張漢婷，陳 潔

（長安大學 環(huán)境科學與工程學院，西安 710054）

1 概況

1.1 區(qū)域概況

大武口地區(qū)位于銀川平原北部，包括大武口區(qū)、惠農區(qū)及平羅縣的部分區(qū)域，地區(qū)地勢西高東低，包括堆積剝蝕地形、堆積地形和風積地形，總面積446.6km2。研究區(qū)域屬于干旱、半干旱大陸性氣候，具有干旱少雨，蒸發(fā)強烈，日照充足，風大沙多，溫差大，四季變化明顯等特點。大武口地區(qū)多年（1999～2011年）平均降水量165.8mm，且多集中在7、8、9三個月；多年平均蒸發(fā)量1702.6mm。

1.2 水資源概況

大武口地區(qū)地下水的開發(fā)利用始于20世紀60年代，地下水主要用于工業(yè)、城鎮(zhèn)生活和農村人畜飲用，少部分用于農田灌溉。研究區(qū)域以第一承壓含水巖組地下水作為主要的開采目的層。地下水供水水源地主要為集中型井開采，其中大武口區(qū)二水源地目前開采量3.5萬m3/d，石嘴山市工業(yè)園區(qū)水源地目前供水量8萬m3/d，平羅火車站一帶開采規(guī)模3萬m3/d。

1.3 存在問題

由于歷史原因，大武口地區(qū)地下水開發(fā)初期缺少統(tǒng)一規(guī)劃和管理，濫開采情況嚴重，沒有統(tǒng)一的城市供水系統(tǒng)，部分地段井群密集，管理機制不健全，失去了對地下水開發(fā)利用的指導和約束功能，造成地下水位大幅度下降,同時觀測到研究區(qū)內的水質已有污染跡象。

2 超采區(qū)劃分

2.1 劃分標準

以2001～2010年為評價期，根據(jù) 《地下水超采區(qū)評價技術大綱》 中敘述的水位動態(tài)法、開采系數(shù)法與引發(fā)問題法對大武口地區(qū)深層承壓水進行超采區(qū)劃分。

（1）符合下列條件之一的區(qū)域，劃分為嚴重超采區(qū)：①評價期內承壓水水頭年均下降速率大于2.0m/a；②評價期內地面年均沉降速率大于0.01m/a；③由于地下水開采引發(fā)了地下水水質污染，且在評價期內污染后的地下水水質劣于污染前1類級以上。

（2）不符合上述嚴重超采區(qū)劃分標準的區(qū)域為一般超采區(qū)。

將3種方法劃分的超采區(qū)進行疊加分析，選出其外包線。綜合考慮地下水開發(fā)利用實際情況、水文地質條件、超采區(qū)劃分精度、基礎資料的可靠性、評價前地下水超采情況等因素，對圈定的邊界進行調整和修正，從而確定出超采區(qū)分布范圍。

2.2 水位動態(tài)法

水位動態(tài)法是按照評價期2001～2010年內年均承壓水水位變化速率來進行超采區(qū)劃分的。

年均承壓水水位變化速率：

式中v為年均承壓水水位變化速率（m/a）；H1為初始水平年承壓水水位（m）；H2為現(xiàn)狀水平年承壓水水位（m）；Δt為時間段（a）。

利用Surfer軟件可繪制出大武口地區(qū)承壓水水位下降速率，如圖1所示。

圖1 大武口地區(qū)水位動態(tài)法承壓水超采分區(qū)

圖中淺灰色區(qū)域表示水位下降速率小于0，屬于承壓水的未超采區(qū)，主要分布在平羅造紙廠—機關農場—簡泉農場一隊一帶的西側區(qū)域；深灰色區(qū)域表示水位下降速率介于0～2m/a，屬于一般超采區(qū)。根據(jù)水位動態(tài)法劃分標準，研究區(qū)內不存在嚴重超采區(qū)。

圖2 大武口地區(qū)2001年承壓水水位等值線

圖3 大武口地區(qū)2010年承壓水水位等值線

結合2001年、2010年的承壓水水位等值線圖2、圖3及水位年均變化速率分區(qū)如圖1可知，降落漏斗范圍在逐年擴大，漏斗中心水位有所回升。按照超采區(qū)劃分結果顯示，漏斗中心及周圍區(qū)域均屬于未超采區(qū)，但該漏斗歷史形成的水位絕對降深值較大（達58m以上），因此需對大武口地區(qū)的超采區(qū)劃分進行進一步研究。

2.3 開采系數(shù)法

開采系數(shù)法根據(jù)評價期內各年地下水開采量資料，以承壓水開采系數(shù)為評判指標進行區(qū)域劃分。統(tǒng)計評價期內各計算單元不同類型地下水每年實際開采量，將地下水實際開采量超過可開采量的區(qū)域劃為地下水超采區(qū)。

評價期內年均地下水開采系數(shù)：

式中 K為年均地下水開采系數(shù)；Q實采為評價期內年均地下水實際開采量（萬m3）；Q可采為評價期內年均地下水可開采量（萬m3）。

開采系數(shù)K小于1.0的區(qū)域為未超采區(qū)，開采系數(shù)K大于1.0的區(qū)域為超采區(qū)，開采系數(shù)K大于1.3的區(qū)域為嚴重超采區(qū)。

研究區(qū)共分為大武口區(qū)、平羅縣和惠農區(qū)共3個行政區(qū)劃分，可確定為基本工作單元。根據(jù)資料可得評價期內各計算單元地下水資源年均實際開采量和年均可開采量，則可計算出各單元的開采系數(shù)，如表1所示。

