潍坊市浅层地下水超采区含水层疏干危害研究

刘英昊，唐培军，徐莉娜，王晶凯，徐效涛，周 磊

(1.潍坊市水文中心，山东 潍坊 261061；2.山东省调水工程运行维护中心昌邑管理站，山东 潍坊 261061)

地下水是维系山东省区域生态环境的基本要素之一，同时也是人类社会赖以生存和发展不可替代的自然资源。地下水的可持续开发利用是保障饮水安全、粮食安全和生态安全的重要前提。潍坊北部地区是山东省重要的工业基地和粮食基地，伴随着城镇化的快速建设，人口急剧膨胀，用水量逐年加大。而由于地表水资源量利用率较低，工农业的用水需求使得人们过度开采地下水，造成地下水位大幅度下降，形成地下水超采区[1-4]。

1 水文地质条件

本文以潍坊北部平原为研究区，根据其地形地貌特征及水文地质条件，划分为潍北山前冲洪积平原和潍北冲洪积平原等两个水文地质单元[5-7]。

1.1 山前冲洪积平原

沿胶济铁路分布，自南向北，含水层厚度逐渐变薄，由一层变为多层，由潜水逐渐过渡为微承压水，含水层岩性为砂、中粗砂、砾石，单井出水量在500 m3/d以上。补给来源以大气降水补给为主，其次为洪水期的河流侧渗及南部地下径流补给。排泄方式以向北部径流和开采为主。

1.2 冲积平原

分布在潍河、弥河及白浪河冲洪积扇的轴部及外围，含水层岩性为粘质砂土、砂质粘土、粉砂、中粗砂、卵石等，单井涌水量一般1 000～3 000 m3/d，强富水地段可达5 000 m3/d。大气降水渗入是该区的主要补给来源，次为南部冲洪积平原孔隙水径流补给和河流季节性渗入补给；北部靠近沿海一带以大气降水渗入和海潮补给为主。浅部岩性颗粒细小，径流迟缓，水交替循环条件不好，浅层水水质差，仅在该区南部边缘有浅层淡水零星分布。地下水流向，由南向北或北东向运动，水位埋藏较浅，径流迟缓，蒸发为其主要排泄方式，次为卤水和淡水的开采。地下水与地表水关系密切，一般为枯排丰补。深层淡水一般埋深50～250 m以下，自南向北埋深增大，地下水承压自流，受气象因素影响小。补给来源主要为南部山前地下水经深部径流补给，然后又向北及北东向径流排泄。

2 研究区地下水位动态特征及其演化

2.1 孔隙淡水

本区孔隙淡水主要受开降雨量的影响，人为开采量次之，富水性一般，随着开采量的下降，水位应该出现回升，但是同时最近几年由于降雨量的减少，逼近历史最低值，地下水没有得到补充，水位出现了下降趋势，降水因素影响大于地下水开采影响，如果未来几年降雨量持续下降，本区孔隙水依然会出现下降的趋势。

2.2 卤(咸)水

寿光北部、寒亭北部、昌邑北部从2007年开始，地下水开采量明显减少，水位出现回升，本区富水性强，随着降雨量的减少，开采量的下降，水位出现回升趋势，人为地下水开采影响大于降雨因素影响，如果未来几年，控制本区的地下水开采量，水位能恢复到平衡状态。

3 地下水超采漏斗动态变化特征

早在上世纪八十年代初期，位于潍北平原的寿光市、潍坊市、寒亭区及昌邑市等地就因地下水超采出现了地下水降落漏斗。从本区多年地下水动态观测资料可以看出，比较大的地下水降落漏斗有牛头镇—寿光、留吕、潍寒、昌邑前四个漏斗。各漏斗详细情况及变化状况分述如下：

3.1 牛头镇—寿光漏斗

位于寿光市以北的牛头镇—寿光一带，该漏斗自1983年即已形成，当时漏斗中心最大水位埋深4.24 m，最低水位标高-0.62 m。以-10.0 m线圈闭，呈北西—南东向展布。漏斗形状为一向西北方张开的半椭圆形，漏斗面积为160.0 km2。

