1. 引言
地下水是水资源的重要组成部分,不仅维持着生态系统的平衡,同时也是保障城乡居民生活、支撑社会经济发展的基本要素。随着社会经济的飞速发展,农业、工业、矿业不断壮大,人类社会对水资源的需求越来越高,但是人类生产和生活产生的污水和固体废弃物也越来越多,成分越来越复杂。这些未经处理的有害物质,不仅会对地表的河流、湖泊等造成污染,也会在下渗、淋溶等过程中污染地下水,对水循环构成影响,破环生态系统平衡,最终会危害到人类自身。
前人在宁波地区做过大量的研究工作,侯艳声、赵团芝等对宁波市地下水环境特征、地面沉降、城市地质等方面进行了深入的研究,并提出了许多针对性的防治对策。宁波作为长三角地区经济最为发达地区之一,人口众多、制造业密集,虽然目前地下水用量不大,但地下水资源将成为未来区域发展的应急供水水源与重要后备资源,地下水环境和水资源安全问题不容忽视 [1]。
2. 地下水监测网现状
截至2020年,宁波市已建成以中心城区为重点、覆盖全市范围的地下水监测网络,监控面积2280平方公里,共有各类监测井176个。其中,国家级56个、省级16个、地区级104个。按监测内容分:水位井169个、水量井13个、水质井28个、水温井139个。
3. 地下水环境特征
3.1. 地下水开发与利用
因山区河谷孔隙潜水水质良好,是宁波市主要开发利用的地下水类型,占总开采量的81%~99%,其余为平原区孔隙承压水和基岩裂隙水。孔隙潜水开采量最大,主要分布在鄞州、象山、奉化等乡镇,作为村镇生活饮用水源;孔隙承压水开采较少,主要分布在宁海青珠农场等地,是生产和生活用水;基岩裂隙水开采较少,主要分布在鄞州五乡、宁海深甽等地,作为饮用矿泉水和温泉洗浴用水。据宁波市地质环境公报,全市地下水的开采总量,从2009年的3061.97万m3,降至2017年的1472.30万m3 (见图1)。宁波市区地下水开采量最大,占全市总开采量的68%~87%,而周边县市开采量逐年减少。
3.2. 地下水水位
2007年宁波市实行地下水禁限采以来,第I含水层和第II含水层水位呈上升趋势 [1],成效显著。2017年第I含水层平均水位为−0.80 m,同比2008年、2016年分别上升了0.62 m和0.23 m;第II含水层平均水位为−2.14 m,同比2008年、2016年分别上升了2.63 m和0.39 m。两个含水层区域总体水位年内上升幅度在0.5 m以内(见图2)。

Figure 1. Changes in groundwater extraction volume in Ningbo from 2009 to 2017
图1. 宁波市2009~2017年地下水开采量变化图

Figure 2. Changes of groundwater level in Ningbo from 2008 to 2017
图2. 宁波市2008~2017年地下水水位变化图
宁波市区第I含水层水位漏斗中心主要分布在南门新典桥一带。2009年,第I含水层水位漏斗−5 m闭合圈消失,与2008年相比减少0.51 km2。2014年,第I含水层水位漏斗−2 m闭合圈消失,与2008年相比减少14.05 km2。虽然−2 m降落漏斗在2016年重新出现,但面积较小,并于2017年再次消失(见图3)。
宁波市区第II含水层水位漏斗中心主要分布在南门新典桥一带,于2014~2015年转移至江北常洪一带。截至2017年,−2 m、−5 m、−10 m水位降落漏斗面积分别为18.85 km2、6.15 km2、0 km2,与2008年相比减少15.33 km2、5.35 km2、4.08 km2。虽然−2 m闭合圈面积在2011~2014年间出现了大幅反弹增长,但第II含水层水位漏斗总体上仍然是逐步减小的大趋势。同时,−10 m闭合圈于2013年消失,并再未出现(见图4)。

Figure 3. Changes of the funnel area of the first aquifer of groundwater in Ningbo from 2008 to 2017
图3. 宁波市2008~2017年地下水I含水层水位漏斗面积变化图

Figure 4. Changes in the funnel area of the second aquifer level of the groundwater in Ningbo from 2008 to 2017
图4. 宁波市2008~2017年地下水II含水层水位漏斗面积变化图
3.3. 地下水水质
根据《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017),地下水水质可以划分为五类。I类、II类、III类水均可作为生活饮用水水源。IV类水可作为于农业和部分工业用水,在适当处理后可作为生活饮用水。V类水则不宜饮用。
据2017年监测结果,宁波市地下水水质动态总体保持稳定。河谷孔隙潜水有11处为I类水,6处为IV类水,超标成分主要为亚硝酸、铁等离子。深层孔隙承压水有4处为IV类水,5处为V类水,超标成分主要为总硬度、固形物、氯化物、高猛酸盐指数、铁、锰、氨氮、碘、亚硝酸盐等。基岩裂隙水有2处为IV类水,超标成分主要为氯化物、碘、锰、氟化物(见表1)。
潜水层的埋藏深度浅,与地表水的连通性好,其水质受周边环境的影响巨大。深层孔隙承压水的埋藏较深,不易受外界的污染影响,超标组分主要与原生地质环境条件有关。基岩裂隙水与外界连通性差,超标组分主要与原生地质环境有关。

