1、淮河的洪灾统计数据
淮河流域处于南北气候过渡地带,降雨受季风影响,历史上洪涝灾害频繁。据统计,从1450年到1949年的500年中,淮北豫东平原发生水灾251次,平均2年一遇;发生较大、特大洪水61次,平均8~9年一遇。豫南发生水灾160次,平均8年一遇;发生较大、特大洪水42次,平均12年一遇。现将建国后发生的几次大洪水分述如下:
1、1954年水灾。1954年江淮大水,淮河流域出现了1950年以来全流域最大的一次洪水。
7月份在江淮上空有一条西南、东北向,静止少动的切变线,沿切变线不断有西南低涡东移,致使7月我省份出现了五次大范围的降雨过程,且暴雨集中。暴雨途径先从淮南山区开始,然后向西北方向推进至洪汝河、沙颍河流域,其中:新县熊家河站月雨量990.2毫米,商城县长竹园站月雨量921.8毫米,固始站月雨量855.2毫米,沈丘站月雨量889.3毫米,均相当于或超过本地多年平均的年雨量。
由于雨量大,持续时间长,致使山洪暴发,河水陡涨,淮河息县站连续出现7次洪峰,有4次超过保证水位(40.50米),最高水位达42.95米,相应流量为5830立方米每秒;淮滨站7月6日最高水位达30.89米,超过堤顶1.5米,相应流量6360立方米每秒。淮南支流潢河、白露河及史灌河的最高水位均超出堤顶0.35~1.6米。蒋集站最高水位31.30米,最大流量4600立方米每秒,上下游均漫溢决口。洪汝河遂平站洪峰流量1710立方米每秒,为河道安全泄量的1.43倍;遂平、西平、汝南、平舆、新蔡等县均超过保证水位0.2~1.14米;班台站超过保证水位行洪达18天之久。
由于特大洪水,造成严重水灾。淮滨县除岗地外全部被淹;固始县三河尖水深1.5~3.6米,徐集、蒋集等地一片汪洋,平地行船;项城、沈丘、商水、新蔡、平舆等县的低洼地普遍积水1米左右,深者2米。京广铁路以东的洪汝河,沿河堤外行洪,1~3公里米范围内的农作物多被淹死。汾河干流自商水县秦湘湖、白寺以下,泥河自蔡沟集以下,坡地一片汪洋,沿河两岸数十里堤内水位同高,20多天水才归入河槽,洼地积水长达月余。
2、1956年水灾。6月2~11日,暴雨中心在淮河上游和洪汝河的中部,大庙畈站降雨535.6毫米,平舆站607.6毫米,固始、淮滨、新蔡、南李店皆在300毫米以上。此次暴雨淮河干流及淮南支流洪水均超过河道保证水位,洪水普遍漫溢。6月8日,淮河干流息县站洪峰流量达到7270立方米每秒,淮滨站达到8000立方米每秒,由于降雨时间适值淮河上游和洪汝河地区小麦收获季节,突然山洪暴发,使已经收获的麦垛被大水冲去,出现了水中捞麦,田间尚未收割的受到洪水的浸泡而霉烂,致使夏收严重减产。
第二次是6月18日~25日,暴雨中心在沙颍河上游,降雨强度大,二郎庙站降雨607.3毫米,下汤站420毫米,6月21日,下汤站洪峰流量4820立方米每秒,叶县站洪峰流量8810立方米每秒,致使沙河漯河以西堤防普遍漫溢,洪水涌进叶县城内,陆地行舟。沙河两侧湛河洼、灰河洼、唐河洼一片汪洋。泥河洼进洪1.98亿立方米。
3、1963年水灾。该年5月份太平洋高压势力强大,副热带高压脊线位置偏到25°N附近(较历年同期的位置偏北5°~10°),冷空气又源源不断侵入省境,造成阴雨连绵。5月7~8日,先在固始等地降雨150毫米左右,18日又在民权一带下了暴雨,民权日雨量256毫米,唐寨238毫米,以后连续阴雨到月底。商丘市5月份雨量为255.2毫米,其中永城站为433毫米,是常年同期降水量的7倍。当时,大部分河道尚未治理,有些阻水工程尚未处理,排水能力还很低。这场大雨造成豫东大平原一片汪洋。民权-睢县、太康-睢县-开封、杞县-兰考、开封-扶沟,以及豫南的罗山-淮滨、潢川-固县、泌县-南阳等公路全部中断。
4、1964年水灾。4月初淮南山区开始发生暴雨,光山等地日降雨量达100毫米以上。淮南支流及淮河干流先后出现洪峰,潢河、白露河、史灌河水位均超过保证水位,竹竿河等也接近保证水位,各河道虽未决口,但沿河岸造成了严重的内涝,积水时间长达20余天。
4月17~20日暴雨中心在伏牛山区,降雨量近300毫米,沙河白龟山水库以上4天累计降雨量200毫米,白龟山水库水位21日22时涨到103.89米,蓄水量3.81亿立方米,将正在施工的泄洪闸围堰冲垮,最大泄量3830立方米每秒;下游泥河洼被迫于22日4时开闸分洪,最大分洪流量1700立方米每秒,最高蓄洪水位66.99米,蓄洪量1.47亿立方米,致使滞洪区内5.3公顷小麦被淹,它是历年分洪最早的一次。
9、10月,沙颍河上游在阴雨天之中,还夹有大雨、暴雨,孤石滩站的月雨量达438毫米,昭平台为374毫米。10月份又普遍降雨100~200毫米,各地区的月雨量为常年同期的2.5~3.3倍。导致泥河洼滞洪区于10月5日再次进洪,成为泥河洼滞洪区自建成以来历年进洪量最晚的一次。9、10月份雨量这么大是多年来很少有的。
5、1968年水灾。1968年水灾主要在淮河干流地区。7月中旬,该地区出现了大暴雨,淮河干流洪水特大,是1950年以来41年中最大的一次洪水,造成了严重的洪灾。
7月中旬,太平洋副热带高压稳定在江淮一带,与西北南下冷空气交锋,形成低槽,稳定少变。自7月12~17日在淮河干流上游连续降雨,至20日副高北进,天气转好。本次降雨的特点,一是前期雨量较大,在6月28日至7月4日有一次平均140毫米的降雨;二是雨量大,历时长。淮河干流、淮南各站6天累计雨量在400毫米以上;三是暴雨的走向也比较稳定,前三天雨区主要在淮河干流及竹竿河,后三天主要在淮河以南支流。
由于前期降雨影响较大,后期暴雨东移与淮河洪水流向一致,洪峰接踵而来,形成底水很高洪水叠加的复式洪峰。息县以上平均降雨约560毫米,淮河干流及支流师河、小潢河、竹竿河等堤内外一起行洪,向息县汇聚,7月15日,息县站最高水位45.29米,洪水水面宽2500米,南至蒲公山,北到息县县城连成一片,水文站所在的王湾村成孤岛,最大流量为15000立方米每秒。潢河潢川站以上平均雨量527毫米,16日最高水位为40.62米,最大流量为3330立方米每秒;洪水超过堤顶,潢川南城以上右堤全线漫决,长达6公里米,潢川至商城公路一片汪洋。淮滨以上平均降雨490毫米,淮河干流、淮南支流几股洪水向淮滨壅汇,淮滨站16日最高水位达33.29米,最大流量16600立方米每秒,洪水位高出堤顶及淮滨县围堤0.79米,城关进水,干支流堤防普遍漫决,南北两岗之间一片洪水。王家坝实测流量17600立方米每秒(加上决口还原,合计总流量为20650立方米每秒),16日1时,王家坝闸开闸分洪;7时闸门大开,最大分洪流量1620立方米每秒,最高水位达30.35米,超过蒙洼圈堤堤顶0.35~1.35米,分洪闸公路桥面水深0.85米,蒙洼进洪已无法控制,全面漫溢。史灌河蒋集站最大流量为3110立方米每秒,淮河干流三河尖最高水位达29.84米,临王大堤陈村附近被冲决,部分洪水进入城西湖。洪河班闸也于14日17时42分开闸分洪,最高分洪水位35.98米,最大流量776立方米每秒。本次洪水的特点是干流水位消退很慢,淮滨水位在高程30米以上的持续时间为6天半;王家堤超过堤顶高程30米以上的洪水位达4天之久。
淮河干流地区,遭受这次特大洪水,造成了严重的洪灾。由于洪水水位普遍超过堤顶,大小河流,堤内堤外同时行洪,沿淮地区一片汪洋。淮滨县城进水后,洪水淹没到房檐,县城上下至三河尖之间,行洪积水时间长达20~30天,最大淹没深度3~5米。豫南沿淮地区197.81万群众受灾,50~60万群众家园被冲,倒塌房屋51.18万间。信阳市水灾面积为128千公顷,驻马店市受灾面积也有187千公顷。
6、1975年水灾。1975年8月,河南省洪汝河上游出现了一次历史罕见的特大暴雨,造成了震惊全的特大洪灾。
