呼和浩特地區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化特征及影響因素分析

暢利毛

(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

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呼和浩特地區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化特征及影響因素分析

暢利毛

(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

結(jié)合地下水動(dòng)態(tài)分析得出呼和浩特地區(qū)地下水水位變化的主要影響因素為大氣降水和人工開采地下水，在平原區(qū)南部潛水埋藏較淺的區(qū)域，氣溫變化和蒸發(fā)作用對潛水動(dòng)態(tài)有一定的影響；該地區(qū)潛水水位總的呈現(xiàn)出區(qū)域性的下降趨勢，且具有明顯的水平分帶及地區(qū)性時(shí)段差異，逕流開采型和滲入開采型為目前該地區(qū)主要的地下水動(dòng)態(tài)類型；承壓水水位呈現(xiàn)多年持續(xù)下降狀態(tài)，年下降幅度逐漸增大，地下水流向也由原來的由北向南改變?yōu)橛杀睎|向西南。

地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測；地下水位動(dòng)態(tài)變化；承壓水；潛水

地下水位動(dòng)態(tài)是指在自然和人為因素影響下，地下水水位隨時(shí)間的變化過程[1-3]。呼和浩特市開發(fā)利用地下水歷史較長，大規(guī)模開采是最近20～30年，地下水開發(fā)利用程度較高，是全國40個(gè)缺水城市之一[4]?，F(xiàn)狀條件下，地下水已處于超采狀態(tài)，水資源供需矛盾日益突出，地下水資源總量不足已成為制約城市發(fā)展的主要因素之一[5-6]。因此，研究分析呼和浩特地區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其特征，對合理開發(fā)地下水資源，發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)有著十分重要的意義。本文主要根據(jù)呼和浩特市2006～2015年具有代表性的地下水動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測資料對該地區(qū)孔隙潛水水位、承壓水動(dòng)態(tài)特征及其影響因素進(jìn)行分析，探究呼和浩特地區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，為合理利用地下水資源提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 地理位置

呼和浩特市地勢為東北高，西南低，海拔高程990～1 200 m，地形平坦、開闊，地勢坡降山前為6‰～20‰，平原區(qū)多在2‰以下，傾斜平原上部多由卵石、礫石、粗砂層組成， 大黑河沖湖積平原則由砂、粉質(zhì)粘土組成。本研究區(qū)選定在呼和浩特市中西部，包括城市中心規(guī)劃區(qū)，范圍為東起白塔車站，西至臺閣牧，北依大青山，南至白廟子鄉(xiāng)，包括城市規(guī)劃區(qū)、近郊及土左旗的部分鄉(xiāng)村，面積720 km2。

1.2 氣象與水文

研究區(qū)屬干旱半干旱大陸性氣候，寒冷干旱，降雨量少而集中，蒸發(fā)量大，晝夜溫差大；春季干旱低溫且多風(fēng)，夏季炎熱短促，冬季寒冷漫長，降水年內(nèi)分布不均；多年平均氣溫為5.8℃，多年平均降雨量為410 mm，多年平均蒸發(fā)量為1 770 mm；封凍期為5個(gè)月，最大凍土深度為1.5 m，無霜期135 d。

1.3 水文地質(zhì)條件

潛水含水組：由于所處構(gòu)造部位及地貌位置不同，含水層埋藏及分布差異很大，從山前沖積扇頂至扇前緣，從大黑河河道軸部向南北兩側(cè)，從大黑河上游至下游地段，含水層巖性顆粒由粗變細(xì)，厚度變薄，埋深變淺及富水性等都具有明顯的分帶規(guī)律。烏素圖斷裂東西兩側(cè)潛水水文地質(zhì)條件表現(xiàn)出明顯的差異，斷裂以東的扇裙帶含水層巖性多為卵石、礫石、粗砂，從扇頂至扇前緣，含水層顆粒由粗變細(xì)，含水層厚度從小于10～20 m，單位涌水量由100 m3/d·m增至500 m3/d·m，含水層埋深由大于40 m過渡到3～10 m。

承壓水含水組：埋藏與分布受古地理環(huán)境所控制，從扇裙帶到湖盆，即由北部向南或從東北向西南，巖相由沖洪積相過渡到湖相，含水層巖性由中粗砂漸變?yōu)榉奂?xì)砂，含水層由薄漸厚再變薄，由單層過渡到多層(3～5層)，扇裙帶單位涌水量一般為500～1 000 m3/d·m，湖盆單位涌水量一般小于500 m3/d·m，含水層頂板埋深由北部的40～50 m，漸增至南部的100～120 m，承壓水水位埋深由北部40 m過渡到南部的5～10 m。含水層厚度由東向西增厚，一般由20 m增至白廟子附近的100 m以上。