Table 1. Evaluation table for water quality and pollution of groundwater sources in 2017
表1. 2017年地下水水源地水质与污染情况评价表
3.4. 地下水水温
截至2017年,宁波市水文监测井为139眼,主要以孔隙承压水自动化监测为主。据监测资料显示:一般河谷孔隙潜水的地下水水温为8℃~24℃,随外部气温变化略微有所起伏;地热温泉(宁海温泉)水温常年保持47℃;深层承压水受外界影响不大,水温基本恒定,一般水温都在19℃~20℃左右。
4. 地下水污染成因分析
宁波市一部分地下水虽然存在不同程度的污染,但是总体状况良好。监测结果显示超标物一般为铁、锰、氨氮、亚硝酸、固形物等。造成地下水污染的成因众多 [2],与人类社会的发展息息相关。
4.1. 生活污染
宁波地区经济发达,人口众多,每天都会产生大量的生活污水、厨余垃圾以及人类排泄物,其中含有大量的有机物、氮、磷等物质。生活污水多数被排入沟渠、河道或者坑塘中,污染地表水和地下水。厨余垃圾及人类排泄物则会通过下渗作用污染地下水。
4.2. 农牧业污染
农业种植过程中为了提高产量、减少虫害,而使用大量的农药、化肥。随着灌溉和雨水的淋溶,大部分的农药、化肥都在入渗作用下进入到地下水系统中,造成地下水中的氮、磷、钾等元素超标 [3]。
同时,畜禽养殖厂会产生大量的畜禽粪便和大量污水,大部分都不能被充分利用,都会被随意排放到自然环境中。随着日晒雨淋,大气、土壤、地下水都会受到严重污染。
4.3. 工业污染
工业产生的废水、废气、废渣是地下水污染的主要因素之一。宁波地区不仅工矿企业众多,部分乡镇聚集了大量家庭小作坊,很容易造成废水不经处理随意排放,进入下水道、水沟、大渗坑甚至江河湖海等地表水。其中部分直接入渗,部分随地表径流迁移下游并下渗。
4.4. 垃圾填埋场渗漏污染
垃圾的处理多以填埋为主要方式,并且是混合填埋,容易产生大量的有机物渗液 [4]。长期的渗漏积累会造成有毒物进入到地下水中,如果进入到食物链系统中,危害不堪设想。
4.5. 地下水超采引发海水入侵
超量开采地下水不仅会造成区域性的地面沉降、造成地表塌陷等地质灾害之外,还会破坏地下淡水与海水的压力平衡 [5],使海水内侵淡水含水层,造成固形物、总硬度、氯化物等组分的超标。
5. 地下水防治建议
由于地下水位于地下,与外界联系较差,而且地下水流速小、自净能力差,污染问题治理十分困难。地下水不仅是人类重要的饮用水水源,对生态系统更是产生至关重要的影响。人们一定要警醒目前地下水受到不同程度的污染,避免对水系统造成更大的危害。
5.1. 制定地下水污染防治法规及保护规划
通过制定相关的法律及保护规划,规范与地下水相关的生活、生产行为。对地下水水源、地热资源建立保护机制;对地下采矿、地下工程建设等完善地下水影响评价流程;对可能造成地下水污染的企业提高准入制度。同时,总体上要对地下水的合理开发利用制定长远规划和远景目标。
5.2. 加强对地下水资源的监管
对地下水资源开采的全程监控,防止过量开采、无序开采导致地下水资源的失衡,对地下水污染的动态监控、在线监控,建立地源热泵使用和浅层地温能开发的审批、管理制度,加强行业监管,防止由此造成新一轮的地下水污染,确保地下水的水质安全 [6]。
在加强污水治理工作的同时,要坚决禁止直接在岩溶沟谷、地下水源补给区排放废水或污水。坚决回填封死废弃水井,防止已污染的地下水通过废弃水井扩大污染范围。改善农村基础设施,引导农民科学正确地使用化肥、农药,减少村办企业废水、村民生活污水对地下水的污染。对排污不达标的企业,应予以严厉处罚甚至关闭。
5.3. 加大宣传保护意识
提高对地下水污染防治重要性和紧迫性的认识,宣传地下水污染危害,使社会公众建立自觉保护意识。加大地下水污染防治资金投入,多渠道筹集资金,实行“谁污染谁治理”制度,或缴纳污染保证金制度[6]。推进地下水水情信息及时公开,施行全民监督。
基金项目
中国地质调查局项目“长三角宁波地区地表基质层调查(DD20211425)”。