雨情:1975年8月4~8日,由于三号台风深入内陆,形成强烈低压系统,挺进到长沙转而北上,移入河南省境内,停留2~3天,与南下的冷空气形成对峙局面。这种热低压系统从海洋挟带大量水汽,与强冷空气遭遇时,辐合作用特别强烈,并受地形抬升作用影响,在河南省中部驻马店地区造成了历史上罕见的特大暴雨洪水。这次暴雨的特点是:强度大、面积广、雨型恶劣。降雨主要集中在5、6、7日三天,由三场暴雨组成,第一场暴雨的出现在5日14~24时,第二场暴雨出现在6日12时至7日4时,第三场暴雨出现在7日16时至8日5时。其中以7日暴雨最大,5日次之,6日最小。7日暴雨不仅范围广,强度大,而且50%~80%的雨量又集中在最后6小时。暴雨中心3天最大点雨量,林庄站1605毫米,郭林站1517毫米,相当于当地平均年降水量的两倍。林庄站24小时最大雨量1016毫米,其中6小时最大雨量为830毫米,达到世界纪录。
这次暴雨影响范围达4万余平方公里,3天雨量大于600毫米和400毫米的笼罩面积分别为8200和16890平方公里。
水情:这次特大暴雨,洪水来势猛、来量大,使水库、河道大大超过设计标准。处于暴雨范围内的10座大型水库,其中板桥、石漫滩、薄山水库水位超过坝顶,宿鸭湖、孤石滩水库超过校核水位,昭平台、白龟山水库超过设计水位。位于暴雨中心的板桥、石漫滩水库于8月8日凌晨1时前后溃坝失事,另有两座中型水库?竹沟、田岗及58座小水型水库先后溃坝。板桥溃坝时,入库最大流量13000立方米每秒,最大出库流量78800立方米每秒,其中垮坝流量78100立方米每秒;从8日1时,溃坝失事,水位急剧下落,至早晨7时已基本泄空,6小时内向下游倾泄7.01亿立方米洪水。石漫滩水库入库最大流量6280立方米每秒,垮坝流量为30000立方米每秒;从8日0时30分开始溃坝,至6时水库基本泄空,5个半小时向下游倾泻1.67亿立方米洪水,使下游遭到毁灭性灾害。薄山水库最高水位超过坝顶0.41米(低于防浪墙顶0.3米),经广大军民奋力抢险,保住了大坝。宿鸭湖入库洪峰流量24500 立方米每秒,最高水位离坝顶仅0.34米,个别低坝段已开始漫溢,经大力抢险,方转危为安。
本次洪水共产生径流157.4亿立方米,其中洪汝河57.3亿立方米,沙颍河55.5亿立方米,汾泉河5.8亿立方米。
洪汝河。板桥水库垮坝后,洪水沿汝河及两岸坡地滚滚而下,水头高3~7米,平均以6米每秒的流速冲向下游,洪水所过,村庄、树木一扫而光。早晨6时,洪峰到达遂平,扩散漫流宽度约10公里米,遂平县被淹,据遂平站调查,洪峰流量达53400立方米每秒。京广铁路被冲坏,洪水越过铁路后,大股洪水进入宿鸭湖水库,另一股洪水注向东北与小洪河的洪水连成一片。石漫滩水库垮坝后,田岗水库接着垮坝,滚滚洪水沿小洪河而下,又与干江河在锅垛口决口来的洪水相汇合,其前峰约于8日7时到达杨庄水库(现为滞洪区),将杨庄大坝原有决口由60米冲至130米。洪水出杨庄水库后,一股洪水紧靠杨庄下游左侧冲决洪河北堤入老王坡;另一股洪水沿洪河下泄,其中有一部分洪水又由桂李进洪闸分洪入老王坡;再一股洪水漫决洪河南堤向东南漫流经西平县,流入上蔡县境,与汝河洪水汇合。上蔡县境内一般水深3米左右,低洼地带水深5~6米。老王坡上游来水,包括石漫滩水库垮坝的洪水,干江河锅垛口决口来的洪水,大量进入老王坡,总计进入老王坡的洪水量为15.7亿立方米。9日14时,老王坡坡心最高水位达到59.21米,相应蓄水量4.54亿立方米,为设计蓄水量的2.3倍。老王坡蓄洪区的堤防,包括干河南堤、陈坡寨至五沟营之间的洪河左堤和东大堤自8日下午至9日凌晨相继漫决。干河南堤和东大堤决出的洪水约10.4亿立方米,经黑泥河漫流入汾泉河水系;洪河左堤决出的洪水,大部分漫过洪河流入上蔡县境,其中部分洪水在西洪桥以下,又漫过洪河进入泉河水系。宿鸭湖上游来水,包括板桥水库垮坝的洪水,薄山水库下泄的洪水,大量进入库内,总计入库洪水总量为19.65亿立方米。8日9时30分,最大入库流量达24500 立方米每秒,10时水库最高水位为57.66米,距坝顶仅0.34米,夏屯新老泄洪闸最大下泄5330立方米每秒。为了保大坝安全,8日13时在大坝南端野猪岗附近陈小庄南炸口分洪,至9日最大分洪流量为1020立方米每秒。宿鸭湖水库最大下泄6100立方米每秒。水库下游的汝河左右堤防先后在7日晚至8日晨全线漫决,两岸一片汪洋,与洪河漫流的洪水相混,涌向洪河下游班台。班台是洪河、汝河的汇合处,洪河、汝河大量洪水下泄,在上蔡、平舆、汝南、新蔡县境内窜流连成一片,水面宽数十公里,平地水深3~4米,低洼地水深5~6米,每小时10公里左右的速度涌向下游。洪水所到之处,村庄、农田尽被淹没,城镇普遍洪水,上蔡、平舆、汝南、新蔡等县皆成泽国,广大平原一片汪洋,大量村庄和上百万群众被洪水包围或泡在洪水之中。8月7日,班台站水位骤涨,至13日4时,最高水位达到37.39米,超过设计洪水位1.84米。为了拯救被洪水围困的群众,必须尽快排泄洪水。14、15日先后炸开班台闸及黑龙潭、方集等处阻水堤坝,使大量洪水经洪洼一带加速泄入淮河。
沙澧河。干江河是澧河的主要支流,处于郭林、油房山暴雨中心范围内。8月6日干江河官寨站第一次洪峰6840 立方米每秒,7日第二次洪峰5410立方米每秒,8日晨第三次洪峰特大,为12100立方米每秒。自官寨以下到干江河入澧河口,两岸全线漫溢。下泄的洪水,一部分在干江河右岸的锅垛口地段漫决,经三里河窜入小洪河水系;再一部分洪水沿干江河注入澧河。澧河上游的孤石滩水库靠近郭林暴雨中心,8日晨最大入库量6690立方米每秒,最大下泄流量2780立方米每秒,下泄洪水与干江河来水相汇,澧河堤防全线漫决,左岸漫决的洪水全部入泥河洼滞洪区,右岸漫决的洪水冲过唐河、小铁路、公路流入老王坡滞洪区。在沙澧河口以上,澧河有不少量洪水漫决进入漯河市,南市郊积水深2米左右。沙河上游昭平台、白龟山水库,8日最大下泄流量分别为3110、3300立方米每秒。北汝河襄城县站7日11时洪峰3000立方米每秒,9日0时洪峰2873立方米每秒。沙河左堤霍堰村东扒口分洪,口门宽193米,推算最大分洪流量1420立方米每秒。在叶县和舞阳县境内沙河左右堤决口30处,南决洪水全部入泥河洼,北决洪水顺坡漫流而下,越京广铁路,进入沙河、颍河之间的三角地带。泥河洼滞洪区,6日4时42分罗湾闸开闸过洪,7日9时18分马湾也开闸进洪,到7日20时,两闸进洪量与澧河漫决来水及泥河洼内水已达2.16亿立方米,两闸即行关闭。8日,澧河、沙河洪峰接踵而来,上游漫决洪水量涌进泥河洼。为减轻泥河洼的洪水压力,保护泥河洼及漯河市、京广铁路的安全,在包头赵村炸开泥河洼北大堤和沙河左右堤防,使泥河洼及沙河洪水泄入沙颍河之间。但终因洪水来势又大又猛,至8日22时泥河洼最高水位达69.8米,相应蓄水量4.32亿立方米,超过设计蓄洪水位1.8米,超过堤顶0.3米,造成泥河洼东大堤漫溢溃决,漯河市周围一片汪洋。沙河漯河站,9日3时最高水位为62.90米,相应最大流量为3950立方米每秒。漯河以下至周口,除沙河、颍河本身下泄洪水外,大量洪水顺沙北洼地漫流下泄,到周口归入河槽。周口站9日4时最高水位为49.92米,最大流量3450立方米每秒。漯河、周口两站的洪峰流量是1950年以来最大的。汾泉河本地降雨不大,但老王坡东大堤漫决的洪水约10亿立方米,以及小洪河左堤漫决的洪水进入汾泉河,使汾河以南一片汪洋,老项城、老沈丘城都进水。
2、淮北平原水文地球化学特征
龚建师1 叶念军1 顾慰祖2 哈承佑3 陈乐柱1 葛伟亚1 于俊杰1
(1.南京地质矿产研究所,南京210016;2.水利部南京水文水资源研究所,南京 210024;3.中国地质环境监测院,北京 100087)
摘要:本文基于淮北地区环境同为素数据对区域地下水含水系统划分进行了进一步的明确。基本确定以50~60m为界将区域地下含水系统划分为浅层和中深层两个层组。同时根据同位素和水化学样品数据总结出了区域沿涡河、沙颍河两个剖面的地下水化学特征。淮北平原地下水从上游到下游以自然的水化学演变为主,在周口、亳州、开封南一带叠加了人为污染的影响。
关键词:淮北平原;浅层水;中深层水;水化学;同位素
1 研究区概况及取样测试情况
