內蒙古自治區四子王旗地下水開采引起的地質環境問題研究

隨春明　原年?！±铞?/p>

摘 要： 采用實地調查、訪問的方法，了解農灌區、第四系含水層分布區和地下水位、水質歷年變化情況。結果表明，農灌區地下水位大幅下降，淺層第四系含水層局部地區出現了疏干。

關鍵詞： 地下水； 地質環境問題； 開采

四子王旗地下水開采可分為集中開采與分散式開采，集中開采主要為烏蘭花鎮供水，分散式開采分為農業灌溉分散式開采和人畜飲水分散式開采。根據本次采集的水化學分析樣與上、世紀七、八十年代水化學分析結果對比，地下水化學類型基本一致，礦化度也無明顯增高的趨勢，水質無惡化、變異現象。

由于灌溉面積的逐年擴大，無論在溝谷區還是盆地區，四子王旗全境均不同程度存在地下水位下降問題，只是下降程度有所不同。

1. 農業灌溉區

根據本次調查，未出現由于地下水開采和灌溉引發的土壤鹽漬化、土地沙漠化和大面積的植被退化現象。

四子王旗農灌系統發達，地下水開發利用歷史悠久，井灌區由于地下水長期開采，已產生與地下水開采有關的地質環境問題，比較突出的是灌區地下水位下降和淺層第四系含水層的局部疏干。

1.1 地下水位下降

前人曾在勘查區內進行過不同比例尺的水文地質勘查工作，但缺乏全區的的潛水和承壓水地下水等水位線圖，無法對比歷史時期地下水流場變化情況，特別是缺乏潛水和承壓水的系列長觀資料。因此，本次采用歷史水位對比法和調查訪問法大致確定農灌區是否出現超采。

地下水位變化的參照數據為：北部廣大的牧區，利用1978年～1980年完成的《1∶20萬區域水文地質普查》中的鉆孔水位資料、內蒙古地勘一院在該區完成的詳查、普查報告與本次施工的鉆孔和調查的機民井水位資料進行對比；南部烏蘭花盆地利用114水文隊1980年完成的《內蒙古自治區四子王旗烏蘭花盆地農牧業供水水文地質普查》中的鉆孔水位資料與本次施工的鉆孔和野外調查的機民井水位資料進行對比。無鉆孔控制的地區通過調查訪問當地居住時間長的農、牧民了解幾十來年的水位變化情況。

在野外調查之前，首先對前我本區施工完成的勘探孔資料進行分析，統計原有地下水位資料和鉆孔位置，對照其坐標位置，實地查找該鉆孔，如該鉆孔仍保存完好并能測量水位，則利用該鉆孔進行水位對比；如該鉆孔已填埋、損壞或無法測量水位，則在原鉆孔附近選擇與井深基本一致、開采層位基本一致的機井或本次勘探孔，進行地下水位測量，根據測量井點高程，換算至原鉆孔的地下水位標高，以此與原有地下水位進行對比，判斷地下水位升降幅度，并訪問當地村民了解幾十年來地下水位的變化情況，進一步核對驗證。

四子王旗目前有六個鄉鎮灌溉面積大且灌溉歷史悠久，由此產生的環境地質問題也最多，這些鄉鎮主要分布于塔布河河谷平原以及烏蘭花盆地。通過歷史時期水位資料對比及實際調查，承壓水水位下降明顯的地區分布于烏蘭花盆地東南部和中北部，行政區屬于吉生太鎮和忽雞圖鎮，潛水位下降明顯的地區位于塔布河及其支溝，行政區屬于烏蘭花鎮、吉生太鎮、庫倫圖鎮、紅格爾蘇木和江岸蘇木。

1.1.1 承壓水農灌區

在烏蘭花盆地中水量相對豐富區，農灌面積大且農灌井分布較密集，過量開采造成水位下降問題較為突出，水位下降區包括紅房子水位下降區和泉掌子水位下降區兩個地帶。

① 紅房子水位下降區

位于烏蘭花盆地東南部雙勝德—紅房子一帶，行政區屬于忽雞圖鄉管轄，為烏蘭花盆地內主要的農灌區之一，開采層位為新近系碎屑巖含水層，井管多為內徑219mm的鐵管，抽水設備為30～50m3/h的深井泵。

根據1982年和2014年在忽雞圖鄉西北部地區二個相近井孔地下水水位對比，32年間水位下降為13.49～21.69m，下降速率為0.61～0.68m/a（見表1）。超采區面積約為67km2，屬小型一般超采區。據當地農民反映，近幾十年來，由于農灌面積在逐年擴大，機井數量和機井密度也在逐年增加，由此導致庭院里的淺民井在夏季干枯或水量減小。該區南部毛忽洞村1982年施工的XK8號孔為自流孔，水位高出地表0.23m，現場調查，毛忽洞村目前打的機井已無自流井。前二、三十年成的農灌井盡管現在雖仍在使用，但水量已大幅減少，水泵也更換了幾次，揚程也在逐步提高。如上世紀90年代的農灌井水泵揚程一般在50m左右，現在普遍提高至100m左右。

