2021年1月
第43卷第1期
Ground water
Jan. ,2021
Vol.43 NO. 1
D01：10. 19807/jki.DXS.2021 -01 -020
大同市2017 -2018年地下水动态变化特征研究 陈建峰
(山西省水文水资源勘测总站，山西太原030001 )
[摘要]基于山西大同市2017 -2018年的地下水监测数据，结合研究区概况和水文地质特征，对大同市
市 区及周边平原区地下水水位动态变化特征和地下水漏斗区现状进行研究。结果可知：（1 )研究区地下水动态变化受大气降水、河流径流量和人为开采影响较大，动态类型主要为入渗一径流型和开采一下降型；（2)地下水位下降区均位于大同市城北、城南、三十里铺和党留庄水源地的中心或边缘。水位下降区面积约占总面积的11.37%。其中水 位变幅- 0.5 ~ - 2.0 m区域面积约90.69 km2，水位变幅< -2m区域面积约6. 33 km2；地下水位上升区主要分布在大同市区及口泉河与十里河中间区域，水位上升区域总面积约77. 3 9 k m，占总面积的9. 0 7%。其中水位上升幅度 0.5 ~ 2.0 m区域面积约59. 69k m2，水位上升幅度>2.0 m区域面积约17.70 km2;(3)2018年度地下水集中开采区
仍存在三个水位降落漏斗区，其位置和形态基本与2017年相似。研究结果以期为合理调配区域地下水资源、保障工 农业生产和国民经济发展的可持续性提供基础依据。
[关键词]监测井；地下水动态；地下水漏斗；变化特征；大同市
[中图分类号]P641.74 [文献标识码]B
地下水开采过大，会形成地下水降落漏斗，地下水严重的超采会使地下水资源枯竭。通过对大同市市区及周边平原区地下水水位动态变化特征进行分析，阐述了本区地下水 动态和地下水漏斗的变化特征。为合理调配区域地下水资源，保障工农业生产和国民经济发展的可持续性提供技术支持。
1 研究区概况
1.1自然地理
大同市位于山西省北部，市区位于御河、十里河冲积平原，北邻内蒙古丰镇市，西为大同煤田，南与朔州市怀仁市接壤，东为云州区，平原区面积约为853 km2。大同是晋北地区 的中心城市，全市人口 340. 64万人，其中市区面积约2 086 km2，人口 178. 2万人（2015年），地区生产总值（G D P) 1 052.9亿元（2015年），城市工业经济以煤炭、电力、化工、机械、制药、旅游、商业为主。农业经济以种植、养殖、运输为 主。
12气象水文
本区属典型的温带大陆性季风气候，其特点是春季风沙多，干旱少雨；夏季雨热同步，降雨集中；秋季降雨减少，凉爽 早霜；冬季寒风盛行，严寒少雪。多年年均降水量408. 1 mra,70%左右的降水集中在7 -9月，年蒸发量为1 200 mm，干旱指数2.5 ~ 3.0。年平均气温5. I t ~ 7. I T；，最高气温39^，最低气温_29.1<€，无霜期90~13〇(1。平均风速2.5 m/s，最大可达29 m/s，年均8级以上的大风天29 ~65d，多 发生在春季。
大同市区及周边平原区主要河流有御河、十里河、万泉[文章编号]1004 - 1184(2021)01 -0057 -03
河、口泉河和桑干河。御河是桑干河的一级支流，发源于内 蒙古丰镇市西北阳坡子，由北向南于新荣区堡子湾乡镇羌堡进人大同市境内，经孤山、大同城东、小南头，于云州区吉家庄汇人桑干河。干流仝长155 km，大同市境内长78. 3 km，流域面积5 001.7 km2，大同市境内流域面积2 597.37 km2。
其主要支流有十里河、万泉河。多年平均径流量为1.53亿 m3(孤山水文站），最大年径流量为1.85亿m3( 1987年），最 小年径流量为0.58亿m3(1966年）。
十里河是御河的一级支流，发源于左云县马道头乡曹家堡村，流经左云县城、张家场、石墙框进人大同市，然后经高 山镇、云冈镇，在小站村出山，最后在田村附近汇人御河。小 站村以上（山区）段长75 km，小站村以下（平原区）段长14.5 km，流域面积1228. 3"7km2。多年平均径流量为0. 41亿 m3，多年平均清水径流量为0. 03亿m3。
万泉河是御河的一级支流，发源于内蒙古丰镇市官屯堡乡，由新荣区镇川口进人大同市，在黍地沟村汇人御河。干 流全长26. 87 km，流域面积161.88 km2。多年平均径流量为
