大同市区地下水开采引起的环境地质问题及对策
邢冬霞
（山西省大同市水文水资源勘测分局大同037008）【摘要】文中根据地下水开发利用情况，列举由于地下水开采引发了一列环境地质
问题，并提出了解决地质问题的对策。
【关键词】地下水；开采；环境地质问题；对策
中图分类号：X14 文献标识码：B
1 大同市地下水开发利用现状
大同市区位于山西省最北端，北、东与内蒙古自治区及河北省相接，西、南与本省
朔州市、忻州地区为邻，总面积2 080km 2。
属高原地带半干旱大陆性季风气候。
由于地表水资源紧缺，不能满足工农业生产和人民生活的用水需求,形成了以地下
水作为本区的主要供水水源，其开发利用程度较高，2007年地下水资源量为62 798 万
m3，地下水开采量为51 648.1万m3,占总资源量的60.6％，但由于有限的地下水资源不能承受无节制的开采,导致了本市的许多地方出现了地下水位大幅下降.
2 地下水开采引起的环境地质问题
随着大同市能源重化工基地建设和农业生产的发展，需水量越来越大。
长期以来由
于对地下水的开发缺乏统一规划和管理，造成水源地布局不合理，开采井群在空间分布
上高度集中，不合理的开采状况改变了区域地下水天然流场，形成了以城市水源地为中
心的大面积地下水位降落漏斗，并由此引发了含水层疏干、地面沉降、水井枯竭、泉水
衰减或断流、水质恶化等多种环境地质问题。
2．1地下水过量开采，形成了大范围的地下水位降落漏斗
大同市区由于对地下水缺乏统一规划、统一管理、高强度不合理的开采，改变了区
域地下水天然流场，出现了水井分布不均、地下水水位下降、局部地区超采，使区域内
地下水位持续下降，形成了四个地下水位降落漏斗。
截止2008年底漏斗面积已扩展为
117.0km2。
（1）城西漏斗。
1982年首先在十里河西水磨开采出现了机车厂、柴油机厂两个地
下水位降落漏斗，漏斗面积分别为 3.2km2和 2.3km2，1990年两个漏斗合并，面积
21.17km2，中心水位标高1 024.80m， 2006年中心水位为1 005.72 m，2007年为1 001.13 m，2008年1 000.55 m。
该漏斗在横向上呈扩大趋势，扩大范围是由北向陈庄、安家小村发展，东南向与城南漏斗连通的趋势，同时漏斗不断向纵深发展，漏斗中心为36号马营。
（2）城北铁路桥漏斗。
1984年在御河铁路桥下出现了1.4km2的降落漏斗，漏斗中心水位1 029.57m， 2006年中心水位为1 000.95m，2007年为1 002.55 m，2008年为1 002.62 m。
该漏斗在向更深方向发展的同时，向西南方向发展，并逼近城西漏斗，漏斗中心为42号新民。
（3）城北白马城漏斗。
1988年城北白马城出现了1.6km2的降落漏斗，漏斗中心水位1 038.16m， 2006年中心水位为992.78m，2007年为992.50 m，2008年为987.90 m，漏斗在纵向发展更快，漏斗中心为28号金家湾。
（4）智家堡漏斗。
1991年在城南水源地东南部，出现了9.9km2的智家堡漏斗，漏斗中心水位1 003.90m， 2006年中心水位为992.33 m，2007年为991.83 m，2008年为994.87 m，该降落漏斗纵横都有进一步的发展，漏斗中心为A16号智家堡。
综上所述，四个漏斗2006年漏斗面积为111.5 km2，2007年为114.0 km2，2008年为117.0 km2。
经分析，反复查证核实，大同市区御河铁路桥漏斗、城南智家堡漏斗、城北漏斗已经形成了复合漏斗，见表1
水源区地下水降落漏斗特征值统计表
表1
2.2地下水过量开采引起地面沉降
2．2．1．地面沉降
目前大同市有两个地面沉降中心，中心区分别位于十里河南岸的时庄-西韩岭一带和御河两侧利群制药厂-梓家村一带，其中最大累积沉降量为124mm，平均沉降速度为24.8mm/a，一般累积沉降量为40～50mm，平均沉降速率为8～10mm/a，大于大同盆地区域性沉降速率3mm/a。
2．2．2.地裂缝的产生
目前大同市区在大同机车厂、铁路分局、五里店、马军营、322医院、文化里及凿井队出现了7条地裂缝，长度20.6km。
2．2．3.地面沉降、地裂缝与地下水开采的关系
根据监测资料分析，地下水位降落漏斗与地面沉降中心在时空分布上两者位置基本相对应，认为地下水过量开采是产生地面沉降的主要因素之一；同样地裂缝也处在沉降区的边缘。