② 泉掌子水位下降區

位于烏蘭花盆地中北部泉掌子村周圍一帶，行政區屬于吉生太鎮管轄，也為烏蘭花盆地內主要的農灌區之一，開采層位為新近系碎屑巖含水層，井管為內徑219mm的鐵管，抽水設備為30～50m3/h的深井泵。

長期的農業開采，使得局部地區水位下降。根據1982年和2014年在忽雞圖鄉西北部地區二個相近井點地下水水位對比，32年間地下水位下降13.49～21.69m，下降速率為0.45～0.47m/a（見表2）。超采區面積約為97km2，屬小型一般超采區。

1.1.2 潛水農灌區

四子王旗潛水農灌區主要分布于塔布河河谷平原區，該區上世紀六十年代開始施工農灌井，當時全部為大口井，井深一般不超過15m。本次調查時，部分大口井仍能使用，但水位下降很多，部分已干枯。水位下降比較明顯的的區域主要分布于塔布河河谷平原的支溝中。

本次現狀開采量調查過程中，在塔布河河谷平原區選擇了6個民井進行歷史水位對比，其中1980年施工的4個大口井現仍在使用，另二個已廢棄，選擇在附近2個近幾年施工的民井來進行水位對比。水位對比情況見表3。從表中可看出，三十多年間地下水水位下降3.86～6.38m，水位下降速率為0.11m～0.19m/a，而1980年和2014年均為平水年，塔布河河谷平原區農業灌溉長期高強度開采潛水，是造成了水位下降的主要原因。

塔布河上中游地區第四系孔隙潛水豐富，水利工程建設相對較早，上世紀80年代該區域以大口井和鍋錐井為主，一般井深8～20m，單井出水量可達80m3/h，由于近幾十年開采量增加，水位下降幅度較大，據481/SW075、278/ SK37、39三個機民井調查，三十四年水位累計下降4.83～5.37m，水位下降速率為0.14m～0.16m/a，原來的大口井和鍋錐井幾乎全部出現吊泵現象，現以機井為主，成井深度也大大增加，一般成井深度30～40m，單井出水量在個別水文地質較差地區減少至40～50m3/h。

塔布河中下游紅格爾—江岸農灌區始建于上世紀60年代，當時以攔河壩引水工程和截伏流及大口井為主要灌溉方式，大規模開發第四系孔隙水始于近三十年，近年來由于該區農業灌溉面積不斷增加，地下開采量隨之增加，地下水水位明顯下降，原來施工的深20m以下的機井70%出現吊泵現象，新打機井深度一般在30m以下，據39、S10兩機民井水位歷史資料對比，三十四年水位累計下降3.86～6.38m，水位下降速率為0.11m～0.19m/a，江岸蘇木農灌區第四系淺井已不能滿足灌溉需求，多數淺機井已報廢。農業和牧業灌溉以打深機井（井深一般在150m左右）為主，以開采碎屑巖類承壓水為主，兼開采第四系孔隙潛水。

該區生態環境十分脆弱，植被生長對地下水依賴很強，特別是對地下水位反應敏感。野外調查，在江岸農灌區，由于長期農灌致使農灌區附近淺層水位大幅下降，從而導致江岸農灌區局部地區植被大片枯死。

由于整個塔布河河谷平原區均為農業灌溉區，地下水開采強度大，因此，第四系潛水水位下降區范圍涉及整個塔布河河谷平原。

1.2 第四系含水局部疏干

資料表明，四十年前，區內的小溝谷中均賦存第四系松散巖孔隙潛水，含水層呈條帶狀分布于各溝谷中。但據本次調查，部分溝谷中的民井大部分已干枯或水量減少很多，淺部含水層已成為透水不含水層，這主要是由于長期農業灌溉影響所致。第四系松散層疏干區主要分布于規模較小、第四系沉積厚度不大的小支溝中。包括烏蘭花河上游三貴村第四系疏干區、白彥腦包河上游四條小支溝韭菜溝第四系疏干區和格此老第四系疏干區。

1.2.1 三貴村第四系疏干區

據調查，忽雞圖鄉的烏蘭花河上游7060m長的溝谷松散層已成為疏干區。該溝谷為烏蘭花河上游支谷，平時干枯，雨季時有短暫的洪水自南向北匯入烏蘭花河，河谷寬270～350m，溝谷中沉積有厚度近8m的第四系松散層。野外調查時，上部5m左右的砂層全部為干砂。分布于該溝谷中的三貴村有一眼大口井，原為全村的飲水井，成井于1970年左右，井深8.5m，上部8m為第四系松散層，成井時水位埋深為4.2m，但目前井水位已降至7.9m，已近干枯，僅夠附近一戶村民使用。從這眼井水位變化情況看，40多年間，該區域水位下降6m，年均下降9cm多。

