源六厂使用。在近期方案中，东郊工业区和焦化厂利用高碑店污水处理厂处理水的水量为5万m3/d，市政杂用水5万m3/d。在远期方案中，水源六厂再扩大7万m3/d。通州工厂用水通州距高碑店污水处理厂约八公里。通州现有工厂120多家，包括化工、机械、纺织、造纸和食品等行业，用水量较大的工厂有造纸七厂、东方化工厂、通州氮肥厂和北京日用化学二厂等。通州的工厂共可使用再利用水量7万m3/d。市政杂用水城市杂用用水在北京市污水综合利用研究中一直未引起人们的重视，本研究中我们调查了沿通惠河、南护城河主要公园绿化面积、城市绿化、城市道路的喷洒用水量等，并多次走访了市园林和环卫管理部门，具体调查结果如下：3.2.1 公园绿化及河湖用水沿河道主要公园有龙潭湖公园、北京游乐园、天坛公园、陶然亭公园、大观园和万寿公园，主要公园合计面积约267万m2，公园绿化用水量约0.534万m3/d。除外，上述公园河湖补水用水约2.3万m3/d，冲厕用水约460 m3/d。所以主要公园总用水量约2.88万m3/d。城市绿化用水在回用水供水范围内有多处城市集中绿地，由于位置较为分散，在目前状况下很难严格计算出回用于城市绿化的水量。故重点考虑集中在道路两旁隔离带和沿河道两岸较集中的绿地，按北京市总体规划估算城市绿化用水量约0.2万m3/d 。道路路面喷洒用水据北京市规划路网指标，其主干路和次干路的道路面积约5868万平方米。目前可喷洒3389万平方米，目前城市道路喷洒由市和区环卫部门负责，水源全部为自来水，取水点为固定的自来水消火栓。但按环卫部门道路喷洒水车取水半径，并非所有可喷洒道路都能用高碑店污水处理厂处理水来代替。在方案中，城市杂用水将在水源六厂进行深度处理，深度处理后的出水用管道自水源六厂沿护城河输送到西便门和广安门。若在原有水源六厂供水管网中加设取水口，则可用高碑店污水处理厂处理水来喷洒的道路东至公路一环，西至西三环以西，东西长约23.5km。按环卫部门道路喷洒水车取水半径3km计，南北长可达6km，可喷洒的地区面积为141km2。按北京市城市规划设计研究院1992年《北京市总体规划》研究成果，公路一环内道路用地率在1991年前为3.82%，到2010年将达13.43%。若在近期方案中道路用地率按10%计，则用高碑店污水处理厂处理水喷洒道路面积约14.1km2，根据环卫部门提供的喷洒道路的用水指标,每立方米水可喷洒2500 m2道路面积，则一天一次喷洒道路的需水量为0.564万m3/d。目前北京市许多路面一天喷洒两次。按市政府治理大气环境污染，减少城市空气灰尘量的要求，未来北京市路面喷洒要求达到一天三次。为此，在近期方案中按每天喷洒道路两次考虑，则需水量约为1.13万m3/d。近期方案市政杂用水规模上述市政杂用水合计约4.21万m3/d，其中城市绿化及道路喷洒用水量为1.33万m3/d；公园用水为2.88万m3/d。考虑到不可预见水量和管网漏失率，近期方案中市政杂用水规模为5万m3/d。3.3 农业灌溉用水高碑店污水处理厂农业灌溉区包括东南郊、朝阳、双桥和通州四个灌区，分布在朝阳和通州通惠河两岸的14个乡和2个农场，现况灌溉面积20.21万亩。农作物以粮、菜为主，其中粮田面积16.9万亩，占83%；菜田面积1.72万亩，占9%；林果及其它作物面积1.59万亩，占8%。农业灌溉需用水量约48万m3/d，目前从官厅和密云两大水库供给指标水及工业退水水量约10万m3/d，采用地下水约19万m3/d，从通惠河取水水量约19万m3/d。高碑店闸下游河道补水通惠河下游高碑店闸至北运河蒸发渗漏、一年八次换水和河道两侧绿化需水量约3.6万m3/d。
回用技术方案
用户用水优化分配
高碑店污水处理厂处理水优先保证厂内回用水1万m3/d、华能热电厂冷却用水7.68万m3/d、市政杂用水5万m3/d、通过水源六厂供东郊工业区和焦化厂用水量5万m3/d和第一热电厂20万m3/d，共计38.68万m3/d。在远期工程实施前，剩余的高碑店污水处理厂处理水除用于高碑店闸至北运河两侧绿化和河道补水3.6万m3/d外，还可以用于农业灌溉48万m3/d，最后用于通州工厂7万m3/d,总计97.28万m3/d。在远期工程方案实施后，第一热电厂扩大用水量10万m3/d，水源六厂扩大用水量7万m3/d；剩余的高碑店污水处理厂处理水用于高碑店闸至北运河两侧绿化和河道补水3.6万m3/d、农业灌溉40.72万m3/d,总计100万m3/d。工程规模本工程方案主要考虑高碑店闸上游的回用水用户，通过近期工程方案实施后才能利用高牌店污水处理厂处理水的用户对象为：第一热电厂20万m3/d，市政杂用水5万m3/d，通过水源六厂供东郊工业区和焦化厂用水量5万m3/d。因此，近期工程方案规模为30万m3/d。远期工程方案规模将由近期工程方案规模30万m3/d扩大到47万m3/d。主要增加的用户对象为：第一热电厂用水规模扩大10万m3/d，水源六厂扩大用水量7万m3/d。工程方案高碑店污水处理厂二沉池出水经新建泵站（规模47万m3/d）提升后用两条管道分别输送到高碑店湖（规模30万m3/d）和水源六厂（规模17万m3/d）。送至高碑店湖的处理水供北京第一热电厂用水；送至水源六厂的处理水在该厂进行深度处理后，一部分通过水源六厂现有供水系统供给东郊工业区和焦化厂；一部分通过新建管道输送到西便门和东便门。在水源六厂现有供水管道和新建管道沿线设取水口，供市政杂用取水。