淮北地区包括豫东皖北苏北近14万km2,地处黄淮之间,是我国重要商品粮产粮区。区域内地势低平,稍有丘陵低山,淮河沿线自上游到下游最大落差不过几十米。淮北平原地处暖温带气候带内,四季分明,年平均气温11℃~16℃,年降雨量900~1100mm,无霜期200~240天。淮北平原地表水主要是淮河各支流以及沂沭泗水系,水资源丰富。
本次水样采集涉及豫皖两省,面积近9万km2,采样时间2003~2004,测试分析时间为2004年初。采样点位共23个(图1)采样项目包括简分析、13C、14C、2H、18O、3H(另外还有CFC、34S、238U、234U,本文不涉及),分别采自20~400m不同深度的水样。采样方案的设计参照国际原子能机构相关规定,采样过程由顾慰祖教授(水利部南京水文所教授,中国科学院水问题研究中心项目专家,国际原子能机构(IAEA)水资源同位素项目专家)作技术指导,简分析样品由江苏地调院检测中心分析,同位素样品由地科院矿产研究所同位素实验室分析(结果见第四部分表1),采样过程严格按照设计方案执行,避免了程序上的纰漏。
2 淮北地区含水系统的划分
黄淮海南部地区较其他区域而言是研究程度较低的区域,关于淮北平原第四系含水层位划分一直没有定论。传统上以50~60m左右深度较厚一层粘土为界将区域含水系统分为浅层含水层组和中深层含水层组。
本次同位素测试数据汇总后,尤其18O同深度的关联性,可以找出规律,对传统的划分方法是一个有力的印证。如图2,是不同深度的18O分布图线,从图上可以看出,重氧分布可以划分成两个区域。区域A基本在-7~-8.6之间,且随深度变化,并未呈相应的函数关系递增或者递减。区域2则呈很大的波动,与区域A有明显的差别。同位素丰度变化受很多因素影响,这些因素发生在地球表层不同的层圈中,并且在水文循环中都参与了影响,而地下水由于补径排的复杂性,响应在同位素丰度的结果是众多因素的合成。如今习惯上在分析地下水中同位素时候以新水老水来权衡,也就是成水时间上的效应。新水由于受地表及降雨的影响,重氧丰度值较老水偏高,同一时期形成的水重氧值相近。从图2可以明显看出,在深度60m左右重氧丰度值呈明显的分界,以浅重氧值相近且偏高,说明此范围的水成因时间相近,或者有混合,也就是说此范围的含水层在纵向上是连续的。区域2中重氧的丰度值分散且普遍偏小,说明形成年代较久,且含水层系在纵向上没有太多联系,至于根据分散状况再能具体划分多少层,由于数据量及采样密度所限,这里不能详尽的分析,但是60m左右的界限是可以科学界定的。
图1 淮北地区同位素采样点位示意图
图2 氧-18丰度值与井深关系图
图3是14C测年的结果,很明显,60m以浅和60m以深水样的年龄出现明显差别。并且60m以浅水样年龄基本没有差别,形成时期相近或者有混合,后者的可能性最大,可以推断60m以浅是在纵向上连续的含水层。
图3 地下水年龄与井深关系图
图4 淮北平原地下水水化学三线图
3 淮北平原地下水演化规律
以50~60m为界将流域内地下含水系统分为浅层和中深层含水系统,并就测试数据绘制了三线图,从图中可以找出两系统内地下水的规律性演化。
从三线图上可以看出(图4),浅层地下水总的趋势A区从HCO3型向HCO3-Cl型方向变化,一种表明浅层地下水从上游至下游天然变化,地下水处于溶滤阶段,随着地下水运动途径的延长,溶解度的增加,可以出现HCO3型向HCO3-Cl型方向演化;一种可能与浅层地下水受到污染,导致矿化度、总硬度增加,而形成HCO3-Cl型。
浅层水碱土金属超过碱金属,即Ca+Mg>K+Na离子,大体上处于氧化环境。中深层水碱金属离子超过碱土金属离子B区,上覆有粘性土覆盖,大体上处于还原环境,Ca2+与Na+离子进行置换所致。中深层地下水由HCO3型向HCO3-Cl型方向变化B区,可能与人类活动有关,即中深层地下水受浅层水的混合污染有关,也或许是中更新世地下水残留咸化了的HCO3-Cl型水。
大于300mg/L的氯离子、SO4离子毫克当量占70%左右,表示矿化度大于1g/L,表明区内地下水受人为影响严重,水化学趋氯趋硫严重,浅层水已经受到不同程度污染,中深层已经有混合。
图5 淮北平原区域地下水水化学演化示意图
根据对三线图的分析,在区域上可以看出,沿涡河和沙颍河从上游到下游浅层水从HCO3-Ca·Mg型逐渐转变为向HCO3-Cl型(图5);浅层水在开封附近和周口—沈丘一带出现氯化物富集,可能受到人为污染的影响;中深层水在周口-界首-毫州一带出现Cl—Na型水,可以断定此区域深层水受到浅层水的混合,使得浅层水的人为影响结果涉及到深层水,这个现象在沙颍河流域的郸城、界首尤为明显。
4 淮北平原同位素水文地球化学的认识
同位素测试数据如表1所示,氧-18和氘丰度值关联性(图6)呈现的规律和三线图反映的结果是吻合的。从氘氧曲线可以得到如下结论。
图6 氘氧关系曲线图
流域内无论浅层水、中深层水样品数据,均落在雨水
线附近,并且大部分样品在雨水线下方(图6),表明地下水体均来自大气降水或地表迳流的补给,上述变化规律均符合瑞利蒸发模式。
中深层C区地下水氘值在-62‰~-67‰、δ18O为-8.9‰~10.6‰;
浅层A区地下水氘值在-51‰~-60‰、δ18O为-7‰~8.4‰;
中深层水形成时温度低于浅层水,形成早于浅层水;
B区氧-18值域在-9.5到-8.6之间,可以判断是受浅层混合的中深层水。
该项数据为论证含水系统的划分,改变长期来把地层时代作为含水系统形成时代划分的依据。同时为正确的地下水补给资源、可采资源计算奠定了基础。
取样点中深层地下水多数样点受现代水补给较差,只有少数中深层地下水样点落在浅层水区,表明该点附近中深层水有浅层水混入。
中深部分层样点落在雨水线左上方C区,可能由于水岩相互作用-水解作用,二价铁离子(以FeS形式存在),水解作用使重同位素氧-18耗损,其水化学演化方程应该是:
4FeS+7O2+4H2O→2Fe2O3+4H2SO4
Fe2O3+3H2O→2Fe(OH)3
表1 淮河流域同位素测试部分结果*
δD、δ18O系中国地质科学院矿床地质研究所同位素实验室测试。
δSⅠ、δSⅡ、δ13C、δ14CT(氚)均系中国地震地质研究所同位素试验室测试。
二者均系国家重点实验室采用MAT-250及液体闪烁计数器测试,数据均系2003~2005年测试。
5 结论
淮北平原浅层水和中深层水以50~60m深度为分层界线,传统上以50~60m深较厚粘土为界线划分,但没有定论,根据本次样品分析结果,对传统的划分进行了印证。水化学分析结果表明,淮北浅层水自上游到下游呈HCO3·Ca·Mg-HCO3·Cl·Ca·Mg和HCO3·Ca·Mg-Cl·Ca·Mg变化趋势,前者符合径流途径上的自然变化,后者加入了人为影响(污染)的因素;中深层水以HCO3-Na为主,有部分水样呈HCO3·Cl型,中深层位的地下水受人为活动影响较小,所以Cl的富余是浅层水混入的结果。同位素测试结果证实,浅层水年龄较轻,补排相关性贴近雨水线,部分地区蒸发强于补给;中深层水处于相对封闭的还原环境,存在离子交换作用,地下水年龄在15000年左右(与华北平原一致),沙颍河中游地区有较严重的浅层水混入。
参考文献
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Resume of Hydrogeochemistry in Huaibei Plain
Gong Jianshi1, Ye Nianjun1, Gu Weizu2, Ha Chengyou3,Chen Lezhu1, Ge Weiya1, Yu Junjie1
(1. Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, Nanjing 210016;2. Nanjing Institute of Hydrology and Rresource MWR,Nanjing 210024;3. China Institute of Geological Environmental Monitoring, Beijing 100087)
