大武口地区深层地下水超采区评价

张汉婷，陈 洁

（长安大学 环境科学与工程学院，西安 710054）

1 概况

1.1 区域概况

大武口地区位于银川平原北部，包括大武口区、惠农区及平罗县的部分区域，地区地势西高东低，包括堆积剥蚀地形、堆积地形和风积地形，总面积446.6km2。研究区域属于干旱、半干旱大陆性气候，具有干旱少雨，蒸发强烈，日照充足，风大沙多，温差大，四季变化明显等特点。大武口地区多年（1999～2011年）平均降水量165.8mm，且多集中在7、8、9三个月；多年平均蒸发量1702.6mm。

1.2 水资源概况

大武口地区地下水的开发利用始于20世纪60年代，地下水主要用于工业、城镇生活和农村人畜饮用，少部分用于农田灌溉。研究区域以第一承压含水岩组地下水作为主要的开采目的层。地下水供水水源地主要为集中型井开采，其中大武口区二水源地目前开采量3.5万m3/d，石嘴山市工业园区水源地目前供水量8万m3/d，平罗火车站一带开采规模3万m3/d。

1.3 存在问题

由于历史原因，大武口地区地下水开发初期缺少统一规划和管理，滥开采情况严重，没有统一的城市供水系统，部分地段井群密集，管理机制不健全，失去了对地下水开发利用的指导和约束功能，造成地下水位大幅度下降,同时观测到研究区内的水质已有污染迹象。

2 超采区划分

2.1 划分标准

以2001～2010年为评价期，根据 《地下水超采区评价技术大纲》 中叙述的水位动态法、开采系数法与引发问题法对大武口地区深层承压水进行超采区划分。

（1）符合下列条件之一的区域，划分为严重超采区：①评价期内承压水水头年均下降速率大于2.0m/a；②评价期内地面年均沉降速率大于0.01m/a；③由于地下水开采引发了地下水水质污染，且在评价期内污染后的地下水水质劣于污染前1类级以上。

（2）不符合上述严重超采区划分标准的区域为一般超采区。

将3种方法划分的超采区进行叠加分析，选出其外包线。综合考虑地下水开发利用实际情况、水文地质条件、超采区划分精度、基础资料的可靠性、评价前地下水超采情况等因素，对圈定的边界进行调整和修正，从而确定出超采区分布范围。

2.2 水位动态法

水位动态法是按照评价期2001～2010年内年均承压水水位变化速率来进行超采区划分的。

年均承压水水位变化速率：

式中v为年均承压水水位变化速率（m/a）；H1为初始水平年承压水水位（m）；H2为现状水平年承压水水位（m）；Δt为时间段（a）。

利用Surfer软件可绘制出大武口地区承压水水位下降速率，如图1所示。

图1 大武口地区水位动态法承压水超采分区

图中浅灰色区域表示水位下降速率小于0，属于承压水的未超采区，主要分布在平罗造纸厂—机关农场—简泉农场一队一带的西侧区域；深灰色区域表示水位下降速率介于0～2m/a，属于一般超采区。根据水位动态法划分标准，研究区内不存在严重超采区。

图2 大武口地区2001年承压水水位等值线

图3 大武口地区2010年承压水水位等值线

结合2001年、2010年的承压水水位等值线图2、图3及水位年均变化速率分区如图1可知，降落漏斗范围在逐年扩大，漏斗中心水位有所回升。按照超采区划分结果显示，漏斗中心及周围区域均属于未超采区，但该漏斗历史形成的水位绝对降深值较大（达58m以上），因此需对大武口地区的超采区划分进行进一步研究。

2.3 开采系数法

开采系数法根据评价期内各年地下水开采量资料，以承压水开采系数为评判指标进行区域划分。统计评价期内各计算单元不同类型地下水每年实际开采量，将地下水实际开采量超过可开采量的区域划为地下水超采区。

评价期内年均地下水开采系数：

式中 K为年均地下水开采系数；Q实采为评价期内年均地下水实际开采量（万m3）；Q可采为评价期内年均地下水可开采量（万m3）。

开采系数K小于1.0的区域为未超采区，开采系数K大于1.0的区域为超采区，开采系数K大于1.3的区域为严重超采区。

研究区共分为大武口区、平罗县和惠农区共3个行政区划分，可确定为基本工作单元。根据资料可得评价期内各计算单元地下水资源年均实际开采量和年均可开采量，则可计算出各单元的开采系数，如表1所示。