0. 15亿m3，多年平均清水径流量为0.006亿m3。
口泉河是桑干河的一级支流，发源于左云县水窑乡尖口山，经云冈区鸦儿崖，在口泉镇出山，至堡子店人怀仁市，于 智民村汇人桑干河。干流全长57. 5 km，大同境内长57. 5 km。流域面积501. 89 km2。多年平均径流量为0. 067亿 m3,1988年7月12日发生了 693 m V S洪峰（百年一遇）。
13水文地质条件
1.3.1 地形地貌
监测区西侧及东北角为基岩山区，最高峰为馒头山，海 拔2 426 ra。平原区地势开阔平坦，地形总趋势是西、北侧
[收稿日期]2020 -07 - 13
[作者简介]陈建峰（1965 -)，男，山西太谷人，高级工程师，主要从事水资源规划及利用方面工作。
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高，东南侧低；边山高，中间低。山前均有面积不等的洪积扇裙，构成山前倾斜平原区，地形坡度3° ~15°。地面高程1000〜1200m；中部为河流冲积形成的平原区，东西宽约38.7 km，南北长约49. 37 km，地形较平坦，分布有御河、十里 河、口泉河。平原区地形坡度1° ~3°，倾向各大河流，地面高 程950 -1 100 m。按其成因和形态特征划分为基岩山地、黄 土丘陵区、山前冲洪积倾斜平原、冲湖积平原与河谷平原（见 图1)。
海量搜索图1监测区地形、地貌类型分区
程控步进衰减器系统
1.3.2 水文地质条件
大同盆地由第四系松散堆积物组成，无矿产资源贮存。主要的断裂有：口泉断裂、泉寺头断裂和水峪断裂；在边山区 局部开采石灰岩露天采场边坡存在山体崩塌隐患；过量超采 地下水和工程建设密集的大同市区出现了地裂缝。地质环 境条件较为简单。砂
大同市平原区含水层为第四系松散层孔隙含水岩系。
中低山丘陵区：在盆地边缘和东北部及监测区西侧边缘，含水层颗粒细，局部地段有砂砾石透镜体，潜水位埋深10 ~50m，局部大于50 m，单位涌水量一般小于2 L/s •m。
山前冲洪积倾斜平原区：现代冲洪积扇裙比较发育，一
般扇长5 km左右，含水层以砂砾石层为主，地下水丰富，为富水地段。一般单位涌水量2. 78 ~16. 67 L/s • m。水位埋 深变化较大。倾斜平原中上部是盆地最富水地段，为孔隙承 压水，含水层时代为早、中、晚更新世，岩性一般为砂卵砾石层，单位涌水量一般1.1丨~2.22L A •m。主要取水层位80 ~ 350 m0
冲湖积平原区：分布于御河、十里河、口泉河两岸地区，宽约10 ~ 20km。含水层颗粒细，厚度小，为潜水，水位埋藏浅，富水性普遍较差。党留庄、兼铺一带存在古河床，发育有厚层的中粗砂和砾石，
为承压水，水量丰富，一般单位涌水量 0. 5 ~ 20L/s •m0
河谷平原：含水层颗粒粗、厚度大，呈带状分布，空间上 连续均匀，含水系统内部水力联系良好。因此，在河谷平原孔隙水系统中打井取水，成功率很高。通常顺层渗透性好，而垂直层面渗透性差，为层状非均质介质。
1.3.3 地下水补给、径流、排泄条件
大同市平原区地下水补给来源主要为大气降水入渗，西、北边山侧向补给及边山峪口地表水人渗补给。盆地内地 下水自边山向盆地中心径流，沿御河由北向南径流。地下水 埋深从边山到盆地中心由深变浅，边山埋深80〜100 m，盆地 中心埋深5 ~ 10 m，边山前洪积扇区地下水水力坡度3%c~ 5%，平原区地下水水力坡度0.5%c~ l%cD
地下水排泄方式主要是沿御河向下游径流、人工开采和 地面蒸发。
声音检测电路2地下水位动态变化特征分析
为研究大同市市区及周边平原区地下水动态，选定地下 水监测范围北起新荣区镇川堡以南，西至边山地带，东到云 州区三十里铺、高寒区作物研究所、党留庄，南至怀仁市界的 平原区各地貌单元，总控制面积约853 km2。有地下水位监测井40个。各监测井根据其井深及观测层位，可分为浅层水（井
深小于60 m)监测井、中深层混采层水（井深大于60 m)，其中浅层水监测井2个，中深层混采层水监测井38个。
2.1 监测区地下水水位年变差
从多年长观资料分析，大同市区及周边平原区浅层、中层地下水之间有较好的水力联系，它们与深层水之间也有一定的联系。这主要是由于区内隔水层空间分布不稳定，加上 人为混合开采的原因所致。
浅层地下水位和中层地下水位动态变化相同，深层水尽 管变化较为复杂，但变化总趋势和浅、中层地下水动态一致，说明了它们之间有一定水力联系。
