内蒙古自治区地下水资源调查评价历史沿革和现状研究

熊海钦　田滨　丁楠　赵薇

[摘要]通过收集内蒙古自治区1981～1983年（第一轮）、2001～2003年（第二轮）地下水资源评价资料及2010年以来全区各旗县水文地质调查、区划、详查报告，对数据进行分析对比取得相应水文地质参数，进行地下水资源区划分，结合2020年气象、开采量、山区径流量、灌溉量等数据计算出2020年全自治区地下水资源量325.5098×108m3／a，地下水可开采资源量为138.546×108 m3／a。并与水利部门水资源评价进行了合理性对比分析。

[关键词]内蒙古；地下水；资源评价；地下水资源区

水资源是实施山水林田湖草沙一体化保护和系统治理的关键因素。以我国陆域国土空间范围内的所有水体（液态水和固态水、淡水和咸水、地表水和地下水）为调查对象，从自然资源角度开展调查，主要任务包括水域空间调查、水储存量调查、水资源量调查、水资源质量调查、年度变化调查、水资源专题调查评价等。开展水资源基础调查，为国民经济和社会发展、生态文明建设及自然资源管理提供基础信息支持。为内蒙古自治区打造祖国正北方亮丽风景线，水资源基础调查-作高质量发展势在必行。

1 研究背景

随着人口数量不断增长，对水资源的需求量与日俱增，水资源短缺已成为全球范围内有待解决的重要问题。习近平总书记提出“要坚持以水定城、以水定地、以水定人，把水资源作为最大的刚性约束，合理规划人口、城市和产业发展，坚决抑制不合理用水需求。”依法开展自然资源统一调查监测工作，查清我国山水林田湖草等各类自然资源家底是自然资源部重要举措，其中地下水是水资源的重要组成部分，也是人类赖以生存和发展的必要条件。是内蒙古自治区绝大部分城市、工矿企业及农牧业发展的主要供水水源，甚至是唯一水源。而有效的开发利用地下水资源，必须对地下水资源进行准确评价。

2 历史沿革

全区第一轮地下水资源评价工作于1981年至1983年完成，历时近三年。通过搜集中华人民共和国成立后30年内蒙古自治区的水文地质勘察成果和科研成果，分析研究全区水文地质条件，计算了全区浅层地下水的天然补给资源量及可开采资源量，并提出了不同地区对水资源合理开发利用意见。

第二轮地下水资源评价工作于2001～2003年完成，历时也近三年。在第一轮地下水资源评价工作的基础上，利用建国50年来的地下水资源勘察研究成果，特别是利用了全区1：20万区域水文地质普查及20年来的不同地区较大比例尺的农田供水、城市供水、工厂（矿区）水资源勘察新成果。对第一轮地下水资源评价中的一些参数进行了调整，并采用数值法等方法进行評价。并且按盟市完成了地下水资源评价。分析预测2010年、2030年地下水资源量的变化趋势和开发利用前景、地下水开采潜力和地下水开采利用保证程度。

3 现状研究

3.1 现状背景

第三轮地下水资源评价工作于2020年开始，2020年6月16日中华人民共和国自然资源部下发《自然资源调查监测司2020年工作要点》的涵（自然资调查函[2020]12号），其中第三项工作任务为《全国地下水资源评价》，由中国国土勘测规划院牵头，中国地质调查局技术牵头，省级自然资源主管部门分工负责。此次工作系统整理了内蒙古自治区已有的水文地质钻孔资料，结合国家地下水监测工程勘探空格资料，系统收集整理内蒙古自治区2000～2020年以来开展的大量地下水资源勘查与区划、流域、盆地水文地质调查详查报告、气象、地下水监测、水资源公报、统计年鉴等资料，细化地下水分区并和评价单元，建立水文地质概念模型，更新评价参数，评价地下水资源量，形成内蒙古自治区地下水资源评价年度成果。目前为止地下水资源周期性评价正在进行中。

3.2 自然地理

内蒙古自治区地处祖国北部边疆，东与黑龙江、吉林、辽宁三省接壤，南与河北、山西、陕西、宁夏相连，西与甘肃为邻，北与蒙古、俄罗斯两国交界。自治区东西长约2500 km，南北宽约1700 km，总土地面积为118.3×104 km2，占全国土地总面积的12. 3％。

