Análisis sobre el desarrollo y utilización de los recursos de aguas subterráneas y la intrusión de agua de mar en el distrito de Ganjingzi, ciudad de Dalian

(Instituto Liaoning de Hidrogeología e Ingeniería Geológica, Dalian, 116037)

El distrito de Ganjingzi en los suburbios de la ciudad de Dalian es un área con recursos hídricos inherentemente insuficientes. Durante muchos años, la industria, la agricultura y la acuicultura en el distrito de Ganjingzi han estado en una etapa de desarrollo estable. El desarrollo y la utilización de áreas ricas en aguas subterráneas han estado en un estado de sobreexplotación. Especialmente en los años 1970 y 1980, la industria vegetal floreció. y absorbió una gran cantidad de agua subterránea, lo que provocó que el área de intrusión de agua de mar continúe expandiéndose y el grado de invasión aumente gradualmente. En los últimos años, con el desarrollo de la economía de mercado, la estructura industrial del distrito de Ganjingzi también se ha ajustado hasta cierto punto. Actualmente, el distrito de Ganjingzi está implementando un nuevo sistema de gestión, acelerando la revitalización de antiguas bases industriales y construyendo integralmente "Dalian", lo que ha acelerado enormemente el proceso histórico de urbanización e industrialización desde los suburbios a las áreas urbanas, de los agricultores a los ciudadanos, y en gran medida. redujo el costo del consumo de agua en la agricultura y mejoró la calidad del agua subterránea. Sin embargo, la sobreexplotación estacional y a largo plazo se ha convertido en una contradicción entre el desarrollo de aguas subterráneas y la intrusión de agua de mar. En vista de las condiciones hidrogeológicas y la intrusión de agua de mar en el área, se propusieron contramedidas y sugerencias para el desarrollo y utilización de aguas subterráneas para desarrollar y utilizar racionalmente los limitados recursos de aguas subterráneas en el distrito de Ganjingzi.

Palabras clave: desarrollo y utilización de aguas subterráneas; intrusión de agua de mar

Prefacio

El distrito de Ganjingzi es un suburbio de Dalian, con una población total de más de 400.000 habitantes, 11 calles. y 6 pueblos. Tiene 40 kilómetros de largo de este a oeste, 35 kilómetros de ancho de norte a sur y una superficie de 464,51 kilómetros cuadrados. Tiene forma de herradura y rodea las tres zonas urbanas de Zhongshan, Xigang y Shahekou en Dalian. Desde un punto de vista topográfico, pertenece a la parte sur de la península de Liaodong, que es la extensión suroeste de las montañas Qianshan. Limita con el mar Amarillo y el mar de Bohai, formando un terreno peninsular montañoso entre los dos mares.

Las zonas montañosas de la zona tienen una altitud de 50 a 400 m, y la mayor altitud en las zonas montañosas es de 405 m, generalmente existen faldas aluviales planas en las estribaciones con una pendiente de 2 a 5°. , y se distribuyen en Daxinzhaizi y su sur. La llanura aluvial se distribuye en una franja desde Zhoushuizi hasta Daxinzhaizi y desde Muchengyi hasta Yingchengzi. El terreno es plano y abierto, con una elevación del terreno de unos 5 m. Esta es la llanura más grande de la zona y aquí se encuentra el famoso aeropuerto internacional de Zhoushuizi.

1 Panorama de las condiciones hidrogeológicas

Esta zona pertenece a la zona de clima monzónico semihúmedo de la zona cálida y húmeda del hemisferio norte. Tiene cuatro estaciones diferenciadas, con lluvias y. Calor en la misma estación, sin frío intenso en invierno, sin calor abrasador en verano. Características moderadas. La temperatura media anual es de 24°C. La precipitación anual promedio en la región es de 622 mm. La precipitación anual es desigual y relativamente concentrada en julio, agosto y septiembre y representa aproximadamente el 64% de la precipitación anual. La evaporación media anual es de unos 1500 mm, de los cuales la evaporación media mensual es en mayo, siendo el máximo de 225 mm.

