呼和浩特市承壓地下水超采現狀

王姝瓊

摘 要 呼和浩特市的承壓地下水被廣泛用于城區集中供水、農業灌溉、企事業單位、城中村自備井、農村居民生活和城市生態用水等多個方面，其中城區集中供水開采量最大，占總量的38.4%。長期大量開采造成了區域承壓水水頭的快速下降，并由此引發了承壓水自流區縮小、承壓水出現無壓區和區域地下水降落漏斗等問題。依據《地下水超采區評價導則》（SL286-2003）對研究區承壓地下水的超采程度進行了劃分，結果表明，承壓地下水全區超采，屬于大型超采區;嚴重超采區占超采區總面積的3.7%，主要分布在金山開發區一帶。劃分結果與地下水開采程度及水頭的變化情況基本一致，具有可靠性和參考價值。為了能準確掌握承壓地下水超采情況的變化，建議加強地下水動態監測網的建設工作。

關鍵詞 地下水超采;承壓地下水;超采程度

中圖分類號： P641.69 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.02.001

0 前言

含水層的“超采”和“可持續發展”是同時提出的兩個概念。上世紀90年代初期， “超采”的定義引起了廣泛的爭議和討論，尤其在西班牙[1]。那時，含水層超采的定義還不明確，通常認為含水層多年的總開采量近似或大于總補給量就是超采。隨著這一概念越來越普遍地被應用于水資源管理中，更多的學者對它的內涵進行了研究。Emilio Custodio（2002）[2]對含水層超采的涵義做了詳盡的討論，并指出，當出現了由于開發利用地下水而產生的持久的負面影響，如水位持續下降、水質顯著惡化、開采費用升高或者生態破壞時，也經常認為含水層發生了超采。在我國，《地下水超采區評價導則》（以下簡稱《導則》）SL286-2003[3]對判定地下水超采的依據做了明確定義。依據此《導則》，很多地區開展了地下水超采的研究[4-7]。一些學者針對其中的不足，結合研究區的實際情況，提出了劃定地下水超采區不同的標準，如鄭亞勝等（2004）用礦化度、地下水開采強度與可開采模數的比值為依據劃定了科爾沁地區的地下水超采區;張煥智（2006）[8]提出采用地下水開采臨界水位、限制水位、含水層（組）疏干率以及承壓水水頭消減率作為判定地下水超采和劃定超采區的依據等。本文將依據《導則》，對呼和浩特市承壓地下水的超采情況進行討論。

1 研究區概況

呼和浩特市是內蒙古自治區的政治、經濟和文化中心，位于自治區中部的土默川平原上。地處中溫帶內陸地區，屬干旱半干旱大陸性氣候，雨熱同季、四季分明、晝夜溫差大，多年平均氣溫6.5℃左右，多年平均降水量408mm。研究區的范圍包括呼和浩特市城區，北、東、南部以大青山、蠻汗山山區與平原區的交界為界，西部至金山開發區、白廟子鎮、二道凹水庫一帶，總面積1673km2。

區內主要含水層為第四系孔隙含水層系統，該系統大體上可劃分為兩個部分，山前單一結構含水層和平原區雙層結構含水層。本文研究的對象是賦存于雙層結構承壓含水層中的承壓地下水。下更新統（Q1）承壓含水層因分布范圍小，埋藏較深，水量小，只在局部地區具有供水意義。中更新統下段（Q）承壓含水層分布廣而穩定，厚度大，含水豐富，為具有區域供水意義的含水層，是研究區目前的主要地下水開采層。

2 承壓地下水開發利用現狀

研究區開采承壓地下水主要用于城區集中供水、農業灌溉、企事業單位三方面，其次包括城中村自備井、農村居民生活和城市生態用水，其中城區集中供水開采量最大，占總量的38.4%。據查，2010年工作區內共有城市集中供水水源井129眼，企事業自備井532眼，農業區開采水井4823眼，城中村自備井51眼，綠化及生態用水井54眼。地下水開采總量為36282.9×104m3，占總用水量的90.9%，承壓地下水開采量為19600.7×104m3，占開采總量的54.1%。

利用地下水開采模數對地下水開采程度做進一步了解，經算，承壓地下水開采強度較大的區域主要包括呼市城區及其周邊、以金河鎮八拜村為中心約50km2的區域以及以巴彥鎮白塔村為中心約30km2的區域，承壓地下水開采模數均超過25×104m3/km2·a，其中城區范圍內開采模數最大，達到61×104m3/km2·a。