经分析认为：由于中心周边地层间地下水的疏干，加剧了地面沉降，在疏干地层土壤重力作用下，加速了隐伏断层带的活动，从而引起地面沉降区边缘地裂缝的产生。
2.3地下水水质污染加剧，水环境条件恶化
据监测调查资料分析计算，大同市市区地下水入渗回归量多年平均1 120.8万m3，市区的浅层地下水已经遭到了污染。
大同市市区主要污染途径有，一是污水在排放过程中沿渠道河道入渗，二是农业引污灌溉。
由于区内地下水位的大幅度持续下降，使各种水体悬于地下水位之上，加速了包括污水在内的各种水体向地下水的转化速率，水体中的污染组分在地下岩土没有得到充分降解的情况下，大部分进入地下水中，引起水质污染。
而在地下水漏斗区由于地下水位不断下降、地下水开采深度不断加大，加之有的水井井壁封闭不严或不加封闭，有些水井为混合水，这些井实际上成为浅层污染水进入中、深层的通道，使中深层水亦遭到不同程度的污染。
3 解决地下水开采引起的环境地质问题及对策
要解决地下水超采引起的环境问题,必须加强水资源管理,合理控制地下水开采量,治理污染源,建立节水型城市,以确保地下水资源的可持续利用.
1）加强水资源管理,优化开采布局。
在空间上要根据地下水资源的分布特点,在现有的水资源条件下,优化水源井的地域分布,避免局部地区过量开采,以调控地下水水位和降落漏斗的形态,逐步达到地下水补给与开采量的动态平衡。
在时间上，实行地表水、
地下水联合调度系统，根据来水量、蓄水量和需水量，制订合理的水量分配和调度方案，充分合理地开发利用地下水资源量。
2）加强用水管理,增强节约用水意识。
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，水资源的需求量会大量增加。
为缓解供需矛盾，必须开源与节流并重，坚持节约用水,建立节水型城市.农业井灌区应适当发展低压管道灌溉及喷灌、滴灌，实行科学灌水,降低灌溉定额。
应合理调整工业布局,引进先进技术,提高水的重复利用率。
对城市生活用水,则可通过调整水价,推广节水设备,达到节水目的。
3）治理污染源,防治地下水污染。
根据”谁污染谁治理”的原则,实行水污染物的排放许可制度,严格要求工业和生活污水污染物排放总量不超过允许排放量。
对污水进行处理,使之达到灌溉用水标准后排放,既增加了灌溉水量,又可防止对土壤和地下水的污染。
禁止工业及生活污水就地排放,严禁利用渗井、渗坑直接排污。
农田施用化肥农药的淋失,会造成地下水的污染,应因土施肥施药,实施节水灌溉,减少化肥农药淋失。
4）兴建地下水库,扩大地下水调蓄能力。
对于山丘和坡度较大的河谷平原区,地下储水层厚度不大,且地下水力坡度大排泄快,故地下调蓄能力小。
在干旱年份,由于开采量大,地下水水位下降快,易形成超采漏斗区,甚至出现无水开采的局面。
为了增大地下水含水层调蓄能力,可选择储水性能好的区域,在地下水排污口处兴建地下防渗墙,形成地下水库。
5）采取工程措施,提高矿坑排水利用率。
矿坑水是地下水资源的一部分,其利用途径：一是就地使用,做为洗煤选矿用水;二是用于农田灌溉,非灌溉期的矿坑水可兴建水库存放或回灌于地下含水层。
6）建立完善的地下水监测网络。
加强地下水的监测工作,建立地下水动态数据库,做到及时准确地掌握地下水的变化动态,及时作出预报，完善地下水开发利用方案,从而保证地下水资源的可持续利用。
作者简介: 邢冬霞 ,女,1976年生,2005年毕业于华北水利水电学院，助理工程师，主要从事地下水观测研究工作。
[收稿日期：2008-12-24 修回日期：2009-01-15]
On Environment Geology Problems Caused by Groundwater Exploitation in Datong
Urban Area and Countermeasure
XING Dong-xia
Abstract: On the basis of groundwater development situation in Datong urban area,
a series of environment geology problems caused by groundwater exploitation are given, and the countermeasures to solve geology problems are put forward.
Key words: groundwater exploitation environment geology problem countermeasure。