呼和浩特地区地下水动态变化特征及影响因素分析

畅利毛

(内蒙古自治区地质环境监测院，内蒙古 呼和浩特 010018)



呼和浩特地区地下水动态变化特征及影响因素分析

畅利毛

(内蒙古自治区地质环境监测院，内蒙古 呼和浩特 010018)

结合地下水动态分析得出呼和浩特地区地下水水位变化的主要影响因素为大气降水和人工开采地下水，在平原区南部潜水埋藏较浅的区域，气温变化和蒸发作用对潜水动态有一定的影响；该地区潜水水位总的呈现出区域性的下降趋势，且具有明显的水平分带及地区性时段差异，迳流开采型和渗入开采型为目前该地区主要的地下水动态类型；承压水水位呈现多年持续下降状态，年下降幅度逐渐增大，地下水流向也由原来的由北向南改变为由北东向西南。

地下水动态监测；地下水位动态变化；承压水；潜水

地下水位动态是指在自然和人为因素影响下，地下水水位随时间的变化过程[1-3]。呼和浩特市开发利用地下水历史较长，大规模开采是最近20～30年，地下水开发利用程度较高，是全国40个缺水城市之一[4]。现状条件下，地下水已处于超采状态，水资源供需矛盾日益突出，地下水资源总量不足已成为制约城市发展的主要因素之一[5-6]。因此，研究分析呼和浩特地区地下水位动态变化规律及其特征，对合理开发地下水资源，发展区域经济有着十分重要的意义。本文主要根据呼和浩特市2006～2015年具有代表性的地下水动态连续监测资料对该地区孔隙潜水水位、承压水动态特征及其影响因素进行分析，探究呼和浩特地区地下水动态变化规律，为合理利用地下水资源提供依据。

1 研究区概况

1.1 地理位置

呼和浩特市地势为东北高，西南低，海拔高程990～1 200 m，地形平坦、开阔，地势坡降山前为6‰～20‰，平原区多在2‰以下，倾斜平原上部多由卵石、砾石、粗砂层组成， 大黑河冲湖积平原则由砂、粉质粘土组成。本研究区选定在呼和浩特市中西部，包括城市中心规划区，范围为东起白塔车站，西至台阁牧，北依大青山，南至白庙子乡，包括城市规划区、近郊及土左旗的部分乡村，面积720 km2。

1.2 气象与水文

研究区属干旱半干旱大陆性气候，寒冷干旱，降雨量少而集中，蒸发量大，昼夜温差大；春季干旱低温且多风，夏季炎热短促，冬季寒冷漫长，降水年内分布不均；多年平均气温为5.8℃，多年平均降雨量为410 mm，多年平均蒸发量为1 770 mm；封冻期为5个月，最大冻土深度为1.5 m，无霜期135 d。

1.3 水文地质条件

潜水含水组：由于所处构造部位及地貌位置不同，含水层埋藏及分布差异很大，从山前冲积扇顶至扇前缘，从大黑河河道轴部向南北两侧，从大黑河上游至下游地段，含水层岩性颗粒由粗变细，厚度变薄，埋深变浅及富水性等都具有明显的分带规律。乌素图断裂东西两侧潜水水文地质条件表现出明显的差异，断裂以东的扇裙带含水层岩性多为卵石、砾石、粗砂，从扇顶至扇前缘，含水层颗粒由粗变细，含水层厚度从小于10～20 m，单位涌水量由100 m3/d·m增至500 m3/d·m，含水层埋深由大于40 m过渡到3～10 m。

承压水含水组：埋藏与分布受古地理环境所控制，从扇裙带到湖盆，即由北部向南或从东北向西南，岩相由冲洪积相过渡到湖相，含水层岩性由中粗砂渐变为粉细砂，含水层由薄渐厚再变薄，由单层过渡到多层(3～5层)，扇裙带单位涌水量一般为500～1 000 m3/d·m，湖盆单位涌水量一般小于500 m3/d·m，含水层顶板埋深由北部的40～50 m，渐增至南部的100～120 m，承压水水位埋深由北部40 m过渡到南部的5～10 m。含水层厚度由东向西增厚，一般由20 m增至白庙子附近的100 m以上。