3 承壓地下水開采的主要環境問題

承壓地下水是呼市城區主要的集中供水水源，長期高強度的開發利用造成了區域承壓水水頭的快速下降，并由此引發了承壓水自流區縮小、承壓水無壓區出現和區域地下水降落漏斗等問題。

3.1 區域承壓地下水水頭下降

承壓地下水水頭年均下降速率以西部金山開發區一帶最大，下降速率大于2.0m/a;北部地區的金川開發區-城區-鴻盛園區一帶的水頭下降速率在1.5～2.0m/a。年均下降速率大于1.5m/a的區域面積295.93km2，占承壓地下水分布區面積的27.4%，主要分布于城區及工業園區;年均下降速率大于1.0m/a的區域面積575.18km2，占承壓地下水分布面積的53.3%，除城區和工業園區外，主要是農業灌溉地下水開采區，見圖1。

3.2 承壓地下水無壓區

當承壓地下水水頭持續下降，并低于了上覆淤泥質粘土層的底板時，承壓地下水將轉變為無壓地下水。根據承壓地下水等水位線與淤泥質粘土層底板標高等值線圖，利用ARCGIS空間分析功能，計算出2011年承壓地下水的無壓區分布面積52.33km2，主要分布于城區北部，這一帶主要是城區集中供水水源地開采區。

3.3 承壓地下水自流區縮小

根據以往資料，1970年前工作區內承壓地下水自流區的北界限位于攸攸板鄉北，京包鐵路以北1.5～2km;1977年，承壓地下水自流區的北界向南退至京包鐵路附近，東部邊界位于西把柵鄉附近;1985年，自流區北界向南退至呼市城區南部小黑河附近，20年間自流區范圍向南遷移了8.5km;2005年，自流區范圍僅為臺閣牧鎮南以及白廟子鎮，面積僅為36.9km2，自流區北界線由東北向西南移動了22km;至2011年，工作區內自流區完全消失。

3.4 區域地下水降落漏斗

工作區承壓地下水降落漏斗產生于上世紀80年代，并經歷了從小型漏斗群向區域單一漏斗的演化。1985年區域地下水位埋深最大的地區為城區西北部的孔家營一帶;1995年形成了回民區孔家營、呼市北工人西村、呼市東原勞動技校及玉泉區警備區4個降落漏斗中心;2010年形成了現在以孔家營為中心的區域降落漏斗。

2005年以前，漏斗中心下降速率為1.4m/a，遠大于漏斗邊緣的降速。2005年至2010年，漏斗邊緣水位下降速率逐漸增大至1.8m/a，已經超越漏斗中心水位降速，表示承壓地下水降落漏斗正在向外擴張。

4 承壓地下水超采區的劃定

4.1 劃定依據

依據《導則》，承壓地下水超采程度劃分依據為：年水頭下降速率大于2.0m/a的區域為嚴重超采區，其他區域為一般超采區。由圖1可見，工作區西部地區臺閣牧鎮-金山開發區一帶的水頭下降速率大于2.0m/a，應將該區域劃定為嚴重超采區。

4.2 劃定結果

超采區劃定的結果見圖2。超采區的面積為1031.84km2，屬于大型地下水超采區，占工作區總面積的61.7%。其中，一般超采區面積為993.74km2，占承壓地下水超采區總面積的96.3%;嚴重超采區面積為38.10km2，占承壓地下水超采區總面積的3.7%。

5 結論與建議

呼和浩特市的承壓地下水全區超采，超采面積1031.84km2，屬于大型松散巖類孔隙地下水超采區。嚴重超采區占承壓地下水超采區總面積的3.7%，主要分布在金山開發區一帶。超采區評價的結果與地下水開采程度及水頭的變化情況基本一致，具有可靠性，對地下水資源的可持續利用研究具有參考價值。為了能準確掌握承壓地下水超采情況的變化，建議加強工作區地下水動態監測網的建設工作，為地下水資源評價和地下水資源保護提供科學依據。

參考文獻

[1]Villarroya F.Regulatory issues mainly about aquifer overexploitation within the scope of sustainable development[J].IAHS PUBLICATION，1994： 389-389.

[2]Custodio E.Aquifer overexploitation： what does it mean？[J].Hydrogeology Journal， 2002，10（2）：254-277.

[3]水利部綜合事業局. 地下水超采區評價導則[S].2003.

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