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对通辽市科尔沁区地下水位下降原因的探讨

2021-01-10李鑫苏银春

西部资源 2021年6期

李鑫 苏银春

摘要:区域性地下水水位持续下降是水资源开发负环境效应的表现形式之一,逐渐引起降落漏斗閉合与不断扩大,结果可能导致水资源短缺甚至枯竭,破坏生态平衡,影响人类社会可持续发展。了解地下水水位持续下降原因,针对性采取缓解与防治措施,意义重大。

关键词:科尔沁区;水位持续下降;降落漏斗

前言

科尔沁区属中温带半干旱季风气候区,由于气候干旱,降水量少,再加上地下水开采影响,区内的主要河流西辽河已断流多年,地表水体干涸。因此,地下水就成为工作区主要的供水水源。改革开放以来,随着科尔沁区经济的发展、城镇建设规模的不断扩大和人口的持续增加,对地下水的开采强度不断加大,水资源供需矛盾日渐突出。导致地下水处于严重超采状态,区内地下水位持续下降并形成深度和面积不断扩大的降落漏斗。

1.自然概况

通辽市地处内蒙古自治区东部,东靠吉林省四平市,西接赤峰市、锡林郭勒盟,南依辽宁省沈阳市、阜新市、铁岭市,北边与兴安盟以及吉林省白城市、松原市为邻,见图1。通辽市下辖1个市辖区、1个县级市、1个县、5个旗;总面积59835km2;2017年总人口316.36万人。

2.水文地质条件

2.1所属地下水系统

通辽市科尔沁区位于西辽河平原中部,一级地下水系统属于辽河地下水系统区(A02),二级地下水系统属于西辽河地下水系统(A02C),三级地下水系统属于西辽河主流地下水系统(A02C02),见图2。

2.2地下水形成的自然条件

西辽河平原是中生代以来形成的沉降盆地,在构造上属内蒙古中部地槽褶皱系。燕山运动使得本区自中生代白垩系以来持续强烈下沉,沉积了厚度达几千米的砂岩、砂砾岩与泥岩互层的地层。第四纪以来,该区仍以沉降运动为主,在新近系泥岩的基础上,沉积有厚度达100m~200m的第四系松散碎屑物质,沉积的总体变化规律是边缘薄,中心厚,沉积中心在开鲁一带。持续的沉降运动为地下水的形成和赋存奠定了物质基础。

2.3含水岩组划分及补、径、排条件

研究区自上而下赋存有松散岩类孔隙潜水含水层、松散岩类孔隙承压水含水层、碎屑岩孔隙裂隙承压水含水层(组)三个含水岩组亚系统。

地下水补径排条件受地质、地貌、气象、水文及人类活动等因素影响。潜水主要补给形式为大气降水,研究区地形较平坦,地表岩性结构疏松,加之植被较发育,大气降水基本不形成地表径流,而是通过包气带直接渗入补给地下水,其次有地下径流和承压水越流补给。由于区内地下水的大量开采,使得地下水的流场发生了较大变化,但总体趋势沿山前向平原径流,研究区主要表现为自南西向北东方向的径流。地下水排泄主要是人工开采、径流排泄和地下水蒸发排泄。承压水的补给源有二项,一是接受来自上游断面的径流补给,二是来自潜水含水层的越流补给,从西向东方向径流,以人工开采和向下游径流排泄为主。

3.地下水位持续下降

通辽地区地下水的开采历史较长,1960年以前工农业发展水平均较低,基本上没有利用地下水进行农田灌溉,地表水利用程度也不是很高。1960年~1970年期间,在利用地表水进行农田灌溉的同时,农用机井开始出现,由于地下水开采量小,地下水基本处于平衡状态。1970年之后随着地表水资源利用量的减少,地下水开采量不断增加,地下水位的变化逐渐表现出人类活动干扰的迹象。1980年之后,地表水资源量逐年减少,地表水资源失去用水保障,20世纪90年代,地表水体陆续干涸,见图3。

截至2010年,据水位统计资料显示,地下水位持续下降,且下降数值达1.5m~8.8m,水位下降速率达0.12m/a~ 0.61m/a。致使地下水降落漏斗逐渐扩大。

4.水位下降原因分析

引起区域性地下水位下降的原因包括补给量减少、开采量增加两个因素。补给量减少的原因为地表水体干枯和邻区截取地下水侧向径流量。

4.1地表水体干枯

据地下水监测资料,1996年之前各类地表水体入渗量在地下水补给中占比较大,见表1,自1999年以后,流经区内的主要河流西辽河及其支流清河和洪河相继断流,2003年以后,莫力庙水库、吐尔基山水库、小塔子水库等地表水体陆续干涸,现状河流水库及地表水体入渗量大幅减少,使得地下水补给量也相应大幅减少。

4.2地下水开采量大幅度增加

随着经济的快速发展和对水资源需求量的不断增加,导致地下水位持续下降并处于严重超采状态。随着人口数量不断增加,地区生产总值迅速增值,截止到2019年,通辽全市GDP达1267.26亿元,经济增长的背后是一、二、三产业用地、用水和用电量的持续增加,见表2,图4。当河流水库及其他地表水体干枯后,需水量以开采地下水为主,开采量的增加导致地下水位持续下降并处于严重超采状态。

4.3邻区地下水开采量过大、地下水位下降对本区的影响

上述地下水资源量的减少及地下水开采量的增加是导致本区地下水位产生区域性下降的主要原因,但邻区地下水的开采对本地下水位也有一定的影响,本区的上游为开鲁县,是通辽市第一大农业县,地下水开采量及开采强度比本区大得多。上游大量开采地下水袭夺了对本区地下水的地下径流补给也是导致本区地下水位持续下降的原因之一。

5.结论

科尔沁区属中温带半干旱季风气候区,由于气候干旱,降水少,地表河流干涸断流,且上游对地下水开采增大造成对本区地下水袭夺严重,破坏了原有的地下水平衡,加之社会各产业急速发展对地下水资源开采量的不断增大,致使科尔沁区地下水水位持续下降,降落漏斗逐渐形成与扩大。

参考文献:

[1]辛星,陈昊,李艳姿,等;内蒙古自治区科尔沁区地下水资源勘查与区划报告.内蒙古自治区第四水文地质工程地质勘查院,2017.

[2]赵锁志,甘义群,钟信林,等;内蒙古自治区通辽地区农用地关键带调查评价及综合开发利用对策研究.内蒙古自治区地质调查院, 2019.

[3]李鑫.通辽市浅层地温能勘查.内蒙古自治区地质调查院, 2019.