汾河流域地下水位下降成因分析

范術(shù)芳

（山西省水利建設(shè)開發(fā)中心，山西 太原 030002）

汾河流域地下水位下降成因分析

范術(shù)芳

（山西省水利建設(shè)開發(fā)中心，山西 太原 030002）

汾河流域是山西省境內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為集中的區(qū)域和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展受水資源制約最為嚴(yán)重的區(qū)域，用水需求不斷增大，大量開采地下水，導(dǎo)致地下水嚴(yán)重超采，地下水位埋深大幅下降，形成了四大地下水超采漏斗區(qū)和總面積6763km2的地下水超采區(qū)。經(jīng)研究分析，地下水開采量增加、大規(guī)模煤炭開采對地下水造成破壞、河道寬度大面積壓縮、巖溶泉嚴(yán)重破壞是導(dǎo)致地下水位下降的主要原因。

地下水；水位；成因；汾河流域

1 地下水概況

汾河是山西的母親河，流域面積39471km2，占全省總面積的1/4，為黃河第二大支流，干流全長716km，自北向南縱貫6市27縣。汾河流域是山西政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，流域內(nèi)自然資源豐富，且全省最好的土地資源位于汾河流域，生產(chǎn)條件得天獨厚，用水需求不斷增大，在地表水和外調(diào)水不能滿足用水需求的情況下，地下水成為山西省的主要供水水源之一，而且開采量逐步加大。

根據(jù)統(tǒng)計資料分析，汾河流域水資源總量31.9億m3，占全省水資源總量的26%，其中河川天然徑流量19.0億m3，地下水資源量23.6億m3，重復(fù)水量10.7億m3。1956—2012年汾河流域多年平均地下水可開采量為12.61億m3，2012年地下水總供水量為14.44億m3，其中農(nóng)業(yè)開采量最大，占全流域開采量的44.62%。1996—2002年期間，由于降水量的減少，地表徑流大幅減少，為保障國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展用水要求，依靠大中型水利樞紐地表水供水量沒有減少，同時大量超采地下水，目前累計超采地下水量達(dá)76億m3。汾河流域地下水質(zhì)主要類別為Ⅱ～Ⅵ類，Ⅲ類水在汾河流域均有分布，Ⅵ類水主要分布在太原市和運城市境內(nèi)。

2 地下水位變化趨勢

汾河流域有兩大盆地，分別為太原盆地和臨汾盆地，是山西省境內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為集中的區(qū)域和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展受水資源制約最為嚴(yán)重的區(qū)域，由于地表徑流不能滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的要求，大量開采地下水，導(dǎo)致太原盆地地下水位埋深由20世紀(jì)80年代初的7.6m下降至2012年的89m，下降幅度達(dá)81.4m；臨汾盆地地下水位埋深由13.8m下降至81.9m，下降幅度達(dá)68.1m。

地下水動態(tài)變化主要受降水、人工開采及引黃灌溉等因素的影響，特別與降水系列的豐枯變化關(guān)系密切。2012年山西省盆地平原區(qū)地下水埋深2～20m。埋深最大的區(qū)域位于運城盆地，最小的在太原盆地。在汾河流域平原地區(qū)中，汾河谷地地下水位總體呈下降趨勢，其余地區(qū)呈上升趨勢。太原盆地上升幅度最大，5年來累計上升5.38m，年平均上升1.08m。

汾河流域集中了全省的主要城市，由于城市大量抽取地下水，在城市建成區(qū)及周邊形成了四大地下水超采漏斗區(qū)，分別位于太原、晉中、臨汾和汾河下游谷地。太原深層水漏斗總面積301.9km2，其中西張區(qū)漏斗面積21.7km2，科技大學(xué)漏斗面積8.4km2，城區(qū)漏斗面積約261.7km2；晉中市介休宋古漏斗區(qū)面積120km2；臨汾市漏斗區(qū)總面積177.9km2，其中堯都區(qū)漏斗區(qū)面積93.2km2，侯馬市漏斗區(qū)面積84.7km2。受地下水超采活動的影響，在太原盆地和臨汾盆地以及巖溶山區(qū)泉域徑流排泄帶、山間盆地及河谷地帶形成地下水超采區(qū)，總面積6763km2，占流域盆地平川區(qū)的66%。其中嚴(yán)重超采區(qū)面積874km2，開采系數(shù)高達(dá)2.06，超采區(qū)可開采量5.90億m3，多年平均超采量達(dá)1.68億m3。