回用水水质技术保障措施
高碑店污水处理厂改造由于高碑店污水处理厂出水中氮和磷的含量较高会直接影响回用水水质，必须对该厂进行技术改造，进一步提高该厂出水水质。2000年5月完成了该厂改造工程可行性研究。改造规模为50万m3/d，即对高碑店污水处理厂一期工程（50万m3/d）进行改造。该改造工程分两步进行。第一步改造后使出水水质优于目前第一热电厂冷却水取水水源高碑店湖的水质，出水中BOD、COD、总磷和氨氮分别达到10mg/l、40mg/l、1mg/l和10mg/l。第二步改造使该厂50万m3/d满足高碑店湖Ⅳ类水体的水质要求。主要改造工作量包括曝气池改造和污泥处理系统的改造。原曝气池为1/12为厌氧区，其余为好氧区，改造后将原池2/9为缺氧区及厌氧区（水力停留时间共为2h），其中进水端分出一停留时间为15min的强化吸附区。其余仍为好氧区（水力停留时间7.25h）。原污泥系统中剩余污泥泵入初沉池，其混合污泥再进污泥浓缩池浓缩后消化脱水，因浓缩污泥池停留时间太长（3d），处于厌氧状态，磷又被释放出来，通过上清液回到污水中，因此达不到除磷的目的。改造后，原有浓缩池改为浓缩酸化池，浓缩酸化池上清液做为碳源排入水处理系统；将消化池上清液和脱水机滤液及冲洗水收集后进行化学除磷。目前高碑店污水处理厂改造方案正在审批过程中，市政府将对改造工程单独立项，其投资（约2511万元）也不列入污水回用工程。深度处理措施高碑店污水处理厂二级出水水质水量稳定，达到设计要求，但还不能满足市政杂用水标准，而绿化用水和道路喷洒等市政杂用水水质对人类健康和城市环境会产生影响，因此，市政杂用水必须在回用前进行深度处理，以满足相应标准。在方案确定中通过不同厂址比较，将深度处理选择在水源六厂。水源六厂现有日处理能力17万m3/d的深度处理设施，主要采用机械加速澄清、砂滤和消毒等工艺处理过程。根据该厂提供的出水水质，其出水可满足相应用户要求。由于北京市工业结构的调整，目前该厂平均实际供水量不足5万m3/d，尚有12万m3/d处理能力没有得到利用。另外，水源六厂离市政杂用水用户较近,市政杂用水深度处理设在水源六厂利用其剩余处理能力，可满足市政杂用水近、远期规模需求，在该厂深度处理后的水质能满足市政杂用水水质要求。
主要工程内容和投资
本工程总投资33668万元（不包括高碑店污水处理厂改造费用），其中征地拆迁费10000万元,工程费用为19260万元，工程建设内容主要为：（1）高碑店污水处理厂内47万m3/d的泵站一座。（2）高碑店污水处理厂至高碑店湖输水管：DN1800mm，长1480m。（3）高碑店污水处理厂至水源六厂管道：DN1400mm，长4766m。（4）市政杂用水配水管：DN1200mm，长6791m；DN1000mm，长1431m；DN800mm，长4615m；DN600mm，长2845m；D=500mm，长2880m。（5）水源六厂改造：包括蓄水池清淤和护砌、污泥池扩建、水泵改造、进出水口的改造、增加自控和电气设备等。园林供水支线管道。
工程经济效益分析
本工程总投资33668万元，其中10000万元为政府拨款，其余为贷款（公司融资）。在考虑污水资源费0.20元/m3和水源六厂原有资产成本与利税0.73元/m3的条件下，水价计算分析结果为：第一热电厂用水水价0.31元/m3，市政杂用用水水价1.92元/m3，东郊工业区用水水价1.21元/m3。本工程完成后每年可节约清洁水资源16673万m3，节约自来水3650万m3/a，相当于节约了建设一座10万m3/d的自来水厂的投资4亿元。该工程能达到开源节流的目的，能为北京市城市绿化面积扩大和道路喷洒压尘创造条件，对环境综合治理具有较大的作用，环境的改善还会带来了周围地区的土地增值。
结论和讨论
(1) 北京市是一个严重缺水型城市，合理利用高碑店污水处理厂处理水资源，对实现北京市国民经济可持续性发展、缓解北京市面临的21世纪城市发展和可利用水资源的矛盾具有重要意义。(2) 高碑店污水处理厂回用工程方案充分考虑了北京市城市水系、园林、道路及工业布局现状，具有可实施性。(3) 高碑店污水处理厂污水回用工程能达到开源节流的目的，可以在一定程度上缓解北京城市水资源紧缺的局面，能为北京市城市绿化面积的扩大和道路喷洒压尘创造条件，对环境综合治理具有较大的作用。(4) 本工程总投资33668万元,工程费用为19260万元。按政府投资1亿元，其余为公司融资计算，在考虑水资源费0.20元/m3和水源六厂制水成本条件下，则回用水水价为：供第一热电厂售水水价为0.31元/m3，供市政杂用售水水价为1.92元/m3,供东郊工业区售水水价为1.21元/m3。(5) 建议制定有关法规和政策，促进城市污水回用设施的发展。应尽快编制北京市回用水设施发展规划，以便在相应的市政工程中铺设回用水管道等设施，使城市污水回用设施逐步完善。
