地下水位降落漏斗的演化特征
1.准噶尔盆地流场变化与水位降落漏斗的形成和发展
在准噶尔盆地，地下水位降落漏斗形成面积最大的地区是呼图壁河流域下游的承压水区(表4-1)，降落漏斗的形成经历了三个历史阶段:
1)第一阶段在1970之前，该地区还处于填海造地阶段。河流下游分布着很少的耕地，由地表水灌溉，地下水处于自然平衡状态。
2)第二阶段为1970 ~ 2000。这一时期，随着人口的增加、耕地面积的扩大和社会经济的快速发展，地下水被广泛开发利用，作为灌溉季节的调节水；20世纪80年代改革开放后，大规模开垦土地，使这一地区成为粮棉基地。地下水开采量逐年增加，分别为890.9× 105和106团，占可开采资源量的1700× 6504m3。1999期间开采量约2528×104m3，1989 ~ 1999之间地下水位下降8 ~ 9m，降落漏斗逐渐形成。
3)第三阶段，2000年以后，2000年105和106团的产量为1952×1043，过度开采为252×1043。到2003年底，漏斗中心深度达到54.25米，漏斗水位10米以上的面积达到1500km2，为漏斗发展期。
2.银川市地下水位降落漏斗
银川市以开采第一承压含水层组为主要目的层，形成第一承压含水层组的水位降落漏斗。
1)第一阶段在1970之前，处于自然平衡状态。
2)第二阶段1970 ~ 1985，登陆漏斗雏形形成时，形成局部漏斗，登陆漏斗中心分别位于西夏区和金凤区。
3)第三阶段1986 ~ 2000，漏斗发展期1986 ~ 1990。下降漏斗面积以30.205km2/a的速度增加，中心水位以0.884m/a的速度下降；1991 ~ 1995，降落漏斗面积增加率为10.10km2/a，中心水位下降率为0.7695m/a，是水位下降和降落漏斗面积迅速增加的时期。1996到2000年，水位降到最低，逐渐上涨，登陆漏斗面积涨到最大，登陆漏斗已经成了一块。
4)第四阶段是2001年以后。在漏斗稳定期，下降漏斗的面积已经缩小到一定程度，逐渐稳定。漏斗中心水位较1996呈上升趋势。从1996年到2003年，降落漏斗的面积以1.73km2/a的速度增加，降落漏斗的水位一直处于相对稳定的状态(。
表4-10银川监测区第一承压含水层组水位降落漏斗变化趋势一览表
继续的
(据吴等，2009)
3.呼和浩特市区地下水位降落漏斗
20世纪80年代以来，呼和浩特市承压含水层水位降落漏斗逐渐形成，经历了从局部漏斗到区域漏斗的演变阶段。
1)1965之前是自然流场阶段。地下水的利用率很低，开采量很小。地下水动态属于降水入渗补给-蒸发径流排泄型，承压水动态以径流补给-径流排泄为主；天然流场的总体趋势是从山前平原的南部和西部。
2) 1976 ~ 1995为胚胎期。从1965到1975，随着农业、工业和城镇的发展，地下水开采量逐渐增加，部分地区开始集中开采地下水，承压含水层水头急剧下降。呼和浩特市中心城区承压含水层水头年下降速率为0.9m/a，尚未形成漏斗，但地下水流方向发生变化，原有流场向呼和浩特市中心汇聚。1975 ~ 1995随着地下水开采量的增加，承压含水层水头普遍下降，呼和浩特市深层承压含水层水头下降速率达到1.2 ~ 1.6/a，回民区孔家营、呼和浩特市北工人西村、呼和浩特市东源劳动技术学校、玉泉区警备区形成4个小型水位降落漏斗。
3)1995之后，是快速发展阶段。地下水降落漏斗由一小群局部水位降落漏斗逐渐汇聚成单个大型水位降落漏斗，漏斗中心位于呼和浩特以西的孔家营。2000年，以承压含水层1022m测压水位高程为界的封闭面积为0.64km2，占城市总面积的0.5%。到2010时，漏斗中心水位将降至1016m。1016m等压线闭合面积8.4km2，十年时间，漏斗中心水位下降25米。
