内蒙古松辽流域地下水功能区划分研究

高爽，唐蕴，王海玲，王亮

（1.中国水利水电科学研究院，北京100038；2.中国地质大学（北京），北京100083；3.内蒙古自治区水文总局，内蒙古呼和浩特010000）

内蒙古松辽流域地下水功能区划分研究

高爽1，2，唐蕴1，王海玲3，王亮3

（1.中国水利水电科学研究院，北京100038；2.中国地质大学（北京），北京100083；3.内蒙古自治区水文总局，内蒙古呼和浩特010000）

本文针对内蒙古松辽流域地下水分布及开发利用现状，参照全国地下水功能区划分技术大纲，将研究区划分为开发区和保护区两类地下水一级功能区，再根据地下水的主导功能进一步划分为集中式供水水源区、分散式开发利用区、地下水水源涵养区和生态脆弱区四类二级功能区，共计298个。重点介绍了赤峰市元宝山超采区、通辽科尔沁超采区及65个地下水水源地划分为集中式供水水源区的缘由；根据划分结果，又提出增加监测井密度、保护水源地和整治污染等地下水保护措施，为地下水合理开发利用和保护提供参考。

地下水；功能区划分；划分体系；超采区；水源地；保护措施

1 研究背景

地下水是水资源的重要组成部分，近年来地下水开采规模不断扩大，特别是我国北方地区，过量开发利用地下水导致水位下降、含水层疏干，引发地面沉降、土地沙化、海水入侵、水质恶化等一系列生态环境问题。为合理开发和保护地下水，发挥地下水应有功能，水利部和国土资源部相继颁发了《地下水功能区划分技术大纲》（以下简称《大纲》）［1］和《地下水功能评价与区划技术要求》［2］，为地下水功能区划分提供依据、原则和标准。

我国学者对地下水功能区划分体系和方法的研究最早见于许志荣［3］1998年对地下水功能区划分目的、原则及方法的探讨。随后又有学者对地下水功能区划分进行了研究，如：唐克旺和杜强［4］在分析地下水三大属性功能基础上，初步提出了地下水功能区划一、二级体系；唐克旺、唐蕴等［5］以地下水三大属性功能为基础，立足于地下水主导功能，构建了地下水二级区划体系，并介绍了全国地下水一级功能区划分的初步成果。同时地下水功能区划工作也在各地展开［6-11］：丁元芳、范庆莲、曹阳、吕红、罗小勇、乔光建等分别对松辽流域、北京市、泉州市、山东省、云南省、邢台等地进行了地下水功能区划研究。纪轶群［12］、李涛［13］等根据实际情况，对北京市房山区、新疆沙雅县等小区域地下水功能区进行了划分；罗育池等［14］应用地表水-地下水联合水功能区划分体系与分级分类系统，对郑州市水资源进行了划分；胡其坤等［15］在《大纲》二级划分的框架下，进一步细化，分别对天津市浅层和深层地下水功能区进行了三级划分。划分方法上，一些学者［16-18］将地下水功能区划分工作同GIS结合，选取评价指标、运用数学方法推动了地下水功能区划工作的进一步开展。

本文是在参照《大纲》的基础上，结合内蒙古松辽流域的实际情况，适当调整了划分标准，得到研究区二级功能区划分结果，不同于以往研究，本文突出介绍了以地下水资源供给为主导功能的超采区及水源地功能区划分方法，为当地地下水管理和保护以及制定相关的发展规划提供依据。

图1 研究区位置

2 研究区概况

内蒙古松辽流域地处欧亚大陆中高纬度带的东部，属中温带大陆性季风气候区，呈干旱半干旱特征。行政范围包括呼伦贝尔市和兴安盟的全部、通辽市及赤峰市大部和锡林郭勒盟的小部分，总面积45.85万km2。研究区位置见图1。根据相关资料［19-22］，区内多年平均降水量在250～450 mm，蒸发量在1 191～1 866 mm，局部地区地表水资源相对不足，地下水已成为当地工农牧业和居民生活用水的主要供水水源，有些地方甚至是当地供水的唯一水源。但由于不合理开发，对地下水系统产生了不利影响，导致部分地区水资源枯竭、土地沙化，超采严重区域还形成了超采漏斗，使地下水功能发生退化［23］。