Abstract: There is bifurcation about aquifer partition in Huaibei plain in last twenty years, now the author points out the partition borderline of the aquifers based on isotope data. It can be authenticated that the interface depth of shallow groundwater system and mid-level&deep-seated groundwater system is 50~60 m in Huaibei plain in this article. Each of them is opposite absolute system with groundwater evolvement. Figures about relationship of 18δ& well depth、relationship of groundwater age & well depth can indicate the difference of which.
The author also did enough work about hydromedistry in this area and got plenty of informations this time. The hydromedistry data indicate that the shallow water genre is HCO3·Ca·Mg in upriver changing to HCO3·Cl·Ca·Mg and Cl·Ca·Mg in downriver, and deep-seated water genre is HCO3-Na attended by some HCO3·Cl water mixed with shallow water, the former is natural hydrochemical evolvement from upriver to downriver, the latter can be considered as admixture with deep water and shallow polluted water. An important ting is found this time that content of Cl- in shallow water is high around Kaifeng city and Zhoukou city near Guohe river and Huijihe river(branches of Huaihe river). Conceivable reason is the influence of human beings( especial of pollution). Another discovery is that Cl-Na water is found in deep water in east Zhoukou and west Jieshou area near Shaying river( anoter branch of Huaihe river), which prove that there is eventual blend with shallow influenced water into deep old water.
Isotope data prove that shallow water is newer and δ18O、δ2H in which attach to Meteoric Water line, deep-seated water is older in a close condition and severe mixed with shallow water in Shaying valley area. The age of deep water is approximately same with ones in Huabei plain. One thing need to explain that the 18δ is lower than average level in the lower left of Meteoric Water line. The author think that there may be a chemical reaction consuming 18O so as to less 18δ in the figure of relation of 18δ and 2δ.
Key words: Huaibei plain; Shallow groundwater; Mid-level and deep-seated groundwater;Hydrogeochemistry
3、淮北平原
淮北平原
一、淮北平原的自然环境.
淮河干流以北到沙颍河以南的地区叫淮北平原
淮北平原
淮北平原农业区,土地总面积3.74万平方公里,农业人口1526.3万,耕地面积3206.5万亩,占全省耕地面积的47.8%,人均占有耕地2.1亩,是我省面积最大,人口最多的一个农业区。
该区地处暖温带的南缘,年平均气温14~15℃,≥0℃积温为5100~5500℃,≥10℃积温为4500~4800℃,无霜期200~220天,光热水等条件较好,适于农业的综合发展。作物布局以旱作为主,耕作制度多为两年三熟,也有较大部分一年二熟和三年五熟,远田薄地多实行一年一熟,复种指数180%左右。播种面积占全省70%以上的作物有甘薯、大豆、烤烟、高梁等;占60%以上有小麦、玉米、芝麻等;占40%以上的有棉花、花生等。本区是我省重要的粮、棉、油、烟、麻、果产区,但目前粮食产量在全省处于中下等水平,低产面积还很大,低产土壤约占耕地面积的60%,其中又以砂姜黑土面积最大,约有1800万亩,棉花单产也较低,但从区内高产典型来看,增产潜力大,有广阔的发展前途,发展多种经营的条件较好。全区现有林地116万亩,桑园0.5万亩,果园25.1万亩,可以用来发展林果、蚕桑生产。该区是我省重点果区,果园面积占全省果园面积的61.5%,年产果品种113万担,占全省果品的54.2%,区内饲草、饲料资源较好,可以用来发展畜牧业。
夏、秋旱涝发生机率大、危害重,是决定该区农业丰欠的主要气象灾害,其次夏收时的“烂场雨”,干热风和晚霜冻害也常有发生,造成产量低而不稳。
二;主要的灾害类型,
淮北平原地处黄淮海平原南侧,自然条件较为优越,适合“两高一优”农业综合开发利用,是我国重要商品粮生产基地之一,农业发展前景广阔。宿州市现辖四县一区,面积9786.06 Km2,耕地50.54万hm2,人口563.16万人,1999年粮食产量319万t,居安徽省第四位。但宿州市在中国自然区划中属北亚热带与暖温带的过渡地带, 气候资源既兼有南北方之利,也兼有南北方之弊,气象灾害多发,粮食产量很不稳定。近年来,农业气象灾害有增多的趋势,对农业产量影响逐渐增大。因此,从农业气象角度,探讨宿州市旱地农业可持续发展对策意义重大。
1 宿州市农业气候资源的优势
1.1 太阳辐射强,日照充足,光能利用率潜力大
淮北平原 在全国太阳能区划中,位于光能资源较富带的南缘,太阳辐射年总量达 5200—5400 兆 J/m2,年日照时数2300h以上,均高于沿江江南地区,居安徽省首位。但目前淮北平原光能利用率仅为0.6%,低于全省平均水平。而农业科技示范园的光能利用率却高达2%以上,若淮北平原大田光能利用率普遍提高到2%,则粮食产量可增加3倍多,由此可见,淮北平原光合增产潜力是巨大的。
