内蒙古武川县地下水开采与灌溉引起的环境地质问题

秦冬时 夏 伟 原年福

内蒙古自治区地质调查院 呼和浩特 010020

武川县地下水开采可分为集中开采与分散式开采，集中开采主要为可镇与经济开发区供水，分散式开采分为农业灌溉分散式开采和人畜饮水分散式开采，开采区多位于人烟相对稀少的农牧业区，地下水开采不会对人口集中的城镇或工矿企业产生诸如地面沉降、地裂缝等环境地质问题，鉴于当地地质地貌条件，也不会产生土地沙化问题。地下水水质普遍良好，不会产生由于开采引发的劣质水入侵等问题。地下水开采与灌溉引起的环境地质问题主要表现为地下水位下降与沟谷潜水含水层的局部疏干，部分地区存在地下水污染问题。

一、地下水位下降

地下水位变化的参照数据采用1972年内蒙古自治区水文队实施的《1∶10万武川县农田供水水文地质勘查》成果中的钻孔水位资料，在具体开展调查时因当时施工的钻孔大多已填埋、损坏，少量现今仍在使用的钻孔也因孔口封闭或孔内障碍物阻挡而无法测量水位，因此选择与当时施工钻孔相邻或相近的本次勘探钻孔或调查的水井点与原钻孔比较，并结合调查访问确定地下水位的下降程度。

由于灌溉面积的逐年扩大，无论在沟谷区还是盆地区，武川县全境均不同程度存在地下水位下降问题，只是下降程度有所不同。

1.沟谷潜水区

（1）水位下降较小区

现有沟谷区水浇地面积及人口数量较历史时期均有明显增加，沟谷区潜水开采量逐年增大，因此水位存在普遍下降现象，表现为六七十年代沟谷内有常年地表流水，地表水水位与地下水水位虽互有高下，但基本一致，如今河床多呈干枯状态，地下水水位大多位于地表以下，历史时期泉点分布比较多，而现状条件下泉点很少，流量较小的泉已不复存在。沟谷区水浇地多呈条带状分布于沟侧，分布面积有限，不十分集中，多数地段水位下降有限，据调查，多数沟谷区地下水水位较历史时期下降1.0m～1.5m。平均下降速率为2.44cm/a～3.66cm/a。

（2）第四系含水层局部疏干区

塔布河下游的双玉城一带，与达茂旗相邻，属于二份子乡境内，为武川县主要的农灌区之一，开采层位为第四系沟谷松散层与白垩系固阳组碎屑岩混合含水层。其水量相对较丰富，灌溉面积较为集中，井深多为40～60m，井管多为内径0.3m的水泥井管，抽水设备为20m3/h～40m3/h的潜水泵。据ZK8、ZK9号勘探钻孔资料，第四系松散层厚度为8.00～9.40m，水位下降严重，沿沟谷方向约8.5km长度范围内，第四系含水层已基本疏干，沟谷宽度1.3km～2.6km，疏干区面积约19km2，为小型超采区。据野外调查，与1972年历史水位比较，水位下降约为6m，平均下降速率为14.63cm/a。

2.武川盆地

盆地外围水量相对贫乏，水浇地稀少，水位下降不明显。在盆地内部水量相对丰富区，农灌面积大且农灌井分布较密集，过量开采造成水位下降问题较为突出，主要有下述三个地带。

（1）上秃亥水位下降区

位于武川盆地西北部羊行——小麻迷兔一带，属于上秃亥乡境内，为武川盆地内主要的农灌区之一，开采层位为白垩系固阳组碎屑岩含水层，井管多为内径0.3m的水泥井管，抽水设备为30m3/h～50m3/h的潜水泵。水位下降表现为七八十年代打的机井井深多为70～80m，这一时期施工的机井，现今大多已废弃，九十年代打的机井井深多为80～100m，现今在农灌期勉强间歇使用，而近些年打的机井井深多为100m～120m，当地多数民井在农灌高峰期多呈现干枯状态。据野外调查，下降区中心所在的三义元一带较1972年水位下降约19m，平均下降速率为47.50cm/a，超采区面积约为101km2，属中型一般超采区。

（2）耗赖山水位下降区

位于武川盆地东北部耗赖山——召底一带，与四子王旗相邻，属于哈乐镇境内，为武川县主要的农灌区之一，开采层位为新近系与白垩系碎屑岩含水层，地下水开采用于农业灌溉，井管多为内径0.3m的水泥井管，抽水设备为30～50m3/h的潜水泵。水位下降表现为二、三十年前打的机井井深多为40m～60m，这一时期施工的机井，现今已很少能使用，而近些年打的机井井深多接近100m，当地的部分浅民井在农灌高峰期多呈现干枯状态。据野外调查，下降区中心所在的黑石楞一带较1972年水位下降约11m，水位平均下降速率为27.50cm/a，超采区面积约为66km2，属小型一般超采区。