表1 大武口地區(qū)開采系數(shù)計算

由表1可知，大武口區(qū)開采系數(shù)1.60，為嚴重超采區(qū)；惠農區(qū)和平羅縣的開采系數(shù)均小于1，為未超采區(qū)。開采系數(shù)分區(qū)如圖4所示。

圖4 大武口地區(qū)開采系數(shù)法承壓水超采分區(qū)

2.4 引發(fā)問題法

引發(fā)問題法是以地下水開采引發(fā)的生態(tài)與環(huán)境地質問題作為評判指標劃分超采區(qū)。將地下水開采引發(fā)了地面沉降、地面塌陷、地裂縫、土地沙化、名泉泉水流量衰減、海（咸）水入侵、水質惡化等生態(tài)與環(huán)境地質問題的區(qū)域劃分為承壓水超采區(qū)。

大武口地區(qū)沒有產生與地下水開采相關的地面沉降、地裂縫等環(huán)境地質問題，但工作區(qū)地下水表現(xiàn)出潛水水質較差、承壓水水質較好的特點，而潛水的越流補給是承壓水的重要補給源，故對工作區(qū)的地下水開采引發(fā)問題進行分析時，主要研究由于大量開采地下水造成的承壓水水質變化問題。

經(jīng)過整理和分析大武口地區(qū)的水質資料，并根據(jù)GB17 14848—93《地下水質量標準》對大武口地區(qū)初始水平年與現(xiàn)狀水平年承壓水水質資料進行對比分析，與2001年相比，發(fā)現(xiàn)2010年研究區(qū)內大部分水質指標的超標率有所增大，水質出現(xiàn)了一定程度的惡化，如圖5所示。

圖5 評價期內大武口地區(qū)承壓水水質變化分區(qū)

圖5中淺灰色區(qū)域表示2010年水質較2001年水質變好的區(qū)域，主要分布在研究區(qū)域中部；黃色區(qū)域表示2010年水質較2001年水質類別保持不變的區(qū)域；深灰色區(qū)域表示2010年水質較2001年水質類別變差了1個等級或1個等級以上的區(qū)域，主要分布于大武口地區(qū)的邊界區(qū)域。按照大綱要求，水質類別保持不變的區(qū)域，應劃分為一般超采區(qū)，水質變劣1個及1個以上等級的區(qū)域，應劃分為嚴重超采區(qū)。

2.5 綜合劃分結果

通過對水位動態(tài)法與開采系數(shù)劃分的超采區(qū)初步成果對比分析，并參照2010年與2001年的水質變化，可得到大武口地區(qū)承壓水超采分區(qū)結果如圖6。

圖6 大武口地區(qū)承壓水超采區(qū)劃分結果

由圖6可知大武口地區(qū)包含2個嚴重超采區(qū)和2個一般超采區(qū)，不存在未超采區(qū)。其中位于惠農區(qū)北部的小型孔隙水深層承壓水超采區(qū)屬于嚴重超采區(qū)，面積26.45km2，主要分布于簡泉農場一隊、王家莊、任家莊一帶；大武口區(qū)中型孔隙深層承壓水超采區(qū)屬于嚴重超采，面積253.56km2，分布于明水湖農場、平羅火車站、平羅縣磚廠、石炭井礦務局農場、紅旗村一帶；位于惠農區(qū)南部的中型孔隙深層承壓水超采區(qū)屬于一般超采區(qū)，面積143.68km2，分布于簡泉農場五隊、高廟子、姚家莊、簡泉農場機磚廠、簡泉農場八隊一帶；平羅縣小型孔隙深層承壓水超采區(qū)屬于一般超采，面積22.91km2，主要分布在研究區(qū)南部崇崗村磚廠一帶及二閘磚廠、周城磚廠一帶。

3 地下水超采區(qū)保護與管理建議

3.1 加強地下水監(jiān)測

進行地下水動態(tài)監(jiān)測，能夠及時掌握地下水動態(tài)變化情況以提供準確信息，長期序列資料為分析地下水動態(tài)變化趨勢及合理、科學管理利用地下水資源提供了可靠的依據(jù)。

3.2 加強日常監(jiān)督管理

從地下水超采區(qū)水資源條件和實際狀況出發(fā)，結合當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展和生態(tài)建設需要，科學規(guī)劃地下水資源開發(fā)利用總體布局，提出具體治理實施方案，營造全社會共同推動地下水保護與治理的新氣象。

3.3 優(yōu)化水資源配置 加強新水源的尋找

大武口地區(qū)全區(qū)均處于超采狀態(tài)，該區(qū)水資源貧乏，應嚴格控制地下水的開采量，在節(jié)約用水的前提下，急需興建新的水源工程，可加大黃河岸邊傍河取水研究和深層地下水勘查力度，解決水資源不足的問題。

3.4 推進節(jié)水工作

大武口地區(qū)雖然水資源開發(fā)條件便利，但工農業(yè)用水效益不僅低于全國平均水平，而且普遍低于西北其他省份。因此，應加大節(jié)水宣傳力度，切實增強節(jié)水意識和污水資源化。

［1］吳旭，趙偉，李杰.邯鄲市平原區(qū)淺層地下水超采區(qū)劃分及治理對策［J］.地下水，2012,34（3）：54-56.

［2］喬世珊.加強我國地下水超采區(qū)治理的對策和建議［J］.中國水利，2008,23：37-39.

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［5］吳學華，錢會，郁冬梅，等.銀川平原地下水資源合理配置調查評價［M］.北京：地質出版社，2008.

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