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② 青岛市地下水资源的保护与开发利用途径
袁西龙
（青岛地质工程勘察院，青岛266071）
作者简介：袁西龙（1964—），男，高级工程师，主要从事水文地质、环境地质和计算机技术应用研究。
摘要：山东省青岛市是一个水资源较贫乏的地区，地下水资源分布不均，本文通过对青岛市地下水资源的开发历史、现状，以及由于地下水资源的不合理开发引起的环境地质问题的发生、发展、动态变化、采取的治理对策等，总结地下水资源开发保护的一般规律，同时介绍海水入侵区地下水用于海洋水产养殖、城镇建筑区地下水用于地温空调等利用领域；以及在含水层透水性较差的裂隙水、含水层厚度较小的坡洪积区和花岗岩风化带增大单井出水量取水技术方法。
关键词：青岛市；地下水；开发利用；保护；地下水取水技术
青岛市地处山东半岛的西南部，东南濒黄海，周边与威海、烟台、潍坊接壤。青岛市是一个水资源较贫乏的地区，人均占有可利用水资源量为170m3，占全国人均水资源量的1/4；同时青岛市经济发展迅速，对水资源的需求也日益增加，增源与节流并重，是缓解青岛市供需矛盾的有效途径。
1 水文地质概况
青岛市地貌类型以低山丘陵、剥蚀-堆积准平原为主，并间有山间谷地、山前冲洪积平原，局部为中山（崂山）。根据不同地貌、水文地质特征将该区划分为三个水文地质区：①胶北低山丘陵水文地质区、②胶莱盆地水文地质区、③胶南-崂山中低山丘陵水文地质区（图1）。地下水类型有松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、喷出岩类孔洞裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水及块状、层状岩类裂隙水。①松散岩类孔隙水是青岛市集中供水的主要含水岩组，主要分布于大沽河、白沙河-城阳河、白马-吉利河、王戈庄河、洋河、周疃河、张村-李村河等大小河流中下游河谷平原和大泽山西南侧山前平原，含水岩组主要由第四系冲积、冲洪积层不同粒径的砂及砂砾石组成，厚度一般5～15m，单井出水量可达1000m3/d以上，其中大沽河、白沙河-城阳河下游河谷平原地下水为青岛市重要供水水源地，其可采资源量分别为7951×104m3/a、2367.6×104m3/a。②碳酸盐岩类裂隙岩溶水含水岩组主要分布于平度、莱西，胶南王台也有少量分布，含水岩组为粉子山群中的大理岩，裂隙比较发育，深度一般限于100m以内，含较丰富的岩溶裂隙水，特别在构造及地貌条件有利地段，富水性强，单井出水量500～1000m3/d，水质良好。但因分布面积过小，供水局限性较大。③喷出岩类孔洞裂隙水含水岩组主要分布于即墨、胶州、莱西、城阳境内，含水岩组为青山群和王氏群中的玄武岩类，孔洞和裂隙比较发育，深度一般为30～50m，富水性较强，单井出水量为500～1000m3/d，且水质良好，可形成小的水源地为局部地区供水。④碎屑岩类孔隙裂隙水含水岩组主要分布于胶州、即墨、莱西等地，含水岩组为白垩系莱阳群、王氏群砂岩、砂页岩及凝灰质砂页岩，由于其孔隙和裂隙均不发育，透水性、富水性均很弱，单井出水量一般小于50m3/d。⑤块状、层状岩类裂隙水含水岩组主要分布于崂山、大泽山及胶南大片地区，含水岩组为花岗岩、花岗闪长岩、片麻岩、变粒岩、片岩等。风化带深度一般不超过30m，富水性弱，单井出水量小于30m3/d，局部构造裂隙密集带比较富水，单井出水量可大于100m3/d，最大可达500m3/d，但分布极不均匀，仅能为局部供水。
图1 青岛市水文地质分区略图
2 地下水资源开发及主要环境地质问题
2.1 地下水资源开发历史与现状
青岛市地下水作为城镇集中供水水源始于1920年，白沙河-城阳河下游最先作为青岛市供水水源地，至新中国成立初期日供水能力达3.0×104m3/d；在20世纪70年代以前，受经济技术水平的制约，地下水资源的开采量增长缓慢，到70年代后期，工农业发展加快，地下水资源的开采量也迅速增加，地下水资源的采补出现了负均衡，水位持续下降，80年代中期，大沽河、白沙河-城阳河水源地等区段均出现地下水降落漏斗，相继产生了不同程度的海（咸）水，90年代后期，通过减少地下水开采量，修建海水入侵截渗墙、河道内修建橡胶滚水坝拦蓄地表水以增加地下水补给量等一系列措施，海水入侵得到了有效控制。青岛地区多年平均地下水可采资源量为6.3436×108m3/a，2002年天然补给资源量为5.0586×108m3，2002年地下水实际开采量6.1098×108m3，占总淡水供水量的54.17%，1989年开采量为历史最高值，达6.78×108m3，1999年开采量为近年最低值，为5.38×108m3。青岛地区多年开采实践基本反映了区内地下水的开采水平和调蓄能力，可看出青岛地区地下水资源开发利用程度较高，基本为采补平衡，但由于城乡布局差异和需水量不同，一些地区开采量过大，形成地下水降落漏斗，同时有些地区开采量较小，仅有少量用于农村居民生活用水，地下水资源还没有得到充分开发。