（3）三圣太水位下降区

位于可镇西北减河子——唐房——王家九号一带，属于可镇境内，开采层位为白垩系固阳组碎屑岩含水层，地下水开采用于农业灌溉，井管多为内径0.3m的水泥井管，抽水设备为40m3/h～60m3/h的潜水泵。水位下降表现为二三十年前打的农灌井尽管部分现在仍在使用，但水量已大幅减少，数次更换扬程更大的水泵，如上世纪80年代的农灌井水泵扬程一般在50m左右，现在普遍为60m左右。下降区中心所在的三圣太一带较1972年水位下降约13m，水位平均下降速率为32.50cm/a，超采区面积约为41km2，属小型一般超采区。

（4）集中供水水源地

武川县集中供水水源地主要以可镇与经济开发区为服务对象，经济开发区供水目前以开采枪盘河潜水及开发区附近基岩裂隙水为主，因需水量相对较小，尚未产生严重的潜水位下降或含水层疏干。位于可镇以北约9km的六号水厂，于2002年开始为可镇供水，一直至今，因长年连续开采，又因近些年随着土地使用权流转，发展规模化农业种植，在水源地周边甚至内部开发了众多的水浇地，开采量大幅度增加，地下水位下降明显，具体表现为最早施工的供水井，出水量已明显衰竭甚至停用，在旧有水源地外围东侧新施工了供水井。可镇供水详查项目中施工的水源地中心观测孔位于1972年施工的WZ09号钻孔西南侧35.68m，中心观测孔2013年水位较WZ09号钻孔1972年水位下降1.93m，下降幅度不大，但鉴于旧有供水井的表现，在水源地西部地下水水位应有较大幅度的下降，目前尚无条件查清其下降幅度。

综上所述，武川盆地外围水量贫乏，耕地大多为旱地，水浇地稀少，地下水位下降不明显。盆地内部水量较丰富，水浇地分布众多，农灌井较为集中，不同程度存在过量开采现象，地下水水位下降较为严重。

二、地下水污染

1.地下水污染现状

武川县地下水水质普遍良好，不会产生由于开采引发的自然劣质水入侵问题，但开发利用地下水后产生的废水对下游地下水的局部污染还是存在的。主要表现为：①枪盘河支流昆都仑河下游段是可镇生产生活污水排放区，地下水受到一定程度的污染，水质较差，水化学类型为HCO3·Cl·SO4-Na型水，矿化度1.20g/L，F-含量1.20mg/L。②卯独沁河大豆铺河段，受数家淀粉厂加工废水排放影响，水质较差，矿化度为1.12g/L，水化学类型为Cl-Ca.Mg型水，NO3-含量明显增高达到440.45mg/L。③榆树店河下游受到铁矿选矿厂排污影响，水化学类型由上游的HCO3型变化为HCO3·SO4型。④武川经济开发区工业废水排放对下游沟谷造成一定程度污染，使下游水质变差，为矿化度大于1.0g/L的HCO3·Cl·SO4-Na型水。⑤在丘陵碎屑岩分布区，部分地段硝酸盐氮超标，超标样点NO3-含量为92.38 mg/L～286.00 mg/L，换算为以N计为20.86mg/L～64.58mg/L，应与农田施肥污染有关。

2.主要污染源

可镇人口与企业较为集中，并有进一步增加趋势，其产生的污水对下游地表水及地下水的污染是目前武川县的主要污染源，随着时间推移，污染范围逐渐向下游扩大，如为经济开发区供水的昆都仑水源地，六眼大口井中已有两眼因可镇污水污染可停用。可镇污水处理厂于2012年开始运行，近些年可镇排放的污水部分经污水厂达标化处理，但对已造成的污染进行恢复将是一个相当漫长的过程。

工业废水除可镇外，主要来自经济开发区工业企业，其排放的工业废水已对下游局部河谷产生了污染，另外各乡镇分散分布的淀粉厂、选矿厂、硅铁厂、腐殖酸厂等，亦会引起局部污染，比如淀粉厂，在秋春季加工淀粉季节，向河道排放高酸性的粉浆水和粉渣，造成了下游地下水的污染。开发区污水处理厂正在规划建设，待建成运行后，有望缓减并控制污染趋势。

农药化肥的污染也是造成污染的一个重要方面，在农业科技推广的同时，有效降低了农作物病、虫草害后，农民增产增收，但对土壤和地下水却造成了一定程度的污染。

3.地下水污染趋势

目前，随着水浇地面积的持续扩大，农药、化肥的使用量也在不断增加，由此引起的污染问题有加重之势。可镇污水厂的运行与开发区污水厂的规划建设，有望减缓或控制可镇及开发区污水对下游河谷的污染，使下游水质得到改善。