山西省地下水功能區(qū)劃分方法與成果

王彥紅

（臨汾市水文水資源勘測(cè)分局）

1 水文地質(zhì)簡(jiǎn)況與地下水開發(fā)利用

1.1 含水巖組地質(zhì)分布簡(jiǎn)況

從地質(zhì)角度看，山西省的地下水含水巖組，主要以松散巖類孔隙水含水巖組、碳酸鹽巖裂隙巖溶水含水巖組、碎屑巖類裂隙孔隙水含水巖組以及變質(zhì)巖、巖漿巖類裂隙水含水巖組四大類為主。第一類松散巖類孔隙水含水巖組，主要分布于新生代斷陷盆地、山間盆地、山區(qū)河谷地帶及黃土臺(tái)塬等區(qū)域，含水巖組的富水程度受巖性、地貌和補(bǔ)給條件所控制；第二類碳酸鹽巖裂隙巖溶水含水巖組，在全省分布廣泛，含水系統(tǒng)的富水程度強(qiáng)且極不均勻，易形成巖溶大泉；第三類碎屑巖類裂隙孔隙水含水巖組，主要分布于左云、大同中生代盆地，寧武、靜樂(lè)向斜，黃河?xùn)|岸單斜，太原西山向斜，沁水拗陷等區(qū)域，含水層的富水性決定于各種成因的裂隙性質(zhì)，發(fā)育程度和裂隙的交插、切割等因素的影響，同時(shí)也受裂隙系統(tǒng)的制約；第四類巖漿巖類裂隙水含水巖組，主要分布在豐稔山、五臺(tái)山、呂梁山、中條山等地區(qū)，總面積約27 832 km2。

1.2 全省地下水開發(fā)利用狀況

地下水屬山西省的主要供水水源之一，其開發(fā)利用程度普遍較高。從全省情況來(lái)看：地下水開采的主要區(qū)域，集中在南部、中部盆地區(qū)及巖溶山區(qū)泉域一帶；次要區(qū)域分布在一般山丘區(qū)的山間盆地及河谷地帶。從全省地下水的開發(fā)利用量來(lái)看：運(yùn)城市最大，高達(dá)8.37億m3，占全省地下水利用總量20.4%；其次為臨汾市，達(dá)6.00億m3，占全省地下水利用總量14.6%；陽(yáng)泉市較小，僅1.97億m3，占全省地下水利用總量4.8%；晉城市最小，僅為1.53億m3，占全省地下水利用總量3.7%。其他市地下水開發(fā)利用量，一般占全省總量5.0%-10.5%。

2 地下水功能區(qū)的劃分方法

2.1 地下水功能區(qū)劃分體系

地下水功能區(qū)的劃分，一般根據(jù)區(qū)域地下水的自然資源屬性、生態(tài)與環(huán)境屬性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性、規(guī)劃期水資源配置對(duì)地下水開發(fā)利用需求以及水生態(tài)與環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)要求來(lái)進(jìn)行。地下水功能區(qū)劃分體系，一般按兩級(jí)進(jìn)行劃分。地下水一級(jí)功能區(qū)，主要是協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水和水生態(tài)與環(huán)境保護(hù)間的關(guān)系，體現(xiàn)區(qū)域?qū)Φ叵滤Y源合理開發(fā)利用與保護(hù)的總體部署；地下水二級(jí)功能區(qū)，主要是協(xié)調(diào)地區(qū)間、用水部門間和不同地下水功能之間的關(guān)系。依照全國(guó)《地下水功能區(qū)劃分技術(shù)大綱》要求，山西省在地下水一級(jí)功能區(qū)的框架內(nèi)，可劃分為8種地下水二級(jí)功能區(qū)（見(jiàn)表1）。

2.2 地下水功能區(qū)劃分方法

按照全國(guó)《水資源綜合規(guī)劃》《地下水開發(fā)利用與保護(hù)規(guī)劃》《地下水功能區(qū)劃分技術(shù)大綱》，結(jié)合山西省的實(shí)際情況，確定地下水功能區(qū)劃分的原則和基本思路如下：

表1 山西省地下水功能區(qū)劃分體系

2.2.1 地下水開發(fā)區(qū)