根据《内蒙古水资源保护规划》［20］及《内蒙古水资源公报》［21］，内蒙古松花江流域年均地下水资源量为95.58亿m3，年均可开采量为22.46亿m3，2010年实际开采量为12.26亿m3，开发利用率为54.59%。内蒙古辽河流域年均地下水资源量为60.16亿m3，年均可开采量为40.8亿m3，2010年实际开采量为39.88亿m3，开发利用率达到97.74%。内蒙古松辽流域不同程度的存在地下水缺乏状况，但总体而言松花江流域属于工程性缺水，辽河流域属于资源性缺水。

按山丘（包括山间平原，下同）和平原来统计，内蒙古松辽流域年均地下水资源量和实际开采量也极不均匀，山丘区面积占总面积的66.44%，年均资源量为87.77亿m3，占总资源量的56.36%；实际开采量为15.12亿m3，仅占总开采量的29%。平原区面积占总面积的33.56%，年均地下水资源量为67.97亿m3，仅占总资源量的43.64%；实际开采量为37.02亿m3，占总开采量的比例却高达71%。

3 研究区水文地质状况

地下水功能区划与当地的水文地质条件密切相关。研究区水文地质条件主要受区域地质构造、地貌、古地理环境控制和气候水文等自然因素影响，在不同地区表现出不同规律。以地貌和大地构造为基础，划分3个一级水文地质区：（1）大兴安岭山地水文地质区，行政区域主要包括呼伦贝尔市东部、兴安盟大部、通辽和赤峰西部；（2）西辽河平原水文地质区，行政区域包括兴安盟科尔沁右翼中旗、通辽和赤峰的大部；（3）内蒙古北部高原水文地质区的一部分，行政区域主要为呼伦贝尔西部高平原。

在一级水文地质区基础上，考虑次一级地貌单元、含水岩类、富水程度和地下水类型，进一步划分水文地质亚区。大兴安岭水文地质区又分为：（1）山地基岩裂隙水亚区，这些区域因裂隙发育程度不同，裂隙水分布不连续，埋深不稳定，主要靠大气降水补给，富水程度变化较大；（2）山间盆地碎屑岩类裂隙孔隙水亚区，这些区域含水层厚度、组分粒度具有分带性，富水性为中等；（3）山间河谷松散岩类孔隙水亚区，这些区域堆积有较厚的第四系松散岩类，赋存有较富的孔隙水。西辽河平原水文地质分区又分为：（1）西辽河冲湖积平原松散岩类孔隙水亚区，该区域含水层由第四系冲洪积物堆积而成，含水岩组颗粒较粗，厚度大，为富水地段；（2）嫩江西岸冲积平原松散岩类孔隙水亚区，该区域主要由嫩江及其西岸支流冲积而成，含水岩组主要为砂砾石层，厚度由西向东增大，富水性好。内蒙古北部高原水文地质区在研究区主要是呼伦贝尔高平原的贫水地带，该区域广泛存在第三系碎屑岩类裂隙孔隙承压水，第四系松散岩类仅有薄层堆积，富水性较差。

4 地下水功能区划分

根据研究区的实际情况，参考地形地貌，水文地质条件，地下水水质状况，补给和开采条件，结合规划期水资源配置对地下水开发利用、生态与环境保护要求，以水文地质单元的界线为基础划分地下水功能区，再以旗县行政区和三级流域分区的边界进行切割，作为地下水功能区的基本单元。

4.1 一级功能分区根据《大纲》及文献［4-5，24］，地下水一级功能区主要协调经济社会发展用水和生态与环境保护的关系，体现国家对地下水水资源合理开发利用和保护的总体部署。

内蒙古松辽流域地下水一级功能区划分为开发区和保护区，一级功能分区的分布与研究区的地形地貌关系较大。开发区主要分布在平原区和山间河谷平原，重点包括呼伦贝尔高平原和西辽河平原的大部，以及小部分嫩江平原。因该区域中生代以来持续下降，沉积了巨厚的中生代碎屑岩及松散堆积层，第四系含水层发育，加之地势平坦、人口密集，地下水的开发利用量较大，划分为开发区。水质方面，区内潜水部分铁锰等化学组分背景高，氨氮含量局部超标。

保护区主要分布于山丘区，主要是地下水的补给区，因这些区域人口分散稀少，地下水的开发利用量较少。根据国家主体功能区划，该区域分布几个重要的国家级生态功能区：大小兴安岭森林生态功能区、呼伦贝尔草原草甸生态功能区及科尔沁草原生态功能区，承担着水源涵养和防风固沙的重要生态功能，划分为保护区。水质方面，总体较好，部分浅层水由于含水岩性铁锰等金属元素背景值偏高。

