山西省地下水超采区范围的复核划分

王宏，邓安利，茹哲敏

（1.山西省水文水资源勘测局，山西 太原030001；2.中国地质大学，湖北 武汉430074；3.山西省东山供水工程建设管理局，山西 太原030001）

地下水作为城市生活和工农业生产的主要供水水源，在国民经济发展中具有举足轻重的特殊地位。但是多年来由于长期过量开采地下水，地下水位持续下降形成超采区，并引发地面沉降、地裂缝、含水层疏干、土壤沙化、水质恶化、泉水断流等诸多环境生态问题［1～5］，成为国民经济和社会发展的重要制约因素，地下水超采及其引发的环境问题是当今地下水资源开发利用中亟待解决的问题。

《中华人民共和国水法》对地下水的开发与保护提出了严格的控制要求。我省对控制地下水超采非常重视，自2000年第一次划分超采区并由省政府发布以来，省委省政府就治理地下水超采出台了许多办法和举措，兴水战略工程、地下水保护行动、大水网建设以及地下水位变幅纳入国民经济考核体系等，其目的就是减少地下水开采量，使地下水位止降回升，涵养和保护地下水，改善生态环境［6～8］。超采是一个时段地下水补给与开采不平衡的产物，随着超采治理以及补给与开采条件的变化，其范围与边界亦随之变化，为此，今年我省开展了地下水超采区范围的复核划分工作，旨在查清新时期地下水超采状况，为进一步实施严格控制地下水开采方案提供依据。本文仅就地下水超采类型、超采区范围复核划分的典型实例及应注意的有关问题进行分析研究。

1 地下水超采类型

根据地下水超采规模，可将地下水超采区划分为集中超采区、区域超采区及嵌套叠加超采区。

根据开发利用目标的含水层组，可将地下水超采区划分为孔隙水超采区、岩溶水超采区和裂隙水超采区。

孔隙水超采区：孔隙水含水层组是我省目前地下水最主要的开采层［8］，也是超采区分布最多的含水类型。地下水超采主要表现为水位下降幅度大、速率快，往往造成地面沉降、含水层产水量下降等环境地质问题。

岩溶水超采区：我省岩溶泉水具有泉水流量大、动态稳定、水质良好的特点，是城市生活及工农业供水重要水源［9，10］，在我省因过量开采出现岩溶泉域型超采区和岩溶泉域子系统超采区。

2 地下水超采区范围复核划分的典型实例分析

在考虑前次超采区划定成果以及现状用水条件的基础上，确定我省工作范围为中部盆地区、重点岩溶泉域和重点裂隙水水源地，以评价期动态资料、开采量资料和泉流量资料为依据进行超采区范围的划分。本次以太原城郊孔隙水超采区为典型实例对超采区划分进行分析。

2.1 划分标准与方法

2.1.1 标准

根据《地下水超采区评价导则》（SL286－2003）［11］有关要求及我省实际，在划分太原市地下水超采类型的基础上，以评价期（2001～2010年）年均水位下降速率、评价期末（2010年）地下水位等值线闭合漏斗为主要衡量指标，并按下述标准划分超采区：评价期内地下水水位呈持续下降趋势的区域，或多年超采已形成地下水降落漏斗的区域；在评价期末代表性水位等值线仍形成闭合漏斗；若评价期内水位年均下降速率大于1.0 m，划为严重超采区，其余为一般超采区。

2.1.2 方法

首先，绘制集中开采区评价期10年水位下降速率分区图，考虑近10年来降雨量偏少对地下水位的影响，按年均水位下降速率大于0.2 m的区域划分地下水超采范围。其次，在多年已形成水位降落漏斗的超采区，根据时段末代表性水位等值线，圈定漏斗范围，分析漏斗变化特征，由此再确定超采范围。第三，采用评价期初、末区域等水位线图对以上划分超采区进行校核分析。

2.2 划分过程

太原城郊地下水超采区属于嵌套叠加型孔隙水超采区，根据划分标准超采区划分过程如下：

（1）南部水位持续下降区：评价期10年地下水位年均下降速率见图1，以下降速率大于0.2 m·a－1的外包线为超采区边界，该范围内各观测孔的水位呈持续下降状态，如1号、2号长观孔2001～2010年末水位下降速率分别为0.54 m和0.96 m，见图2和图3，由下降速率图圈定超采区面积401 k m2，评价期该范围内地下水位平均下降速率0.55 m·a－1。