2.2 地下水资源开发有关的环境地质问题
2.2.1 海水入侵
自20世纪70年代后期至90年代初期，在多数富水地段地下水资源均出现超量开采，出现地下水降落漏斗，在各河流下游近海地段，均发生了不同程度的海水入侵。最严重的是在80年代中期，海（咸）水入侵导致大批机井报废，粮田荒芜，水质恶化；90年代后入侵区附近开采量大幅度减少，降水量较80年代增多，使地下水位有不同程度回升，部分漏斗平复，海（咸）水入侵势头得到减缓，入侵面积略有退缩。2002年为特枯年，部分地区地下水位持续下降，入侵面积又有所扩大。目前青岛市海（咸）水入侵主要发生在大沽河下游、白沙河-城阳河下游、洋河下游、黄岛辛安、平度新河-灰埠一带，2002年6月各地入侵面积见表1。
表1 2002年6月青岛市海（咸）水入侵现状分布面积
2.2.2 水质污染
工业的快速发展，使城镇生活污水、工业废水的排放量加大，农业的发展，使农药、化肥的施用量也不断加大，在污水处理技术、设施、有关法律尚不完善的时期，河流遭到了严重的污染，而受污染河水补给地下水，造成地下水质的污染。区内地下水水质超标的指标主要有
图2 大沽河水源地受污染地下水主要阴离子组成饼图
除工业废水污染外农业污染更是不可忽视，地下水
3 地下水资源保护及环境地质问题的治理对策
针对地下水资源开发过程中存在的问题，有关部门经过勘查、研究，提出并实施了相应的治理措施。
3.1 海水入侵的治理
3.1.1 地下截渗墙
为了保护大沽河水源地，增加大沽河水源地的可采资源量，经过1985～1986年的大沽河水源地供水水文地质勘察和1990年大沽河地下水库勘查工作，于1997～1998年由青岛市政府投资兴建了大沽河水源地小麻湾截渗墙工程，截渗墙全长14.2km，采用连续摆喷法，摆喷深度到达含水层底板，从而截断了墙下游海（咸）水的倒灌，使海（咸）水的入侵现象得到遏制，为更好地发挥好大沽河水源地的供水能力提供了工程措施保障。2001年又开展了白沙河下游兴建地下截渗墙的可行性研究工作。
3.1.2 河道下游修建橡胶滚水坝
白沙河-城阳河下游水源地在发生海水入侵的20世纪80年代，即开展了海水入侵的专项水文地质调查工作，其后在白沙河河道兴建了多处橡胶滚水坝，拦蓄河水，增加地下水补给量，并且相应调减地下水开采量，使地下水降落漏斗逐渐缩小，有效减缓了海水入侵的速度。另外大沽河、王戈庄河、洋河等河道上均修建有拦蓄河水的橡胶滚水坝，起到了对地下水的人工补源作用。
3.1.3 河道下游修建（防潮溯河倒灌）拦水闸
当风暴潮、大潮到来时，在河口未有阻水构筑物的情况下，海水会顺河上溯，并补给地下水，这也是造成海水入侵的另一原因，在海水顺河上溯严重的河口，选择适当位置兴建了拦水闸，既可阻挡海水，又可拦蓄淡水，增加地下淡水的补给量，对防止海水入侵也起到了重要的作用。另应禁止河床挖砂，以免降低河床，导致海水上溯距离加大，防止覆盖层破坏而加大海水入渗速度。
3.2 地下水污染的治理
3.2.1 通过立法手段建立水源地保护区
青岛市通过立法手段，颁布实施了《青岛市生活饮用水源环境保护条例》，条例规定已划定和公布的生活用水水源地受到法律的保护，并且明确禁止了排放、堆放、建设等有关的七种行为；首次公布的地下水源保护区有11处，分别有大沽河、即墨武旗埠、即墨东关、即墨东障、即墨马山、平度云山丈岭、胶州店子河、胶南巨洋河、城阳白沙河、胶州北关玄武岩区，保护区设有明确的地理界线和标志，使保护水源有了法律依据，对保护地下水源起到积极的作用。
3.2.2 污染源治理
自1998年开始，青岛市通过制订相关法规，重点对大沽河流域进行了污染源治理，对河道两岸27家重点废水超标排放企业进行限期治理，并对16家企业进行了关停并转，取缔小型采选矿点540个，目前，已建立日处理污水能力5×104m3/d的污水处理厂6座，在上述措施的治理下，大沽河、白沙河等河流水质有了明显好转，地下水污染程度减轻，但距根治污染、恢复地下水质尚有很大的距离。
4 不同水质的地下水资源应用于不同的产业或领域
4.1 海水入侵区地下咸水资源开发用于水产养殖
青岛市具有730 km的海岸线，海产品丰富，海洋水产养殖业发达，以往海洋水产养殖业主要利用海水，但海水随不同季节水温有较大的变化，水温对海产养殖特别是海产育苗有较大的影响，水温过低需要用锅炉加温，增大了建设投资与运行成本。在海岸线附近，均分布有宽度不等的原生或由人为因素诱发的海水入侵（咸水）带，近年来，海产养殖业开始打井开采近海岸线的地下咸水进行海产养殖，其恒定的水温、良好的水质比直接利用海水具有明显的优越性，这一技术得到了迅速的推广应用。
4.2 城镇或工业区内地下水资源开发用于地温空调