4.2 二级功能分区地下水二级功能区主要协调地区之间、用水部门之间和不同地下水功能之间的关系。在地下水一级功能区的框架内，根据地下水资源的主导功能，在开发区进一步划分为集中式供水水源区和分散式开发利用区，保护区进一步划分为生态脆弱区和地下水水源涵养区。

4.2.1 集中式供水水源区根据《大纲》规定，集中式供水水源区的地下水可开采模数不小于10万m3/（km2·a），单井出水量不小于50 m3/h，地下水矿化度不大于1 g/L，地下水水质不低于《地下水质量标准（GB/T 14848-93）》中规定的Ⅲ类水的标准。

结合内蒙自治区松辽流域的实际情况，在开采量大的平原区筛选出单井涌水量大于50m3/h的机井，在分散的沟谷平原筛选出单井涌水量大于20 m3/h的机井，范围以布井范围和地下水埋深线为界，同时用水文地质单元和行政边界剪切得到。松辽流域浅层地下水矿化度主要为HCO3-Na·Ca、HCO3-Ca型，大部分小于1 g/L，只有西辽河平原东部部分矿化度介于1～2 g/L，符合规定。水质方面，生活集中供水水质不低于Ⅲ类标准，工业用水水质符合生产要求。

研究区的集中式供水水源区主要分布在各盟市和旗县政府所在地，这些区域由于第四系松散沉积物广泛分布，厚度大、富水性好，单井涌水量大，有利于地下水的大规模开发利用，平均地下水可开采模数约9.82万m3/（a·km2）。同时因这些区域人口、工业园区相对密集，常分布开采量大的自来水公司机井和工业用水机井。如通辽市区集中供水水源区分布9个大中型集中式供水水源地，总供水人口达47万多；工业用水为主的代表性区域，如赤峰市元宝山老哈河集中式供水水源区因煤矿开采大量抽取排空含水层地下水，使得该区域地下水开采模数较大。

4.2.2 分散式开发利用区根据《大纲》规定，分散式开发利用区是指现状或规划期内以分散的方式供给农村生活、农田灌溉和小型乡镇工业用水的地下水赋存区域，一般为分散型或者季节性开采。

研究区的地下水分散式开发利用区主要分布于西辽河平原和呼伦贝尔高平原两大平原以及山间沟谷平原，其次分布在赤峰市巴林左旗、巴林右旗和林西县的大部分山间河谷平原。其中西辽河平原平均地下水可开采模数3.5万m3/（a·km2），呼伦贝尔高平原地下水可开采模数1万m3/（a·km2）。这些区域矿化度一般小于1 g/L，部分介于1～2 g/L，水质大部分为Ⅲ类水。

4.2.3 生态脆弱区根据《大纲》规定：生态脆弱区指有重要生态保护意义且生态系统对地下水变化十分敏感的区域，包括干旱半干旱地区的天然绿洲及其边缘地区、具有重要生态保护意义的湿地和自然保护区等。

研究区目前有呼伦贝尔市呼伦湖生态脆弱区、新右旗达赉湖生态脆弱区、辉河生态脆弱区、乌尔逊河生态脆弱区。此外，还有一些国家级保护区，如兴安盟扎赉特旗阿拉达尔图苏木境内的达格吐自然风景区，通辽市科左后旗大青沟国家级自然保护区，赤峰市巴林右旗赛罕乌拉自然保护区、敖汉旗大黑山自然保护区，需要依靠一定的地下水位维系重要的自然生态系统，以这些保护区为中心再扩充一定的缓冲区划分得到生态脆弱区。

4.2.4 地下水水源涵养区根据《大纲》规定：地下水水源涵养区是指为了涵养水源和重要泉水的补给，而限制地下水开采和人类活动的区域。

内蒙古松辽流域除西辽河平原、呼伦贝尔高平原和小部分嫩江平原之外，以山区地貌为主，地下水开发利用程度低，水质类别为Ⅱ—Ⅲ类水，矿化度小于2 g/L，是地下水的补给区，对地下水的形成至关重要，也具有重要的生态意义。为了涵养水源、保障生态基流，内蒙古松辽流域山丘区除沟谷平原划分为分散式开发利用区外，其余地区均划分成地下水水源涵养区。

