山西地表变化情况
关键词:地下水；水资源；山西省
山西省地表水资源短缺，保证率低。根据2005年出版的《山西省水资源评价》，山西省(1956 ~ 2000系列，下同)河川径流总量为86.77亿m3，其中可利用量为51.87亿m3；地下水资源总量为86.35亿m3，其中可开采量为50.03亿m3。2000年、2001年和2002年，全省供水总量分别为56.85亿、57.58亿和57.50亿m。3，其中地下水供水量分别为35.64亿、36.1.6亿、36.1.7亿m3，分别占62.7%、62.8%和62.9%。运城市和太原市地下水补给比例较高，分别达到75%和80%。该省主要城市的居民生活用水全部由地下水供应。？
山西省地下水动态观测始于1976，至今已有30年的历史。在此期间，地下水位观测的井网几经变化，工程前方有780口基础井，分为日观测、5日观测、10日观测和自动监测。另外还记录了2500口井。1980以来的观测资料比较完整，可以用来分析地下水的动态特征，计算地下水资源量。
1地下水动态特征分析
选取了1980 ~ 2000年21年全省观测的近210000眼(次)的基本井资料，参照15年的测井观测资料，分析了全省地下水动态的基本特征。
地下水位动态分类为1.1
影响地下水动态的因素可分为两类:自然因素和人为因素。自然因素主要是周期性变化，但短期内主要是偶然变化；但人为因素主要是偶然的，其影响是可以累积的。根据地下水观测资料综合分析，山西省地下水位动态变化的基本特征是持续下降，其影响因素主要有:
(1)沉淀。降水是影响地下水动态的主要因素。雨季到来，降水入渗补给增加，地下水位相应上升；在旱季，入渗补给量减少，地下水位急剧下降。一般情况下，降水量大，水位上升幅度大；同时，水位的升值与降水强度、降水大小、降水前土壤含水量、地下水埋深、土壤质量和非饱和带厚度等因素有关。？
(2)人为因素。随着国民经济的发展，人类活动对地下水动态影响很大。工农业的开发利用，特别是煤炭开采对地下水蓄水条件的破坏，是造成地下水位下降的主要因素。各灌区渠系渗漏和田间灌溉的入渗补给会引起地下水位上升。
(3)地质因素。在相同的气象因素下，不同的含水层岩性和地形条件可使同一气候带的地下水动态明显不同。当地形平缓，含水层渗透性较弱时，潜水性能表现出明显的季节变化；反之，当地形切割强烈，含水层透水时，潜水动力的季节变化较小。？
在上述因素的综合作用下，形成了不同的地下水位过程线，其形态分类如下:
(1)深埋稳定型。主要分布在各盆地边缘的丘陵地带和冲积扇的中上部。这些地区地下水较深(一般在20 m以上)，人为干扰因素较少，基本属于自然动力型。年内地下水位波动幅度较小，每年在0.2m-0.5m之间，水位过程线呈线性。这些地区地下水补给来源主要是大气降水，无蒸发排泄，仅通过径流向低洼地区补给。？
(2)农业灌溉开采波动较大。主要分布在倾斜平原的纯井灌区或井渠双灌区地下水开采强度大的地区，如长垣河、红山、小河、温榆河灌区和太谷、祁县、汾阳、介休县的纯井灌区。当地下水开采量较大时，水位变化受开采影响明显。开采期一般为3月至10，地下水位急剧下降。即使在雨季前半段有降水渗透补给，下降幅度也只能相对减小，地下水位很少上升。一年中的高水位期要到65438+2月以后才会出现，因此季节性地下水开采和降水对地下水动态起控制作用。？
(3)浅埋渗透波型。主要分布在冲积平原或冲积扇前缘的河流灌区和井渠双灌区地下水开采较少的地区。广泛分布于汾河下游的运城涑水河流域、大同盆地及新绛、河津、稷山县，在临汾、太原、丁鑫、长治盆地呈块状分布。？
这类地区地势平坦，是地表水和地下水的汇集和排泄区。地下水补给来源包括大气降水、灌溉水入渗、周围地下水补给；排泄方式主要是蒸发和人工采排。因此，地下水位的波动与降水和灌溉用水量的季节变化密切相关。最高水位出现在雨季后期或灌溉用水量少的时期，最低水位出现在作物需水较多的6、7月份。
(4)过度开发和衰退型。它分布在城镇附近，工业和农业用水集中的地区，或靠近工业开采和利用深水的井的地区。由于开采孔内地下含水层未封闭，大量深层承压水被工业和城市生活用水开采，导致周边地下水位下降。这类井水位持续下降，年末差(1年水位下降)大于1 m，年内变化几乎等于年末差，即一年内最高水位和最低水位分别在始端和末端，过程线形状呈对角线下降。深层地下水的过度开采使周围地下水位急剧下降，形成漏斗或永久漏斗。？
