王姝琼
摘 要 呼和浩特市的承压地下水被广泛用于城区集中供水、农业灌溉、企事业单位、城中村自备井、农村居民生活和城市生态用水等多个方面，其中城区集中供水开采量最大，占总量的38.4%。长期大量开采造成了区域承压水水头的快速下降，并由此引发了承压水自流区缩小、承压水出现无压区和区域地下水降落漏斗等问题。依据《地下水超采区评价导则》（SL286-2003）对研究区承压地下水的超采程度进行了划分，结果表明，承压地下水全区超采，属于大型超采区;严重超采区占超采区总面积的3.7%，主要分布在金山开发区一带。划分结果与地下水开采程度及水头的变化情况基本一致，具有可靠性和参考价值。为了能准确掌握承压地下水超采情况的变化，建议加强地下水动态监测网的建设工作。
关键词 地下水超采;承压地下水;超采程度
中图分类号： P641.69 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.02.001
0 前言
含水层的“超采”和“可持续发展”是同时提出的两个概念。上世纪90年代初期， “超采”的定义引起了广泛的争议和讨论，尤其在西班牙[1]。那时，含水层超采的定义还不明确，通常认为含水层多年的总开采量近似或大于总补给量就是超采。随着这一概念越来越普遍地被应用于水资源管理中，更多的学者对它的内涵进行了研究。Emilio Custodio（2002）[2]对含水层超采的涵义做了详尽的讨论，并指出，当出现了由于开发利用地下水而产生的持久的负面影响，如水位持续下降、水质显著恶化、开采费用升高或者生态破坏时，也经常认为含水层发生了超采。在我国，《地下水超采区评价导则》（以下简称《导则》）SL286-2003[3]对判定地下水超采的依据做了明确定义。依据此《导则》，很多地区开展了地下水超采的研究[4-7]。一些学者针对其中的不足，结合研究区的实际情况，提出了划定地下水超采区不同的标准，如郑亚胜等（2004）用矿化度、地下水开采强度与可开采模数的比值为依据划定了科尔沁地区的地下水超采区;张焕智（2006）[8]提出采用地下水开采临界水位、限制水位、含水层（组）疏干率以及承压水水头消减率作为判定地下水超采和划定超采区的依据等。本文将依据《导则》，对呼和浩特市承压地下水的超采情况进行讨论。
1 研究区概况
呼和浩特市是内蒙古自治区的政治、经济和文化中心，位于自治区中部的土默川平原上。地处中温带内陆地区，属干旱半干旱大陆性气候，雨热同季、四季分明、昼夜温差大，多年平均气温6.5℃左右，多年平均降水量408mm。研究区的范围包括呼和浩特市城区，北、东、南部以大青山、蛮汗山山区与平原区的交界为界，西部至金山开发区、白庙子镇、二道凹水库一带，总面积1673km2。
区内主要含水层为第四系孔隙含水层系统，该系统大体上可划分为两个部分，山前单一结构含水层和平原区双层结构含水层。本文研究的对象是赋存于双层结构承压含水层中的承压地下水。下更新统（Q1）承压含水层因分布范围小，埋藏较深，水量小，只在局部地区具有供水意义。中更新统下段（Q）承压含水层分布广而稳定，厚度大，含水丰富，为具有区域供水意义的含水层，是研究区目前的主要地下水开采层。
2 承压地下水开发利用现状
研究区开采承压地下水主要用于城区集中供水、农业灌溉、企事业单位三方面，其次包括城中村自备井、农村居民生活和城市生态用水，其中城区集中供水开采量最大，占总量的38.4%。据查，2010年工作区内共有城市集中供水水源井129眼，企事业自备井532眼，农业区开采水井4823眼，城中村自备井51眼，绿化及生态用水井54眼。地下水开采总量为36282.9×104m3，占总用水量的90.9%，承压地下水开采量为19600.7×104m3，占开采总量的54.1%。