研究区代表性的有呼伦贝尔市鄂温克族自治旗境内维纳河矿泉、位于扎赉诺尔矿区附近四周陡峭的山坳中的10多个泉眼、呼伦贝尔市五泉山生态旅游区，为了保持泉水一定的喷涌流量，限制开采，而将这些泉域划分为水源涵养区。

4.3 划分结果根据前述划分体系和划分指标，内蒙古自治区松辽流域一级分区划分有开发区和保护区，在此基础上又进一步划分为集中式供水水源区、分散式开发利用区、生态脆弱区和地下水水源涵养区四类二级功能区。内蒙古自治区松辽流域地下水二级功能区划分见图2。

本次区划总面积458 516.6 km2，共计划分了298个地下水二级功能区。其中集中式供水水源区59个，面积11 527.55 km2，占总面积的2.42%；分散式开发利用区132个，面积188 576.64 km2，占总面积的41.44%；生态脆弱区10个，面积5 305.71 km2，占总面积的1.16%；地下水水源涵养区97个，面积253 106.69 km2，占总面积的54.98%。

图2 内蒙古松辽流域地下水二级功能区分布

按一级流域来分，松花江流域共有154个二级地下水功能区，其中集中式供水水源区25个，占总面积的1%；分散式开发利用区70个，占总面积的20.9%；地下水水源涵养区53个，占总面积的46.85%；生态脆弱区6个，占总面积的0.99%。辽河流域共有144个二级地下水功能区，其中集中式供水水源区34个，占总面积的1.42%；分散式开发利用区62个，占总面积的20.53%；地下水水源涵养区44个，占总面积的8.13%；生态脆弱区4个，占总面积的0.17%。

按地貌类型来分，山丘区共有218个二级地下水功能区，其中集中式供水水源区31个，占总面积的0.89%；分散式开发利用区88个，占总面积的21.43%；地下水水源涵养区97个，占总面积的54.98%；生态脆弱区2个，占总面积的0.04%。平原区共有80个二级地下水功能区，其中集中式供水水源区28个，占总面积的1.54%；分散式开发利用区44个，占总面积的20.01%；生态脆弱区8个，占总面积的1.12%；没有划分地下水水源涵养区。

地下水二级功能区按一级流域和地貌类型统计结果见1。

表1 内蒙古松辽流域地下水功能区划成果

5 功能区划分中若干关键问题

5.1 关于超采区内蒙古松辽流域地下水开发利用程度总体较高，尤其是在辽河流域地下水开发利用率高达97.7%，出现了地下水超采区，引发了较为严重的生态环境地质问题。研究区共有3个一般超采区和2个严重超采区，这里以辽河流域超采区为例介绍功能区划分。

赤峰市红山区、元宝山区超采区所在含水层从埋藏条件、水质、水量等方面均属于地下水宜开采区，由于居民生活和工业生产长期大量开采地下水，造成水位持续下降，形成降落漏斗。特别是元宝山区露天煤矿疏干区降落漏斗随矿区产量呈现有规律的变化：产量降低，水位下降变缓，漏斗面积减小。超采引发的地下水功能的退化与开采量呈一定的相关性，本文认为这种超采区为资源枯竭型，地下水主要发挥资源供给功能，在研究中将其划分到集中式供水水源区。

通辽市科尔沁区大型孔隙浅层地下水超采区超采系数达0.78，由于长时间大规模开采及缺乏有效管理和保护，中心水位每年以近0.68 m的速度下降，并随之带来部分地区含水层疏干、河水断流、湿地萎缩、土地沙化等一系列生态环境问题，属严重超采区。根据《大纲》，由于地下水开采、水位下降引发地质问题的地下水分布区一般划分为地质灾害易发区，但考虑到研究区超采造成的资源枯竭，通过压采、节水工程、跨流域调水等工程或保护性措施能弥补水资源的不足，使超采状况得到改善，恢复地下水的资源供给功能，因此将科尔沁超采区划分为集中式供水水源区。

内蒙古松辽流域超采主要发生在浅层地下水，属资源枯竭型，由于超采引发的生态和资源环境的退化现象将会随着超采区逐步治理而趋于好转，在这些区域地下水仍以集中开发为主，因此本文在划分功能区时将地下水超采区全部划到集中式供水水源区。

