辽宁省地下水超采区划分及分析

刘开坤

(辽宁省东港市水利事务服务中心，辽宁 东港 118300)

1 概 述

辽宁省位于E118°53'-125°46'和N38°43'-43°26'之间，总面积14.75万km2，占全国的1.5%，它从北到南约530km，从东到西约574km，山地丘陵分列于东西两侧，约占全省总面积的2/3，中部为广阔的辽河平原，约占全省总面积的1/3，地貌类型大致为“六山一水三分田” 。 辽宁省位于位于亚洲东部海岸和太平洋西北海岸，它属于温带半湿润半干旱季风气候区，西北与蒙古高原接壤，被辽东半岛和山东半岛夹持，东部被山区所阻挡，属大陆性气候[1]。

2 水文地质

2.1 地下水分类

根据地下水的赋存岩组(含水岩组)可以将地下水划分为变质岩类裂隙水、碎屑岩类裂隙水和裂隙孔隙水、火成岩类裂隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水、松散岩类孔隙水等多种类型。

变质岩类裂隙水主要赋存于变质岩地层中，其含水岩组岩性为前震旦系的变粒岩、浅粒岩、片麻岩、片岩及混合岩等，沿构造及风化裂隙储水。

碎屑岩类裂隙水指赋存于碎屑岩含水岩组中的地下水，其岩性为中生界、新生界砂岩、砂砾岩、页岩及泥岩等，沿构造、风化与层间裂隙储水。碎屑岩类裂隙孔隙水主要赋存第三系胶结、半胶结含水层之中。

火成岩类裂隙水是指赋存于火山岩及侵入岩中的地下水，岩性主要为各期花岗岩、安山岩、玄武岩、流纹岩等，成岩、构造及风化裂隙储水。

碳酸盐岩类岩溶裂隙水赋存于碳酸盐岩类可溶性含水岩组之中，含水层组岩性主要为震旦亚界、寒武系、奥陶系以及辽河群大石桥组等的灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩、白云岩、大理岩等，岩溶溶隙及构造、风化裂隙储水[2-4]。

松散岩类孔隙水主要赋存于第四系各类砂层、卵砾石层等含水层中。

2.2 地下水的补径排条件

地下水补给的来源因地下水的类型而异，丘陵地区裂隙水的主要来源是大气降水，除了大气降水外，平原和山谷平原的松散岩石孔隙水的供应还包括农田的灌溉渗入和山麓的横向补给，特别是由于城市地区地下水的集中以及大规模开采，地下水水位远远低于河流水位，导致大量地表水渗透且补给地下水，从而人为地增加了地下水的渗透和补给。

由于丘陵地势陡峭，地下水的水力坡度大，径流条件好，地下水通过裂缝和孔隙通过径流排入河谷或平原，平原地区由于地势较为平坦，其径流条件不如丘陵地区，辽宁辽河流域上下平原两侧的山前地区的地形要比辽河下游低平原的地形要大，而其辽河下游平原含水层中的颗粒相对较细，地下水径流相对较慢。

丘陵地区的地下水主要以河川基流的形式排放，并且是地表径流的一部分， 此外，山谷和平原仍然有一些地下水流出和地下蒸发，山脉和平原边界的山麓也有横向流出，平原地区地下水的主要排泄方式是人工开采，占排水的大部分，其次是地下蒸发，沿河道的排水和沿海地区的侧向排水等[5]。

3 地下水资源及开发利用

3.1 地下水资源量

根据辽宁省第二次水资源评估结果，多年平均水资源总量为341.79亿m3，多年均地下水资源为124.68亿m3[5]，其中丘陵地区地下水资源为67．42亿m3，平原区资源量为63.99亿m3，山前侧向补给量为2亿m3，地表水体补给量为4.73亿m3，地下水径流模数为8.82万m3/km2，其趋势是平原大于山脉，东部大于西部。

流域地下水资源分布情况如下：三级区地下水资源量最大的地区是柳河河口以上，有23.13亿m3，占全省地下水资源的19.4%，环渤海，浑河，环渤海西部和柳河口以下的地下水资源分别占全省资源的10-15%。 浑江上下河口占全省地下水资源的6-8%。 其他流域的地下水资源仅占全省地下水资源的一小部分，均低于1%。