利用地下水开采模数对地下水开采程度做进一步了解，经算，承压地下水开采强度较大的区域主要包括呼市城区及其周边、以金河镇八拜村为中心约50km2的区域以及以巴彦镇白塔村为中心约30km2的区域，承压地下水开采模数均超过25×104m3/km2·a，其中城区范围内开采模数最大，达到61×104m3/km2·a。
3 承压地下水开采的主要环境问题
承压地下水是呼市城区主要的集中供水水源，長期高强度的开发利用造成了区域承压水水头的快速下降，并由此引发了承压水自流区缩小、承压水无压区出现和区域地下水降落漏斗等问题。
3.1 区域承压地下水水头下降
承压地下水水头年均下降速率以西部金山开发区一带最大，下降速率大于2.0m/a;北部地区的金川开发区-城区-鸿盛园区一带的水头下降速率在1.5～2.0m/a。年均下降速率大于1.5m/a的区域面积295.93km2，占承压地下水分布区面积的27.4%，主要分布于城区及工业园区;年均下降速率大于1.0m/a的区域面积575.18km2，占承压地下水分布面积的53.3%，除城区和工业园区外，主要是农业灌溉地下水开采区，见图1。
3.2 承压地下水无压区
当承压地下水水头持续下降，并低于了上覆淤泥质粘土层的底板时，承压地下水将转变为无压地下水。根据承压地下水等水位线与淤泥质粘土层底板标高等值线图，利用ARCGIS空间分析功能，计算出2011年承压地下水的无压区分布面积52.33km2，主要分布于城区北部，这一带主要是城区集中供水水源地开采区。
3.3 承压地下水自流区缩小
根据以往资料，1970年前工作区内承压地下水自流区的北界限位于攸攸板乡北，京包铁路以北1.5～2km;1977年，承压地下水自流区的北界向南退至京包铁路附近，东部边界位于西把栅乡附近;1985年，自流区北界向南退至呼市城区南部小黑河附近，20年间自流区范围向南迁移了8.5km;2005年，自流区范围仅为台阁牧镇南以及白庙子镇，面积仅为36.9km2，自流区北界线由东北向西南移动了22km;至2011年，工作区内自流区完全消失。
3.4 区域地下水降落漏斗
工作区承压地下水降落漏斗产生于上世纪80年代，并经历了从小型漏斗群向区域单一漏斗的演化。1985年区域地下水位埋深最大的地区为城区西北部的孔家营一带;1995年形成了回民區孔家营、呼市北工人西村、呼市东原劳动技校及玉泉区警备区4个降落漏斗中心;2010年形成了现在以孔家营为中心的区域降落漏斗。
2005年以前，漏斗中心下降速率为1.4m/a，远大于漏斗边缘的降速。2005年至2010年，漏斗边缘水位下降速率逐渐增大至1.8m/a，已经超越漏斗中心水位降速，表示承压地下水降落漏斗正在向外扩张。
4 承压地下水超采区的划定
4.1 划定依据
依据《导则》，承压地下水超采程度划分依据为：年水头下降速率大于2.0m/a的区域为严重超采区，其他区域为一般超采区。由图1可见，工作区西部地区台阁牧镇-金山开发区一带的水头下降速率大于2.0m/a，应将该区域划定为严重超采区。
4.2 划定结果
超采区划定的结果见图2。超采区的面积为1031.84km2，属于大型地下水超采区，占工作区总面积的61.7%。其中，一般超采区面积为993.74km2，占承压地下水超采区总面积的96.3%;严重超采区面积为38.10km2，占承压地下水超采区总面积的3.7%。
5 结论与建议
呼和浩特市的承压地下水全区超采，超采面积1031.84km2，属于大型松散岩类孔隙地下水超采区。严重超采区占承压地下水超采区总面积的3.7%，主要分布在金山开发区一带。超采区评价的结果与地下水开采程度及水头的变化情况基本一致，具有可靠性，对地下水资源的可持续利用研究具有参考价值。为了能准确掌握承压地下水超采情况的变化，建议加强工作区地下水动态监测网的建设工作，为地下水资源评价和地下水资源保护提供科学依据。
参考文献
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