El sistema de aguas superficiales en esta zona no está muy desarrollado. Hay 13 ríos, que pertenecen a los sistemas del Mar Amarillo y del Mar de Bohai. Todos ellos son ríos independientes que desembocan en el mar y ríos estacionales. El área total de la cuenca es de 317,42 km2 y la longitud total es de 128,6 km. Los principales ríos de la zona son el río Malan, el río Xiajia y el río Quanshui. El territorio es pobre en agua. La precipitación total media anual es de 2,99×108m3. La profundidad media anual de escorrentía superficial es de 138 mm. El volumen total de escorrentía es de 6365×104m3.

El área de Ganjingzi es un área pobre en agua, y los estratos en el área son principalmente piedra caliza, cuarcita, pizarra, esquisto y diabasa intrusiva del Sinio, así como el sistema Cuaternario suprayacente. Según el medio de ocurrencia del agua subterránea en el área, se puede dividir en tres tipos de agua subterránea, a saber, agua cuaternaria de poros de roca suelta, agua kárstica de fisuras de carbonato y agua de fisuras de lecho rocoso. Entre ellas, el agua kárstica de fisuras de carbonato proviene del área de Ganjingzi. Principales tipos de aguas subterráneas.

1.1 Agua de poro de rocas sueltas del Cuaternario

La grava en los valles de los ríos aluviales y las faldas de los abanicos aluviales en las laderas del piedemonte de las capas de rocas sueltas del Cuaternario contienen depósitos de grava. El espesor sedimentario cuaternario es de 3 a 15 m y el acuífero es delgado. Generalmente, el acuífero en las zonas bajas de los valles fluviales tiene una mayor riqueza de agua. El nivel del agua subterránea tiene una profundidad de 2 a 3 m. La mayoría de los pozos mineros son pozos grandes. El flujo de agua en un solo pozo es de aproximadamente 100 m3/d. Debido al área de distribución pequeña, el suministro de agua es de poca importancia.

1.2 Agua kárstica de fisura carbonatada

Es el principal tipo de agua subterránea en el área de Ganjingzi, y está compuesta por piedra caliza de Sinian, piedra caliza arcillosa de algas, piedra caliza dolomita y piedra caliza de nódulos silíceos. Su riqueza hídrica está controlada por la estructura de almacenamiento de agua y el grado de desarrollo kárstico. El volumen de entrada de agua de un solo pozo es de 100 ~ 1000 m3/d, y el nivel del agua subterránea es de 3 ~ 6 m de profundidad. Distribuido principalmente en la parte norte de Nanguanling, Bahía de Dalian, Zhoushuizi, Huanglongwei, noroeste de Daxinzhaizi y varios pueblos y fuertes en la parte central.

1.3 Agua de fisura del lecho rocoso

La litología de las formaciones rocosas acuíferas incluye pizarra del Sinio, cuarcita y esquisto. El agua subterránea existe en fisuras erosionadas, fisuras estructurales y fisuras diagenéticas en rocas. Está expuesta en forma de manantiales en zonas montañosas. El caudal del manantial es de 0,05438+0 ~ 0,22 L/s. , el volumen de entrada de agua de un solo pozo es en su mayoría inferior a 100 m3/d. Cuando se perfora como acuífero en estratos dominados por cuarcita y pizarra, el volumen de entrada de agua de un solo pozo de 200 m de profundidad es generalmente de 50 ~ 65438+

Excepto por la primera Además del agua de los poros de la cuarta serie de rocas sueltas, los tres tipos de agua subterránea mencionados anteriormente están ampliamente distribuidos en el área. Al norte de Zhoushuizi se encuentra el área de distribución de agua kárstica de fisuras carbonatadas. El área rica en agua es mejor, pero la calidad del agua varía mucho. La parte sur es un área de distribución de agua de fisuras del lecho rocoso con bajo contenido de agua. La salida de agua de un solo pozo es uniforme, pero aún se pueden perforar pozos profundos con una entrada de agua de 400 ~ 500 m3/d en la estructura de tracción.