5.2 关于水源地本次划分地下水功能区，专门调查了浅层地下水日开采量超过1万m3的集中式供水水源地［10］，包括位置开采量、开采层位、超采状况、水质状况等，并参照《大纲》，认为与开采所引起的地下水生态与地质环境功能弱化相比，水源地的地下水资源供给功能更加突出。内蒙古松辽流域65个规模以上水源地中，有56个水源地划分到集中式供水水源区，其余位于分散式开发利用区。这些水源地的开采主要供给城镇生活和工业生产，资源供给功能占主导地位。集中式供水水源区的范围划定，以水源地开采井为中心划定缓冲区，缓冲半径的大小要根据开采量和所在地的水文地质条件确定。

6 结论和建议

根据研究区的水文地质条件和地下水开发利用状况，参考内蒙古自治区水资源评价成果，将一级地下水功能区划分为开发区和保护区两类，在此基础上又以地下水主导功能为导向进一步划分二级地下水功能区。其中集中式供水水源区59个、分散式开发利用区132个、生态脆弱区10个、地下水水源涵养区97个。

根据划分结果，本文提出了一些地下水保护措施：增加地下水监测井密度，及时掌握地下水动态并根据动态变化制定开发利用规划；对饮用水水源地进行保护，如划定准保护区和保护区，种植植被，涵养地下水源等；建立隔离防护、污染整治、生态修复等。希望通过保护措施的实施，使地下水资源更好的发挥其属性功能，实现可持续发展。

建议其他地区进行地下水功能区划分时，要充分考虑所在地区的特点。如在地表水系发达的地区，要将浅层地下水与地表水功能区划联系起来，地表地下形成有机的整体；基础资料全面的地区可以先进行地下水资源和脆弱性评价，根据评价结果划分会更合理；还可以选择相关指标进行地下水功能区评价，根据评价结果进行功能区复核，修正不合理的划分。

感谢：本文得到了内蒙古自治区水文总局水资源保护规划项目组以及内蒙古自治区水利水电勘测设计院的资料支持，并且在地下水功能区划工作中得到了何桥处长、成光宇处长、张志彬教高的指导，在此深表感谢。

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［2］中华人民共和国国土资源部.地下水功能评价与区划技术要求［R］.北京：中华人民共和国国土资源部，2005.

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［23］内蒙古自治区地下水保护行动计划项目组.内蒙古自治区地下水保护行动计划［R］.2010.

［24］全国主体功能区规划［Z］.2010.

Research on groundwater functional division in Songliao River Basin of Inner Mongolia

GAO Shuang1，2，TANG Yun1，WANG Hailing3，WANG Liang3
（1.China Institute of Water Resources and Hydropower Research，Beijing100038，China；2.China University of Geosciences（Beijing），Beijing100083，China；3.Hydrology Bureau of Inner Mongolia，Hohhot010000，China）

Referring to“Technical Outline for Groundwater Functional Zoning”，Songhuajiang-Liaohe River catchment in Inner Mongolia is divided into two types of fundamental functional zones：development zones and protection zones，according to the groundwater distribution and present situation of development and uti⁃lization.Then，based on the leading function of groundwater，the studying area is further divided into 4 types of secondary level function areas：centralized water source area，distributed development area，ground⁃water water conservation area and the ecological fragile area，with a total of 298.This paper mainly intro⁃duces the reason for the classification of the over-exploitation area in Yuanbaoshan and Tongliao Horqin and other 65 groundwater source into centralized water source area；Then，according to the classification re⁃sults，the paper finally put forward several measures for groundwater protection，e.g.increasing the density of monitoring wells，water source protection and remediation of contaminated groundwater，to provide refer⁃ence for reasonable utilization and protection of groundwater.

groundwater；functional classification；classification system；over-exploitation area；groundwa⁃ter source area；conserving measures

P641.8

A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2015.02.006

1672-3031（2015）02-0117-07

（责任编辑：王学凤）

2014-10-23

科技基础性工作专项（2012FY130400）；国家水体污染控制与治理科技重大专项（2012ZX07201006）

高爽（1988-），女，河北保定人，硕士生，主要从事地下水环境研究。E-mail：1071581679@qq.com

唐蕴（1968-），女，安徽铜陵人，博士，教授级高级工程师，主要从事水资源开发利用中的生态环境问题研究。E-mail：tangyun@iwhr.com