1.4 地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)特征

2 地下水位動(dòng)態(tài)變化特征

2.1 潛水水位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

2.1.1 潛水水位總的變化特征

呼和浩特地區(qū)潛水主要賦存于第四系上更新統(tǒng)～全新統(tǒng)(Q3～Q4)地層中，在地貌單元上又分為北部的大青山山前沖洪積傾斜平原中的潛水和南部的大黑河沖湖積平原中的潛水；大青山山前沖洪積傾斜平原中的潛水又由于其動(dòng)態(tài)特征的不同而劃分為山前傾斜平原上部、中部和下部。

呼和浩特的潛水位總的呈現(xiàn)出區(qū)域性的下降趨勢，且具有明顯的水平分帶及地區(qū)性時(shí)段差異。潛水位的變化以1965年為重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，1965年以前地下水水位動(dòng)態(tài)變化的主要影響因素為自然影響因素，即降水、地下逕流和蒸發(fā)，氣象及水文地質(zhì)條件占主導(dǎo)地位，水動(dòng)力特征基本為天然水動(dòng)態(tài)類型；1965年至今，由于人為開采因素影響加強(qiáng)，水動(dòng)力特征變?yōu)殚_采水動(dòng)態(tài)類型，特別是季節(jié)性農(nóng)業(yè)開采量的增大，潛水水位動(dòng)態(tài)明顯的呈現(xiàn)地區(qū)性差異和時(shí)段上的差異，逕流開采型和滲入開采型逐漸成為主要的地下水動(dòng)態(tài)類型。

圖1 測點(diǎn)H5地下水位動(dòng)態(tài)曲線圖

圖2 測點(diǎn)H97地下水位動(dòng)態(tài)曲線圖

圖3 測點(diǎn)H57地下水位動(dòng)態(tài)曲線圖

2.1.2 山前傾斜平原上部潛水變化規(guī)律

平原上部的潛水由于水位埋深較大，大氣降水入滲量很小而對潛水位變化影響甚微，地下水的補(bǔ)給源主要為來自北部山區(qū)的側(cè)向逕流。

1965年前該地區(qū)平原上部潛水埋深大于5 m，水力坡度為0.006～0.018，地下水水平運(yùn)動(dòng)占主導(dǎo)地位，地下水動(dòng)態(tài)類型為逕流型。水位主要受大氣降水及其強(qiáng)度控制，降水集中的時(shí)段，山區(qū)逕流量大，水位上升幅度。1965年后，由于人為開采量的增大，開采已成為地下水排泄的主要途徑，地下水動(dòng)態(tài)類型由原來的逕流型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檗熈鏖_采型。圖1為2006-2015年H5測點(diǎn)地下水位動(dòng)態(tài)變化曲線圖，該測點(diǎn)10年來地下水位下降達(dá)13.0 m，年均降幅約為0.8 m，且呈現(xiàn)出持續(xù)下降的趨勢。

2.1.3 山前傾斜平原下部潛水變化規(guī)律

山前傾斜平原下部潛水水位變化除受北部和東部的地下逕流補(bǔ)給外，大部地區(qū)水位埋深小于5 m，補(bǔ)給以大氣降水和側(cè)向逕流為主，有部分田間灌溉水的入滲補(bǔ)給，排泄以開采和蒸發(fā)為主，水位動(dòng)態(tài)受開采和降水控制，地下水動(dòng)態(tài)類型為逕流滲入型。

該地區(qū)潛水水位受區(qū)域地下水開采的影響，特別是農(nóng)業(yè)季節(jié)性開采的影響，多年動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為緩慢下降。圖2為2006-2015年H97測點(diǎn)地下水位動(dòng)態(tài)變化曲線圖，該測點(diǎn)10年來地下水位下降達(dá)4.4 m，年均降幅約0.4 m，明顯低于山前傾斜平原上部潛水水位H5測點(diǎn)地下水位下降速度。

2.2 承壓水

隨著承壓水的開采量急劇增加，水位年平均降幅逐漸增大，地下水流向也由原來的由北向南改變?yōu)橛杀睎|向西南；圖3為2006-2015年H57測點(diǎn)地下水位動(dòng)態(tài)變化曲線圖，近10年來承壓水降幅達(dá)12.9 m，平均每年以近1.3 m的速度下降。

