郑州市城区地下水漏斗现状分析

□赵 华（河南省郑州水文水资源勘测局）

一、基本情况

郑州市北临黄河，西依嵩山，东南为广阔的黄淮平原。郑州地区属暖温带季风气候，四季分明，年平均气温14.4℃，市区年平均降水量625.9mm，降水时空分布不均，汛期7～9月占全年降水量的60%左右。

郑州市区面积992.6km2，其中建成区面积310km2（不含上街区26.6km2）；2009年末市区人口333.1万人。

郑州市地形地貌大致以京广铁路为界：西部为地势较高的黄土台塬和塬间、塬前冲积平原；东部为地势较低的黄河冲积平原。

二、地下水赋存条件

郑州市区除西南部深切沟谷中有零星出漏的基岩外，其余区域均被松散岩类覆盖。依据地下水的埋藏条件、补排关系、水质及各层水的功能等，将含水层划分为4层：浅层含水层埋藏深度0～60m、中深层含水层埋藏深度60～350m、深层含水层埋藏深度350～800m、超深层含水层埋藏深度＞800m。

（一）浅层地下水

浅层含水层埋藏浅，底板埋深一般在45～55m，局部＞60m，为潜水或微承压水类型，其下为一组粉质粘土或粉土弱透水层与下伏中深层含水层组相隔，厚25～45m，富水程度高。浅层水易于开采，水温＜20℃。

（二）中深层地下水

中深层含水层组顶板埋深60～80m，底板埋深310～350m，局部＞350m，属承压水类型。中深层地下水是目前城市供水的主要开采层，井深一般在100～300m左右。其含水层岩性为中砂、细砂、粗砂等，厚30～80m，平均54m，单位涌水量3～5m3/h·m，水温20～30℃。

（三）深层地下水

深层含水层组顶板埋深一般在350～400m，底板埋深750～800m，局部＞800m，属承压水类型。其下粘土层厚20～40m，顶、底部均有稳定的隔水层与上、下含水层组相隔。深层含水层岩性以中细砂为主，微胶结，单位涌水量1～3m3/h·m。一般水温30～40℃，水质好。

（四）超深层地下水

超深层含水层组顶板埋深800～840m，局部＜800m，底板埋深1000～1200m，属承压水类型。含水层岩性为中细砂，靠近断层带附近有卵砾石，多为半胶结、半成岩状态。单位涌水量一般＜1.0m3/h·m，一般水温 40～46℃。

三、地下水的补给、径流与排泄

浅层地下水的补给来源主要有降水入渗补外、黄河侧渗补给，径流受地形条件影响明显，市区浅层地下水因降落漏斗的形成使地下水向漏斗中心汇集，主要排泄途径是越流补给中深层地下水及人工开采。中深层地下水与上部浅水层无良好隔水层。中深层水的补给，除各含水层的越流补给外，主要为西南基岩裂隙水的侧向径流补给。径流是从西南、西北向东北径流，排泄途径主要是人工开采。

四、地下水漏斗现状及成因分析

2009年城区地下水开采量6614万m3，其中城中村开采量4270万m3，占城区地下水开采量的64%，计划用水户及井水厂开采量2344万m3，占城区地下水开采量的36%。

经过长期超量开采，4个层位的地下水均都出现了不同程度的降落漏斗，各层位漏斗中心的埋深、水位、面积见表1～表4。

表1 浅层地下水漏斗现状表

表2 中深层地下水漏斗现状表

表3 深层地下水漏斗现状表

表4 超深层地下水漏斗现状表

从表中可以看出，中深层地下水漏斗中心埋深在100m左右，漏斗面积最大，占到市区总面积的1/3以上；深层地下水漏斗中心埋深接近110m，面积基本包含了整个建城区；超深层地下水漏斗面积虽然不大，但发展很快，漏斗中心最大埋深近两年已经超过130m，水位已经降至海平面以下；浅层地下水漏斗中心水位有所回升，漏斗面积相对稳定。

超量开采是各层位地下水漏斗形成的主要原因，从表1～表4看，计划用水户的开采量虽然不大，合计每年仅在2500万m3左右，但城中村的用水量很大，每年都在4000万m3以上，高峰年份甚至超过6000万m3，这远远超过了地下水的补给量。除此之外，随着城区的扩大，道路、房屋等不透水面积快速增加，切断了降水补给地下水的通道，使得浅层地下水获得降水的补给量大为减少。

开采深层、超深层地下水得到的水量主要来自由于水位下降而引起的含水层和弱透水土层压密、水体膨胀引起的弹性释放、侧向补给和越层补给。来自土层压密和弹性释放的水量均是动用储存量，这部分是不可恢复的，侧向补给和越层补给量十分有限，因而大量的开采必然导致储存量减少，引起水位下降。

五、地下水漏斗对环境、生产的影响

地下水位下降导致地面沉降是漏斗区主要的环境地质问题之一,因其影响范围广,沉降速率小,不易察觉而被忽视。漏斗区地面沉降造成的地质灾害主要表现在地面标高降低,地面沉降使城市供排水系统受到严重影响,也使河道降低了泄洪能力。

地下水漏斗区水位持续下降,造成机井出水量减少，加大抽水成本，甚至无水可抽造成机井报废。

六、对策建议

（一）加大地下水压采力度。由于地下水漏斗的成因主要是开采量大于补给量，所以应从源头出发，大幅压缩地下水的开采量。

（二）优质优价，提高地下水的使用成本。由于深层地下水水质相对较好，需求量大，但是深层地下水的资源量有限，可以尝试以经济杠杆来调节供需矛盾，如提高深层地下水的水资源费，使用水户主动改用自来水，从而减少地下水的开采，尤其是洗浴行业对深层地下水的不合理开采。

（三）城市规划中增加绿地面积，城市建设使用新型透水材料，既改善了人居环境，又减少地面径流、减轻城区积水渍害，还能增加降水入渗对地下水的补给。

（四）政府加大投入，补贴小区、公园等场所建设集雨设施，收集雨水用于浇灌绿地、洗车、消防等，减少对地下水、自来水的使用。