大同市城區(qū)地下水降落漏斗現(xiàn)狀分析

王青霞

（山西省大同市水文水資源勘測分局 山西大同 037000）

1 大同市城區(qū)地下水降落漏斗概況

地下水是大同市重要的供水水源，在支撐大同市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和維系生態(tài)環(huán)境等方面具有十分重要的作用。上世紀(jì)80年代以來，由于地下水的大量開采，導(dǎo)致大同市平原區(qū)的地下水位持續(xù)下降，過量超采地下水，在局部地區(qū)形成了地下水位降落漏斗（本文的水位高程皆以相對高程表示）。2015年末形成了以閉合圈水位線相對高程為500 m，面積為107 km2的4個(gè)地下水位降落漏斗，分別為城西漏斗、御河鐵路橋漏斗、城南漏斗和白馬城漏斗。

2 漏斗區(qū)發(fā)展過程

2.1 漏斗區(qū)地下水動(dòng)態(tài)演變

查閱《山西省地下水動(dòng)態(tài)報(bào)告》等相關(guān)資料及圖紙，可知大同市地下水漏斗區(qū)逐步形成于上世紀(jì)80年代初到90年代初之間。

1）城西漏斗

1982年在城西出現(xiàn)了兩個(gè)地下水位降落漏斗，分別是面積為3.2 km2的西水磨機(jī)車廠地下水位降落漏斗和面積為2.3 km2的柴油機(jī)廠地下水位降落漏斗。1990年城西的兩個(gè)漏斗發(fā)展成面積為21.17 km2，中心水位相對高程為524.80 m的一個(gè)降落漏斗。2015年漏斗中心水位相對高程為492.88 m，水位年下降速率0.97 m/a，閉合圈水位由1982年的相對高程528 m到2015年的相對高程500 m。

2）御河鐵路橋漏斗

1984年在御河鐵路橋下形成了一個(gè)面積1.4 km2、中心水位為相對高程529.57 m的地下水位降落漏斗，2015年漏斗中心水位相對高程為481.56 m，水位年下降速率1.55 m/a，閉合圈水位相對高程由1984年的532 m到2015年的500 m。

3）白馬城漏斗

1988年在城北白馬城形成了一個(gè)面積1.6 km2、中心水位相對高程為538.16 m的地下水位降落漏斗，2015年漏斗中心水位相對高程484.15 m，水位年下降速率2.00 m/a，該漏斗2015年以500 m等值線相對高程閉合，比1988年降低了44 m，漏斗中心有向南移趨勢，2015年漏斗中心由以前的金家灣南移至馬家小村。

4）城南漏斗

1991年在城南形成了一個(gè)面積9.9 km2、中心水位相對高程為503.90 m的地下水位降落漏斗，漏斗2015年漏斗中心水位相對高程486.91 m，閉合圈水位相對高程500 m，水位年下降速率0.71 m/a。

綜上所述，城區(qū)四個(gè)漏斗中心水位整體呈下降趨勢，漏斗閉合圈由1998年的相對高程510 m下降至2015年的500 m，漏斗區(qū)總面積107 km2，詳細(xì)情況見大同市地下水降落漏斗區(qū)特征值統(tǒng)計(jì)表1。

表1 大同市地下水降落漏斗區(qū)特征值統(tǒng)計(jì)表單位：m、km2、m/a

2.2 漏斗區(qū)發(fā)展演變特征

通過分析多年地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測資料及以上漏斗發(fā)展過程分析，大同市超采區(qū)漏斗發(fā)展演變具有以下主要特征：

1）漏斗區(qū)發(fā)展具有由點(diǎn)到面的特點(diǎn)

區(qū)域性的漏斗一般都是由臨近的小漏斗在多年擴(kuò)展過程中形成。如以前城西鄰近的2個(gè)小漏斗在地下水逐年集中開采下形成了現(xiàn)在的城西漏斗區(qū)。經(jīng)過多年地下水漏斗的發(fā)展演變，目前大同市形成了城西、城南、白馬城和御河鐵路橋4個(gè)區(qū)域性漏斗區(qū)。

2）漏斗區(qū)中心發(fā)展具有穩(wěn)定性

自大同市形成地下水漏斗區(qū)以來，漏斗中心的位置略有變動(dòng)；截止目前，這些漏斗中心仍在時(shí)空上的分布與發(fā)展基本穩(wěn)定。如20多年來白馬城漏斗區(qū)地下水位最低的區(qū)域一直是白馬城附近山前平原區(qū)，而漏斗中心范圍一直位于馬站、馬家小村及金家灣一帶。