3 地下水位變化影響因素分析

該地區(qū)地下水的補(bǔ)給主要來源于北部、東部山區(qū)的地下側(cè)向逕流，僅在山前傾斜平原下部和大黑河沖湖積平原區(qū)的潛水接受部分大氣降水和田間回歸水的補(bǔ)給。作為該地區(qū)地下水補(bǔ)給區(qū)的山區(qū)，補(bǔ)給源幾乎全部來自大氣降水，所以山區(qū)的大氣降水量直接影響到本區(qū)地下水的補(bǔ)給量。大氣降水是該地區(qū)地下水補(bǔ)給最具影響力的因素。

大青山前傾斜平原上部，由于各含水巖組間無良好的隔水層，實(shí)際上為一個(gè)含水層，具潛水性質(zhì)，接受來自山區(qū)地下逕流的直接補(bǔ)給；傾斜平原中部由于存在穩(wěn)定的隔水層，地下水分為上下兩個(gè)含水巖組，上部含水巖組具潛水性質(zhì)，下部含水巖組具承壓水性質(zhì)，分別接受來自上部的地下潛流補(bǔ)給。以上兩個(gè)區(qū)域由于水力聯(lián)系密切，同時(shí)又靠近補(bǔ)給區(qū)，為地下水強(qiáng)逕流帶，但又由于地下水埋藏較深，大氣降水和地表水的入滲補(bǔ)給十分有限。大青山前傾斜平原下部，上下兩個(gè)含水巖組均接受來自上游的側(cè)向逕流補(bǔ)給，上部潛水的地下水水力坡度小于山前傾斜平原的中后緣，但仍為地下水強(qiáng)逕流區(qū)。該帶潛水埋藏較淺，蒸發(fā)也是其排泄的重要途徑之一。

大黑河沖湖積平原區(qū)的潛水含水層由上游向下游、河道向兩岸巖性顆粒漸細(xì)，水力坡度逐漸變緩，地下水逕流強(qiáng)度也逐漸變緩，水位埋深變小，大氣降水入滲補(bǔ)給量也隨之增大。賦存于平原內(nèi)部的承壓含水組，原處于一個(gè)相對穩(wěn)定的封閉狀態(tài)，僅以局部越流和向下游逕流為排泄方式。

由于連年超采地下水，水位多年來持續(xù)下降，尤其是對承壓水的超采，在造成區(qū)域性承壓水位下降、承壓水降落漏斗形成并發(fā)展的同時(shí)，在傾斜平原中上部承壓水襲奪來自山區(qū)的側(cè)向逕流，造成地下水流向改變，形成了潛水分水嶺及傾斜平原上部的潛水疏干區(qū)，造成區(qū)域性的潛水水位下降。

4 結(jié)語

(1)大氣降水是該地區(qū)地下水補(bǔ)給最具影響力的因素，地下水的主要補(bǔ)給來源于北部、東部山區(qū)的地下側(cè)向逕流；作為該地區(qū)地下水補(bǔ)給區(qū)的山區(qū)，補(bǔ)給源幾乎全部來自大氣降水，山區(qū)的大氣降水量直接影響到本區(qū)地下水的補(bǔ)給量。

(2)結(jié)合地下水動(dòng)態(tài)分析得出該地區(qū)地下水水位動(dòng)態(tài)的主要影響因素為大氣降水和人工開采地下水，僅在平原區(qū)南部潛水埋藏較淺的區(qū)域，氣溫變化和蒸發(fā)作用才對潛水動(dòng)態(tài)有一定的影響。

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Analysis on Dynamic Changes Characteristics of Groundwater Level and Influencing Factors in Hohhot

CHANG Li-mao

(Monitoring Institute of Geo-Environmental of Inner Mongolia, Huhhot 010018, China)

The main factors of the changes of groundwater level in this area which are combined with dynamic analysis are precipitation and artificial groundwater. In the southern plains region area which is buried with shallow unconfined water, temperature changes and evaporation have a certain impact on the dynamic unconfined water; the unconfined water level not only totally shows a downward and regional trend, but also has a significant horizontal zoning and regional time differences. Run off and infiltration mining exploitation pattern type is currently the main types of groundwater regime in the region; confined water level continues to decline for many years presented state, the annual decline gradually increases, groundwater flow also increases from north to south to the north east to southwest change.

Dynamic monitoring of groundwater level；dynamic changes of groundwater level；the confined water and diving

2016-07-11

暢利毛(1980-)，女，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，工程師，主要從事地下水環(huán)境監(jiān)測工作。

P641.74

A

1004-1184(2016)06-0062-03