The Groundwater Project

塞尔维亚地下水的五大特点

1. 复杂的地质背景和水文地质

塞尔维亚及邻近地区复杂的地质产生了水文地质异质性以及含水层系统和地下水分布的相当大的差异。
古生代地层、岩浆岩和变质岩、侏罗纪和白垩纪飞岩或更深厚的沉积岩杂岩大多代表滞水层或含水层。
相比之下,中生代碳酸盐岩、第三纪或第四纪冲积和阶地矿床的地下水非常丰富,可确保为大多数塞尔维亚人口供水。
许多井眼挖掘的新近纪和更新世沉积物是该国北部潘诺尼亚盆地内许多中小型城市以及中部和南部几个较小的山间盆地的主要供水来源。

塞尔维亚领土具有多种多样的岩性成分和结构。
在领土内可以区分几个水文地质省份,其特征是特定的地质成分和特定的水文地质特性。

Hydrogeologic map of of Serbia and Montenegro

2. 多样化的含水层系统

在北部省份伏伊伏丁那省,新近纪和第四纪沉积物的厚度可达 4500 米,但主要的亚亚原生和自流含水层属于第四纪(称为“基本含水复合体”,挖掘深度达 230 米(Kikinda)。
水动力学分析表明,在该区域,取水速率比补给速率高 1 m3/s 以上。
由于用水量减少和经济停滞,一些地区以前记录的大幅下降(高达 0.5 米/年)已相对稳定。
水质通常受到厚厚的、上覆的不透水沉积物的污染,但更深结构的地下水除了通常存在的砷外,还含有高度的有机物和氨。

最厚的含水冲积和阶地沉积物(高达 30 m)可以在 Mačva 地区(德里纳河的冲积层)找到。
靠近贝尔格莱德的 Sava 冲积层也有 20-30 米厚,是贝尔格莱德市的主要水源。
多瑙河的冲积含水层为诺维萨德、潘切沃和阿帕廷等城市供水。
多瑙河冲积层厚 15-30 m。
这些冲积含水层中的地下水受到强烈的人为影响和污染威胁。

塞尔维亚的中部和南部地下水资源不如丰富,Šumadija 和 Vranjsko Pomoravlje 等一些地区甚至面临地下水短缺的问题,并利用水库的地表水进行供水。
该国这一地区最重要的含水层是 Velika Morava 的冲积层。
尽管该主要住所水道的最小河流量在秋季可能低于 30 m3/s,但位于其两岸的许多城市都利用其河岸的地下水。
新近纪时代主要的较深自流含水层,如 Leskovac 和 Jagodina-Paraćin,也位于大型摩拉瓦盆地。

塞尔维亚是阿尔卑斯山造山带的两个主要分支,即迪纳里德斯和喀尔巴阡-巴尔干尼德山脉延伸的唯一国家。
塞尔维亚西部迪纳里克山脉最重要的水文地质构造由广泛岩溶的中三叠纪和上三叠纪石灰岩组成。
在众多的岩溶泉中,有 11 个的最小流量接近或超过 1000 L/s。
塞尔维亚东部的特点是喀尔巴阡-巴尔干拱门的高度喀斯特化的上侏罗纪和下白垩纪石灰岩。
该地区拥有大量的岩溶泉,其中 16 个的最小产量超过 100 L/s。
在这两种结构中,冲积和湖泊晶间含水层都不太重要,它们的提取潜力相当有限。

3. 地下水储量大但地下水监测不足

自然补充的地下水总储量估计为 67 m3/s。
用于饮用水供应的取水量减少了三倍,约为 23 m3/s,并且在过去 20 年中没有太大变化。
地下水源的贡献约为 17 m3/s。
其中一半以上的开采率来自沿大河开采的冲积含水层,例如多瑙河、萨瓦河以及德里纳河和大摩拉瓦河的下游河道。
这些水通常通过河岸过滤法提取。
贝尔格莱德居民饮用的水来自萨瓦河(靠近其与多瑙河交汇处)的厚厚冲积物或经过处理的河水。
地下水由许多常规钻井和 99 口集水井(带有水平排水管的竖井)开采。
目前从该水源抽水的速率为 3.5-4.5 m3/s,尽管潜力要高得多。
冲积地下水的第二大水源是从多瑙河冲积层 (1.5 m3/s) 供应诺维萨德。

