运城市地下水漏斗区现状及治理措施探析

姚 亮

(山西省运城市水文水资源勘测分局，山西 运城 044000)



运城市地下水漏斗区现状及治理措施探析

姚 亮

(山西省运城市水文水资源勘测分局，山西 运城 044000)

运城市位于山西境内，生活及工业水全部为地下水，随着社会经济发展和人口不断增加，各地区用水量大幅度增长。历年来地下水严重超采导致出现地下水漏斗现象，地下水位下降，引起地面沉降等地质灾害问题。本文对运城市地下水下降规律、地下水漏斗区范围、漏斗区中心水位及面积变化规律进行分析，提出通过地表水源替代、增加地下水补给量、节水灌溉和加强漏斗区日常管理等措施，减小地面沉降，保护地面建筑，保证人民生产生活的正常开展。

地下水；超采；漏斗区；地面沉降

随着社会经济的发展和人口不断增加，用水量也大幅度增加。据水利有关部门调查，运城市本地水资源匮乏，年际变化大，且分布不均匀等特点，常年农田灌溉、居民用水等造成该市出现地下水漏斗区现象，造成地下水位大幅度下降，势必造成该市出现地面沉降、水资源枯竭、地下空洞等地质环境问题。因此，研、、分析出现的原因，提出阻止地面沉降的补救措施，保障人民生活正常运行，保护地上建筑物等都具有重要意义。

1 运城市概况

1.1 地形地貌

运城市位于山西省境西南部，总面积14 233 km2，该地区地形较为复杂，且具有明显的高差变化，海拔最高为2 321.8 m，自北向南有吕梁山系、汾浍谷地、涑水盆地等、黄河谷地等[1]。

1.2 水文气象

运城市地属暖温带半干旱季风气候，受季风气候的影响春季温暖少雨，夏季高温降水量大，秋季气候温和，冬季盛行偏北风，干冷。运城市水系属黄河流域，过境河有黄河、汾河；境内有白沙河、毫清河等大小20余条。该地区内湖泊较多，湖水水体面积较小，且为苦硝水，盛产盐和芒硝[2]。

2 水资源利用现状

2.1 水资源总量

根据运城市第二次水资源评价成果，全市自1956年以来，平均水资源总量约为133 362万 m3，其中：河川径流量为58 690万 m3，地下水降水入渗补给量99 931万 m3，河川基流量为25 259万 m3。根据2006年运城市人口及耕地面积，人均拥有水资源量266 m3，亩均占有量168 m3。

2.2 水资源可利用量

据统计，运城市水资源利用率较高，约为80 916万 m3，其中地表水占30%，地下水占70%。水资源可循环利用量约为9 661万 m3(其中矿化度≥2 g/L为2 227万 m3)。全市水资源可利用率为60.7%。

2.3 水资源供需状况

运城市人口、工农业生产总值、水资源用水量1984年分别为381.4万人、114.41亿元、6.99亿 m3，2002年增长为488.5万人、194.4亿元、11.98亿 m3。

近年来，运城市人口增长速度加快，经济得到快速发展，工业用水、农业用水以及居民用水量急剧增加，造成水资源供需矛盾加剧。具体体现在：供需水量不平衡，需水量增长速度远远大于供水量的速度；在工农业发展区域，用水量较其他地区大，两者之间的矛盾尤为突出；急剧增加的人口加速了水资源恶化的进程，严重制约着地下水资源的增加。

3 运城市地下水漏斗区现状

地下水资源过度开采，容易导致大范围地下水位的下降，周围水位高的地下水容易流入到水位低处，从而出现漏斗现象。漏斗现象容易使地面建筑产生不均匀的沉降，建筑物发生下陷、倾斜、倒塌等现象，威胁人们的生命财产安全。若含盐和硝量大的地区出现漏斗现象，其更容易发生倒灌的地质灾害。

3.1 地下水漏斗区形成的原因

地下水过度开采，使地区多个区域出现超采现象，超采区经长时间的地下水流动以及周围地表水的渗入，形成大的地下水漏斗区域。为了更清晰的分析地下水漏斗现象，以涑水盆地为例分析其形成原因[3]。涑水盆地是山西省重要的粮棉生产基地，粮棉灌溉所需水资源主要来自地下水。由于上层浅层水水质较差，不宜作为农灌水源，故盆地中深层水为主要开采层位。表1所示涑水盆地的漏斗形成过程。

表1 运城市涑水盆地漏斗演变过程统计表

3.2 地下水漏斗区的范围

中深层地下水是运城市工农业及城镇生活用水的主要水源，多年来由于大量掠夺式开采，夏县-盐湖区-永济一带已经形成永久性的地下水下降漏斗。据2015年运城市中深层地下水年末水位等值线图分析，涑水盆地形成了一个310 m水位闭合圈的降落漏斗，漏斗区的分布和范围与上年基本一致，分布在夏县裴介-盐湖区城区-永济一带。

图1 涑水盆地漏斗中心水位年际变化图

图2 涑水盆地漏斗区中心面积年际变化图

图3 历年漏斗剖面图(长轴方向)

图4 历年漏斗剖面图(短轴方向)