4.太原市地下水位降落漏斗。
根据韩颖等(2009)的调查结果，太原盆地浅层孔隙含水层的流场变化不大，而中深层孔隙含水层的流场变化较大，在太原市形成了深层地下水位降落漏斗。
1)1959之前是自然流场阶段。太原市地下水的开发利用主要以开采边岩岩溶水为主，孔隙水开采量小于4×104m3/d，自然流场未受到严重扰动。
2) 1960 ~ 1970为胚胎期。太原市孔隙水的开发利用仅限于开采浅层水和部分中层含水层。以1965为例，开采量仅为32.93×104m3/d/d..城市漏斗最早发现于1965，以动物园水厂和菜园水厂为中心，中心水位埋深16.15m，水位高程767.0m，770m等水位线闭合面积约11.2km2..同时，北营地区有一个小规模的水位降落漏斗，面积约5km2。1972年770m等水位线闭合面积达到74km2，中心水位埋深33m，水位高程750m，北营漏斗面积扩大到17km2。中心水位埋深23m，水位标高755m。
3) 1971 ~ 1990，这是一个快速发展阶段。1971 ~ 1981，太原孔隙含水层开采进入超采阶段，水位大幅度下降，区域水位降落漏斗开始形成。1976北营漏斗与以动物园、菜园水厂为中心的城市漏斗整合，漏斗中心向西南移动。中心水位埋深46.0m，水位高程737.80m，1981年，漏斗快速上升，动物园水厂水位下降最多，埋深67m，水位高程716m，1990城市漏斗中心埋深85.71m，为654381980后，北营漏斗下降速度加快，中心水位埋深在1990达到91.38m，下降速率为4.7m/a(韩颖等，2009)。
该阶段西漳地区在1982出现深层含水层水位降落漏斗，最低水位高程为776.91m，780m等压线闭合面积为15km2，1984m等压线闭合面积扩大到48.2km2，中心水位高程为768.74m，水位埋深为1990
4)1991年后，漏斗区扩大。在此期间，太原市的孔隙水开采量没有明显减少。2002年城市漏斗埋深为104.36m，比1990下降了18.65m，下降率为65433。2002年西漳闭水位等值线高程为745.0m，面积扩大到61.2km2，中心水位埋深为79.62m，比1.90下降了11.48m，下降速度减缓到2.33m/a(高庐山、吴，，2000)
5.临汾市地下水位降落漏斗
临汾盆地中深层承压含水层是主要开采层位。地下水的剧烈开采导致区域地下水位急剧下降，20世纪70年代中后期形成地下水位下降漏斗(表4-8)，地下水流场发生变化。
1)1958之前是自然流场阶段。1958之前，临汾市地下水开采量较小，地下水开采从未对孔隙水水位产生显著影响。
2) 1958 ~ 1980是水位降落漏斗形成发展阶段。1958 ~ 1976期间，城市工农业用水抽取的地下水量逐渐增加，19年期间地下水位下降1.90m，年均下降0.1m，水位下降缓慢。从1976到1980的5年间，地下水位骤降3.35m，年均下降0.67m，下降速度明显加快。而且由于70年代中后期城市和工业的快速发展，集中矿区中深层地下水位逐年持续下降，开始形成水位降落漏斗。在1976附近，漏斗位于临汾市北部和市区。漏斗中心闭合等压线水位380m，漏斗外围闭合线水位400m，漏斗面积50km2。
3) 1981 ~ 1999是落地漏斗的快速发展阶段。1985左右，漏斗中心和外围水位维持在380m和400m，但漏斗中心最低水位高程为373m，漏斗面积达到74km2。1988中，漏斗中心水位高程357m，漏斗周围闭合线水位高程390m，漏斗面积85km2；漏斗面积在1998扩大到114 km2；1999年，漏斗面积扩大到123km2。