青岛市为了减少空气污染，取缔单位自备取暖锅炉，推广应用地温空调，采用浅层地下水作为热能水源，该区浅层地下水水温14℃左右，为长期稳定地利用，建设地温空调需施工2口水井，其中一口用于抽水，另一口用于注水，抽出的地下水经空调设备进行热能转换后，排出水的温度在7℃左右，并通过注水井回灌到含水层中，两口井保留一定间距，以使回灌到含水层中的较低温度的水能够充分吸收地温，再升温到14℃左右，达到循环利用的目的。
5 弱含水层增大单井出水量取水技术方法
青岛市除小范围的河谷、山前冲洪积平原区、大理岩岩溶富水区和玄武岩孔洞裂隙水富水区以外，大部分地区含水层或含水构造导水性差，普通井型很难取得满意的单井涌水量，这些地区虽然有较充足的补给资源，但受取水技术的限制，地下水资源开采利用程度低，在此类地区内有两种取水技术方法较成功地实现了增大单井出水量的目的，并且其建井成本较低，值得推广应用。
5.1 大口井开采基岩裂隙水
青岛市境内的大口井直径一般5～50m，井深一般10～15m，单井涌水量一般500～2000m3/d，主要在花岗岩、变质岩等裂隙水分布区内，成井方法一般为人工或机械露天开挖，然后进行石砌护壁；主要应用于农田灌溉，少量大口井也用于城镇集中供水，胶南市水厂在山前坡洪积平原区成功施工了一口直径50m大口井，用于城镇生活集中供水，日供水量2000～5000m3/d。大口井增大出数量的水文地质原理为：在其他条件不变的情况下大大增加了过水断面面积，从而增大了含水层流入井内的水量。大口井的主要优点是：能够在弱含水层内取出较多的地下水，提高单井用水量，便于开采与管理。主要缺点是：①水量随季节变化较大，特枯年水量减少；②由于井的口径较大，灰尘或其他杂物易随风落入井内而影响水质。改进方向：通过在井内回填砂砾石，制造人工含水层，在井底部埋设水平集水管，直接在集水管内抽取地下水。这样可达到两个目的：①易于管理，保障水质；②少占耕地，保护自然景观。
5.2 小径井群开采弱含水层孔隙水
小径井群取水方法是将多个小口径的井，通过一根连接水管（水平集水管）将其并联在一起，形成一个统一的出水口，采用真空对口抽水泵开采地下水。小口径井的直径一般为5～8cm，成井深度一般10～15m，水平间距一般不小于2m，小口径井的个数一般3～6个，视含水层导水性、拟开采的单井水量而定。该井型在平度市东北部山前、山间坡洪积平原地带农田灌溉应用较多，取得了较好的取水效果。
6 结语
青岛市地下水资源的开发经过了从无序到有序的历程，同时也经历了产生环境地质问题到治理环境地质问题、对地下水资源保护不够重视到立法保护的过程，取得了一些成功的经验，但对区内水文地质环境的恢复治理、达到地下水资源可持续开发利用的目标仍然任重道远。本文介绍的地下水资源的应用途径及取水技术方法，旨在行内能够继续对地下水资源的应用途径及弱含水层取水技术方面进行探讨，更好、更广泛地开发利用地下水这一可再生资源，为经济发展服务。
参考文献
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徐军祥，康凤新.2001.山东省地下水资源可持续开发利用研究.北京：海洋出版社.
张永波等.2001.水工环研究的现状与趋势.北京：地质出版社.
③ 资源开发与生态环境建设现状
一、水资源开发利用现状
1.地表水开发利用现状
地表水工程包括大、中、小型水库、塘坝、拦河闸等。青岛市现有大型水库3座，中型水库21座，小(一)型水库73座，小(二)型水库397座，另外还有塘坝3762座，拦河闸167座，地表拦蓄能力总计为10.2亿m3。其中产芝水库兴利库容1.76亿m3，年均供水3900万m3;尹府水库兴利库容0.736亿m3，年均供水2135万m3;棘洪滩水库兴利库容1.46亿m3，年均供水7000万m3;崂山水库兴利库容4798万m3，年均供水2397万m3;铁山水库兴利库容2739万m3，年均供水350万m3;陡崖子水库兴利库容3435万m3，年均供水277万m3;吉利河水库兴利库容3360万m3，年均供水329万m3。
2002年，青岛市地表水供水量为5.168亿m3(含引黄)，占总淡水供水量的46%，其中工业供水1.321亿m3，农业供水1.694亿m3，商品菜田供水0.651亿m3，城镇生活供水1.261亿m3，农村生活供水0.241亿m3。
2.地下水开发利用现状
青岛市地下水主要赋存于第四系地层孔隙中，喷出岩类孔洞裂隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水及碎屑岩类裂隙水、块状、层状岩类裂隙水仅可为局部少量供水，供水意义相对不大。