1.4 Tipos químicos de agua subterránea

Los tipos químicos de agua subterránea en el área se pueden dividir aproximadamente en cuatro tipos: ① Agua de cloruro de bicarbonato de calcio. Este tipo de agua está ampliamente distribuida, con una salinidad inferior a 0,5 g/L, y generalmente se distribuye en zonas montañosas como la montaña Anzi, Chengshan y la montaña Waishilazi ② Solución acuosa de bicarbonato de sodio y cloruro de sodio; La salinidad es de 0,5 ~ 1,0 g/L, distribuida en Daxinzhaizi, Zhoushuizi, Gezhenbao y Dalian Bay ③ Agua pesada con carbonato de calcio; La salinidad es inferior a 1,0 g/l y se distribuye principalmente en las montañas Luotuo y Langshan en Nanguanling. ④Agua con cloruro de sodio y calcio. La salinidad es de 1,0 ~ 3,0 g/L, distribuida principalmente en zonas costeras como la bahía de Yingchengzi, la bahía de Mucheng y la bahía de Jinzhou. Además, en la zona de Nanguanling-Quanshui aparece agua de tipo cloruro de sodio, con una salinidad superior a 3,0 g/L. Este tipo de agua subterránea es causada principalmente por la intrusión de agua de mar.

2. Estado actual del desarrollo de los recursos de aguas subterráneas

2.1 Estado actual de la explotación de aguas subterráneas

Actualmente, existen 595 pozos de suministro de agua industrial y agrícola en la región. la mayoría de los cuales tienen entre 100 y 150 m de profundidad, la producción total es de 6,92 × 104 m3/d. Entre ellos, hay 165 pozos industriales con un rendimiento de 4,2 × 104 m3/d y 430 pozos agrícolas con un rendimiento de 2,72 × 104 m3. /d. La extracción de aguas subterráneas representa el 20% del suministro total de agua.

Los recursos hídricos subterráneos de esta zona se distribuyen principalmente en zonas de rocas carbonatadas, siendo la cantidad de recursos explotados de 8.262×104m3/d, y la de las zonas de cuarcitas y pizarras de 4,32×104m3/d. La cantidad de recursos explotados es de 12.589×104m3/d, la explotación real de aguas subterráneas representa el 54,96% de la cantidad de recursos explotados, y hay una explotación ampliada de 5.669×104m3/d.

2.2 Problemas en la explotación de aguas subterráneas

2.2.1 El diseño de los pozos de producción no es razonable.

Todas las zonas bajas cercanas al mar son zonas de enriquecimiento de aguas subterráneas y zonas de sobreexplotación de aguas subterráneas. Especialmente en áreas donde se almacena agua kárstica, la calidad del agua en estas áreas generalmente está contaminada y el caso más grave es la intrusión de agua de mar. Por ejemplo, en la subárea de Zhoushui a mediados de la década de 1980, la distribución de los pozos mineros no era razonable, lo que provocó una sobreexplotación local. Debido a la minería a gran escala, se formó una cierta variedad de embudos de caída, lo que provocó un reflujo del agua de mar. El contenido máximo de Cl- fue de 2364,7 mg/L. El contenido de Cl- en el agua subterránea también aumentó, alcanzando el contenido más alto. 1087,6 mg/l/L En los últimos años, debido al ajuste de la estructura industrial, se ha reducido el grado de extracción de aguas subterráneas, especialmente la fuerte caída de la extracción agrícola, que ha mejorado la calidad de las aguas subterráneas.

Uso del abastecimiento de agua

De acuerdo con la distribución de la calidad del agua en la zona, algunas unidades que explotan aguas subterráneas tienen cierto grado de ceguera en el abastecimiento de agua, como por ejemplo el uso de aguas subterráneas con mala calidad. calidad como agua potable o agua de calderas es muy perjudicial para la salud humana y los equipos industriales.

3 Problema de contaminación de las aguas subterráneas

En los últimos años, la contaminación de las aguas subterráneas en esta zona se ha vuelto cada vez más grave. Las fuentes de contaminación son las aguas residuales vertidas por fábricas y minas y las aguas residuales domésticas urbanas. Además, los fertilizantes y pesticidas químicos utilizados en las zonas rurales también representan una gran proporción.

