近20年遼陽平原區地下水位演變及治理研究

王海剛

（遼寧省遼陽水文局,遼寧 遼陽 111000）

水是生命之源。地下水作為水資源的一部分，作為重要的供水水源，關系著人民生命、經濟發展、社會進步。中央水利工作會議和中央一號文件、國務院三號文件，先后提出要實行最嚴格的水資源管理制度、強化地下水動態監測、實施地下水取水總量控制和地下水水位的控制[1]。遼寧省制定地下水總量控制方案、制定地下水封井方案、制定水資源配置規劃等。水利發展逐步建立節水型社會，實現水資源、水環境的可持續發展。

遼陽市隸屬于遼寧省，屬渾太水系，溫帶大陸性季風氣候，地勢東高西低，東部為山區，西部為渾太河沖洪積平原。遼陽市平原區賦存松散巖類孔隙水，地下水富水性好，地下水開采以來距今已有100 年歷史，承擔了遼陽、鞍山等地生活、工業及農業的供水保障，分布大小地下水開采井近千眼，2000 年以來最大年開采量近10 億m3。在我國以地下水為重要水源的北方地區，具有一定代表性和典型性。

1 概況

1.1 地下水特征

（1）空間分布特征

遼陽市平原區主要地下水類型為松散堆積層孔隙水，分布于太子河沖積扇，含水層巖性多為砂礫卵石、中粗砂、中細砂等。地下水分布富水性差異較大，隨河流流向，含水層厚度逐漸增大，透水性增強，富水性由差至好[2]。

水量極豐富區（單井涌水量＞5000 m3/d）分布于太子河沖洪積扇后緣，含水層充斥礫卵石和砂礫石，分選較差，滲透系數一般50 m/d～100 m/d。

水量豐富區（單井涌水量3000 m3/d～5000 m3/d）分布于太子河沖洪積扇緣過渡帶，含水層巖性為礫卵石、中粗砂、細砂，含水層厚度100 m～300 m，滲透系數一般在37 m/d～52 m/d。

渾太泛濫平原水量豐富區（1000 m3/d～3000 m3/d），分布于太子河與渾河之間，含水層多為以中砂、中細砂夾粗砂薄層，含水層厚度一般大于100 m，滲透系數為12 m/d～35 m/d。

水量中等區（單井涌水量100 m3/d～1000 m3/d）分布于首山附近山前傾斜平原，含水層巖性為砂礫石，含水層厚度4 m～15 m，滲透系數在20 m/d以下。

（2）地下水循環特征

遼陽西部平原地下水主要受大氣降水、地表水體滲漏（河道、灌溉）補給；隨地下水流向，徑流條件由差變好；地下水的主要排泄方式為人工開采，蒸發次之。地下水動態有降水入滲-蒸發型、降水入滲-工業農業開采型、降水入滲及灌溉回滲-農業開采型。

1.2 開發利用特征

根據遼寧省水資源第二次評價，遼陽市平原區多年平均地下水開采量7.6 億m3，占總排泄量9.0 億m3的85%[3]，人工開采對地下水排泄影響重大。地下水的開發利用主要供給農業、工業及生活用水。2009 年～2018 年地下水用水量見圖1。由圖1可知，2009 年～2014 年農業地下水開采量較穩定，受降水因素影響，農作物生長需水時節降水少，2015 年后農業地下水開采量增多，工業2009 年～2018 年工業地下水開采量呈減少趨勢，2011 年工業地下水開采量較2010 年工業地下水開采量削減73%，2011 年后工業地下水開采量較穩定。2009 年～2018 年生活用水量總體較穩定，2015 年后生活地下水開采量有所減少。

2009 年、2018 年地下水用水結構圖，見圖2。由圖2可知，2009 年～2018 年間，地下水用水結構發生變化，農業地下水開采比重大幅提高，2009 年農業地下水開采比重為48%，2018 年農業地下水開采比重達83%。生活和工業地下水開采比重均不同程度減小，工業地下水開采比重縮減25%，生活縮減9%。

圖1 2009年～2018年地下水用水量圖

圖2 2009年、2018年地下水用水結構圖

2 地下水演變及驅動力分析

2.1 地下水演變

西部平原地下水水位動態見圖3。由圖3可知，遼陽西部平原地下水水位總體抬升，年最低水位提升較為明顯；2010 年后，地下水水位逐年持續上升，年最低水位與年平均水位呈現一致趨勢。

圖3 西部平原地下水水位動態圖

首山地下水集中開采區地下水水位2001 年～2010 年維持在平穩的變化區間，2011 年后地下水位持續抬升且變化幅度較為明顯，速率最大可達1.50 m/a，累計抬升地下水位達到5 m。

圖4 地下水集中開采區地下水水位動態圖

2.2 驅動力分析

2.2.1 氣象因素

根據遼寧省水資源第二次評價，遼陽市平原區多年平均地下水總補給量為9.2 億m3，降水入滲補給及地表水體滲漏補給占地下水總補給量的92%。大氣降水入滲補給是大氣降水對地下水補給的直接影響，同時地表水對地下水的滲漏受到降水影響，地表水體受強降水、洪水影響補給地下水，大氣降水通過影響地表水體間接作用于地下水。