青岛市多年平均地下水可采资源量为6.3436亿m3/a，天然补给资源量为5.0586亿m3，2002年地下水实际开采量6.1098亿m3，占总淡水供水量的54%，其中工业供水0.726亿m3，农业供水2.6286亿m3，商品菜田供水1.64亿m3，农村生活供水0.819亿m3，城镇生活供水0.2962亿m3。1989年开采量为历史最高值，达6.78亿m3，1999年开采量为近年最低值，为5.38亿m3。2002年为特枯年，地下水实际开采量超出天然补给资源量20%多，整个地区超采比较严重:青岛市区超采588万m3，开采程度为212.6%;平度市超采5326万m3，开采程度为121%;城阳区超采444万m3，开采程度为123.3%;黄岛区超采84万m3，开采程度为118%;其他区市均未超采。就水源地而言，仅王戈庄河水源地略有超采，其他水源地均未超采。青岛市多年开采现状基本反映了区内地下水的开采水平和调蓄能力，可看出青岛市地下水资源开发利用程度较高，基本为采补平衡，但由于城乡布局差异和需水量不同，一些地区开采量过大，形成地下水超采漏斗，同时有些地区开采量较小，仅有少量用于农村居民生活用水，地下水白白流入大海，造成很大浪费。
3.污水利用现状
青岛市主要是利用部分工业废水进行农业灌溉和中水回用。工业废水进入排污河道后，由沿河农村抽取排污河水进行污水灌溉。城市污水回用主要是工业冷却用水、冲洗用水及市政用水。污水利用量较大的是黄岛区的王戈庄河流域、城阳区的城阳河流域和平度市的北胶莱河流域，其次是崂山区、城阳区的白沙河流域。
近年来，青岛市的污水利用量呈逐年上升趋势，由1997年的50万m3上升到2001年的600万m3。2002年青岛市的污水利用量为690万m3，其中城阳区为185万m3，黄岛区为135万m3，崂山区为70万m3，平度市为300万m3。
4.海水利用现状
主要是用于部分工业用水，如发电、化工、纺织等行业。海水利用量较大的是黄岛区和李沧区，城阳区和崂山区仅有少量使用。近年来，青岛市的海水利用量变化不大，平均为13.94亿m3/a，按海水替代淡水折算系数为20∶1计，替代淡水量为0.697亿m3/a。
二、矿产资源开发现状
目前，青岛市已发现各类矿产33种，其中石墨探明储量约占全国的四分之一，花岗石居山东省之首，黄金、大理石、滑石、萤石、透辉石、矿泉水等居全省第二位;另外重晶石、沸石、膨润土、珍珠岩等亦居全省前茅。黄金、石墨主要集中分布于北部的平度、莱西境内，花岗岩主要分布在崂山、大泽山、小珠山，建筑用砂主要分布于各河谷地带。
青岛市矿产开发历年破坏土地总面积为756hm2，是矿产开发历年占用土地总面积的41.3%。矿产开发历年破坏土地区域主要集中在莱西、胶州和平度境内，分别为363hm2、293hm2和66hm2，占全市矿产开发历年破坏土地总面积的95.5%。
三、土地资源开发利用现状
青岛市土地总面积111万hm2，其中平原地区42万hm2，占土地总面积的37.8%，主要分布在西部和西北部地区(包括即墨市的一部分、胶州市、平度市大部分地区);低山丘陵区面积45万hm2，占总面积的40.5%，主要分布在南部、东部沿海地区和平度、莱西市部分地区;洼地面积24万hm2，占总面积的21.7%。
青岛市土地构成中，耕地为54.6万hm2，占土地总面积的49.2%，主要分布在5个县级市的平原地区和低平浅洼地区，市内7区仅占4.3%，全市人均耕地面积为0.077hm2，低于全省人均0.085hm2的平均水平，略高于全国0.076hm2的平均水平。
近些年，由于农村主要劳动力发生大量转移，使许多地块耕作比较粗放，有机肥施用量减少，主要依靠化肥农药维持作物生长，使土地退化，营养失衡现象更加严重，加剧了农业生态环境的恶化。据统计，全市缺钾土地面积达8.5万hm2，缺磷面积5.34万hm2，缺氮面积1.65万hm2，分别占耕地总面积的15.6%，9.8%，3.0%。
四、旅游资源开发现状
青岛市是我国著名的风景名胜区，是国家重点优秀旅游城市，依山傍海，旅游资源丰富。随着经济建设的迅速发展，新的旅游资源不断被开发。至2002年，全市共建有国家级森林公园3个，自然保护区1个、风景名胜区4个，省、市、县级森林公园、自然保护区、风景名胜区共29处。比较著名的旅游景点有:马山国家级自然保护区、崂山风景名胜区、珠山国家森林公园、青岛海滨风景区、青岛琅琊台风景名胜区、天柱山风景名胜区、温泉风景名胜区、薛家岛风景区、灵山岛自然保护区、田横岛风景名胜区、石老人旅游度假区等。
在资源和产品开发方面，将以海滨风光、崂山名胜、历史名城、文化遗址为主题，重点开发建设黄金海岸旅游线、崂山国家风景名胜区和海滨度假旅游，培育一批文化品位高、参与性强、投入少、见效快、拉动力大，具有国际性、不可替代性和无季节性的旅游产品。
五、地热资源及开发利用现状
1.地热地质概况
即墨市“东温泉”是区内唯一已知温泉，位于即墨市温泉镇东温泉村南，即墨市东偏北方向18km。水温最高达90℃，水化学类型为Cl-Na·Ca型。据抽水试验资料推算5m降深时的热水涌水量为1815m3/d。为保护地热资源，防止因热水水位下降而引起的生态平衡的破坏，取可利用量≤外推开采量，即1815m3/d=66.25万m3/a，热流量Q热=4.557×108J/d。即墨温泉水，是一种含有多种有益化学元素的特殊类型的地下水资源，其含盐量很高，Cl－和Na+的浓度大，总矿化度达11g/L，除此以外，还含有As、K、Ca、Mg、Br、I、H2S等多种微量元素和气体，并含有放射性元素镭和氡，因而是一种具有特殊医疗作用的地下热水，特别对皮肤病、关节炎疗效特佳。