该漏斗自形成至今，形状及展布方向基本没变，随漏斗内各部位开采量的不同，中心点时有位移，2016年，丰水期漏斗中心水位-27.38 m，漏斗以-12.0 m线封闭，面积29.02 km2。近几年该漏斗基本稳定，面积变化不大(图1)。

图1 牛头漏斗1983-2016年漏斗面积演变图

3.2 留吕漏斗

位于寿光市留吕一带，自1983年形成，当时漏斗中心为017点，最大水位埋深10.68 m，最低水位标高-1.71 m，漏斗以0 m线圈闭，形状为一略向西北扩展的不规则圆形，面积110.0 km2。

该漏斗自1995-2000年，中心点每年都有位移，漏斗面积时大时小，形状及展布方向上无大的变化。2000年最大水位埋深35.00 m，最低水位标高-25.20 m，面积261.0 km2。2016年丰水期漏斗中心水位-34.65 m，漏斗以0 m封闭，面积为108.11 km2(图2)。

图2 留吕漏斗1983-2016年漏斗面积演变图

3.3 潍寒漏斗

该漏斗位于潍坊市城区以东的潍寒水源地内，自1983年形成，当时漏斗中心最大水位埋深26.03 m，最低水位标高-1.58 m，漏斗以0 m线圈闭，面积24.0 km2，形状为一近南北向展布的似椭圆形。该漏斗自八十年代中后期至今，因集中开采位置没变，漏斗中心一直位于寒亭区东寺村。2016年丰水期漏斗中心水位为-7.49 m，漏斗以0 m线封闭，面积为5.66 km2(图3)。

图3 潍寒漏斗1983-2016年漏斗面积演变图

3.4 昌邑漏斗

该漏斗位于昌邑市城区周边，自1984年形成，漏斗中心位置最大水位埋深8.59 m，水位标高最低为-2.02 m，以0 m等水位线圈闭，形状为一近南北向展布的长圆形，漏斗面积170.2 km2。自1993年开始，昌邑市由第二水源地供水。漏斗面积逐年减小，1996年时达到最小值约65.5 km2，但因工农业用水量增大，漏斗面积逐年增大。2016年丰水期漏斗中心水位为-28.84 m，以0 m等值线线封闭的漏斗面积为125.38 km2(图4)。

图4 昌邑漏斗1983-2016年漏斗面积演变图

4 含水层疏干危害程度分析

为查明昌邑、寒亭和寿光浅层地下水超采区因水位下降造成的含水层疏干情况，在各超采区内选择典型井进行抽水试验。根据以往2012年的抽水试验成果，选择与典型井处于同一水文地质单元且井深相近的井的资料进行综合分析研究。根据研究结果，浅层地下水超采区因水位下降造成的含水层疏干，及由此引起的单井出水量减少的危害程度，可以用最大涌水量随含水层疏干厚度的变化程度D来表示(表1)。

表1 超采区典型井水文参数统计表

5 结语

(1)潍坊市是一座缺水城市，地下水开采量大，地下水动态变化受多种因素综合影响，主要影响因素是降水和人工开采。

(2)1983年时，研究区最低水位-1.71 m，全区漏斗面积176.06 km2；至2000年，由于北部形成了大的漏斗群带，全区漏斗面积达1 405.4 km2，至2016年时，全区最低水位为-34.65 m，全区各漏斗向着逐渐恢复、减少的趋势发展。

(3)通过研究可知，寿光地区因地下水超采造成含水层疏干危害程度最严重，昌邑地区次之，寒亭地区较轻。

(4)建议严格执行最严格水资源管理制度，实施开采总量控制，进一步健全监测体系，完善监测网络，加强农业工业节水及雨洪水高效利用，以实现水资源开持续开发利用，促进经济社会发展。