1.2 热量充沛,昼夜温差大,积温有效性高
淮北平原年平均气温(1958—2000年共43a,下同)为14.7℃左右, ≥0℃积温5300—5600℃·d,≥10℃积温接近4800℃·d,无霜期达206d 以上,完全可满足多种熟制的要求。气温日较差多年平均在10℃以上,高于南方地区,气温日较差大,利于光合物质的积累,因而积温有效性高。
1.3 雨热同季,利于提高水分利用效率
淮北平原 平均年降水量在850mm以上,为作物生长提供了丰富的降水资源,而且95%集中作物生长季节(≥0℃期间)。水热同步,利于提高自然降水的利用效率。
2 淮北平原农业气候资源主要弊端
2.1 旱涝灾害频繁是制约淮北平原旱地农业发展的主导因素
虽然降水资源较为丰富,但亩均水资源拥有量仅为239 m3,不足安徽省(1029 m3)的四分之一, 而且其中的自然降水资源的70%以上集中在夏季,多以暴雨形式出现,不但地表径流量大,造成降水的总体利用效率不高,而且易形成局地内涝。另外,淮北平原年降水变率亦大,平均23%以上,丰雨年与枯水年降水差异可达900mm以上。因此,淮北平原旱地农业总体上属易涝易旱地区。
统计淮北平原43a降水资料和旱涝灾情资料发现,淮北平原旱涝特征明显,主要表现为:①旱涝类型多。一年四季均有发生,干旱类型主要有春旱、初夏旱、伏旱、伏秋连旱、夹秋旱及冬旱等,其中以伏旱、伏秋连旱对农业影响最重;洪涝(含渍害)主要有春季渍涝、初夏涝、夏涝、秋季渍涝等,其中以夏涝出现几率最大,危害最重。②旱多于涝,涝重于旱。主要表现为干旱连片连季发生,如1994年春夏旱接秋旱,时间长达7个多月,危害范围遍及整个淮北平原;而洪涝多为局部内涝,一旦形成则造成严重减产,甚至绝收,如1991年,冬小麦丰收在望,但自5月17日起普降大到暴雨,形成初夏涝,许多田块积水,造成小麦丰产不丰收,当年午季粮食减产50%以上。③就具体年份而言,旱涝易交替出现,主要表现为涝年有旱,旱年有涝, 或先涝后旱,或先旱后涝,或两头旱中间涝,或两头涝中间旱,由旱转涝和由涝转旱都比较快,如2000年春季一直干旱,但6月下旬的连续降水,雨量大、雨量集中,在解除旱情的同时又造成了局地内涝,延误了夏播时间,影响了秋季作物产量。
2.2 干热风、连阴雨、低温霜冻、冰雹等灾害亦不容忽视
淮北平原干热风主要发生在5月中、下旬,主要危害冬小麦子粒正常灌浆,逼熟减产。按日最高气温≥30℃、14h风速≥3m/s、14h相对湿度≤30%标准,统计宿州市四县一区5站1958—2000年每年麦收前30d的气象资料,5站43a共出现干热风581d,每站平均2.7d/a;从发生时段看,以5月下旬最多,5站43a达360d,占干热风总日数的62%,愈往后干热风发生几率愈大。因而晚麦比早麦受害的几率大。
淮北平原连阴雨可分为春季连阴雨、午季连阴雨和秋季连阴雨。春季连阴雨主要危害冬小麦拔节、抽穗、扬花灌浆以及春季作物的播种、设施栽培作物的生长等,以连续降雨日数≥3d、日雨量≥0.1mm、过程雨量≥10mm为标准统计,春季连阴雨发生频率为21.5%(5站平均,下同),5a1遇。午季连阴雨主要危害冬小麦成熟收获及夏播作物的播种,以连续降雨日数≥3d、日雨量≥0.1mm、过程雨量≥20mm为标准统计,午季连阴雨发生频率为14.3%,7a1遇。秋季连阴雨主要危害秋季作物成熟收获及越冬作物的播种出苗,以连续降雨日数≥3d、日雨量≥0.1mm、过程雨量≥5mm为标准统计,秋季连阴雨发生频率为37%,3a1遇。
淮北平原低温霜冻对农业生产影响较大的主要是晚春霜冻,发生时段在3月下旬到4月上中旬,主要危害早春作物、设施栽培作物以及拔节后的冬小麦,轻则冻伤功能叶片,重则冻伤小穗,甚至冻死株茎,如1993年3月底的霜冻,造成“西安8号”冬小麦不抽穗或抽畸形穗。以3月15日以后出现日最低气温≤0℃为一般霜冻标准,统计43a气象资料,一般霜冻发生几率为32.8%,3a1遇;以日最低气温≤-2℃为重霜冻标准,重霜冻发生几率为15.5%,7a1遇。
淮北平原冰雹灾害每年都有不同程度发生,主要危害时段在春夏季,发生时常常伴有大风和阵雨天气,一般持续时间为几分钟到十几分钟,成条状受灾,范围一般较小,但危害相当严重,轻则砸伤植株茎叶,影响作物生长,造成减产,重则毁灭作物,造成绝收。统计43a的灾情资料,冰雹危害面积平均为0.97万 hm2/a,造成粮食损失平均为4.68万 t/a。
2.3 太阳辐射峰值与主要换茬期一致,光能资源浪费较大
淮北平原 6月份太阳辐射量为590—650兆J/m2,约占全年太阳辐射总量的1/9,居各月之首。而此时午季作物已收获,秋季作物刚处于播种出苗阶段,叶面积系数较小,太阳能的光合利用率很低,特别是6月份气象灾害频繁,诸如初夏旱、涝、连阴雨等各类气象灾害发生几率高达62.5%,拉长了作物换茬期,光能资源浪费更大。10月份太阳辐射量也达410—430兆 J/m2,而此时又是夏秋换茬期和气象灾害多发期,存在同样光能资源浪费问题。淮北平原地处中纬度位置,形成了气候上的过渡特征,冷暖气团活动频繁,天气多变,影响着降水的年际变化和季节分配,往往给淮北平原带来水旱灾害,并出现暴雨、低温连阴雨、冰雹、霜冻、干热风等灾害性天气,对该省农业生产产生不利影响。再加上过度砍伐、垦殖,造成严重的水土流失。严重的水土流失造成土地退化、生产力降低,乃至基岩裸露。同时,水土流失增加了河流、湖泊、水库的泥沙淤积,加剧了水旱灾害的频繁发生。
随着淮北平原工业化、城市化水平不断提高,环境问题正日趋严重,农业生态环境不断恶化。这主要表现在以下几个方面:一是农业生态环境受工业污染严重。以城市为中心的工业污染仍在发展,并向农村蔓延。二是农业自身发展不当造成农业生态环境破坏。化肥和农药的大量施用,导致农业非点源污染日趋严重。 随着经济发展和人口增长,人们对资源的需求和消耗日益增大,人口、资源和环境之间的矛盾日益尖锐。由于片面追求经济效益最大化,在资源开发过程中忽视了生态保护,资源遭到不同程度的破坏,资源的生态功能减弱。生态破坏业已成为经济发展的限制因素。安徽省生态破坏主要表现在以下几个方面:①森林资源破坏。据统计,新中国初期安徽省森林覆盖率高达60%~70%,2002年,全省森林面积为317.1万公顷,森林覆盖率仅为27.95%。而且森林形态发生了很大变化,林相由原来的乔木、灌木、草本、地被等多层次的结构转变成以灌木、草本为主的简单结构,林木高度大幅度下降。森林面积锐减和结构简单的现状,加重了水土流失,使河流含沙量大增,河湖淤塞。。②水资源破坏。由于水土流失加重,水库、塘坝、湖泊淤积,使蓄水量减少;河道淤塞,使通航里程缩短。围湖造田,不但使汛期湖泊调洪能力下降,也造成了渔业和其它产业损失,使复杂多样的生态循环单一化。③土地资源破坏。一是水土流失严重,造成大量的土壤有机成分流失。二是第二、第三产业占用耕地逐年增加,土壤次生潜育化严重。三是土地沙化现象在淮北平原有加快之势,土地质量下降
4、安徽省蒙城县属于哪个地区
蒙城,是安徽省亳州市下辖县,地处淮北平原中部,位于安徽省西北部,亳州市东部,东邻蚌埠市怀远县,西靠利辛县、涡阳县,南接淮南市凤台县,北接淮北市濉溪县。
蒙城县境内地势由西北向东南缓缓倾斜,地面高程在21-29.5米之间,沿涡河区域为黄泛冲积平原,北淝河、芡河流域属河间侵蚀平原;属暖温带半湿润季风气候区。
蒙城县境内自北向南有北淝河、涡河、芡河、茨淮新河。
(4)淮北平原洪水扩展资料水资源:
蒙城县的水资源主要由自然降水、过境水、浅层地下水构成,均属淡水。地表水主要是过境河流,均属淮河水系,以涡河、北淝河、茨淮新河、芡河为干道,地表水多年平均资源量4.79亿立方米,水库、闸、坝蓄水量7.9亿立方米。
矿产资源:
蒙城县地处平原地区,境内蕴藏的矿产资源主要有砖瓦用粘土、建筑石料用灰岩、水泥用灰岩、燃料用煤、饮用矿泉水和铁矿等。
5、今年7月份淮北平原的雨水为什么这么少