1.2地下水基本流向
(1)盆地。山西省地处黄土高原，黄河干流环绕该省西部和南部边缘，东有太行山，北有长城。除了在该省北部从内蒙古自治区流出的少量河流外，其余的地表水系统向西、向南和向东分流，或流入黄河干流或流入华北平原。受地形影响，地下水的流向与地表水基本一致。山西省自北向南依次为田阳盆地、大同盆地、丁鑫盆地、太原(晋中)盆地、临汾盆地、运城盆地，总体走向为NE-SW，省内东南部还有一个长治盆地。各流域地下水流向近期无根本性变化，但从流域外围向流域中心汇集，从上游向下游排放。值得指出的是，近20年来，各流域地下水持续大幅度超采，使得所有流域都出现了地下水降落漏斗，从而改变了部分地区的地下水流向，即从地下水降落漏斗外围向中心汇集。随着降落漏斗的扩大，中心水位埋深增加，地下水流的影响区域逐渐扩大，但这并没有改变地下水流的大方向。？
(2)丘陵地区。山西省丘陵地区地下水的流向基本上受地形和地质构造的控制，其运动方向可概括为:一是向盆地和山区河流的侧向补给；二是潜流入黄河干流；第三，对主要岩溶泉水的采集。据统计，全省碳酸盐岩出露面积31万km？2、占全省总面积的19.8%；19大岩溶泉泉域面积64 396 km？2，占全省总面积的41.1%，可见各大岩溶泉域的补给区并不都是出露的碳酸盐岩，有相当一部分被其他岩层覆盖。
2地下水开发利用引发的次生环境地质问题
2.1地下水位持续下降？
从1981到2004年，山西省大盆地地下水位持续下降，期间虽偶有上升，但无法改变整体下降趋势，地下水位埋深持续增加。全省地下水平均埋深从1981的8.69 m增加到2004年的12.61 m，地下水位下降3.92 m，年均下降0.16？m .其中，太原盆地地下水埋深1981年为10.25 m，2004年为19.12 m，地下水位平均每年下降0.37 m，是全省下降幅度最大的地区。大城市周围已经形成了地下水降落漏斗，特别是在太原市房山区、介休市松谷区和运城市。截至2000年底，全省地下水漏斗总面积已超过1万km2。
2.2过度开采严重。
随着山西国民经济的发展，对水资源的需求逐年增加，地下水的开采量也在增加。在全省总供水量中，地下水供水量的比重已由0980年的65438+41.4%提高到2002年的62.9%。目前，全省地下水开发利用程度(地下水开采量与地下水开采量之比)已达72.42%，其中89.49%在黄河流域，已到了不可承受的程度。
2.3严重的地面沉降
省内以地下水为主要供水水源的城市，如太原、大同、运城、晋中等都出现了不同程度的地面沉降。如太原市吴家宝村，地面沉降1 ~ 1990 10年，年沉降达1 300mm；太原市区内，地面普遍下沉超过400毫米
2.4泉水减少甚至断流。
20世纪70年代以来，随着工农业的快速发展，许多泉域建立或扩大了水源，甚至在岩溶泉域的补给区和径流区打井，大大减少了原有的泉水量。此外，近年来山西省降水量普遍偏少，直接影响岩溶水的补给，导致全省主要岩溶泉水量持续下降。太原著名的兰村泉、晋祠泉已分别于1988、1994断流。
2.5地下水污染加剧。
地下水持续高强度超采导致地表水向地下水渗漏增加。全省污水排放量由1980年的5.5亿m3增加到2000年的9.45亿m3，其中排入河道的污水为6.89亿m3。地下水中检出13种污染物，包括氨氮、硫酸盐、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、锰、高锰酸盐指数、铁、氟化物、挥发酚、总硬度、盐度、六价铬和氯化物，其中氨氮、硫酸盐和总硬度是最常见的污染物。2000年，对该省的28个主要水源进行了检测。结果表明，水质达到12的标准，达标率为43%。有16处超标，超标率为57%。其中，14岩溶泉水源有3处超标。
3结论？
通过对地下水动态的观测，不仅可以掌握地下水位、埋深和运动情况，还可以通过动态分析进一步研究区域地下水动态(包括数量和质量)的规律，预测地下水未来的发展趋势，指导地下水资源的开发利用，尽可能避免因开发利用不当而造成的被动局面。？
作者简介:吴(1957-)，女，山西太原人，工程师，主要从事水文水资源研究。
来源:人民黄河，2007年5月6日