山西省是一個(gè)水資源十分匱乏的省份，據(jù)第二次水資源評(píng)價(jià)資料，全省1956-2000年系列水資源總量123.8億m3，其中地表水86.77億m3，地下水84.04億m3，重復(fù)量47.01億m3。地表水主要集中在汛期，且呈現(xiàn)暴漲暴落的特點(diǎn)，加之現(xiàn)狀調(diào)蓄工程有限，長(zhǎng)期以來(lái)，地下水屬于主要供水水源之一，強(qiáng)力支撐著全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。從地下水的開發(fā)利用現(xiàn)狀看，以孔隙水開采為主，主要集中于大同、忻定、太原、臨汾、運(yùn)城和長(zhǎng)治六大盆地。在這六大盆地中，地下水的補(bǔ)給、賦存及開采條件良好，其水質(zhì)基本可滿足開發(fā)利用要求，是當(dāng)前及今后一段時(shí)期內(nèi)仍以地下水開發(fā)為主的區(qū)域。

2.2.2 地下水保護(hù)區(qū)

地下水保護(hù)區(qū)，依據(jù)相關(guān)條件的不同，又可分為：

（1）生態(tài)脆弱區(qū)。山西省地處黃土高原東部的華北地區(qū)，地形起伏較大，年降水量一般400-600 mm，且區(qū)域懸殊較大。加之特殊的下墊面條件，濕地很少。如運(yùn)城市的鹽湖、伍姓湖等重要濕地，地下水開發(fā)利用條件很差，有限的開發(fā)利用就會(huì)造成地下水位的強(qiáng)烈下降，從而使?jié)竦馗珊?，不利于生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。全省地勢(shì)陡峻、植被稀少，自然保護(hù)區(qū)較少，僅有呂梁市龐泉溝、晉城市蟒河、太原市天龍山等國(guó)家和省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，這些區(qū)域內(nèi)的生態(tài)與環(huán)境系統(tǒng)，對(duì)地下水的要求較高；汾河、桑干河和沁河的三河河源，是該三條河流水資源的主要發(fā)源地，也是山西古老文明發(fā)祥地的象征。以上這些區(qū)域，本次均劃分為生態(tài)脆弱區(qū)。

（2）地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。山西由地下水開發(fā)引起的地質(zhì)災(zāi)害，主要表現(xiàn)為過(guò)量開采引起的地面沉降。該區(qū)的主要目標(biāo)是防治地面沉降，進(jìn)行水位控制。因此，將這部分區(qū)域劃定為地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。

（3）水源涵養(yǎng)區(qū)。山西省重要的泉水有娘子關(guān)、辛安、晉祠等19個(gè)巖溶大泉，在這些泉域中，多為重要的供水水源地。由于泉域特殊的水文地質(zhì)條件，過(guò)度的開采將形成嚴(yán)重的水環(huán)境問(wèn)題，如泉水?dāng)嗔?、地面塌陷等。為保持重要泉水一定的噴涌流量，需要為涵養(yǎng)水源而限制其地下水的開采。根據(jù)各泉域不同的特點(diǎn)，本次劃分將多數(shù)泉水出露區(qū)域，如觀賞性名泉晉祠泉、霍泉、雷鳴寺泉等，劃分為水源涵養(yǎng)區(qū)，加以嚴(yán)格保護(hù)。

2.2.3 地下水保留區(qū)

地下水保留區(qū)，依據(jù)有關(guān)條件的不同，又可分為：

（1）不宜開采區(qū)。全省一般山丘區(qū)及盆地內(nèi)水的礦化度大于2 mg/L的地區(qū)，由于其開發(fā)利用條件較差或者不具備開發(fā)利用條件，本次均劃為不宜開采區(qū)。

（2）儲(chǔ)備區(qū)及應(yīng)急水源區(qū)。山西省屬于資源型缺水地區(qū)，現(xiàn)狀及今后一段時(shí)期內(nèi)，水資源的供需矛盾依然突出，地下水仍是全國(guó)開發(fā)利用程度最高的省份之一。由于目前已經(jīng)動(dòng)用了儲(chǔ)備水源，同時(shí)要嚴(yán)格控制地下水的開采，特別是對(duì)于現(xiàn)已超采的五大盆地，更應(yīng)嚴(yán)格禁止控制新增地下水開采量，宜劃定為禁采區(qū)或限采區(qū)。通過(guò)地表水、地下水優(yōu)化配置，以地表水置換地下水，從而達(dá)到保留必要的地下水資源，作為城市和主要經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展的戰(zhàn)略后備水源。因此，本次沒(méi)有劃分地下水儲(chǔ)備區(qū)和應(yīng)急水源功能區(qū)。