地下水水位埋深動態圖，見圖5。2012 年、2013 年屬豐水年，2012 年降水量1015 mm，較2011 年降水量669 mm多346 mm，地下水受大氣降水的作用，2011 年汛期地下水抬升幅度僅為0.07 m，而同期2012 年地下水抬升幅度達1.44 m；2013 年年降水量772 mm，汛期發生較強降水，強度減小，水位抬升幅度較2012 年小0.48 m。地下水受降水影響明顯，不同強度降水可能帶來不同幅度的地下水位抬升，且強降水對地下水位影響具有一定時間持續效應。可見，氣象因素是地下水動態演變的驅動力之一。

圖3 地下水水位埋深動態圖

2.2.2 人為因素

遼陽地區地下水開發利用時間較長，開采強度不斷加大，開采集中區最大年開采量達3.11 億m3，地下水最大降深已達24.4 m，漏斗區面積近318 km2。2010 年以來，遼寧省實施開展封井限采舉措管控地下水，工業地下水源井逐步封井，工業地下水開采量削減超1 億m3，地下水位有所回升，2012 年末地下水漏斗區面積較2010 年縮減26 km2。隨工業水源取締，漏斗區面積逐漸縮減，最大年縮減速率達10 km2/a。2015 年始，生活等集中水源也因地表水調水、引水工程建設完成及投入使用，集中水源井逐漸封井或轉備，地下水開采量再次減少，地下水漏斗面積再一次發生較大縮小。工業及生活集中水源井的封閉及限采，2018 年地下水較2009 年地下水年開采量縮減達2 億m3。

地下水開采量減小，地下水得到逐漸的恢復，人工治理、強監管效果等人為因素是地下水動態演變的重要驅動力。

3 治理措施

3.1 限采壓采

地下水水位下降問題出現的根源是地下水過量及不合理的開采，因此地下水限采壓采是解決問題不可缺少的措施，即對現有水源封井限制開采、減少壓縮現有開采量。

地下水的限采壓采從工業、生活、農業三方面著手。2010 年開始，逐步封閉現有工業地下水源井，減少工業地下水開采，至今封閉工業水源井300 多眼，工業壓采1 億m3地下水開采量[4]；生活地下水源采用邊新建替代工程邊限采，一邊通過“開源”，新建地表水引調水、供水工程，一邊開展原有地下水源井封閉、轉備用井，實現地下水的限采壓采；農業用水開展水源的優化配置，優化調度地表水資源、開展中水回用、雨洪水資源化利用等。多舉措共同實施，開源截流，完成地下水資源的限采壓采，從而實現地下水恢復治理。

3.2 水資源監控管理

水資源監控管理是對地下水取水量管理的有限手段。查訪現有地下水源井，監督地下水取水許可的辦理，對水源井工程進行水表等取水量監控設備安裝，同時搭建水資源監控管理信息平臺，建立由信息采集傳輸層、數據資源層、應用支撐層、業務應用層、應用交互層、監控會商環境等組成的水資源管理信息系統。通過水資源監控管理信息平臺，進行地下水取水量等綜合數據管理、地下水取水量實時調控、水資源的監測分析等。

通過水資源監控管理，實時掌控地下水取水量等動態信息，為地下水壓采限采提供支撐，為地下水取水總量控制與水位控制，即地下水“雙控”管理提供服務，為地下水恢復治理等提供依據，從而開展水資源“三條紅線”控制，實現最嚴格水資源管理。

3.3 地下水監測工程

地下水監測是水文基本監測項目。遼陽地區通過建立智能與人工結合地下水監測站網，實現地下水動態監測。建立分布式地下水自動監測站，以專用地下水監測站代替非專用站，以自動無線網絡代替人工數據傳輸，以全面布設兼顧重點加密為原則布井；保留部分長期觀測地下水井，采用專人專井觀測，實現自動與人工的雙監測。地下水信息每日“六采一發”，每月數據分析整編。通過調用、讀取遼陽地區的地下水情數據，實時查詢地下水位的變化情況，出現異常水位變化，及時發現、及時維護、及時監管。

通過地下水監測工程，掌握地下水的水位、水溫、水質等動態信息，為地下水水位恢復、超采區治理、水污染防治等提供依據，從而更好地落實最嚴格水資源管理、實現水利強監管、補短板。

4 結語

（1）地下水演變：遼陽地區2001 年～2018 年地下水水位整體呈上升趨勢，2019 年～2010 年水位相對穩定，2010 年后水位上升明顯，集中開采區附近水位最大上升幅度達1.5 m/a，最大地下水單點埋深由24.4 m抬升至7.49 m。遼陽地區地下水受降水及人為開采影響，在降水量較豐沛的2005 年和2010 年地下水位抬升比較明顯，隨著2011 年后開采量的減少地下水水位回升明顯。遼陽地區在近20 年地下水演變過程中開采量占主導地位，降水處于從屬地位。

（2）地下水治理 ：通過產業結構優化調整、水源替代工程、地下水總量控制、水資源監控、地下水監測工程等一系列“補短板、強監管”措施，已較大程度解決了地下水集中開采區的地下水超采問題。對類似地區實現地下水資源的合理開發和地下水超采區水環境生態的恢復具有參考價值。