http://ke.baidu.com/view/7824.html?wtp=tt 江西介绍 江西处于北回归线附近,春季回暖较早,但天气易变,乍暖乍寒,雨量偏多,直至夏初;盛夏至中秋前晴热干燥;冬季阴冷但霜冻期短,尤其是近年,暖冬气候明显。由于江西地势狭长,南北气候差异较大,但总体来看是春秋季短而夏冬季长。全省气候温暖,日照充足,雨量充沛,无霜期长,为亚热带湿润气候,十分有利于农作物生长。江西省年平均气温 18℃ 左右。赣东北、赣西北和长江沿岸年均气温略低,约在 16℃ 到 17℃ 之间;滨湖、赣江中下游、抚河、袁水区域和赣西南山区约在 17℃ 到 18℃ 之间;抚州、吉安地区南部和信江中游约在 18℃ 到 19℃ 之间;赣南盆地气温最高,约为 19℃ 到 20℃ 之间。 全年全省极端最高温度南北差异不大, 甚或略呈北高南低现象, 但几乎都接近或超过 40℃,个别县区日最高气温曾经达到过 44.9℃。极端最低气温则南北差异较大: 九江大部分地区在 -12℃ 到 -14℃ 之间, 个别县区还出现过日最低气温 -18.9℃ 的极端最低值;赣南则在 -5℃ 左右,全省其他地区一般在 -7℃ 到 -12℃ 之间。 江西年均日照总辐射量为每平方厘米97千卡到114.5千卡;都昌县最多,铜鼓县最少。年均日照时数为 1473.3 小时到 2077.5 小时;都昌县最多,崇义县最少。江西多雨。年均降水量 1341 毫米到 1940 毫米,一般表现为南多北少、东多西少、山区多盆地少。武夷山、怀玉山和九岭山一带年均降水量多达 1800 毫米到 2000 毫米,长江沿岸到鄱阳湖以北以及吉泰盆地年均降水量则约为 1350 毫米到 1400 毫米,其他地区多在 1500 毫米到 1700 毫米之间。全年降水季节差别很大。秋冬季一般晴朗少雨,1977 年大部分地区整个秋冬季以阴雨天气为主的现象较为少见。春季时暖时寒,阴雨连绵,一般在四月份后全省先后进入梅雨期。五、六月份为全年降水最多时期,平均月降水量在 200 毫米到 350 毫米以上,最高可达700 毫米以上。 这一时期多大雨或暴雨,暴雨强度为日降水量50 毫米到 100 毫米, 最大甚至可达 300 毫米到 500 毫米以上。7 月雨带北移,雨季结束,气温急剧上升,全省进入晴热时期,伏旱秋旱相连, 而从东南海域登陆的台风将给江西带来阵雨,缓解旱情,消减炎热。降水量除季节分配很不均匀外,年际变化也相当悬殊,最多年份可达最少年份一倍以上。除庐山外,全省年均风速为每秒 1 米到每 秒3.8 米,最小为德兴市,最大为星子县。年均大风日 0.5 天到 28.5 天,最少为宜黄县,最多为星子县。鄱阳湖滨,赣江、抚河下游和高山顶及峡谷区风能资源较为丰富,年均风速在每秒3米到每秒5米。 全省主要自然灾害有寒害、洪涝、干旱和冻害以及持续时间较为短暂的高温危害等 http://ke.baidu.com/view/4380.html?wtp=tt 安徽介绍[编辑本段] 全省地势西南高、东北低,地形地貌南北迥异,复杂多样。长江、淮河横贯省境,分别流经全省长达416公里和43O公里,将全省划分为淮北平原、江淮丘陵和皖南山区三大自然区域。淮河以北,地势坦荡辽阔,为华北平原的一部分;江淮之间西耸崇山,东绵丘陵,山地岗丘逶迤曲折;长江两岸地势低平,河湖交错,平畴沃野,属于长江中下游平原;皖南山区层峦叠峰,峰奇岭峻,以山地丘陵为主。境内主要山脉有大别山、黄山、九华山、天柱山,最高峰黄山莲花峰海拔1860米。 全省共有河流2000多条,湖泊110多个,著名的有长江、淮河、新安江和全国五大淡水湖之一的巢湖。[编辑本段] 安徽地处暖温带与亚热带过渡地区,气候温暖湿润,日照充足,季风明显,四季分明,以淮河为分界线。淮河以北属暖温带半湿润季风气候,淮河以南为亚热带湿润季风气候。全省年平均气温在14-17℃之间,南北相差2°C左右,平均日照1800-2500小时,平均无霜期200-250天,平均降水量800-1800毫米。上面很详细
6、淮河流域洪涝灾害多发的原因
淮河流域属于温带季风气候,夏季多雨;
地形属于黄淮还平原,排洪渠道不是很通常,雨多的时候,河流容易泛滥。
水淮河水系以废黄河为界,分淮河及沂沭泗河两大水系,二水系通过京杭大运河、淮沭新河和徐洪河贯通。就是黄河泛滥,该地区也容易受灾,历史上,黄河就不止一次夺淮入海。
7、安徽省淮北平原地下水环境研究
杨东凡
(安徽省地质环境监测总站,蚌埠233000)
摘要:安徽省淮北平原位于该省北部,平原西部阜阳市地面沉降中心最大沉降量1501mm,采水型地面沉降进一步扩大,推测平原西部地区已发生大范围的地面沉降。淮北平原区饮水型高氟地方病广布,地氟病区占全区总面积的40%。其中,轻病村17942个,占病村总数79.3%;中度病村4529个,占20.0%;重病村148个,占病村总数0.65%。病区乡人口总数1344.4万人,占淮北平原总人口的66%。区域地下水水位持续下降,地下水质量不断劣化。本文通过对以上主要水环境问题的论述,提出了平原区今后工作方向的建议。
关键词:地面沉降;地氟病;水质;水位;工作方向;建议
淮北平原位于为安徽省北部淮河以北地区,东接江苏、南界淮河、西与河南毗邻、北与山东接壤。地理坐标东经114°50′~118°15′,北纬32°25′~34°40′,范围大致包括阜阳、毫州、界首、太和、临泉、阜南、颍上、涡阳、蒙城、凤台、五河、淮北、宿州等县(市),面积约3.83万km2。
安徽省人均与亩均水资源量偏少[1]。人均1221.46m3,亩均923.73m3,仅接近全国平均数的1:2。水资源地区分布差异较大,与人口、耕地的分布不相适应。淮北地区是我国重要的农业和能源基地,人口占全省的42%,耕地占全省的46%,但水资源却只占全省的16%,人均水资源量(476.29m3)和亩均水资源量(654.84m3)均为全省最低,形成水资源极为紧缺的局面。但地下水开发程度高,对地下水的循环条件影响深刻。集中开发利用地下水,已彻底改变了淮北地区地下水的流场,引发的地下水环境问题亟待解决。
1 地质环境背景
1.1 气象水文
淮北平原属暖温带半湿润季风气候区,四季分明。年均气温14℃~15℃,由北至南,多年平均降水量一般700~900mm,每年的6~9月份,约占全年降水量的60%~70%。年均蒸发量1300~1000mm。
淮北平原属淮河流域,淮河为本区南部边界,流经平原长约340km。淮河年平均流量800余m3/s,最大近2300m3/s,最小仅100余m3/s(蚌埠站)。淮北平原区主要支流有谷河、润河、颍河、西淝河、芡河、涡河、北淝河、沱河等。由于河床坡缓,支流多,沿岸降水集中,易发生洪水。
1.2 地形地貌
淮北平原属华北平原的南部,西、北、东分别与豫东平原和苏北平原接壤,南临江淮波状平原。包括北部故黄河泛滥平原、东北部低山丘陵、南部河谷及河间平原三个部分。除东北部散有形若“孤岛”状的低山丘陵外,其余地势均平坦开阔,并由西北向东南缓倾,坡降1:8000。平原由丰厚的第四纪堆积物组成,呈现典型的堆积性地貌景观。全新世以来黄河频繁决口、改道,大量的泥沙堆积于豫、鲁、皖黄泛地区,厚度达20m左右,由北向南渐薄,叠加在晚更新世的剥蚀平原之上,加大了淮北地面的倾斜度,形成今日所见的黄泛特殊地貌景观。
1.3 地层岩性与构造
本区地层属华北地层大区晋冀鲁豫地层区徐淮地层分区。晚元古代至古生代地层主要为碳酸盐岩,中生代地层主要为红色碎屑岩。新生代第三纪地层主要为河床相半固结砂及河流湖泊相粘性土,厚度一般可达数百米。第四纪地层主要为冲积、冲洪积的砂及粘性土,厚度数十米至百余米,广泛覆盖全区。
本区构造单元属中朝准地台南缘。构造体系主要为东西向断裂带、北北东向新华夏构造带及徐宿弧形构造带。新生代以前的基底构造较复杂,以涡阳—蒙城—凤台一线为界,以西是断陷盆地,以东为褶皱隆起,形成西部松散堆积物厚达数百米,东部数十米的格局。
1.4 水文地质