4)2000年后，漏斗稳定并恢复。到2001时，漏斗中心水位达到最低值340.7m，外围闭合线水位高程380m，漏斗面积达到最大值124km2。自2001以来，登陆漏斗周围闭合线保持在380m不变，而漏斗面积逐渐减小，漏斗中心水位趋于稳定。2004年漏斗中心水位为323.4m，从1986到2004年，漏斗中心水位下降了37.08m，平均下降速率为2.06m/a(图4-25)。
6.侯马市地下水位下降漏斗
1)1971 ~ 1980，形成了地下水位降落漏斗。20世纪70年代初，侯马市开始大量开采地下水。由于工业、农业和城市生活集中开采中深层含水层，水位持续下降。从70年代末到80年代初，侯马市形成了地下水位下降漏斗。
2)从1981到1999，水位降落漏斗发展迅速。1983年，漏斗中心水位高程为369.63m，90年代中后期，下降漏斗迅速发展，中心水位急剧下降。到1995，中心水位高程356.89m，漏斗闭合线水位366m，漏斗面积21.5 km2；；1999年，漏斗中心水位高程347m，漏斗闭合线水位376m，漏斗面积最大为89.3km2，在1983 ~ 1995和12期间，漏斗中心水位下降12.74m，水位下降速率为65438
3)2000年以后，漏斗面积扩大趋势逐渐减缓，漏斗中心水位下降速度逐渐减缓。2004年漏斗中心水位高程为345.88m，漏斗闭合线水位为371m，漏斗面积为84.7km2，从1983到2004年，漏斗中心水位下降了23.75m，平均下降速度为1.13 m/a
7.运城地下水位下降漏斗
1)60年代以前为自然流场阶段，开采井深多在100m以内，地下水开采量较小。深层含水层基本处于天然状态，地下水主要向运城盐池、硝池周边盆地中深层地下水的排泄区移动。
2)60年代中期至80年代初，为水位降落漏斗形成阶段。1961 ~ 1964，深部承压水开采规模初具规模，形成漏斗雏形。根据1961年资料，盆地中部含水层漏斗330m等压线分布在盐池和硝池周围，漏斗中心水位低于330m，330m等压线圈内部面积为106 km2；。深层含水层类似于中层含水层的天然漏斗，中心水位高程高于中层含水层，一般在340m左右，340m等水位线分布在盐池周围，面积约42km2。70年代主要开采中间含水层，造成大规模无序开采。随着中层含水层开采量的增加，水位持续下降，降落漏斗持续扩大。同时，盆地内形成了许多面积不等的水位降落漏斗，如永济城关漏斗、运城永济交界处的曾家营漏斗、运城安义漏斗、夏县大路漏斗等。随着深层含水层的逐渐发育和迅速增大，水位开始下降，漏斗中心发生偏移，漏斗面积不断扩大。到1980时，盆地中部含水层和深部含水层已形成统一的流动系统，漏斗的中心位置、分布方向和水位高程基本一致(图4-26)。
图4-25临汾盆地深水降落漏斗
(根据韩颖等，2009年)
3)1980以后，中层含水层和深层含水层的降落漏斗已成为统一的混合降落漏斗。1984 ~ 1993，这一时期仍以开采中深层含水层为主，小的区域漏斗连成较大的漏斗。1986，流域中深层地下水位降落漏斗中心水位高程为301.43m，330m等深线圈内面积为682km2。1990，漏斗中心水位高程为291.04m，330m等高线圈内面积为839km2；1995，漏斗中心水位高程271.70m，330m等压线圈内面积1163 km2；到2000年，漏斗中心水位高程为250.03m，330m等压线圈内部面积为1567 km2；。2005年漏斗中心水位234.70m，320m等压线圈内面积1614.15km2。从1986到2005年，漏斗中心水位下降了64.73米，平均下降速率约为3.24米/年
图4-26运城盆地中深层地下水位降落漏斗剖面图
(根据韩颖等，2009年)