温泉地处低山盆地，具备良好的汇水条件，白垩系莱阳群中的断裂破碎带为热储含水体，热储体平面形态为盆形，面积约0.5km2，中段下延较深，最深处达240多米，边部较薄，埋深为60～70m直至尖灭。经钻孔揭露证实:岩性为致密坚硬的硅质砂岩及砂岩，岩石破碎严重，大部分为断裂破碎带，有明显的蚀变和错动现象，并见断层角砾岩，因而为地下热水的赋存提供了良好的条件。
2004年在平度市旧店镇发现地热，目前正在进行勘查工作。
2.开发利用现状
即墨市温泉镇东温泉村村南是地热井群密集的地方，目前已开发利用的地热井主要有57369部队供热井、温泉工人疗养院供热井、石油物探局供热井等，各供热井年开采总量分别为工人疗养院供热井13.3万m3，石油物探局供热井2.76万m3，57369部队供热井3.48万m3，累计年开采量为19.6万m3。
温泉工人疗养院地下热水单井开采量每年一般在13万m3左右，月均开采量一般为1.2万m3左右，强开采期内(一般在每年的11月份—翌年的3，4月份)月均开采量为1.9万m3左右，弱开采期内月均开采量一般在0.9万m3左右。
从热水井中抽出的90℃的热水，在输送至各疗养院后，一般都要经过一段时间的放置自然冷却或兑取一定数量的冷水后才能利用，也就是说在利用之前，热水高温部分的热能并没有发挥其应有的作用，而白白地浪费掉了。而从疗养院排放出来的尾水，其相当一部分的温度也高于40℃，有的高达50～60℃，这些热水都被白白排放掉，并对环境造成了污染。根据我国其他地区地热资源的开发利用情况，这一温度有很大的利用价值，有必要进一步开发利用，防止环境污染。
综上所述，该温泉的实际开采量还存在很大的挖掘潜力，开展热水的综合开发利用研究是十分必要的，该区热水应着重发展疗养、养鱼和种植温室蔬菜等方面。
六、饮用矿泉水资源及开发利用现状
青岛市矿泉水资源丰富，开发利用已有90多年的历史，久负盛名的崂山牌矿泉水以其清醇甘洌、口感好，在国际上享有崇高声誉，素有世界名牌矿泉水之美称。目前，青岛市通过省级以上地矿部门评审鉴定，符合饮用天然矿泉水国家标准(GB8537—95)的矿泉水产地已达100余处，主要分布在青岛市内七区，约占70%左右，且以崂山区、城阳区为主，郊区五市约占30%左右，以即墨市相对较多。
花岗岩类地区的矿泉水，主要分布在崂山地区。岩石中富含Si、Ca、Na、Sr、Li等多种元素，花岗岩经长期风化淋滤和水解作用，为矿泉水的形成提供了物质基础。矿泉水产地一般处在断裂构造带上(以北东向为主)或附近，蓄水条件好，水源补给多沿构造带呈线状分布，延伸较远，含水体顶底板围岩均为致密块状花岗岩，节理裂隙不发育。水源地附近岩石裸露，丛林密布，人烟稀少，污染源少，水化学淋滤作用强，水交替强烈，地下水无污染，属清洁水源区。据对已知矿泉水点水质分析资料的对比，该类矿泉水以锶、偏硅酸复合型为主，锶型和偏硅酸型次之，水化学类型以HCO3·Cl-Ca·Na型为主，各项指标均符合国家规定指标要求。
碎屑岩类地区的矿泉水，主要分布于城阳、即墨一带，岩性以火山碎屑岩类为主，该类矿泉水以偏硅酸型为主。
据统计，青岛市矿泉水日允许开采量为1.5万m3，供水能力可达540万m3/a，实际产量按1/3计可达180万m3/a，而目前青岛市矿泉水年产量仅为40万m3，发展潜力很大。
七、生态环境建设现状
青岛市委市政府十分重视生态环境建设工作，先后颁布了《青岛市近岸海域环境保护管理规定》、《青岛市古树名木保护管理规定》、《青岛市崂山风景名胜区管理暂行办法》、《青岛市海域使用管理规定》等8部地方法规和《青岛市取水许可制度实施办法》、《青岛市全民义务植树办法》、《青岛市矿产资源管理办法》、《青岛市人民政府关于封山育林的通告》、《青岛市水土保持设施补偿费和水土流失防治费收取使用管理暂行办法》等11部地方规章，这些法规、规章的实施在生态环境建设方面发挥了重要作用。继获得国家环境保护模范城市的光荣称号后，青岛市委市政府又提出了建设生态城市的奋斗目标，近几年来，在生态环境建设方面做出了一定成绩。
1.森林保护与造林绿化
青岛市通过加强林木资源保护与管理和植树造林，遏制了森林资源减小的趋势，使林木资源走上了良性发展的道路。具体措施有:①加大林业执法力度实行了林地用途管制，冻结各项建设工程征用林地审批，清理非法征占用林地，关闭非法采石、挖砂场;②加强了林木病虫害防治和护林防火工作，降低病虫害和森林火灾发生率;③推广科技兴林和实施林业重点工程，建设了一批经济林良种基地，防护林和经济林有了较快增长，分别达到了7.3万hm2和7.4万hm2;④采取封山育林措施，尽快培育山区森林资源，现已建森林公园6个(其中国家级3个，省级2个，县级1个)，以植被、绿地为主要保护对象的公园、风景区4个。森林面积在经过十年徘徊以后，迈出了实现跨越式发展的第一步，2001年新增森林覆盖面积13万亩，森林覆盖率达到了21.33%。