1.4 地下水动态监测网络特征

2 地下水位动态变化特征

2.1 潜水水位动态变化规律

2.1.1 潜水水位总的变化特征

呼和浩特地区潜水主要赋存于第四系上更新统～全新统(Q3～Q4)地层中，在地貌单元上又分为北部的大青山山前冲洪积倾斜平原中的潜水和南部的大黑河冲湖积平原中的潜水；大青山山前冲洪积倾斜平原中的潜水又由于其动态特征的不同而划分为山前倾斜平原上部、中部和下部。

呼和浩特的潜水位总的呈现出区域性的下降趋势，且具有明显的水平分带及地区性时段差异。潜水位的变化以1965年为重要时间节点，1965年以前地下水水位动态变化的主要影响因素为自然影响因素，即降水、地下迳流和蒸发，气象及水文地质条件占主导地位，水动力特征基本为天然水动态类型；1965年至今，由于人为开采因素影响加强，水动力特征变为开采水动态类型，特别是季节性农业开采量的增大，潜水水位动态明显的呈现地区性差异和时段上的差异，迳流开采型和渗入开采型逐渐成为主要的地下水动态类型。

图1 测点H5地下水位动态曲线图

图2 测点H97地下水位动态曲线图

图3 测点H57地下水位动态曲线图

2.1.2 山前倾斜平原上部潜水变化规律

平原上部的潜水由于水位埋深较大，大气降水入渗量很小而对潜水位变化影响甚微，地下水的补给源主要为来自北部山区的侧向迳流。

1965年前该地区平原上部潜水埋深大于5 m，水力坡度为0.006～0.018，地下水水平运动占主导地位，地下水动态类型为迳流型。水位主要受大气降水及其强度控制，降水集中的时段，山区迳流量大，水位上升幅度。1965年后，由于人为开采量的增大，开采已成为地下水排泄的主要途径，地下水动态类型由原来的迳流型逐渐转变为迳流开采型。图1为2006-2015年H5测点地下水位动态变化曲线图，该测点10年来地下水位下降达13.0 m，年均降幅约为0.8 m，且呈现出持续下降的趋势。

2.1.3 山前倾斜平原下部潜水变化规律

山前倾斜平原下部潜水水位变化除受北部和东部的地下迳流补给外，大部地区水位埋深小于5 m，补给以大气降水和侧向迳流为主，有部分田间灌溉水的入渗补给，排泄以开采和蒸发为主，水位动态受开采和降水控制，地下水动态类型为迳流渗入型。

该地区潜水水位受区域地下水开采的影响，特别是农业季节性开采的影响，多年动态表现为缓慢下降。图2为2006-2015年H97测点地下水位动态变化曲线图，该测点10年来地下水位下降达4.4 m，年均降幅约0.4 m，明显低于山前倾斜平原上部潜水水位H5测点地下水位下降速度。

2.2 承压水

随着承压水的开采量急剧增加，水位年平均降幅逐渐增大，地下水流向也由原来的由北向南改变为由北东向西南；图3为2006-2015年H57测点地下水位动态变化曲线图，近10年来承压水降幅达12.9 m，平均每年以近1.3 m的速度下降。

3 地下水位变化影响因素分析

该地区地下水的补给主要来源于北部、东部山区的地下侧向迳流，仅在山前倾斜平原下部和大黑河冲湖积平原区的潜水接受部分大气降水和田间回归水的补给。作为该地区地下水补给区的山区，补给源几乎全部来自大气降水，所以山区的大气降水量直接影响到本区地下水的补给量。大气降水是该地区地下水补给最具影响力的因素。