8.河北平原的地下水位降落漏斗
河北平原浅层地下水位降落漏斗主要分布在山前平原与中东部平原的结合带，深层地下水位降落漏斗则分布在中东部平原的城市集中矿区和农业集中矿区。每个漏斗元件见表4-11。
表4-11河北平原地下水位降落漏斗要素变化表
继续的
(据张等，2009)
漏斗的形成经历了四个历史阶段:
1)1964之前，地下水利用程度很低，开采量很小，且多为浅井。浅层地下水的动态变化是自然的，受降水和蒸发控制，属于降水入渗补给-蒸发径流排泄型；深层地下水主要为径流补给-顶进排泄和径流排泄。其自然流场总的趋势是从山前到渤海，水力梯度从大(1 ‰ ~ 2 ‰)到小(0.1‰)。沧州沿海、唐山沿海、大陆附近湖泊有泽泽、钱清洼、文安洼等多处自流水域。这个时期是地下水的自然状态。
2) 1965 ~ 1972，经济发展初期，随着农业、工业和城镇的发展，地下水开采量逐渐增加，部分地区开始集中开采地下水，开采强度过高，形成局部水位下降漏斗。
3)1973 ~ 1985，地下水开始大量开采，水位普遍下降，漏斗中心水位急剧下降，形成多个地下水位降落漏斗，漏斗扩展速度呈显著增长趋势，深层水位降落速率达到3m/a(衡水漏斗)，浅层水位降落速率达到0.9m/a(石家庄漏斗)。
4)1986以后，地下水开采进入控制开采阶段。1985 ~ 1995期间，水位下降趋势明显减缓，深层含水层下降速率为2m/a，浅层含水层(石家庄漏斗)下降速率为0.6m/a。1995以后，许多地区开始控制开采地下水，水位下降呈明显减缓趋势(图4-27、图4-28)。受1996降水补给影响，浅层水位有所回升。到2004年，部分地区(如沧州平原)水位上升，部分地区(如秦皇岛平原)浅层地下水位基本稳定。
9.通辽市地下水位降落漏斗
20世纪50年代以前，西辽河平原的水循环处于自然水文状态。20世纪50年代以后，地下水流场开始受到人类活动的干扰。自20世纪70年代以来，地下水开采量逐年增加，地下水流场发生了变化。在奈曼、开鲁、通辽市科尔沁区、科尔沁左毅中旗等平原主要农业灌区，流场形态变化严重。在通辽市，形成了以科尔沁区东郊为中心，向上下游农业强矿区延伸的区域性水位降落漏斗(图4-14)，径流方向变化较大。20世纪80年代，开始开采地下水。80年代以后产量减少，漏斗中心水位上升，但降落漏斗中心逐渐东移，面积增大。
西辽河平原通辽市地下水降落漏斗的形成和发展大致经历了三个时期(李志等，2009)。
图4-27河北平原浅层水位降落漏斗中心水位埋深历时曲线
(据张等，2009)
图4-28河北平原深水水位降落漏斗中心水位埋深历时曲线
(据张等，2009)
1)第一阶段:落地漏斗形成的初始阶段。漏斗形成于20世纪70年代中期。70年代以前没有落地漏斗。20世纪70年代以后，由于工农业的发展，地下水的开采量逐年增加。当时地下水的开采秩序混乱，导致一些地区过度开采。到70年代中期，漏斗形成，中心水位高程1976为167.24，分布面积463.42km2
2)第二期:漏斗中心水位急剧下降的时期。20世纪80年代，该地区工业发展迅速启动，地下水开采量增加，漏斗中心水位持续下降，是下降漏斗发展最快的时期。1985漏斗中心水位标高164.55m
3)第三期:漏斗中心水位稳定，漏斗面积扩大的时期。1997年漏斗中心水位高程164.1，分布面积863km2。到2003年，漏斗中心水位标高为163.16m。漏斗分布面积为1290.5438+0km2。
10.哈尔滨第四系承压含水层水位降落漏斗
哈尔滨第四系承压含水层水位降落漏斗雏形形成于1970 ~ 1982(第二期)，以重型机械厂、电焊条厂、松江罐头厂、市冰球厂、道里煤气公司为中心，形成了总面积约100km2的5个小型地下水位降落漏斗。