3.1 Aguas residuales industriales

En la actualidad, aunque las aguas residuales generadas por la mayoría de los fabricantes han sido tratadas, un número considerable de empresas todavía utilizan canales y tuberías abiertos para descargar las aguas residuales. Debido a que algunas tuberías están en mal estado, el agua subterránea está contaminada por fugas. Según datos de 1985a, la cantidad total de aguas residuales industriales importantes descargadas en el distrito de Ganjingzi fue de 23171,00×104t, y los principales contaminantes fueron DQO, sólidos en suspensión, fenoles volátiles, cianuro, arsénico, mercurio, cromo, cadmio, plomo, cobre, zinc, níquel, etc

3.2 Residuos industriales

Según datos del Departamento de Protección Ambiental de Dalian, los residuos industriales en el distrito de Ganjingzi en el siglo XX fueron 136,0246×104t. Entre ellos, la escoria de fundición es de 12,7534×104t, la escoria de combustible es de 20,0300×104t, la escoria nociva es de 27,5332×104t, la escoria de horno es de 54,2779×104t y el polvo industrial es de 3,7864t.

3.3 Contaminación doméstica

Todo el distrito vierte una gran cantidad de aguas residuales domésticas y basura doméstica cada año. En particular, parte de las aguas residuales domésticas se vierte al extranjero y una parte considerable va a parar. a gran profundidad y contamina las aguas subterráneas. Según las estadísticas del departamento de construcción urbana, la descarga anual de aguas residuales domésticas es de 1.358,23×1,04t, que contiene una variedad de componentes de contaminación como resultado de esta contaminación.

3.4 Pesticidas y Fertilizantes

Se aplica una gran cantidad de pesticidas y fertilizantes químicos, provocando que las partes que no pueden ser absorbidas por las plantas contaminen las aguas subterráneas mediante la infiltración de la lluvia o el vertido a los ríos a través de la superficie. la escorrentía vuelva a contaminar las aguas subterráneas.

4 Problema de intrusión de agua de mar

4.1 Situación actual de la intrusión de agua de mar

En la actualidad, las principales áreas de intrusión de agua de mar en el distrito de Ganjingzi son Yingchengzi, Gezhenbao, Nanguanling, Zhoushuizi , Ganjingzi, Maozizi y Dalian Bay tienen un área de intrusión de agua de mar de 108,5 km2 y un rango de invasión de 5,9 a 8,6 km. La intrusión de agua de mar ha afectado la calidad de algunos productos industriales. El agua subterránea contaminada ha corroído gravemente las tuberías de agua y las calderas, ha reducido la producción de frutas y verduras, ha impedido sembrar tierras de cultivo, ha puesto en peligro fuentes de agua y ha abandonado pozos. En más de 10 años, desde la década de 1960 hasta la de 1970, el agua de mar invadió 7,5 kilómetros de tierra sólo en Ganjingzi, Nanguanling y Gezhenbao, cubriendo un área de 48 kilómetros cuadrados. Especialmente Zhoushuizi, Nanguanling-Yanqian Village y Houyan Village son los más típicos. Según datos de 1964, el contenido de Cl- del agua subterránea en ese momento era de 50 ~ 100 mg/L. Después de 20 años de cambios en la década de 1980, el contenido de Cl- era más de 10 o incluso 20 veces el nivel original. Muchos tipos de química del agua subterránea han cambiado del agua con bicarbonato de clorocalcio al agua con bicarbonato de clorocalcio o al agua con cloruro.

4.2 Condiciones geológicas que causan la intrusión de agua de mar

La intrusión de agua de mar es un desastre geológico que cambia lentamente, y la intrusión lenta es más lenta de controlar. Hay dos tipos de medios acuíferos que provocan la intrusión de agua de mar: uno son las formaciones rocosas que contienen agua y el segundo son las formaciones rocosas que contienen agua salada y carbonatada. Entre ellos, la última categoría es el estrato más activo donde ocurren desastres geológicos por intrusión de agua de mar.

El grupo acuoso de rocas sueltas invadido por el agua de mar se distribuye en la capa suelta del Cuaternario en zonas costeras bajas. Debido a su pequeña área de distribución, el alcance de influencia es generalmente pequeño y a menudo es causado por la ingesta de agua de grandes pozos.