本区广泛发育松散岩类孔隙水,根据地下水的埋藏条件、水力特征及与大气降水和地表水的关系自上而下划分为浅层孔隙水和深层孔隙水。浅层孔隙水赋存于50m以浅的全新世、上更新世地层中,与大气降水、地表水关系密切。一般为潜水,局部微承压。水位埋深1~3m,富水程度不等,位于古河道可达30~50m3/h,一般10~30m3/h。主要为农灌和农村人畜用水的主要水源,含水层富水性均为古河道带砂层所控制。其水量可满足农灌和农村人畜用水水量需求,水化学类型HCO3—Na(Mg)、HCO3—Ca·Na(Ca·Mg)等,溶解性总固体0.5~1.5g/L左右。
深层孔隙水赋存于50m以下的松散层中,与大气降水的联系随深度的增加逐渐减弱,甚至基本封闭;与地表水不存在直接的水力联系。深层孔隙水主要为城镇居民生活及工业用水水源。为承压水,单井涌水量大,一般在500m3/d以上。区域地下水水位一般为2~4m,于城镇集中供水区,动水位可达80m。水化学类型为HCO3—Ca·Na(Ca·Mg)、HCO3—Na、HCO3·Cl—Na、SO4·HCO3-Na型等,溶解性总固体0.7~2.0g/L。
碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组主要由二叠系—下三叠统碎屑岩组成。其富水性差。
碳酸盐岩类裂隙岩溶含水岩组主要由中寒武统—中下奥陶统组成。其岩溶发育,地下水承压,静水位埋深在覆盖区较浅,一般3~5m,富水性强。常见单孔涌水量大于50m3/h。
2 地下水环境问题
安徽省淮北平原区,由于不合理的大量开采地下水,加之矿坑排水,使地下水环境质量逐年下降,主要表现在:区域地下水水位持续下降,采水型地面沉降不断扩大,高氟地方病广布,地下水水质劣化趋势加大等。
2.1 区域地下水水位持续下降[2]
淮北平原浅层孔隙水开采程度不高,水位动态仍主要受降水和蒸发控制,城区受开采影响,水位变化与降水量关系最为密切。平均水位13.70~41.00m,埋深0.88~7.14m,南北差异较大。北部萧砀地区平均水位31.88~41.00m,埋深2.67~7.14m;西部阜阳地区平均水位24.44~34.81m,埋深1.58~3.72m;东北部宿灵泗地区平均水位为15.32~25.95m,埋深1.23~2.26m;南部沿淮地区平均水位13.70~24.82m,埋深0.84~4.23m。水位总体趋势仍然为西北高、东南低,地下水自西北流向东南,与地表水流向基本一致。
深层孔隙水水位动态主要受开采程度的影响。20世纪70年代以前,深层孔隙水基本上没有开发利用,水位埋深小,整个西部地区均为自流区,水位高出地表0.11~4.27m。地下水总体流向自西北向东南,水力坡度1:15000~1:10000。20世纪70~80年代,随着城镇化的建设,深层孔隙水逐渐成为城镇供水的水源,开采量逐年增大,水位逐年下降,至80年代末期,自流现象基本消失,各城镇开采深层孔隙水已初具规模。90年代后,地下水开采量进一步加大,开采深井越打越深。西部地区各集中开采井群区,地下水水位进一步下降并迅速外展,阜阳市、界首市、亳州市、涡阳县、蒙城县等地下水漏斗先后交合,形成了区域性降落漏斗(图1)。阜阳市、界首市、涡阳县等中心水位埋深50~80m。
图1 淮北平原西部地下水等水位线图
2.2 采水型地面沉降不断扩大[3]
采水型地面沉降指城镇供水采用深层孔隙地下水,造成粘性土层压密释水而引发的地面沉降。淮北平原已开展专项地面沉降研究工作的有两处:一处为阜阳市[4],其沉降量大。另一处为宿州市,其地面沉降微弱。
安徽省淮北平原地面沉降首发于阜阳市,该市位于淮北平原西部,地形平坦开阔,地面标高26~33m。该市地面沉降始于20世纪70年代,80年代初地面沉降范围约122km2,90年代沉降范围约410km2(图2)。80、90年代地面沉降中心沉降速率分别为78.9、59.3mm/a。2002年中心最大沉降量约1501mm[3]。地面沉降漏斗中心变化情况见表1。
表1 漏斗中心水准点高程变化情况一览表
注:数字为当年水准点高程与该水准点原始高程之差的下降值(单位:mm)
随着阜阳市深层孔隙水降落漏斗向北部发展,地面沉降也将随之向北部扩展,其地面沉降将进一步加剧。安徽省淮北平原西部,地处阜阳—毫州断陷盆地,堆积了巨厚的晚第三纪和第四纪沉积物,阜阳,界首,毫州,涡阳等地,地层结构基本一致,深层孔隙水开采已具规模,地下水位埋深50~80m,由于其他地区没有开展地面沉降测量工作,采用工程类比法推测,后3个地区已经发生地面沉降。随着城镇化的发展,地面沉降的范围将不断扩展,深度不断加大已成不争的事实。
图2 地面沉降扩展趋势图
1992年安徽省地质环境监测总站在宿州市开展了地面沉降二等水准测量工作,表明该市已发生地面沉降,中心最大沉降量为44mm[5]。
2.3 地下水水质劣化趋势加大[2]
据安徽省地质环境监测总站历年枯水期地下水水质监测资料,淮北平原地下水一般无色、无味、无嗅、透明,多为溶解性总固体小于1000mg/L的重碳酸型中性水。由于原生环境的影响,地下水中Fe、Mn含量普遍超标。河间地带地下水中F-含量多大于1.0mg/L,最高达6.79mg/L;沿淮河漫滩部份地段,地下水中As含量偏高,最高为0.251mg/L。因人类活动的影响,沿污染河段及城郊周围地下水中“三氮”含量普遍增高,地下水水质劣化趋势加大。
2.3.1 浅层孔隙水
大面积分布着Ⅱ、Ⅲ级水,局部地区出现Ⅳ级水。Ⅳ级水主要分布于砀山、界首、阜阳、宿州、蚌埠等城市周围及东部的淮河沿岸。因人口密集,污染严重,地下水中超标组分主要为COD、总硬度、溶解性总固体、 。
由南向北,地下水水化学类型由简单的HCO3—Ca(Mg)型渐变为复杂的HCO3—Na(Ca·Mg)、HCO3·SO4—Ca(Na·Mg)等类型,溶解性总固体由小于500mg/L渐升至等于或大于1000mg/L,pH值由7.0左右渐升至8.0以上。
2000年较1996年溶解性总固体年平均值升高了20%,平均每年增高4%;总硬度年平均值升高了10.9%,年均增高2.2%。“三氮”检出率总体呈增大趋势。
2.3.2 深层孔隙水
大面积分布着Ⅲ级水,局部地区出现Ⅱ、Ⅳ级水。Ⅳ级水主要分布于砀山、蚌埠市周围,属污染所致。Ⅱ级水分布于界首—阜阳一带。“三氮”变化趋势与浅层水相似,但检出率及检出含量均较浅层孔隙水低。
2.3.3 岩溶裂隙水
主要分布在平原东北部低山丘陵区,多为质量较好的Ⅰ级水。位于人口密集区的淮北市,因人工开采,地下水溶解性总固体和总硬度呈上升趋势(见图3)。
图3 裂隙岩溶水溶解性总固体、总硬度趋势图
2.4 高氟地方病广布[6]
安徽省淮北平原,是饮水型高氟地方病严重流行区,据卫生部门及安徽省地质环境监测总站调查统计资料,地氟病区占全区总面积的40%。有892个病区乡,病村总数22619个。其中轻病村17942个,占病村总数79.3%;中度病村4529个,占20.0%;重病村148个,占病村总数0.65%。病区乡人口总数1344.4万人,占淮北平原总人口的66%。地氟病区基本呈北西—南东向条带状分布,病村主要分布于河间洼地、扇前、背河洼地及河间平地等地势平缓低洼之处。其地氟病区的分布与高氟地下水的分布规律完全一致。
重病区。分布于涡阳北部新兴、潘楼一带,面积约112.5km2,该区饮用水氟含量4.0mg/L以上,最高达6.79mg/L,氟斑牙患病率平均94%,且多有氟骨症病人。
中度病区。主要分布于涡阳青疃、利辛江集、利辛王人、宿县桃园、泗县草庙、萧县西部、砀山北部等7个地带,总面积1650km2,氟斑牙患病率90%左右,饮用水氟含量2.0~4.18mg/L。
轻病区。区内轻病区总面积约1.4×104km2,主要呈条带状分布于河间地区,另外在黄泛决口扇间洼地及扇前地带也有分布。
另外,淮北煤矿区地下水F-含量虽在0.5mg/L以下,但氟斑牙患病率达到30%,氟骨症病人也较多,为地氟病轻-中度病区,可能与氟污染有关。
3 今后工作方向建议