3）漏斗區(qū)區(qū)域面積較漏斗中心水位變幅明顯

漏斗區(qū)在垂直方向上的變化速度要明顯小于水平方向上的變化速度。如大同市漏斗區(qū)，2015年的漏斗總面積比2005年的漏斗總面積擴(kuò)大了7.2%，而城西、御河鐵路橋、城南、白馬城漏斗中心地下水位依次下降了1.2%、2.4%、0.9%、1.0%。

4）漏斗區(qū)在空間上的發(fā)展趨勢不同

白馬城、御河鐵路橋漏斗區(qū)東北邊、西邊位于山前傾斜平原區(qū)邊界。主要受水文地質(zhì)條件、引黃條件影響，漏斗區(qū)域面積略有減小，但中心水位有所下降。

城西、城南漏斗區(qū)南邊界為沖洪積平原區(qū)界線，東、西邊界為山前傾斜平原區(qū)界線，漏斗區(qū)已遍及整個(gè)大同市黃土臺塬區(qū)，主要受到開采條件和開采成本的制約，漏斗區(qū)域面積略有減小，但中心水位持續(xù)下降。

3 漏斗區(qū)發(fā)展原因

大同市地下水漏斗區(qū)的主要特征由于可用地表水大量減少，增加了地下水的開采量，使區(qū)域地下水的補(bǔ)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)年開采，地下水儲存量被逐漸消耗，在一定周期內(nèi)地下水水位無法回升。

目前大同市形成了城南、城西、白馬城和御河鐵路橋四個(gè)地下水漏斗區(qū)，其原因主要有以下幾點(diǎn)。

3.1 漏斗區(qū)發(fā)展的主要原因是地下水長期超采

上世紀(jì)80年代，社會(huì)經(jīng)濟(jì)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，對水資源的需求越來越大，大同市多年來降水偏枯，可用地表水大量減少，開采地下水逐年增加。大同市南郊區(qū)（含城區(qū)）平原區(qū)地下水開采量：2001—2005年平均 15728.9萬 m3，2006—2010年平均16454.7 萬 m3，2011—2014 年平均 18216.6 萬 m3。

大同市平原區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展導(dǎo)致區(qū)域地下水集中開采嚴(yán)重，超采量集中在大同盆地平原區(qū)的17.1%的漏斗區(qū)面積內(nèi)。

3.2 漏斗區(qū)的形成和發(fā)展受降水量影響

平原區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來源是降水入滲。大同市平原區(qū)漏斗的中心水位、區(qū)域隨降水量的豐枯變化而變化。上世紀(jì)80年代大同市降水量多年偏枯，2001—2005年平均降水量 360.1 mm，較長系列（1956—2000）年多年平均降水量 377.8 mm偏少4.7%，這期間漏斗區(qū)發(fā)展緩慢；2006—2010年降水量更加偏少，平均降水量為337.6 mm，較長系列偏少10.6%，這期間漏斗區(qū)發(fā)展勢頭較為迅速；2011—2014年降水偏豐，漏斗區(qū)面積有所減少。

3.3 漏斗區(qū)發(fā)展受下墊面條件變化的影響

漏斗區(qū)地下水位埋深較大，一般在20 m以上，漏斗中心埋深最大80 m。上世紀(jì)80年代以來河道斷流時(shí)間不斷延長，水利工程的修建，大規(guī)模地開發(fā)利用地下水，河流對地下水的補(bǔ)給相應(yīng)減少。加之漏斗區(qū)域埋深過大，使降水入滲過多地消耗于包氣帶，減少了地下水補(bǔ)給量，地下水位埋深越大的漏斗區(qū)，對降水的反映越不敏感，漏斗恢復(fù)越為緩慢。

4 結(jié)論及建議

綜上所述，由于大同市長期過量開采地下水，地下水水位持續(xù)下降，同時(shí)因自然條件因素，致使大同市城區(qū)地下水形成城南、城西、白馬城和御河鐵路橋四個(gè)地下水漏斗區(qū)。根據(jù)不同漏斗區(qū)面積、水位變化與地理位置、降水量及地下水開采力度等關(guān)系，提出本市漏斗區(qū)域地下水開采的合理建議，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)厮Y源可持續(xù)利用。

1）在大同市城區(qū)降落漏斗內(nèi)，不得新開鑿深井。對該漏斗區(qū)內(nèi)的勘探孔或廢棄的開采井，應(yīng)做好回填封孔工作，特別是混合井或揭穿孔隙水的勘探孔，應(yīng)進(jìn)行分層封堵。

2）做好礦坑水、污水處理。

3）建立積極有效的引水工程、節(jié)水工程，緩解大同市城區(qū)地下水超量開采，達(dá)到最嚴(yán)格的水資源管理制度，提高用水效率。