El grupo de rocas acuíferas carbonatadas constituye la principal litología de intrusión de agua de mar. Las principales áreas con karst desarrollado y buena riqueza de agua en el área incluyen Gezhenbao-Xinzhaizi, Daxinzhaizi-Zhoushuizi, Youyijie, Nanguanling-Quanshuizi, Houguan-Yaojia y Maozi. Debido a la existencia de diversas estructuras, se controla la distribución espacial del karst y se destruye la integridad y continuidad de las rocas. La karstificación es fuerte y las grietas, poros y cuevas de disolución son tan densas como panales. Y la topografía negativa favorece la recolección de agua subterránea. La zona de fuerte escorrentía con circulación alterna y activa de agua subterránea desarrolla grandes cuevas o amplias fisuras de disolución, que son los principales acuíferos para almacenar agua subterránea y son los más propensos a la intrusión de agua de mar.

Debido a que las rocas carbonatadas tienen karst a gran escala y se convierten en el principal acuífero de agua subterránea, las áreas enriquecidas con agua subterránea kárstica cerca del mar suelen ser objetivos para el desarrollo de aguas subterráneas. La minería irracional a largo plazo ha provocado que el nivel del agua baje, formando un embudo, y el gradiente hidráulico favorece la intrusión de agua de mar.

4.3 Causas de la intrusión de agua de mar

4.3.1 El diseño irrazonable de los pozos de producción y la sobreexplotación son las principales causas de la intrusión de agua de mar.

Desde finales de los 70 hasta mediados de los 80, debido al rápido aumento de la producción, el contenido de Cl- también aumentó, pero la magnitud del aumento fue diferente en cada período. Tomando como ejemplo la sección Nanguanling: se produjeron un total de 92 pozos entre 1977, 1978 a 146 y 1979 a 1979. Entre ellos, el volumen de extracción en 1980 fue de 5,0480 × 104 m3/d, el contenido promedio de Cl- fue de 887,8 mg/L, el volumen de extracción real en 1990 fue de 1,29 × 104 m3/d y el contenido de Cl- en el agua subterránea fue de 1,29 × 104 m3. /d. Esta explotación irrazonable de las aguas subterráneas cambiará inevitablemente el equilibrio dinámico de las aguas subterráneas en algunas zonas y provocará cambios en la calidad del agua. Se puede observar que la cantidad de minería es un factor clave para determinar el grado de intrusión de agua de mar.

4.3.2 Impacto de las precipitaciones

La principal fuente de suministro de agua subterránea en esta zona es la precipitación atmosférica. Cuando las precipitaciones y la recarga son grandes, la cantidad de extracción se reduce relativamente, el agua subterránea se convierte en agua dulce y el contenido de Cl- disminuye. Por el contrario, el contenido de Cl- aumenta significativamente.

En resumen, la cantidad de explotación y las precipitaciones son los principales factores que controlan la intrusión de agua de mar. La causa fundamental de la intrusión de agua de mar es la explotación desmedida de las aguas subterráneas, lo que conduce a la destrucción del equilibrio dinámico de las aguas subterráneas. el estado natural.

5 contramedidas y sugerencias

El agua subterránea en el área de Ganjingzi no se ha desarrollado ni utilizado de manera razonable y sistemática. Las razones principales son: en primer lugar, los recursos limitados de aguas subterráneas; en segundo lugar, la falta de una planificación razonable para el desarrollo de las aguas subterráneas. Los limitados recursos de agua subterránea están contaminados y se produce una intrusión de agua de mar, lo que no sólo causa pérdidas innecesarias a los usuarios, sino que también desperdicia valiosos recursos de agua subterránea. Por lo tanto, para desarrollar racionalmente los recursos de agua subterránea y prevenir futuras intrusiones de agua de mar, se proponen las siguientes contramedidas y sugerencias.

5.1 Establecer la perspectiva del desarrollo sostenible, utilizar el agua de forma científica y establecer un sistema social de ahorro de agua.

El ahorro de agua es un proyecto sistemático complejo. Es necesario movilizar a toda la sociedad, hacer pleno uso de las palancas económicas y los mecanismos del mercado, establecer y mejorar un sistema de precios del agua razonable y mejorar la conciencia de la gente sobre el ahorro de agua. .

5.2 Fortalecer la gestión de la contaminación industrial, la contaminación doméstica y la contaminación agrícola.

La contaminación del agua también es una razón importante para la escasez de agua subterránea. La zona vadosa sobre el agua subterránea poco profunda en esta área se compone principalmente de grava con suelo, limo arcilloso y arcilla arcillosa, con buena permeabilidad. Bajo el efecto de lixiviación de la precipitación atmosférica, los contaminantes superficiales se filtran a los acuíferos subterráneos a través de la zona vadosa.