1.2.2 韭菜溝第四系疏干區

根據調查，韭菜溝村白彥腦包河上游北側分布的兩條小支溝約4200m長的溝谷松散層已成為疏干區。該溝谷平時干枯，雨季時有短暫的洪水自北向南匯入白彥腦包河，河谷寬380～630m，溝谷中沉積有厚度近7m的第四系松散層。野外調查韭菜溝村中一眼大口井（照片4-21），原為全村的飲水井，成井于1975年，井深8.0m，上部7m為第四系松散層，成井時水位埋深為3.5m，但目前井水位已降至6.6m，已近干枯，從這眼井水位變化情況看，40年間，該區域水位下降3.1m，年均下降7cm多。

1.2.3 格此老村第四系疏干區

格此老村白彥腦包河上游南側兩條小支溝1200～1350m長的溝谷松散層已成為疏干區。該溝谷平時干枯，雨季時有短暫的洪水自南向北匯入白彥腦包河，河谷寬250～340m，溝谷中第四系松散層沉積厚度約6m。野外調查格此老村中一眼大口井，成井于1980年，井深6.7m，上部6m為第四系松散層，成井時水位埋深為3.3m，但目前井水位已降至5.8m，已近干枯，從這眼井水位變化情況看，35年間，該區域水位下降2.5m，年均下降7cm多。

造成小支溝第四系含水層局部疏干的原因為附近地區農業開采量大所致。烏蘭花河和白彥腦包河均為塔布河的主要支流，沿河谷分布有大面積的農灌區。農業灌溉開采河谷平原第四系松散巖類孔隙潛水，灌區農灌井密集，由于地下水開采量大，已將局部地區的第四系松散含水層疏干，上述三個地區即為影響區的一部分。

2. 地下水集中開采區

四子王旗目前建有二個水源地即第一供水水源地和移民村水源地，根據調查，移民村水源地由于供水量較小，目前尚未形成大范圍的降落漏斗，附近地區沒有出現水位持續下降，水質惡化現象。

而第一水源地由于由于供水量較大，長期高強度開采，已出現了降落漏斗。該水源地開采層位為烏蘭花河第四系沖洪積含水層、新近系上新統承壓水含水層，主要為承壓水。第一水源地建設于1992年，由于當時供水人口及城區規模均比現在小，供水井設計、施工存在一些缺陷，如井較淺（未開采白堊系承壓水）、井距過密（最近的僅150m，井之間干擾嚴重）。目前城區人口、規模遠非幾十年前能比，且現在農灌區面積擴大很多。水源地經過幾十年的開采加上水源地附近為芝岌灘村農灌區，農灌區分布有大量的農灌井（主要開采層位為烏蘭花河谷平原第四系松散巖類孔隙水），農灌井距水源地供井最近僅200m，且多為大水漫灌，用水量很大，多年的農業開采，地下水水位大幅下降。資料表明，1992年水源地建設初期，其周圍3km2范圍內均為承壓水自流區，烏蘭花水庫的水源主要來自于自流水。但經過三十多年農業開采和水源地開采，現已無自流區，承壓水位累計下降約15m。目前，水源地周圍5km2地區的第四系含水層已幾乎被疏干，附近村莊院里的淺井（井深在20m以內），在夏季用水高峰時，水量減少或近干枯。該水源地實際開采層位僅為新近系承壓含水層，已成為消耗性水源地，由于承壓水補給條件差，可采資源量在逐年減少，長期開采，承壓水勢必會轉變為無壓水，供水能力減少。

參考文獻：

[1] 陳夢熊.現代水文地質學的演變與發展[J].水文地質工程地質，1993（3）：1-3.

[2] 陳夢熊.中國水文地質環境地質問題研究[M].北京：地質出版社，1998：6-8.

[3] 李寶興.我國西北干旱地區地下水資源的合理開發和利用[J].中國沙漠，1982，2（1）：1-12.

[4] 陳望和.河北地下水[M].北京：地震出版社，1999：12一16.

[5] 龔家棟，董光榮，李森，等.黑河下游額濟綠洲環境退化及綜合治理[J].中國沙漠，1998，18（1）：44-50.

[6] 丁宏偉，王貴玲，黃曉輝.紅崖山水庫徑流量減少與民勤綠洲水資源危機分析[J].中國沙漠，2003，23（1）：84-89.

[7] 楚學濤， 李海峰. 淺談過度開采地下水的危害與防治[J]. 西部資源， 2014（3）：110-112.

[8] 屈永清， 陳建信， 任書影. 我國地下水污染現狀與防治對策[J]. 西部資源， 2016（4）：125-126.