3 原因分析

3.1 地下水開采量增加

20世紀(jì)80年代前，汾河流域地下水年開采量約4.8億m3。80年代以后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，用水需求不斷增大，地下水開采量逐步加大，至1995年，年開采量達(dá)到17億m3，當(dāng)年超采量約6億m3，至目前累計超采地下水量達(dá)76億m3。2008年以來，通過實施汾河清水復(fù)流、調(diào)引客水進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水，實現(xiàn)了汾河干流常年不斷流，有效地促進(jìn)了流域地下水位的回升，根據(jù)近3年（2012—2014年）監(jiān)測數(shù)據(jù)，流域平均地下水位累計回升1.69m，年均回升0.56m，但回升速度不快、幅度有限，太原、臨汾盆地地下水位距地表仍有65～85m之多。

3.2 大規(guī)模煤炭開采對地下水造成破壞

根據(jù)《山西省第二次水資源評價》成果，每開采1t煤破壞的水資源量為2.48m3。2012年流域內(nèi)煤炭開采量為2億t，對水資源的影響在4億～6億m3之間。同時，由于采煤帶來了一系列的地質(zhì)災(zāi)害，如地面沉降導(dǎo)致房屋傾倒或產(chǎn)生裂縫等。

3.3 河道防洪堤防工程大面積壓縮河道寬度

汾河寬度由歷史上的2～3km壓縮至250～300m，將水域、濕地變?yōu)榱继铮蠓葴p少了河流對地下水的補(bǔ)給面積和補(bǔ)給量。由于河道縮窄，河道兩岸的灘涂地被大量開發(fā)、利用，導(dǎo)致兩側(cè)的水域濕地面積不足，水生態(tài)嚴(yán)重破壞，具體表現(xiàn)為河濱植被、河流植物的大面積減少，微生態(tài)環(huán)境的生物多樣性降低，魚類的產(chǎn)卵條件發(fā)生變化，鳥類、兩棲動物和昆蟲的棲息地改變或避難所消失，造成物種的數(shù)量減少和某些物種的消亡。

3.4 巖溶泉破壞嚴(yán)重

由于經(jīng)濟(jì)社會用水增長迅速，巖溶泉逐漸成為區(qū)域城市生活和工農(nóng)業(yè)的重要水源，大部分巖溶大泉的開發(fā)方式由泉口提引水轉(zhuǎn)為水井開采為主，導(dǎo)致泉水流量衰減嚴(yán)重，區(qū)域巖溶水位持續(xù)下降。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，生產(chǎn)、生活廢污水排放量增大，不達(dá)標(biāo)排放普遍存在，污染源不斷增加，使巖溶地下水污染日趨嚴(yán)重，受采煤破壞比較嚴(yán)重的巖溶大泉有晉祠泉、洪山泉和郭莊泉等。

4 結(jié)論及建議

汾河流域地下水超采嚴(yán)重，進(jìn)一步加劇了水生態(tài)環(huán)境的惡化，因此，加強(qiáng)汾河流域地下水的保護(hù)十分必要。通過充分利用外調(diào)水，壓采、限采地下水，增加水域面積，加大入滲補(bǔ)給，提升地下水位等措施改善地下水的現(xiàn)狀。根據(jù)汾河流域地下水開發(fā)利用狀況和地下水所面臨的嚴(yán)重形勢，從保護(hù)地下水資源、涵養(yǎng)水源的原則出發(fā)，實施超采區(qū)超采量必須壓采，未超采區(qū)——“五水濟(jì)汾”工程視替代水源可供水量條件作適當(dāng)壓采，并通過立法加大超采區(qū)地下水關(guān)井壓采力度。地下水壓采時，重點保障農(nóng)村飲水安全，優(yōu)先壓減城鎮(zhèn)開采水量，總體思路為先壓工業(yè)后壓農(nóng)業(yè)，先壓生產(chǎn)后壓生活。同時對補(bǔ)給區(qū)污染防護(hù)、集中式地下水水源水質(zhì)保護(hù)及分散式地下水開采區(qū)的水質(zhì)進(jìn)行保護(hù)。

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范術(shù)芳（1982-），女，2009年畢業(yè)于西安理工大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，工程師。

2016-08-05；

2016-09-11