表1 大武口地区开采系数计算

由表1可知，大武口区开采系数1.60，为严重超采区；惠农区和平罗县的开采系数均小于1，为未超采区。开采系数分区如图4所示。

图4 大武口地区开采系数法承压水超采分区

2.4 引发问题法

引发问题法是以地下水开采引发的生态与环境地质问题作为评判指标划分超采区。将地下水开采引发了地面沉降、地面塌陷、地裂缝、土地沙化、名泉泉水流量衰减、海（咸）水入侵、水质恶化等生态与环境地质问题的区域划分为承压水超采区。

大武口地区没有产生与地下水开采相关的地面沉降、地裂缝等环境地质问题，但工作区地下水表现出潜水水质较差、承压水水质较好的特点，而潜水的越流补给是承压水的重要补给源，故对工作区的地下水开采引发问题进行分析时，主要研究由于大量开采地下水造成的承压水水质变化问题。

经过整理和分析大武口地区的水质资料，并根据GB17 14848—93《地下水质量标准》对大武口地区初始水平年与现状水平年承压水水质资料进行对比分析，与2001年相比，发现2010年研究区内大部分水质指标的超标率有所增大，水质出现了一定程度的恶化，如图5所示。

图5 评价期内大武口地区承压水水质变化分区

图5中浅灰色区域表示2010年水质较2001年水质变好的区域，主要分布在研究区域中部；黄色区域表示2010年水质较2001年水质类别保持不变的区域；深灰色区域表示2010年水质较2001年水质类别变差了1个等级或1个等级以上的区域，主要分布于大武口地区的边界区域。按照大纲要求，水质类别保持不变的区域，应划分为一般超采区，水质变劣1个及1个以上等级的区域，应划分为严重超采区。

2.5 综合划分结果

通过对水位动态法与开采系数划分的超采区初步成果对比分析，并参照2010年与2001年的水质变化，可得到大武口地区承压水超采分区结果如图6。

图6 大武口地区承压水超采区划分结果

由图6可知大武口地区包含2个严重超采区和2个一般超采区，不存在未超采区。其中位于惠农区北部的小型孔隙水深层承压水超采区属于严重超采区，面积26.45km2，主要分布于简泉农场一队、王家庄、任家庄一带；大武口区中型孔隙深层承压水超采区属于严重超采，面积253.56km2，分布于明水湖农场、平罗火车站、平罗县砖厂、石炭井矿务局农场、红旗村一带；位于惠农区南部的中型孔隙深层承压水超采区属于一般超采区，面积143.68km2，分布于简泉农场五队、高庙子、姚家庄、简泉农场机砖厂、简泉农场八队一带；平罗县小型孔隙深层承压水超采区属于一般超采，面积22.91km2，主要分布在研究区南部崇岗村砖厂一带及二闸砖厂、周城砖厂一带。

3 地下水超采区保护与管理建议

3.1 加强地下水监测

进行地下水动态监测，能够及时掌握地下水动态变化情况以提供准确信息，长期序列资料为分析地下水动态变化趋势及合理、科学管理利用地下水资源提供了可靠的依据。

3.2 加强日常监督管理

从地下水超采区水资源条件和实际状况出发，结合当地社会经济发展和生态建设需要，科学规划地下水资源开发利用总体布局，提出具体治理实施方案，营造全社会共同推动地下水保护与治理的新气象。

3.3 优化水资源配置 加强新水源的寻找

大武口地区全区均处于超采状态，该区水资源贫乏，应严格控制地下水的开采量，在节约用水的前提下，急需兴建新的水源工程，可加大黄河岸边傍河取水研究和深层地下水勘查力度，解决水资源不足的问题。

3.4 推进节水工作

大武口地区虽然水资源开发条件便利，但工农业用水效益不仅低于全国平均水平，而且普遍低于西北其他省份。因此，应加大节水宣传力度，切实增强节水意识和污水资源化。

［1］吴旭，赵伟，李杰.邯郸市平原区浅层地下水超采区划分及治理对策［J］.地下水，2012,34（3）：54-56.

［2］乔世珊.加强我国地下水超采区治理的对策和建议［J］.中国水利，2008,23：37-39.

［3］李文体，刘向华，冯谦诚.河北省地下水超采区划分及超采状况分析研究［J］.水资源保护，2001（4）：26-30.

［4］水利部.全国地下水超采区评价技术大纲［Z］.2012.

［5］吴学华，钱会，郁冬梅，等.银川平原地下水资源合理配置调查评价［M］.北京：地质出版社，2008.

［6］GB/T 14848—93,地下水质量标准［S］.