大青山前倾斜平原上部，由于各含水岩组间无良好的隔水层，实际上为一个含水层，具潜水性质，接受来自山区地下迳流的直接补给；倾斜平原中部由于存在稳定的隔水层，地下水分为上下两个含水岩组，上部含水岩组具潜水性质，下部含水岩组具承压水性质，分别接受来自上部的地下潜流补给。以上两个区域由于水力联系密切，同时又靠近补给区，为地下水强迳流带，但又由于地下水埋藏较深，大气降水和地表水的入渗补给十分有限。大青山前倾斜平原下部，上下两个含水岩组均接受来自上游的侧向迳流补给，上部潜水的地下水水力坡度小于山前倾斜平原的中后缘，但仍为地下水强迳流区。该带潜水埋藏较浅，蒸发也是其排泄的重要途径之一。

大黑河冲湖积平原区的潜水含水层由上游向下游、河道向两岸岩性颗粒渐细，水力坡度逐渐变缓，地下水迳流强度也逐渐变缓，水位埋深变小，大气降水入渗补给量也随之增大。赋存于平原内部的承压含水组，原处于一个相对稳定的封闭状态，仅以局部越流和向下游迳流为排泄方式。

由于连年超采地下水，水位多年来持续下降，尤其是对承压水的超采，在造成区域性承压水位下降、承压水降落漏斗形成并发展的同时，在倾斜平原中上部承压水袭夺来自山区的侧向迳流，造成地下水流向改变，形成了潜水分水岭及倾斜平原上部的潜水疏干区，造成区域性的潜水水位下降。

4 结语

(1)大气降水是该地区地下水补给最具影响力的因素，地下水的主要补给来源于北部、东部山区的地下侧向迳流；作为该地区地下水补给区的山区，补给源几乎全部来自大气降水，山区的大气降水量直接影响到本区地下水的补给量。

(2)结合地下水动态分析得出该地区地下水水位动态的主要影响因素为大气降水和人工开采地下水，仅在平原区南部潜水埋藏较浅的区域，气温变化和蒸发作用才对潜水动态有一定的影响。

[1]白玉娟，殷国栋. 地下水水质评价方法与地下水研究进展[J]. 水资源与水工程学报.2010，21( 3) : 115-123.

[2]耿雷华，刘恒，钟华平，等. 健康河流的评价指标和评价标准[J]. 水利学报.2006，37( 3) : 253-258.

[3]陈立，张发旺，程彦培，等. 宁夏海原盆地地下水水化学特征及其演化规律[J]. 现代地质.2009，23( 1) : 9-14.

[4]李林兵，孙建华. 浅谈地下水水质数值模型[J]. 治淮.2009，( 1) : 25-26.

[5]梁媛，蔡荣，孙亚军，等. 基于GIS 的地下水模糊数学评价法[J]. 江苏环境科技.2002， 15( 3) : 20-21.

[6]张国强，吴斌. 新疆淖毛湖煤田地表水地下水水质变化规律分析[J].工程技术.2009， 20( 2) : 651-652.

Analysis on Dynamic Changes Characteristics of Groundwater Level and Influencing Factors in Hohhot

CHANG Li-mao

(Monitoring Institute of Geo-Environmental of Inner Mongolia, Huhhot 010018, China)

The main factors of the changes of groundwater level in this area which are combined with dynamic analysis are precipitation and artificial groundwater. In the southern plains region area which is buried with shallow unconfined water, temperature changes and evaporation have a certain impact on the dynamic unconfined water; the unconfined water level not only totally shows a downward and regional trend, but also has a significant horizontal zoning and regional time differences. Run off and infiltration mining exploitation pattern type is currently the main types of groundwater regime in the region; confined water level continues to decline for many years presented state, the annual decline gradually increases, groundwater flow also increases from north to south to the north east to southwest change.

Dynamic monitoring of groundwater level；dynamic changes of groundwater level；the confined water and diving

2016-07-11

畅利毛(1980-)，女，内蒙古丰镇人，工程师，主要从事地下水环境监测工作。

P641.74

A

1004-1184(2016)06-0062-03