图1 太原市评价期地下水位下降速率Fig.1 Ground water table decline rate in evaluation period in Taiyuan city

图2 1号长观孔水位埋深动态曲线Fig.2 Water level depth dynamic curve of 1 long－observation well

图3 2号长观孔水位埋深动态曲线Fig.3 Water level depth dynamic curve of 2 long－observation well

（2）北部漏斗区：根据2010年末等水位线图（图4），本区为740 m水位闭合漏斗区。但根据评价期水位下降速率图，该漏斗区水位大部分呈上升趋势，仅有漏斗中心水位呈下降趋势，并不能成区域，但此时仅以上述下降速率图来判断超采范围忽视该漏斗的话，超采范围就明显小了很多。

该漏斗区自1965年形成以来漏斗面积不断扩大，由最初的十几平方公里到90年代末400多平方公里，同时漏斗中心水位不断加深，水位降深近百米，下降速率最快达到2～3 m·a－1。近年来由于太原市采取关井压采等多项地下水保护措施，使漏斗范围内地下水位自2003年以来逐步恢复，尤其北部地区地下水位恢复速率最大可达5～6 m·a－1，如3号长观孔2001～2010年末水位上升速率达5.44 m·a－1，见图5。漏斗中心已逐步呈南移趋势，90年代以杏花岭区坊山府为漏斗中心，而如今中心已南移至小店区的肉联厂一带，如4号长观孔2001～2010年末水位下降速率为1.18 m·a－1，见图6。该漏斗是由于长期超量开采地下水形成的水位降落漏斗，上世纪八九十年代漏斗扩展速度非常快，自2003始漏斗面积逐步缩小，但该区仍处于非稳定状态，因此，理应将其划分为超采区，以2010年末740 m等水位线闭合漏斗区为划分依据，圈定北部漏斗面积190 k m2为超采区范围。

图4 太原市2010年末地下水等水位线Fig.4 Ground water level at the end of 2010 in Taiyuan city

图5 3号长观孔水位埋深动态曲线Fig.5 Water level depth dynamic curve of 2 long－observation well

图6 4号长观孔水位埋深动态曲线Fig.6 Water level depth dynamic curve of 1 long－observation well

根据以上分析，以地下水位下降速率为主要划分依据，考虑多年抽水形成的地下水位降落漏斗区及近几年水位变化趋势，最终确定太原城郊地下水超采区范围见图7，本超采区包括两部分，即北部漏斗区和南部水位持续下降区，划分超采区面积约579 k m2，均为一般超采区。

图7 太原城郊地下水超采区分布Fig.7 Patitionmap showing Taiyuan suburb underground water over－exploited area

3 超采区划分应注意的问题

地下水超采有漏斗型和非漏斗型超采。在集中供水水源地，由于补给充沛即使长期抽水形成水位降落漏斗，也是处于动态平衡的稳定状态，不能将其当作超采，因此判别漏斗型超采很重要的一点就是多年开采、水位持续下降、漏斗扩展、处于非稳定状态，如上述划分的太原城郊超采区，其北部漏斗区为多年超量开采形成的降落漏斗，虽有恢复趋势，但仍处于非稳定状态，且漏斗中心水位持续下降，因此，将其划分为漏斗型超采区是客观的。而在我省某些山前洪积扇富水地带，由于地下水水力坡度大，超采区并没有出现水位降落漏斗，往往形成簸箕状水位线，地下水仍旧向下游径流排泄，如我省晋中榆太祁超采区就是典型的非漏斗超采区。

因此，在超采区划分的实际操作过程中应注意，地下水超采不一定形成水位降落漏斗，出现水位降落漏斗不一定就超采。

4 结论

本次全省地下水超采区范围的复核划分成果与2000年相比，可以发现，部分超采区局面得到扭转，如太原市和临汾尧都区孔隙水超采区比2000年面积均缩小40%，说明政府采取的关井压采、汾河复流等工程措施和考核地下水位变幅的管理措施对地下水资源条件的改善和水位的恢复起到了明显效果；而未采取措施的其它地区却有加重之势，如晋中、吕梁和运城市比2000年超采区面积分别增加40%、50%和20%；洪山泉域和郭庄泉域岩溶地下水超采亦日趋严重。通过本次超采区划分，可以看到通过加大对超采区的治理完全可以实现地下水位的止降返升和有效涵养地下水，因此，建议尽快完成禁采区和限采区的划分，针对性地制定控制和管理措施，建立高效监督管理体系，为实施最严格的水资源管理提供服务。

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