3.3 涑水盆地漏斗区现状

据统计，涑水盆地漏斗区目前处于波动性阶段，虽然有关部门采取相关措施减小漏斗区，但是每年的变化依然是较大的。如图1和图2所示漏斗中心水位年际变化图和面积年际变化图。由图可见，涑水盆地漏斗中心水位基本呈上升趋势，相应的，漏斗面积历年来基本呈下降趋势。

2015年末运城市地下水下降漏斗面积为1 466 km2(310 m等水压线圈内面积)，比上年末漏斗面积1 512 km2缩小了77 km2。漏斗区水位较上年有所回升，升幅为0.69 m。2015年末漏斗中心水位为259.11 m(运城城区)，年初水位为257.35 m，漏斗中心水位回升幅度较大，与上年相比变幅为1.77 m。2015年运城市地下水位降落漏斗统计表见表2。

运城市中深层承压水下降漏斗水位变化剖面图见图3和图4。从2010年开始，由于运城城区一带压采关井，夏县墙下一带农业灌溉持续开采地下水，致使漏斗中心最低水位向东偏移至夏县墙下一带。

4 地下水漏斗区治理措施

4.1 地表水源替代

4.1.1 引黄工程

近年来扩建的引黄工程途经运城，为了实现对地下水源的置换，使超采地下水的相关井灌区利用地表水源，同时减少城区地下水开采。出现漏斗现象的地区可以采用地表水向地下水回灌的方法来提高地下水位。

4.1.2 污水处理回用

可再生水资源是替代地下水资源的途径之一，建立可循环的污水处理系统，对生活用水、工业废水等资源进行物理、化学处理，多次过滤并去除有害物质，供给居民生活、农业灌溉等用途，这一方法能够有效地减小地下水开采量，提高地区经济发展水平。

表2 2015年运城市地下水位降落漏斗统计表

4.2 增加地下水补给量

4.2.1 增加地表水的储存量，改善生态环境

通过拦蓄降水，引水入庆，雨洪资源利用等方法，增加区域地表水资源量，逐步改善区域气候特征，应用生态修复技术，逐步恢复植被，改善区域生态环境。

4.2.2 人工回灌地下水，逐步恢复地下水位

出现漏斗现象的地区地下水位明显下降，地表建筑物出现明显地不均匀沉降，一般可以采用地下水回灌的方法提高漏斗地区地下水位，保证居民生活正常进行。地下水回灌包括天然回灌和人工回灌，人工回灌建立回灌设施，渗滤速度较天然回灌更快。

4.2.3 限采和禁采

根据地下水评价结果，依据地下水开采量小于等于补给量原则，对超采区有计划的限制开采或禁止开采。

4.3 节水灌溉

强化农田灌溉管理，大力提高灌溉水的有效利用率，摒弃大水漫灌的模式，改进沟畦技术，发展喷灌 、微灌，提高天然水的利用率，与非水利措施相结合，发挥多种措施的综合效益。

4.4 加强日常管理

4.4.1 加强并完善取水许可制

水务局、水利厅等水利行政主管部门需加强并完善取水许可制度，严格执行各行政方案。地下水利用量较大的建设项目，在施工之前必须得到水利行政机关许可证明，作为取水申请审批的必备条件；完善计划用水管理制度，根据开采计划和压缩目标，设置地下水开采计划，签订目标责任状，落实到每个取水单位。增加地下水监测力度，改进创新监测系统，定期对用户及单位用水量检查，避免用水单位过度开采地下水和浪费水资源。

4.4.2 完善地下水监测

适当调整监测井数量和监测点密度，使监测站网的布设更加科学合理，并适时监测地下水水质、水位等要素，为超采区的地下水管理，制定限采方案提供依据。

4.4.3 运用经济措施，强化地下水管理

加大地下水资源费的征收力度，实行计量收费。对超计划取水单位可以实行加价收费，并扣除下一年取水计划的监管措施；城市供水管道覆盖区域，提高自备井的税收，降低自来水的成本造价，使城市供水单位的水源更多地取自地表水，并高于外来水的运输、加工等成本，利用经济手段促进城市水源结构的优化和城市自备井关停与地下水限采工作。

5 结语

漏斗区地下水的管理与保护是一项既传统又全新的事业，是一个不断发现问题、解决问题的过程，又是不断总结、积累的过程。地下水超采是运城市开发利用水资源保护的主要问题，过度开采导致漏斗现象的发生，给地面建筑、居民安全等造成严重危害。应当加强地下水的管理、密切联系群众积极保护水资源，大力宣传超采地下水引起的危害等工作，提高居民保护水资源的意识。

[1]杨烨，卢莉莉.运城市水资源现状和存在问题及其政策[J].山西水利科技.2005,3:38-40.

[2]陈兴忍. 运城市地下水环境问题及保护对策[J].地下水.2008,30(6)：100-101.

[3]孙孝波，孙珂，翟朋云，等.地下水漏斗区形成机理研究[J].地下水.2012,34(4)：29-30.

[4]程功.大庆市地下水漏斗区治理建议[J].黑龙江水利科技.2014,12(4)：283-284.

[5]周志祥，等. 地下水水位降落漏斗演化特征与控制[J].油气田地面工程.2007,26(11):6.

2016-12-27

姚亮(1982-)，女，山西临猗人，助理工程师，主要从事地下水动态监测与分析工作。

P641.8

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1004-1184(2017)03-0057-03