内蒙古自治区地域辽阔，东西长，南北窄。大部分地区属于温带大陆性季风气候。大兴安岭北段属于寒温带大陆性季风气候，巴彦高勒以西属于暖温带大陆性季风气候。冬季由11月至次年3月，长达5个月，夏季6～8月，春、秋季为过渡性季节，分别为4～5月和9～10月。具冬季漫长多严寒，夏季短促而温热，春季干旱多大风，降水集中，蒸发强烈等特点。

3.3 地下水资源区划分原则

（1）地下水系统应具备相对完整的地下水补给、径流、排泄特征；

（2）地下水资源一级区原则上与地表水资源一级区和大型内流盆地划分保持一致；

（3）地下水资源二级分区以地下水集水盆地兼顾不同尺度流域和区域水文地质特征进行划分；

（4）地下水资源三级分区则在二级的基础上，将集水盆地周边山丘集水区和地下水平原汇流区划分开来；

（5）结合次级流域、含水层水文地质特征，在三级分区的基础上划分地下水资源四级分区。

3.4 地下水资源分区

根据地下水资源分区原则及命名方式，本次评价工作将全区划分为6个地下水资源一级区，13个地下水资源二级区，34个地下水资源三级区。

3.4.1 松花江流域地下水资源区

位于内蒙古自治区东北部。东以嫩江为界，西以中蒙边界的巴彦乌拉山为界，南侧以霍林河南部的分水岭为界，西北大部以额尔古纳河为界。南、西为隔水边界，西北部的额尔古纳河、东部的嫩江及其以南为排泄边界。

3.4.2 辽河流域地下水资源区

位于自治区东南部，北为霍林河南侧的分水岭，西部为大兴安岭之南段，以分水岭为界，南部为燕山山脉东段，以七老图山、努鲁尔虎山分水岭为界，东部为西辽河平原。北、西、南为隔水边界，东部为排泄边界。

3.4.3 海河流域地下水资源区

主要包括海河上游阴山山地东端南麓饮马河、后河流域丰镇山地丘陵和滦河上游闪电河流域多伦山地丘陵。占自治区面积较小，东、西、北均为自然分水岭，为隔水边界，南为排泄边界。

3.4.4 黄河流域地下水资源区

位于内蒙古的中西部，黄河自西南转向东流经该区，也将该区划分为了两大部分。黄河北岸，为河套平原及阴山山地，南岸则为主要为鄂尔多斯高原及库布其、毛乌素两大沙漠。该区北部以阴山山脉分水岭为界，东部以辉腾梁分水嶺为界，西则以桌子山为界。西、北、东为隔水边界，南为排泄边界。

3.4.5 河西走廊及北山地下水资源区

位于自治区最西部，行政区为阿拉善盟。北至中蒙边界，西北以北山山地分水岭为界，西南以合黎山、龙首山分水岭为界，东南有贺兰山相隔，东以狼山为界，基本上是四面环山，除额济纳河等少量河谷外，为隔水边界。

3.4.6 内蒙古高原地下水资源区

位于自治区中北部地区，东南以大兴安岭南段分水岭为界，西南以阴山山脉分水岭为界，北部以中蒙边界的低山、丘陵为界，西界与阿拉善高原相接，为内陆水系。

3.5 评价方法

评价区域主要分为平原区和山丘区。平原区松散岩采取补给法，山丘区采取径流模数法。

3.5.1 平原区地下水资源

平原区运用补给法计算资源量：

（1）降雨入渗补给量

Q降=100·F·α·X

式中：Q降—大气降水入渗补给量（×108 m3/a）；F—入渗补给区面积（km2）;α—大气降水入渗系数；X—年降水量（m）；

（2）山前地下水侧向补给量采用达西公式

Q侧=L·M·I·K·sinα·365/10000

式中：Q侧—地下水侧向径流排泄量（×104m3/a）；L—计算地下水径流断面长度（m）；M—含水层厚度（m）；I—水力坡度；K—含水层渗透系数（m/d）；α—地下水流线与计算断面间夹角（°）。

（3）地表水灌溉回渗补给

Q灌补＝β·Q灌；

式中：Q灌补—灌溉回渗量（×104 m3 /a）；Q灌—灌溉引地表水量（×104 m3/a）；β——灌溉回渗系数。

（4）河水侧渗补给量采用达西公式

Q河=1·M·I·K·sinα·365/10000

式中：Q河—河流侧向补给量（×104 m3/a）；L—补给断面长度（m）；M—含水层厚度（m）；I—水力坡度；K—含水层渗透系数（m/d）；α—地下水流线与计算断面间夹角（°）。