从1985到1990(第三阶段)，五个小漏斗相互展开，形成以重机厂为中心的水位降落漏斗(#TC1188+088)(图4-29)，1985的面积扩大到65438+。1987期间水位明显下降，漏斗中心下降速率为0.8 ~ 1.7m/a，漏斗外围最大下降速率为0.2 ~ 1.0m/a，漏斗面积约200km2，并以0.5 ~ 0.75km/a的速率向南移动..在此期间，平房区也形成了一个面积约30km2的小漏斗，漏斗中心位于东安机械厂。1990，漏斗面积扩大到260km2，漏斗中心水位下降27.3m，下降速率为0.74m/a(图4-30)。
图4-29哈尔滨市地下水位下降幅度和下降速率图
(据赵等，2009)
图4-30哈尔滨市漏斗中心水位变化曲线
(据赵等，2009)
自1991(第四期)开始，哈尔滨开始控制地下水开采量，城市开采量控制在(1.46 ~ 1.57)×1083/a，水位开始趋缓，漏斗中心及其北段地下水位由缓降转为缓升。1995年，漏斗面积发展到300km2。在此期间，哈尔滨市地下水开采量从0年的1991.86× 1083下降到1.35×1083。到2005年，漏斗面积基本保持在380km2左右(图4-31)，中心水位埋深54.42m，水位高程107.49。
图4-31哈尔滨市漏斗区面积及开采变化曲线
(据赵等，2009)
11.大庆市第四系承压含水层水位降落漏斗
大庆市第四系承压水大规模开采是从1960的石油会战开始的。在此之前，水位埋深大多小于5m，局部仅5 ~ 10 m。
1960 ~ 1972期间，地下水开采量增加，1963水位开始下降。漏斗中心水位埋深19.62m，水位下降9 ~ 14 m，形成地下水位降落漏斗。
1973 ~ 1995期间，地下水开采量持续增加，水位持续下降。1976年开采量为1.41×1083，漏斗中心水位埋深至29.50m，为漏斗发展最快时期。到1986，产量达到2.0×1083，漏斗中心水位埋深达到34.24m，从1986到1988，产量略有下降，漏斗中心水位埋深回到33.28m，1990以后，地下水开采量继续增加，地下水开采量漏斗中心水位埋深达36.9m，水位下降约30m。到1993，产量达到3.05×108m3，漏斗面积达到4500km2。
自1996起，大庆市开始控制开采地下水。1997年地下水开采量已减少到2.19×1083，漏斗面积减少到4000km2，但漏斗中心水位埋深仍在降低。2001年，漏斗中心水位埋深降至41.7m后，水位趋于稳定，有所回升。2004年，地下水开采量减少到1.086×1083。2005年，漏斗中心水位埋深恢复到37.19m，漏斗面积约3600km2。地下水降落漏斗中水位和开采量的变化见图4-32。
图4-32大庆长垣西部第四系承压水漏斗中心水深与年产量变化曲线。
(据赵等，2009)
12.齐齐哈尔市第四系承压含水层水位降落漏斗
齐齐哈尔市第四系承压水开采始于1970年代，至1988时，形成了一个原型漏斗，初始面积仅为2.78km2，漏斗中心水位埋深为5.32m，比1972低1.59m。从1988到2000年，随着地下水开采量的增加，漏斗区不断扩大，水位在1990下降最多，当年下降0.95m。到1995，漏斗面积达到14.38km2，此后地下水位呈缓慢下降趋势，到2000年，漏斗范围扩大了约102.5 km2；；2000年以后，由于地表供水量增加，工业用水量减少，第四系承压水开采量减少，漏斗中心水位没有明显下降(图4-33)。至2004年，漏斗中心水位埋深6.79m，仅比1990低0.29，漏斗面积约92.0km2。
图4-33齐齐哈尔第四系承压水漏斗中心水位和漏斗面积变化曲线
(据赵等，2009)