第二大和已开发的含水层系统是喀斯特。
喀尔巴阡-巴尔干尼德山脉喀斯特的平均比岩溶地下水流量为 5.6 L/s/km2 ,塞尔维亚迪纳里群岛某些区域含水层的平均比喀斯特地下水流量为 5.5 – 17.0 L/s/km2
喀尔巴阡-巴尔干尼德山脉和迪纳里斯群岛的喀斯特地下水潜力分别为 12.6 m3/s 和 14.6 m3/s。
然而,所有喀斯特含水层的平均开采率仅为储量的 15% 左右。
这是因为攻丝喀斯特泉通常具有流量波动大和干旱时期泉水产量显着降低的特点,这对大多数自来水厂来说都是一个问题。
虽然极易受到污染,但喀斯特水域的水质为良好至极好,因为集水区通常人口稀少。

Veliko vrelo – Waterfall of one of still untapped karst springs

地下水监测远非令人满意。
塞尔维亚环境保护局负责系统监测该国的地下水质量,同时监测塞尔维亚共和国水文气象局职权范围内的地下水量。
然而,只有大约 20% 的划定地下水体(GB,根据欧盟水框架指令分类)受到系统监测。
在观测网络的空间分布中,一边监测晶间含水层,另一方面在新近纪沉积盆地的岩溶含水层和自流含水层中(两者都很少被观察到),存在明显的不成比例。

分析表明,在塞尔维亚,地下水总体上没有处于定量压力之下(仅发现少数监测的 GB 处于压力之下),而定性压力确实存在(所有监测的 GB 中约有一半处于或可能处于压力之下),指的是农业密集和广泛采矿活动的地区。

4. 人工补给和含水层控制项目的巨大潜力

人工补给的使用相当适度,在近 40 m3/s 中总共约为 1.0 m3/s,这是对冲积物总潜力的评估。
尼什市人工补给的“Mediana”水源是该市供水的焦点,尤其是在喀斯特泉水流量减少的贫水时期。
该系统占地 230 多公顷,由 9 个渗透池和 14 个提取井组成。
该系统确保为市政自来水公司提供约 0.6 m3/s 的水,该自来水公司与其他喀斯特泉水一起为大约 250,000 名居民提供服务。

One of the infiltration ponds in "Mediana" source for the city of Niš

过去二十年中开展的水文地质调查和可行性研究使确定许多地方人工控制喀斯特含水层的有利条件成为可能。
基于这些结果,主要在塞尔维亚东部(Bor、Niš、Ćuprija、Knjaževac)建造了几个成功的系统。
最大的监管系统是为博尔的采矿和工业中心建造的。
经过 1990 年代广泛而复杂的水文地质研究,在天然 Mrljiš 泉附近钻了四口开采井。
与最小弹簧流相比,它们的开采能力为 0.24 m3/s,几乎增加了四倍。
该系统自 2002 年开始运行,包括附近 Crni Timok 河的监控系统,以确保下游依赖生态系统的生态自然流动。

Over-pumping well nearby karstic spring Mrljiš (Bor waterworks)

5. 开发地热项目前景良好

在塞尔维亚境内,有 160 个温度超过 15 °C 的天然温泉。
温度最高的温泉位于 Vranjska banja 温泉 (96 °C)、Jošanička banja 温泉 (78 °C)、Sijarinska banja 温泉 (72 °C),它们都属于塞尔维亚中部塞尔维亚-马其顿地块的地质结构(花岗岩和火山岩是主要储层)。

伏伊伏丁那省 62 口人工地热井的产量约为 0.55 m3/s,其热容量约为 50 MW,而塞尔维亚其他地区的 48 口井为 108 MW,总量为 158 MW。

塞尔维亚大部分地区的陆地热流密度值高于欧洲大陆的平均值。
最高值 (>100 mW/m2) 位于潘诺尼亚盆地(塞尔维亚北部)、塞尔维亚-马其顿地块(中部)和马奇瓦(塞尔维亚西北部)。
通过地热模型计算的岩石圈厚度在最近(最年轻)构造活动的地区是最小的,例如潘诺尼亚盆地及其相邻区域,以及新近纪岩浆激活区。

Map of geothermal terrestrial heat flow density (Milivojević, 2012)