安徽省淮北平原地下水环境问题较多,需要做的工作也很多,根据当前国民经济发展的需要,结合安徽省的实际,近几年工作重点可从如下几个方面着手。
3.1 地面沉降调查与监测网建设
地面沉降虽是一种缓变的地质灾害,但经多年的发展,目前已直接或间接地给阜阳市的城市建设和经济发展造成了一定的危害,主要表现有:
破坏水利设施,降低防洪标准,加重洪涝灾害。颍河阜阳市节制闸兼为市区交通要道,受不均匀沉降的影响,大闸底板多处开裂、闸墩错位、铰座倾斜。致使闸门启闭不灵,闸体开裂逐年增宽。严重威胁大闸的运行安全。泄洪能力从1959年建成时的3500m3/s下降到2500m3/s。位于沉降区的颍、泉河堤坝,堤顶高度均随地面沉降而降低,已达不到原设计20年一遇的防洪标准。其他沉降地段地面标高也低于河流洪水位1~2m,地面沉降加重了其洪涝灾害。
破坏市政及供、排水设施。地面沉降使部分深层孔隙水开采井发生倾斜、错位,井管相对抬升、井台开裂变形等。
地面水准点失效,损坏城市测量控制网,制约当地经济可持续发展等。
鉴于地面沉降已波及整个西部地区,中部地区也有地面沉降迹象,应在全区开展地面沉降调查工作,建立地面沉降监测网,并纳入华北地面沉降网之中,成为华北地面沉降监测网的组成部分。
3.2 高氟地方病区安全供水示范井工程研究
淮北平原中、重度病区的农村和城镇居民病情严重,迫切需求洁净水源。根据已掌握的资料,地氟病区赋存有适宜开采的低氟地下水,宜井深度一般小于200m,水量可满足当地人畜饮用水需求,打井开采成本低,经济实用,易于实施。
结合小城镇规划,在重度及中度病区选择适宜村镇实施低氟地下水示范井工程,解决高氟地方病区安全供水问题,达到饮用低氟地下水防治地氟病的进一步发生、发展,提高农民生活质量的目的。
3.3 有重点的开展地下水水质调查,提出防治方案
安徽省地质环境监测总站在淮北平原区建立了地下水监测孔300余个,对各类含水层进行监测,已形成区域监测网络,每年均采集一定数量的全分析水样,开展区域性水质变化的研究工作。但限于工作经费严重不足,对水质变化的研究深度远远不能适应社会经济发展的需要。因此,应在重点城市区、无公害农业耕作区开展地下水水质调查工作,根据不同功能区地下水变异途径、变异范围、变异深度的不同,提出有针对性、操作性强的防治措施。先期可选择蚌埠市、阜阳市、淮北市、砀山县等市县开展工作。
3.4 调整采水结构,控制地下水水位进一步下降
淮北平原有丰富的浅层孔隙水资源,重新认识和研究地下水含水系统结构与性能,调整开采地下水源结构,扩大浅层孔隙水的开采,减少深层孔隙水的开采,探寻合理的深层、浅层孔隙水的联合开采方案,降低地下水水位的下降幅度。先期可选择阜阳市做为试点:控制深层孔隙水的开采,在市区外围选择富水地段,分别建立浅层孔隙水供水厂,调整该市的供水结构,控制地下水水位的进一步下降。
参考文献
[1]彭玉怀,杨兆军,陈伟等.安徽省地下水资源评价.安徽省地质环境监测总站.2002
[2]陈伟,肖清华,施荣新等.安徽省地质环境监测五年报告.安徽省地质环境监测总站.2002
[3]杨东凡,雷柱平,汪灶建等.阜阳市地面沉降监测网络建设方案.安徽省地质环境监测总站.2004
[4]李溢相,官煜,薛孔还等.阜阳市水文地质工程地质环境地质综合详查报告.安徽省地质环境监测总站.1991
[5]杨东凡,孙健,魏继东等.宿州市及邻近地区水文地质工程地质环境地质综合详查报告.安徽省地质环境监测总站.1993
[6]李志刚,王明章,蒋金柱等.安徽省两淮地区地氟病地质环境调查及防治方向研究报告.安徽省地质环境监测总站.1993
Research on Groundwater Environment of Huaibei Plain in Anhui Province
Yang Dongfan
(General Monitoring Station of Geological Environment of Anhui Province, Bengb u 233000)
Abstract: Huaibei Plain is in the north of Anhui Province. In the western of the plain, the ground of the Fuyang city has being subsisting with the biggest subsidence measuring 1501 millimeter in the subsidence center. The ground subsidence of pumping has being declined the further extension, so a big scope of ground subsidence should take place in the western of the plain. The high fluorine disease of drinking spreads the Huaibei Plain, the fluorine disease District has 40% of the whole area. There are 17942 light, 4529 middle and 148 heavy disease villages, account for 79.35%,20.0% and 0. 65% of the total disease villages. The disease population amounts 13444000 peoples,having 66% of the total population in the Huaibei Plain. As the groundwater level of the district descends continuously, the groundwater quantity turns worse and worse. According to the main water environment problems told above, this article gives the suggestion to the direction on the tomorrow’s work in the plain.
Key words: Ground subsidence; The fluorine disease; Water level; Water quantity; Direction on the work; Suggestion
8、淮河全流域性大洪水由什么形成
淮河全流域性大洪水由长历时、大范围连续暴雨所形成。其特点是干支流洪水遭遇,淮河上游及中游右岸各支流洪峰接踵出现,中游左岸支流洪水又相继汇入干流,从而出现长达两zd个月左右的洪水过程,淮河沿线长期处于高水位状态,淮北平原大片地区洪涝为害。
上中游洪水虽有洪泽湖调蓄,但对下游平原地区仍有严重威胁。1931年洪水,里运河大堤溃决,淮河下游里下河地区沦为泽国。
(8)淮北平原洪水扩展资料:
洪水主要来白淮河上游、淮南山区及伏牛山区。淮河上游干流河道比降大,洪水汇集快,洪峰尖瘦。洪水进入淮河中下游后,干流河道比降变缓,一般仅为0.03‰,沿河又有众多的版湖洼、低地,经调蓄后洪水过程显著变缓。
淮河左岸诸支流中,只有少数支流的上游为山丘区,多数为平原河道,安全泄量小,洪水过程平缓。淮河右岸诸支流均为山丘区河流,河道短、比降大,洪峰尖瘦。淮河洪水按影响范围可分全权流域洪水和局部地区洪水两种类犁。
9、安徽淮北地区每年什么时候发小洪水
你应该这样问每次发小洪水的时候分别是哪年…你是淮北人么?
10、淮河什么发生洪水
淮河。自百1194年淮河下游被黄河截夺后,淮河度成为我国洪水灾害最严重的河流之一。1957年8月由于台风影响,该流知域范围内连降暴雨,发生道特大洪水,淹没面积达1.2万平方公里,专1700万亩农田被淹属,1100万人受灾,经济损失达100亿元