太原市地下水资源现状分析及评价

芦静芳

（太原市晋源区水资源管理委员会办公室，山西 太原 030025）

1 基本情况

太原市地处山西省中部、晋中盆地北端，属暖温带大陆性季风气候，光能热量丰富，气候干燥，降雨偏少，昼夜温差较大，冬季干冷漫长，夏季湿热多雨，春季升温急剧，秋季降温迅速，春秋两季短暂多风，季节分明。

太原市北、东、西三面环山，地势北高南低、自东西两侧向中间倾斜。市境中南部是在断陷盆地基础上形成的冲积平原，地势开阔平坦。市内河流分属黄河、海河两大流域，黄河流域市内面积6253km2，属汾河水系，海河流域市内面积735km2，位于牧马河、乌河上游，属子牙河水系。

太原市地下水系统可分为西山岩溶裂隙水系统、兰村泉岩溶水系统、东山岩溶水系统和娄烦裂隙岩溶水系统等四类。

2 太原市浅层地下水动态特征分析

2.1 浅层地下水动态特征

浅层孔隙水水位动态主要受大气降水、人工开采、侧向径流等因素制约，是多种因素综合影响的结果，表现为水位随季节及气象呈周期性变化，但由于人工开采量逐年增大，水位总体呈逐年下降趋势。

2.2 浅层水位降落漏斗的形成与现状

太原市浅层水位降落漏斗主要分布在西张水源地和北营地区，吴家堡和南瓦窑地区也存在不同程度的降落漏斗。

北营地区浅层水位降落漏斗发现于1976年，降落中心位于二营盘，中心水位765m，770m等水位线闭合面积2km2，1995年北营降落漏斗与嘉节降落漏斗的770m等水位线已经连通。

西张水源地是太原市目前最大的浅层水降落漏斗，开采前水位埋深0.02~1.3m。自1969年投产以来，随着开采量的不断扩大，水位逐年下降，1995年以后，其等水位线推向水源地外围。该漏斗内部开阔平缓，水源中心呈大片空白，显示漏斗中心的等水位线已接近含水底板高程，浅层水几乎被疏干。

吴家堡地区的降落漏斗形成于20世纪70年代。随着该地区抽水量的增大，浅层水等水位线逐渐减密，范围逐渐扩大，呈条带状分布于亲贤—小店以北地区，漏斗长宽比大约为1∶3，水位平均降速1.5m/a左右。随着吴家堡水源地的停采，漏斗中心水位逐渐回升，1995年以后该降落漏斗范围已经很小。

3 太原市深层地下水动态特征分析

3.1 深层地下水动态特征

深层孔隙水水位动态受侧向径流、浅层水越流补给和人工开采的综合制约，30年来深层孔隙水水位呈下降趋势。

深层地下水按其动态特征可划分为开采下降型、径流开采型和气象径流型3种类型。开采下降型主要分布在汾河冲积平原集中开采区，水位动态完全受开采量大小的控制，自然因素对水位动态仅起微弱作用。径流开采型主要分布在东、西山倾斜平原中部，地下水动态受径流与开采的综合影响，水位动态呈“V”字型或“U”字型。气象径流型主要分布在开采量较小的黄土丘陵区和西柳林以南冲积平原区，因其所处地貌单元不同，高低水位期不一致，但年变化幅度小，曲线平滑。

3.2 深层水水位降落漏斗的形成与发展

深层水水位降落漏斗首先出现在地下水开采量大的水源地地区。

1965年以动物园水厂和菜园村水厂为中心形成降落漏斗，漏斗中心水位埋深16.15m，767m等水位线闭合面积11.2km2。北营地区同时出现面积约5km2的降落漏斗。

1976年，北营漏斗和以动物园、菜园村水厂为中心的城区漏斗连为一体。由于小王村水厂和化工水源地开采量加大，城区漏斗中心向西南偏移2km，漏斗面积相对稳定，但深度加大，中心水位标高737.80m。

1981年，水位降落漏斗深度和广度空前增加，中心水位降到地下67m，水位标高716m。770m等水位线闭合面积275km2，除大漏斗内出现北营、吴家堡、菜园村、动物园和程家村5个降落漏斗中心外，同时出现了以磷肥厂、重机学院、光社、武宿为中心的4个小漏斗。

1987年，以西张和北营为区域的两个较大深层水降落漏斗，在西张水源地芮城、向阳和北固碾3个深层水开采点形成各自的水位降落漏斗中心，漏斗面积和中心水位降深与该点的深层水开采量相关。芮城降落漏斗面积最大，中心水位最低，其中760m等水位线所封闭的面积是向阳的4倍，北固碾的20倍。另外，动物园—菜园降落中心趋于合并。

