內蒙古武川縣地下水開采與灌溉引起的環境地質問題

秦冬時 夏 偉 原年福

內蒙古自治區地質調查院 呼和浩特 010020

武川縣地下水開采可分為集中開采與分散式開采，集中開采主要為可鎮與經濟開發區供水，分散式開采分為農業灌溉分散式開采和人畜飲水分散式開采，開采區多位于人煙相對稀少的農牧業區，地下水開采不會對人口集中的城鎮或工礦企業產生諸如地面沉降、地裂縫等環境地質問題，鑒于當地地質地貌條件，也不會產生土地沙化問題。地下水水質普遍良好，不會產生由于開采引發的劣質水入侵等問題。地下水開采與灌溉引起的環境地質問題主要表現為地下水位下降與溝谷潛水含水層的局部疏干，部分地區存在地下水污染問題。

一、地下水位下降

地下水位變化的參照數據采用1972年內蒙古自治區水文隊實施的《1∶10萬武川縣農田供水水文地質勘查》成果中的鉆孔水位資料，在具體開展調查時因當時施工的鉆孔大多已填埋、損壞，少量現今仍在使用的鉆孔也因孔口封閉或孔內障礙物阻擋而無法測量水位，因此選擇與當時施工鉆孔相鄰或相近的本次勘探鉆孔或調查的水井點與原鉆孔比較，并結合調查訪問確定地下水位的下降程度。

由于灌溉面積的逐年擴大，無論在溝谷區還是盆地區，武川縣全境均不同程度存在地下水位下降問題，只是下降程度有所不同。

1.溝谷潛水區

（1）水位下降較小區

現有溝谷區水澆地面積及人口數量較歷史時期均有明顯增加，溝谷區潛水開采量逐年增大，因此水位存在普遍下降現象，表現為六七十年代溝谷內有常年地表流水，地表水水位與地下水水位雖互有高下，但基本一致，如今河床多呈干枯狀態，地下水水位大多位于地表以下，歷史時期泉點分布比較多，而現狀條件下泉點很少，流量較小的泉已不復存在。溝谷區水澆地多呈條帶狀分布于溝側，分布面積有限，不十分集中，多數地段水位下降有限，據調查，多數溝谷區地下水水位較歷史時期下降1.0m～1.5m。平均下降速率為2.44cm/a～3.66cm/a。

（2）第四系含水層局部疏干區

塔布河下游的雙玉城一帶，與達茂旗相鄰，屬于二份子鄉境內，為武川縣主要的農灌區之一，開采層位為第四系溝谷松散層與白堊系固陽組碎屑巖混合含水層。其水量相對較豐富，灌溉面積較為集中，井深多為40～60m，井管多為內徑0.3m的水泥井管，抽水設備為20m3/h～40m3/h的潛水泵。據ZK8、ZK9號勘探鉆孔資料，第四系松散層厚度為8.00～9.40m，水位下降嚴重，沿溝谷方向約8.5km長度范圍內，第四系含水層已基本疏干，溝谷寬度1.3km～2.6km，疏干區面積約19km2，為小型超采區。據野外調查，與1972年歷史水位比較，水位下降約為6m，平均下降速率為14.63cm/a。

2.武川盆地

盆地外圍水量相對貧乏，水澆地稀少，水位下降不明顯。在盆地內部水量相對豐富區，農灌面積大且農灌井分布較密集，過量開采造成水位下降問題較為突出，主要有下述三個地帶。

（1）上禿亥水位下降區

位于武川盆地西北部羊行——小麻迷兔一帶，屬于上禿亥鄉境內，為武川盆地內主要的農灌區之一，開采層位為白堊系固陽組碎屑巖含水層，井管多為內徑0.3m的水泥井管，抽水設備為30m3/h～50m3/h的潛水泵。水位下降表現為七八十年代打的機井井深多為70～80m，這一時期施工的機井，現今大多已廢棄，九十年代打的機井井深多為80～100m，現今在農灌期勉強間歇使用，而近些年打的機井井深多為100m～120m，當地多數民井在農灌高峰期多呈現干枯狀態。據野外調查，下降區中心所在的三義元一帶較1972年水位下降約19m，平均下降速率為47.50cm/a，超采區面積約為101km2，屬中型一般超采區。

（2）耗賴山水位下降區

位于武川盆地東北部耗賴山——召底一帶，與四子王旗相鄰，屬于哈樂鎮境內，為武川縣主要的農灌區之一，開采層位為新近系與白堊系碎屑巖含水層，地下水開采用于農業灌溉，井管多為內徑0.3m的水泥井管，抽水設備為30～50m3/h的潛水泵。水位下降表現為二、三十年前打的機井井深多為40m～60m，這一時期施工的機井，現今已很少能使用，而近些年打的機井井深多接近100m，當地的部分淺民井在農灌高峰期多呈現干枯狀態。據野外調查，下降區中心所在的黑石楞一帶較1972年水位下降約11m，水位平均下降速率為27.50cm/a，超采區面積約為66km2，屬小型一般超采區。