2.2.4 重疊區(qū)劃分方法

地下水生態(tài)脆弱區(qū)與水源涵養(yǎng)區(qū)有重疊時(shí)，從加強(qiáng)保護(hù)的角度，劃分為生態(tài)脆弱區(qū)。如汾河河源劃分為生態(tài)脆弱區(qū)；重要濕地與礦化度大于2 mg/L的不宜開采區(qū)，如運(yùn)城鹽湖濕地劃分為生態(tài)脆弱區(qū)。

2.3 地下水功能區(qū)保護(hù)目標(biāo)

對(duì)于地下水功能區(qū)的保護(hù)，主要衡量指標(biāo)為地下水水質(zhì)、地下水開采量和地下水水位。根據(jù)主導(dǎo)功能的水質(zhì)要求，為保證供水安全，需嚴(yán)格控制地下水的水質(zhì)。依照山西省現(xiàn)行的以行政轄區(qū)為主的水資源管理體制要求，地下水功能區(qū)的保護(hù)以11個(gè)市為基本單元，結(jié)合劃分的一級(jí)地下水功能區(qū)，制定相應(yīng)的保護(hù)目標(biāo)。

2.3.1 地下水開發(fā)區(qū)

地下水開發(fā)區(qū)以孔隙水開發(fā)為主，主要分布于大同、忻州、太原、臨汾、運(yùn)城及長(zhǎng)治等斷陷性盆地。由于盆地內(nèi)沉積了很厚的松散堆積物，每個(gè)盆地的淺層與中深層含水巖組，構(gòu)成了典型的承壓—自流水盆地，屬我省兩大主要含水巖組之一。各盆地的富水性差異甚大，太原盆地最富水，長(zhǎng)治盆地最貧水。在地下水開發(fā)區(qū)內(nèi)，以控制年均開采量為主，制定控制目標(biāo)進(jìn)行保護(hù)。

2.3.2 地下水保護(hù)區(qū)

對(duì)于地下水保護(hù)區(qū)，其主要目標(biāo)體現(xiàn)在“保護(hù)”上。應(yīng)采取嚴(yán)格控制地下水開采，優(yōu)化水資源配置，實(shí)施泉水復(fù)流、濕地維護(hù)等措施，使水環(huán)境得到有效改善。對(duì)于需水量大的部分區(qū)域，起碼要維持水環(huán)境現(xiàn)狀，采取有效措施遏制地下水環(huán)境惡化。

2.3.3 地下水保留區(qū)

由于山西省屬資源性缺水區(qū)，對(duì)地下水保留區(qū)應(yīng)盡最大可能不開采或少開采地下水。要在維持水環(huán)境良好的基礎(chǔ)下，適量開采地下水推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)較快發(fā)展。

3 地下水功能區(qū)劃分成果

在摸清山西省水文地質(zhì)與水資源開發(fā)利用實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，對(duì)全省地下水功能區(qū)進(jìn)行了劃分。最終劃定：地下水一級(jí)功能區(qū)面積156 271 km2，其中，開發(fā)區(qū)面積占37.1%，保護(hù)區(qū)面積占3.3%，保留區(qū)面積占59.6%；地下水二級(jí)功能區(qū)共287個(gè)，其中，集中式供水水源區(qū)69個(gè)（面積比重為0.7%），分散式開發(fā)利用區(qū)89個(gè)（面積比重為36.4%），生態(tài)脆弱區(qū)15個(gè)（面積比重為2.1%），地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)3個(gè)（面積比重為0.2%），地下水水源涵養(yǎng)區(qū)13個(gè)（面積比重為1.0%），不宜開采區(qū)98個(gè)（面積比重為59.6%）。

4 結(jié)論與建議

目前，我國(guó)關(guān)于地下水功能區(qū)劃分的研究尚未成熟，且不同地區(qū)的水文地質(zhì)條件往往存在著較大的差異，區(qū)域性特點(diǎn)明顯。因此，在開展地下水功能區(qū)劃分工作時(shí)，存在著較大的難度。再者，地下水功能區(qū)劃分研究工作量大，需要的基礎(chǔ)資料較多，且這些資料在收集上也具有一定的難度，往往工作的開展周期要達(dá)數(shù)年之久，在此期間很多基礎(chǔ)條件將會(huì)發(fā)生一定的變化，從而使部分區(qū)域劃分成果不合理。所以，在應(yīng)用地下水功能區(qū)劃分研究成果時(shí)，需要進(jìn)行具體分析。為了保證地下水功能區(qū)劃分研究成果應(yīng)用的指導(dǎo)作用，也需要在后期進(jìn)行具體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新與復(fù)核。