3.2 地下水开发利用

根据《辽宁省水资源公报》，2017年全省总供水量143.67亿m3，其中地下水67.59亿m3，占总供水量的47.0%，而浅层地下水为67.13亿m3，深层地下水为3900万m3，微咸水为1.07亿m3。在地下水用水量中，农业灌溉、林牧渔畜、工业、城镇公共、居民生活及生态与环境用水量分别为36.48亿m3、5.17亿m3、12.07亿m3、3.68亿m3、9.86亿m3及0.33亿m3。

4 地下水超采区划分

4.1 划分步骤

地下水超采区划分由确定工作分区、监测井选用、地下水类型划分、地下水超采区量算、图件绘制、边界划定与校核、超采区范围划定等步骤组成。

1)评价分区。结合黄渤海沿岸平原区实际情况，确定划分地下水超采区的评价分区。

2)监测井选用。按照全面收集，典型筛选的原则，同时考虑选用监测井的密度满足相应成图比例尺，较均匀分布在工作区内的要求，在全面分析平原区监测井的基础上，选取代表性强、资料连续性好、监测设施先进的监测井历年的监测资料为主要划分依据，进行超采区划分。地下水水质监测井(站)尽量从正常使用的开采量监测井中选取，作为分析依据。

3)地下水类型划分，地下水划分为浅层地下水和深层承压水。

4)地下水超采区量算与图件绘制。分别采用水位动态法、开采系数法以及引发问题法三种方法进行量算，分别划定其超采区边界，并绘制成图。

5)边界划定、校核与范围确定。对采用三种计算方法划定的超采区边界进行叠加，圈出三个边界的外包线，综合考虑水文地质条件、开采条件、评价期间地下水超采情况、继承性等因素，合理划定超采区分布范围，分为一般超采区和严重超采区，当三种方法所确定的超采面积的边界相差较大时，应重新检查每种方法采用的基本数据，并应综合分析各种影响因素以合理界定超采区边界[6]。

4.2 划分方法

采用水位动态法、开采系数法和引发问题法相结合划定超采区。

1)水位动态法，基于年平均地下水位下降率的过度开发区划定。

2)开采系数法，以地下水开采系数为评价指标进行超采区划定。

3)引发问题法，以地下水开采所引起的生态和环境地质问题作为评价指标，圈定过度开发区。主要计算参数包括：年均地面沉降速率、地下水水质类别、地质灾害等。

4)将水位动态法、开采系数法和引发问题法分别圈定的超采区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进行叠加(图1)，圈出三个边界的外包线，先将共同的交集部分划定为超采区(图1中阴影部分面积)，对于两种方法的交集部分和非交集部分(图1中非阴影部分面积)，综合考虑水文地质条件、开采条件、基础资料及超采等情况划定边界。最后，分析并对三法圈定的超采边界进行分析，划定最终超采区范围。

对于基础资料无法同时满足三种方法的地区，优先采用水位动态法划定，开采系数法和引发问题法作为参考。例如，某地区超采边界可同时满足水位动态法和开采系数法(引发问题法)，但不满足引发问题法(开采系数法)，则以水位动态法为主，开采系数法或引发问题法为参考，再考虑继承性、数据代表性等因素最终划定超采区边界。

图1 地下水超采区边界划定方法示意图

4.3 划分标准

4.3.1 按超采程度分级

分析计算评价期内年均地下水水位持续下降速率、年均开采系数、引发的环境地质灾害、生态环境恶化的程度等，划分出一般超采区和严重超采区。具体划分标准详见表1。

4.3.2 按超采范围分级

按照超采区面积(F)大小划分为四级：

特大型超采区：F≥5000 km2

大型超采区：1000 km2≤F<5000 km2

中型超采区：100km2≤F<1000 km2

小型超采区：F<100 km2

4.4 地下水超采区划分

按超采区规模划分，超采区面积<100km2的小型地下水超采区47个，超采面积1258 km2，超采面积介于100km2和1000km2之间的中型地下水超采区8个，超采面积1963.6 km2，无大型及以上超采区。按超采区类型划分，浅层淡水超采区面积为2254.7 km2，其中沈阳市超采面积最大，超采893.2 km2。海水入侵超采区面积为966.9 km2，其中大连市海侵区面积最大，为624.3 km2。

表1 地下水超采区划分标准

5 结 语

经分析评价， 2018年，全省浅层地下水超采面积3221.6km2，深层承压水超采面积5870.1km2[10]，浅层与深层超采区垂直交叠面积为227.5km2，省过度开发区总面积为8864.2km2。