随着太原市深层水的大量开发利用和水位的持续降低，深层水降落漏斗逐渐加深扩大，1992年深层水水位降落漏斗的降落呈区域统一的趋势，西张水源地的降落中心芮城与北固碾已经合并，动物园—菜园降落中心和北营降落中心700m等水位线闭合。

1995年以后，由于开采点基本固定，开采量变化不大，使深层水地下水降落漏斗中心位置相对固定，区域内的深层水等水位线趋于闭合。深层水降落漏斗中心侧向补给来源趋于稳定，深层水等水位线也趋于平缓。到2003年，太原市大的深层水水位降落漏斗均位于开采量大的水源地，水位降落影响范围已扩大到整个研究区。

总体来说，由于深层地下水的过量开采，致使深层水降落漏斗的深度和范围不断扩大，深层水位普遍降低，破坏了区内水文地质条件的自然特征，也使深、浅层水含水组间的水力联系发生了根本改变，浅层水含水层的部分地段地下水趋于疏干状态，中上部含水层含水量普遍接近枯竭状态。

4 太原市岩溶水动态特征分析

4.1 岩溶水动态特征

在东、西山地区，岩溶水接受大气降水的直接补给，并通过地下径流补给盆地内的岩溶含水层和中深层地下水，由于开采量较小，水位变化在时间上表现出和降水量大致一致的特征；在盆地内部，水位埋深较大，受季节变化影响较小，水位变化曲线相对较为平缓，岩溶水按其动态特征可分为开采径流型、径流开采型和开采下降型3种类型。开采径流型分布在西边山断裂带中部，水位埋深大，接受补给滞后期长，水位动态仅受开采影响。径流开采型主要分布在水源地边缘或两水源地交接地带，水位动态既受径流影响，又受开采影响，多年动态曲线呈下降趋势。开采下降型分布在兰村与枣沟水源地，动态变化主要受地下水开采的影响，多年动态曲线呈下降趋势。

4.2 全市地下水资源总量

全市地下水资源量为山丘区地下水资源量加盆地平原区地下水资源量扣除重复计算量。

第一，1980—2000年全市地下水资源量。全市山丘区地下水资源量10.627m3/s（33513.31万m3），盆地平原区7.943m3/s，重复计算量2.629m3/s，则全市多年平均地下水资源量15.941m3/s（50271.5376万m3）。

第二，1956—2000年全市地下水资源量。全市山丘区地下水资源量11.616m3/s（36632.22万m3），盆地平原区8.251m3/s，重复计算量2.629m3/s，则全市多年平均地下水资源量17.238m3/s（54361.7568万m3）。

4.3 不同时期可开采量评价成果对比分析

4.3.1 晋祠泉域

对各个因素综合分析后，得出：晋祠泉域岩溶水1956—2000多年平均补给资源量 2.44m3/s，1980—2000年平均补给资源量2.25m3/s，现状条件下1980—2000年平均可开采量0.66m3/s，由此计算晋祠泉域2000年岩溶水超采量为0.54m3/s（1693万m3），符合实际情况。4.3.2 兰村泉域

关于兰村泉域的东部边界，太原市水科所曾在国家“七五”57项科技攻关项目中对其作了研究，引黄调控作了进一步研究，认为棋子山地垒，兰村—东丐边山断裂带与东边山断裂带在西张盆地的东北角交汇复合，形成一个岩溶水强富水区，棋子山东西两侧的岩溶水水力联系强烈，兰村泉域的东部及东南边界应为东山背斜，枣沟水源属兰村泉域。从可开采量的评价结果来看，兰村泉域岩溶水1980—2000年平均可开采量3.49m3/s，而实际开采量高达4.71m3/s，超采量1.22m3/s，属严重超采区。4.3.3 太原盆地区孔隙水

该区孔隙水自20世纪80年代以来一直处于严重超采状态，水位平均以每年3m的速度下降，形成以西山矿务局汾河水源和六水厂为中心的水位下降漏斗，第二承压含水层处于半疏干状态。随着漏斗的迅速扩大和加深，东边山北营地区第二承压含水层已被疏干，超采量随之减少。此次分析评价的结果是：西张盆地区平均可开采量5878万m3，而实际开采量7452万m3，超采1574万m3；中心区平均可开采量 4062万m3，而实际开采量5440万m3，超采1378万m3；晋源区平均可开采量2050万m3，而实际开采量 2365万m3，超采315万m3；小店区平均可开采量3141万m3，而实际开采量4657万m3，超采1516万m3；清徐县平均可开采量3803万m3，而实际开采量3893万m3，超采90万m3；盆地区共计超采4873万m3，与区内的开采现状相吻合。