（3）三圣太水位下降區

位于可鎮西北減河子——唐房——王家九號一帶，屬于可鎮境內，開采層位為白堊系固陽組碎屑巖含水層，地下水開采用于農業灌溉，井管多為內徑0.3m的水泥井管，抽水設備為40m3/h～60m3/h的潛水泵。水位下降表現為二三十年前打的農灌井盡管部分現在仍在使用，但水量已大幅減少，數次更換揚程更大的水泵，如上世紀80年代的農灌井水泵揚程一般在50m左右，現在普遍為60m左右。下降區中心所在的三圣太一帶較1972年水位下降約13m，水位平均下降速率為32.50cm/a，超采區面積約為41km2，屬小型一般超采區。

（4）集中供水水源地

武川縣集中供水水源地主要以可鎮與經濟開發區為服務對象，經濟開發區供水目前以開采槍盤河潛水及開發區附近基巖裂隙水為主，因需水量相對較小，尚未產生嚴重的潛水位下降或含水層疏干。位于可鎮以北約9km的六號水廠，于2002年開始為可鎮供水，一直至今，因長年連續開采，又因近些年隨著土地使用權流轉，發展規模化農業種植，在水源地周邊甚至內部開發了眾多的水澆地，開采量大幅度增加，地下水位下降明顯，具體表現為最早施工的供水井，出水量已明顯衰竭甚至停用，在舊有水源地外圍東側新施工了供水井。可鎮供水詳查項目中施工的水源地中心觀測孔位于1972年施工的WZ09號鉆孔西南側35.68m，中心觀測孔2013年水位較WZ09號鉆孔1972年水位下降1.93m，下降幅度不大，但鑒于舊有供水井的表現，在水源地西部地下水水位應有較大幅度的下降，目前尚無條件查清其下降幅度。

綜上所述，武川盆地外圍水量貧乏，耕地大多為旱地，水澆地稀少，地下水位下降不明顯。盆地內部水量較豐富，水澆地分布眾多，農灌井較為集中，不同程度存在過量開采現象，地下水水位下降較為嚴重。

二、地下水污染

1.地下水污染現狀

武川縣地下水水質普遍良好，不會產生由于開采引發的自然劣質水入侵問題，但開發利用地下水后產生的廢水對下游地下水的局部污染還是存在的。主要表現為：①槍盤河支流昆都侖河下游段是可鎮生產生活污水排放區，地下水受到一定程度的污染，水質較差，水化學類型為HCO3·Cl·SO4-Na型水，礦化度1.20g/L，F-含量1.20mg/L。②卯獨沁河大豆鋪河段，受數家淀粉廠加工廢水排放影響，水質較差，礦化度為1.12g/L，水化學類型為Cl-Ca.Mg型水，NO3-含量明顯增高達到440.45mg/L。③榆樹店河下游受到鐵礦選礦廠排污影響，水化學類型由上游的HCO3型變化為HCO3·SO4型。④武川經濟開發區工業廢水排放對下游溝谷造成一定程度污染，使下游水質變差，為礦化度大于1.0g/L的HCO3·Cl·SO4-Na型水。⑤在丘陵碎屑巖分布區，部分地段硝酸鹽氮超標，超標樣點NO3-含量為92.38 mg/L～286.00 mg/L，換算為以N計為20.86mg/L～64.58mg/L，應與農田施肥污染有關。

2.主要污染源

可鎮人口與企業較為集中，并有進一步增加趨勢，其產生的污水對下游地表水及地下水的污染是目前武川縣的主要污染源，隨著時間推移，污染范圍逐漸向下游擴大，如為經濟開發區供水的昆都侖水源地，六眼大口井中已有兩眼因可鎮污水污染可停用。可鎮污水處理廠于2012年開始運行，近些年可鎮排放的污水部分經污水廠達標化處理，但對已造成的污染進行恢復將是一個相當漫長的過程。

工業廢水除可鎮外，主要來自經濟開發區工業企業，其排放的工業廢水已對下游局部河谷產生了污染，另外各鄉鎮分散分布的淀粉廠、選礦廠、硅鐵廠、腐殖酸廠等，亦會引起局部污染，比如淀粉廠，在秋春季加工淀粉季節，向河道排放高酸性的粉漿水和粉渣，造成了下游地下水的污染。開發區污水處理廠正在規劃建設，待建成運行后，有望緩減并控制污染趨勢。

農藥化肥的污染也是造成污染的一個重要方面，在農業科技推廣的同時，有效降低了農作物病、蟲草害后，農民增產增收，但對土壤和地下水卻造成了一定程度的污染。

3.地下水污染趨勢

目前，隨著水澆地面積的持續擴大，農藥、化肥的使用量也在不斷增加，由此引起的污染問題有加重之勢。可鎮污水廠的運行與開發區污水廠的規劃建設，有望減緩或控制可鎮及開發區污水對下游河谷的污染，使下游水質得到改善。