（5）水库渗漏补给量

Q库补＝δ·Q库；

式中：Q库补—水库渗漏入渗量（×104 m3）；Q库—水库多年平均库容（×104 m3）；δ—水库渗漏系数；

（6）地下水灌溉回渗补给量

包括井灌渠系入渗补给量与井灌回归补给量。

井灌渠系入渗补给量是利用地下水灌溉地区，渠系渗漏补对地下水的补给量。

Q井渗=Q渠损-Q渠系蒸发

Q渠损=Q·1-η）

式中：Q井渗—井灌水渠道渗入补给量（×108m3 /a）；Q渠损—渠系损失水量（×108 m3/a）；Q渠系蒸发—渠系行水期间水面蒸发量（×108 m3 /a）；Q—井灌开采量（×108 m3/a）；η—渠系有效利用系数。

（7）井灌回归补给量指开采地下水进行灌溉的田间回渗量

Q回渗=Q井灌·η·β

式中：Q回渗—井灌田间入渗补给量；Q井灌—农业井灌溉量；η—有效利用系数；β—灌溉入渗系数。

通过绘制内蒙古自治区降雨等值线分区图、降雨入渗系数分区图上传至地质云平台子区计算得到2020年内蒙古自治区降雨入渗补给量260.33×108 m3/a，通过绘制内蒙古自治区地表水农田灌溉量分区图和灌溉回渗系数图上传至地质云平台子区计算得到灌溉入渗补给量：313603×104 m3 /a，并通过收集资料得到全区河水侧渗入渗量：8654×104 m3/a，井灌回归补给量：37100×104 m3/a，水库渗漏量：900×104 m3/a。经计算：平原区天然补给地下水资源量总计：2963559×104 m3／a。

3.5.2 山丘区地下水资源

山丘区地下水资源量运用排泄法、径流补给模数法计算：通过收集自治区地下水资源区划报告提取了各个盟市、旗县的山丘区径流补给模数，经计算，山丘区地下水资源量总计：291538.64×104 m3／a。

经计算全区2020年天然补给资源量合计325.5098×108 m3／a（表1）。

3.6 对比分析

由于计算年降雨量相对较大，降雨入渗补给量增大，从而增加了全区地下水天然补给资源量；同时，与二轮项目比增加计算了沙漠地区的地下水资源量和黄河灌区地表水灌溉回渗量，致使本次计算全区地下水天然补给资源量较以往年大（表2）。其中，松花江地下水资源区、辽河地下水资源区和海河地下水资源区计算结果偏小原因是划定地下水评价单元时对主要河道、沟谷未进行细分，全部划分为山丘区，在利用地质云平台计算降雨入渗时并未计算其相应面积；相反，在计算黄河流域地下水资源区资源量时，基岩山区没有细化，全部划为了平原区，大面积松散岩降雨入渗，且增加了黄河灌溉入渗补给量，导致评价结果与二轮相比偏大。

4 结论及建议

4.1 结论

内蒙古自治区2020年地下水天然补给资源量为325.5098×108 m3／a，地下水可开采资源量为138.546×108 m3／a。按地下水资源区可分为松花江流域地下水资源区、辽河流域地下水资源区、海河流域地下水资源区、黄河流域地下水资源区、河西走廊及北山地下水资源区、内蒙古高原地下水资源区六个地下水资源区，其天然补给资源量分别为61.2067×108 m3／a、52.2985×108 m3／a、0.5257×108 m3／a、119.8965×108 m3／a、55.2399×108 m3／a、36.3425×108 m3／a；可开采资源量分别为30.7036×108 m3／a、24.2244×108 m3／a、0.3797×108 m3／a、50.2250×108 m3／a、16.5720×108 m3／a、16.4413×108 m3／a。

4.2 建议

（1）进一步完善地下水资源年度评价机制，建立快速评价的技术方法体系，提高地下水资源评价相关资料的收集效率，形成制度化的资料共享机制。

（2）由于国家地下水监测工程井点在部分地区分布密度较低，影响了评价精度。

（3）由于内蒙古自治区城市和经济的发展，下垫面更改和土地三调数据的更新，需要重新绘制基础图件，从而更加精细化地完成地下水资源周期性评价。