Parte de las aguas residuales vertidas cada año por el distrito de Ganjingzi se vierte directamente en masas de agua superficial sin tratamiento, lo que provoca una grave contaminación de las masas de agua superficial. Las aguas superficiales y subterráneas en esta zona están estrechamente relacionadas, lo que provoca que las aguas subterráneas estén contaminadas en diversos grados. Las áreas de contaminación de las aguas subterráneas se distribuyen principalmente a ambos lados de los ríos. Las aguas subterráneas cuaternarias en el río Liuchun, el río Malan y otras áreas han sido gravemente contaminadas.

5.3 Reciclaje de aguas residuales

La reutilización de aguas residuales avanza lentamente. En 2000, Dalian * * * tenía un total de 5 plantas de tratamiento de aguas residuales, con una capacidad total de tratamiento de aguas residuales de 370.000 m3/d y una capacidad de reutilización de agua recuperada de 40.000 m3/d. Por lo tanto, se deben fortalecer las instalaciones de tratamiento de aguas residuales. y Hemos hecho grandes esfuerzos para reciclar las aguas residuales y utilizar activamente el agua reciclada para la protección contra incendios, la refrigeración industrial, la ecologización urbana, la construcción urbana y el agua sanitaria urbana y otros campos.

5.4 Fortalecer la gestión técnica de los recursos hídricos subterráneos

El desarrollo y utilización del agua subterránea en la zona se ve afectado por el medio acuífero, condiciones de contorno, volumen de agua, intrusión de agua de mar, grado de explotación. , estado actual de explotación, profundidad de los pozos de explotación, etc. Debido a las limitaciones de varios factores, es difícil establecer un área de fuente de agua relativamente concentrada y a gran escala, y solo se pueden adoptar métodos de minería dispersos. Los recursos de explotación de aguas subterráneas en toda la región deben revisarse cada 3 a 5 años para facilitar la determinación de las áreas de explotación de aguas subterráneas en cada sección. Por ejemplo, el área de control de intrusión de agua de mar, el área de control de reducción del volumen de extracción, el área de equilibrio de extracción y el área de expansión de extracción se pueden dividir en varias áreas, y se puede ajustar el diseño de los pozos de extracción, el volumen de extracción y el tiempo de extracción. de acuerdo a las características de cada zona para reducir la intrusión de agua de mar Desarrollar y utilizar racionalmente el agua subterránea.

De acuerdo con la "Ley de Aguas" nacional y las "Medidas de Gestión de Recursos Hídricos de Dalian", en vista de la distribución y el uso de los recursos hídricos en el distrito de Ganjingzi, nos adherimos a una planificación integral, una investigación detallada y una investigación estandarizada. supervisión efectiva y explotación planificada de acuerdo con los principios de uso del suministro de agua, tipo de pozo, nivel de agua y otros objetivos, implementar medidas de gestión y transformación, establecer una red completa de monitoreo dinámico, implementar una supervisión obligatoria integral de los pozos mineros y los procesos mineros en. de acuerdo con los estándares de la industria, instale medidores de agua y mida por medidores. Los cargos se cobran de acuerdo con el volumen y el mantenimiento se realiza de acuerdo con la tarifa, a fin de reducir gradualmente el grado de contaminación de las aguas subterráneas y la intrusión de agua de mar, lograr el propósito de mejorar la calidad del agua y hacer un uso pleno y efectivo de los limitados recursos de aguas subterráneas.

Referencia

[1]Oficina Provincial de Geología y Recursos Minerales de Liaoning. Descripción de la serie de geología urbana de Dalian. Shenyang: Editorial Shenyang, 1986.

[2]Oficina del Comité de Compilación de Crónicas Locales de Dalian. Crónicas locales de Dalian (medio ambiente natural, conservación del agua). Dalian: Editorial de Dalian, 1993.

[3] Comité de compilación de crónicas locales del distrito de Ganjingzi de la ciudad de Dalian. Crónica del distrito de Ganjingzi. Beijing: Prensa de crónicas locales, 1995.