即墨市店集镇积极发展经济林建设，规划了5万亩速生杨生产基地，每年种植、轮伐1万亩。城阳区惜福镇开展生态示范小区试点，利用山峦和退耕还林建成生态示范林1万亩。胶南市投资4千万元进行绿色通道工程建设，对国道和省道两旁加宽植树带，形成绿色长廊。
2.水资源保护利用
青岛市属于可利用淡水资源比较贫乏的城市，河流多为季节性，地下水主要为大气降水补给，地下水资源不丰富。“引黄济青工程”使青岛市淡水缺乏问题得到缓解，基本实现了水资源供需平衡。为有效利用水资源，1996～2000年全市增加地表水拦蓄水能力6132万m3，增加节水灌溉面积41.3万亩。发电、化工、纺织等行业开展了海水利用，年用海水量约14亿m3左右。农业推广节水灌溉技术，莱西、胶南、平度3个国家级节水增产示范县，节水示范区1.3万亩，5个县级市和黄岛区共利用世行贷款1000万美元发展节水灌溉项目。
青岛市饮用地表水源主要有崂山水库、棘洪滩水库、产芝水库等12座，年供水量达1.6亿m3。大沽河是胶东半岛最大的河流，是青岛市的重要饮用水源地。对严重超采，造成环境恶化(如海水入侵、降落漏斗)的水源地实行了关闭或限制开采。对造成水质污染的污水排放进行了综合治理。饮用水源地的保护情况较好，全部饮用水源均达到国家饮用水标准。
3.矿产开发生态保护
青岛市矿产资源以非金属矿为主，优势矿产资源有石墨、花岗岩、大理岩、矿泉水，以及透辉岩、金、滑石、沸石岩等。青岛市相继制定了《青岛市矿产资源管理办法》、《青岛市矿产资源补偿费征收管理办法》，编制完成了《青岛市地质矿产资源开发利用规划》，使该市矿产资源保护和矿产资源开发生态保护实现了依法管理，严厉打击了非法和违法采矿行为，清理关闭上百个矿山企业。加强了地质地貌景观保护，划定了以“山体风貌”、“自然景区”、“沿海沙滩”为重点的地质地貌景观保护区，对崂山区内90余处影响地质地貌景观的采石场予以关停。按照《青岛市减灾防灾预案》，及时部署地质灾害防治工作，减少地质灾害的危害。矿区复垦和生态恢复工作取得了一定成绩，完成了一批石墨矿坑、花岗岩采石场的复垦和生态恢复工程。莱西市积极推广矿坑复垦技术，继“八五”复垦石墨矿废弃土地4300亩后，“九五”又复垦土地495亩，市内浮山及青银高速等新辟、扩建公路沿线已开始对采石遗留的矿坑、公路边坡进行恢复重建，还其自然风貌。
4.海洋生态保护
青岛市海域辽阔，保护和恢复海洋生态环境，实现海洋经济的可持续发展，对青岛市的生态具有重要意义。目前，青岛市海洋生态环境问题主要存在赤潮、水质污染、过度捕捞等。
胶州湾是青岛海域的重要组成部分，现有水域面积400km2。基于胶州湾和青岛近海的生态环境状况，青岛市制定了《青岛市近岸海域环境保护管理规定》等地方法规规章，加大了近岸海域环境治理和生态保护力度，把污染防治和沿岸生态建设与保护相结合，较好地控制了海洋污染和资源破坏。对海洋倾废活动实施了有效的监督和管理，建立了海洋污染事故应急处理体系，防范船舶溢油造成的海洋污染事故。海域使用管理制度的实施，协调了沿海各行业间的矛盾，一些重要港口、渔区、旅游区的违规开发占用海域的行为开始得到有效遏制。禁止生产、销售和使用含磷洗涤剂，加强城市生活污水和工业废水处理，控制陆源污染物对海洋环境的污染，建设了团岛、海泊河、麦岛污水处理厂等9座入海污水处理厂，降低了污染物入海总量，氮、磷等污染物排放总量得到有效控制。贯彻海域捕捞“零增长”的方针，进行捕捞结构调整，控制近海捕捞强度，近海资源有所改善。实施“碧海行动计划”，促进海洋开发和保护的协调发展。
5.沙化、盐碱化治理
青岛市沙化面积甚小，主要分布于河床附近及海滩近岸处，范围狭长。多年来，青岛市进行了海岸防护林建设，加强了河道两岸的植树工作，使沙化面积有所减少。
围绕海水入侵造成的土壤盐碱化，近十余年来，青岛市在海水入侵的主要地区采取了停采或减采地下水、筑堤、建防渗墙、补充地下水等措施，治理改良了盐碱化土地4600hm2。
6.重要生态功能区保护
青岛市近岸海域、饮用水源汇水区和崂山、大泽山、珠山、铁镢山等处的森林对维护本地区的生态平衡发挥了重要作用，也是近几年该市生态保护工作的重点。为保障崂山水库的水质质量，位于水库汇水区的崂山北宅地区多年来一直严格控制区域内工业生产和有污染的农业生产项目。大沽河实行了严格的保护政策，市政府专门成立了大沽河污染防治工作领导小组，统一组织大沽河水源的保护和沿岸的环境污染治理工作。
截止到2002年，青岛市共建有国家级森林公园3个、自然保护区1个、风景名胜区4个，省、市、县级森林公园、自然保护区、风景名胜区共29处。分别是:崂山森林公园、灵山湾国家森林公园、珠山国家森林公园、马山国家级自然保护区、崂山风景名胜区、青岛海滨风景区、天柱山风景名胜区、青岛琅琊台风景名胜区等。总面积为28.31万hm2，覆盖率达26.57%。
7.草地保护建设
青岛市草地较少，经过十几年保护与建设，草地面积有了成倍增长，特别是天然草地增长较快。近年来，市区增加了城市公共绿地建设，乔、灌、花、草相结合，建成区绿化覆盖率达到37%。退耕还林工作采取宜林则林、宜草则草的原则，大力发展牧草种植，将来草地面积尤其是牧草种植面积还将有大幅度增加。