王姝瓊

摘 要 呼和浩特市的承壓地下水被廣泛用于城區(qū)集中供水、農業(yè)灌溉、企事業(yè)單位、城中村自備井、農村居民生活和城市生態(tài)用水等多個方面，其中城區(qū)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(qū)域承壓水水頭的快速下降，并由此引發(fā)了承壓水自流區(qū)縮小、承壓水出現(xiàn)無壓區(qū)和區(qū)域地下水降落漏斗等問題。依據(jù)《地下水超采區(qū)評價導則》（SL286-2003）對研究區(qū)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(qū)超采，屬于大型超采區(qū);嚴重超采區(qū)占超采區(qū)總面積的3.7%，主要分布在金山開發(fā)區(qū)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(tài)監(jiān)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(xù)發(fā)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(xiàn)了由于開發(fā)利用地下水而產生的持久的負面影響，如水位持續(xù)下降、水質顯著惡化、開采費用升高或者生態(tài)破壞時，也經常認為含水層發(fā)生了超采。在我國，《地下水超采區(qū)評價導則》（以下簡稱《導則》）SL286-2003[3]對判定地下水超采的依據(jù)做了明確定義。依據(jù)此《導則》，很多地區(qū)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(qū)的實際情況，提出了劃定地下水超采區(qū)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(shù)的比值為依據(jù)劃定了科爾沁地區(qū)的地下水超采區(qū);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(qū)的依據(jù)等。本文將依據(jù)《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(qū)概況

呼和浩特市是內蒙古自治區(qū)的政治、經濟和文化中心，位于自治區(qū)中部的土默川平原上。地處中溫帶內陸地區(qū)，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(qū)的范圍包括呼和浩特市城區(qū)，北、東、南部以大青山、蠻汗山山區(qū)與平原區(qū)的交界為界，西部至金山開發(fā)區(qū)、白廟子鎮(zhèn)、二道凹水庫一帶，總面積1673km2。

區(qū)內主要含水層為第四系孔隙含水層系統(tǒng)，該系統(tǒng)大體上可劃分為兩個部分，山前單一結構含水層和平原區(qū)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(tǒng)（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(qū)具有供水意義。中更新統(tǒng)下段（Q）承壓含水層分布廣而穩(wěn)定，厚度大，含水豐富，為具有區(qū)域供水意義的含水層，是研究區(qū)目前的主要地下水開采層。

2 承壓地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀

研究區(qū)開采承壓地下水主要用于城區(qū)集中供水、農業(yè)灌溉、企事業(yè)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(tài)用水，其中城區(qū)集中供水開采量最大，占總量的38.4%。據(jù)查，2010年工作區(qū)內共有城市集中供水水源井129眼，企事業(yè)自備井532眼，農業(yè)區(qū)開采水井4823眼，城中村自備井51眼，綠化及生態(tài)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(shù)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(qū)域主要包括呼市城區(qū)及其周邊、以金河鎮(zhèn)八拜村為中心約50km2的區(qū)域以及以巴彥鎮(zhèn)白塔村為中心約30km2的區(qū)域，承壓地下水開采模數(shù)均超過25×104m3/km2·a，其中城區(qū)范圍內開采模數(shù)最大，達到61×104m3/km2·a。

3 承壓地下水開采的主要環(huán)境問題

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

3.1 區(qū)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(fā)區(qū)一帶最大，下降速率大于2.0m/a;北部地區(qū)的金川開發(fā)區(qū)-城區(qū)-鴻盛園區(qū)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(qū)域面積295.93km2，占承壓地下水分布區(qū)面積的27.4%，主要分布于城區(qū)及工業(yè)園區(qū);年均下降速率大于1.0m/a的區(qū)域面積575.18km2，占承壓地下水分布面積的53.3%，除城區(qū)和工業(yè)園區(qū)外，主要是農業(yè)灌溉地下水開采區(qū)，見圖1。

3.2 承壓地下水無壓區(qū)

當承壓地下水水頭持續(xù)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?yōu)闊o壓地下水。根據(jù)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(qū)分布面積52.33km2，主要分布于城區(qū)北部，這一帶主要是城區(qū)集中供水水源地開采區(qū)。

3.3 承壓地下水自流區(qū)縮小

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

3.4 區(qū)域地下水降落漏斗

工作區(qū)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(qū)域單一漏斗的演化。1985年區(qū)域地下水位埋深最大的地區(qū)為城區(qū)西北部的孔家營一帶;1995年形成了回民區(qū)孔家營、呼市北工人西村、呼市東原勞動技校及玉泉區(qū)警備區(qū)4個降落漏斗中心;2010年形成了現(xiàn)在以孔家營為中心的區(qū)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(qū)的劃定

4.1 劃定依據(jù)

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

4.2 劃定結果

超采區(qū)劃定的結果見圖2。超采區(qū)的面積為1031.84km2，屬于大型地下水超采區(qū)，占工作區(qū)總面積的61.7%。其中，一般超采區(qū)面積為993.74km2，占承壓地下水超采區(qū)總面積的96.3%;嚴重超采區(qū)面積為38.10km2，占承壓地下水超采區(qū)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(qū)超采，超采面積1031.84km2，屬于大型松散巖類孔隙地下水超采區(qū)。嚴重超采區(qū)占承壓地下水超采區(qū)總面積的3.7%，主要分布在金山開發(fā)區(qū)一帶。超采區(qū)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(xù)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(qū)地下水動態(tài)監(jiān)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(jù)。

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(yè)局. 地下水超采區(qū)評價導則[S].2003.

[4]崔濤.甘肅省地下水超采區(qū)環(huán)境地質問題與保護對策[J].地下水，2011，33（3）： 82-84.

[5]谷春光，梁松陽.四平市地下水超采區(qū)劃定及保護措施[J].吉林水利，2011，5： 015.

[6]李軍民.運城市地下水超采區(qū)劃分及綜合治理分析[J].地下水，2009，31（1）：64-66.

[7]陶月贊，席道瑛.安徽淮北平原地下水超采評價與限采規(guī)劃[J].工程勘察，2006，1：007.

[8]張煥智.黑龍江省地下水超采區(qū)劃定標準初探[J].黑龍江水利科技，2006，34（2）： 65-66.