从河流上游到下游，浅层、中层地下水水力联系由密切逐步过渡到较差，深层水与浅层、中层地下水之间水力联系在主要开采区较好，其它区域较差。
2.2 监测区地下水水位分区
监测区地下水年均水位变差分区图（图2)，由此可见，监 测区地下水位下降区主要集中在城北孤山至金家湾为中心地带，城东三十里铺一带，城西宋庄村一带，城西南高庄一带，城东南党留庄一带。水位变幅-0.5 ~ -2.0m区域面积 约90.69km2，水位变幅< -2m区域面积约6. 33 km2。水 位下降区面积约占总面积的11.37%。这些下降区均位于大同市城北、城南、三十里铺、党留庄水源地的中心或边缘。
地下水位回升区分布在大同市区及口泉河与十里河中间 区域，面积约77. 39 km2，占总面积的9. 07%。其中，水位上 升0.5 ~ 2.0m区域面积约59. 69 km2，水位上升>2. 0 m区域面积约17.70 km2。水位上升区域内市区不允许开采地下水，居民用水主要来源于各水源地的供给，周边地区本年度补给大于开采，地下水得到涵养，致使本年度这些区域地下
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水位有较为明显的提升。
图2监测区地下水年均水位变差分区图
2.3 枯水期地下水漏斗状况
枯水期（5月份）地下水位等值线图（图3)，揭示了枯水期地下水漏斗现状。
图3枯水期（5月份）地下水位等值线图
2.3. 1城北水位降落漏斗区
城北水位降落漏斗区位于古店以南，金家湾、白马城、马 家小村、大同公园、齐家坡、古城一带，形状似不规则葫芦型，北部小，南部大。以1 015 m等值线闭合，较2017年度1 020m等值线闭合下降了 5.0 m，显示漏斗区面积变小。漏斗区
内浅中层监测井BC7枯水期（5月份）水位标高为I003.65
m，枯水期（5月份）漏斗面积25.61 km2，比2017年同期水位
漏斗面积36. 51 km2减小了 10.9 km2。
2.3.2城西水位降落漏斗区
城西水位降落漏斗区位于城西水源地新添堡、马营、西
韩岭一带，呈南北向两头大中间狭长型，北头大、南头较小。
漏斗平面形态较2017年度发生些许变化，仍以1 010 m等值
线闭合，漏斗区内中深层监测井XJ04枯水期（5月份）水位
标高为997. 08 m，漏斗面积35. 65 km2，较2017年同期的
28.89 km2，增大了 6.76 km2。
2.3.3城南水位降落漏斗区
城南水位降落漏斗区位于水泉洼、七里村、东河河、小南
头、冯庄、塔儿村一带，呈南北两块椭圆漏斗区，以1000m等
值线闭合，较2017年度同期I 010 m闭合等值线下降10 m。
枯水期（5月份）北侧中心X J10井地下水位标高980. 958 m,
南侧中心D4井水位标高983. 519 m，枯水期（5月份）北侧漏
斗面积39. 01 km2，南侧漏斗面积38. 63 km2，漏斗面积合计
77.64 km2，与2017年同期漏斗面积41. 13 km2相比，漏斗面
积增大了 36.51 b n2。
2018年枯水期（5月份）水位降落漏斗总面积为138.90
km2,。相较2017年度枯水期（5月份）漏斗总面积106. 53
kra2，枯水期漏斗总面积增加32.37 km2。
3结语
(1) 大同市市区及周边平原区地下水动态变化受大气降水、河流径流量，特别是人为开采的影响较大，动态类型表现
为人渗一径流型和开采一下降型。
(2) 在动态监测时段内，中深层地下水位从年平均水位变差来看，地下水下降区和上升区变化特征及分布区域如下
所述：
永久模板
地下水位下降区主要集中在城北孤山至金家湾为中心地
带，城东三十里铺一带，城西宋庄村一带，城西南高庄一带，
城东南党留庄一带，水位变幅- 0.5 ~ -2.0m区域面积约
90.69 km2，水位变幅< -2m区域面积约6. 33 km2，水位下
降区面积约占总面积的11.37%。这些下降区均位于大同市
城北、城南、三十里铺、党留庄水源地的中心或边缘。
地下水位的回升区分布在大同市区及口泉河与十里河中
自动拖把间区域，水位上升幅度0.5 ~ 2.0 m区域面积约59. 69 km2,
水位上升幅度>2.0m区域面积约17.70 km2，水位上升区
域总面积约77. 39 km2，占总面积的9. 07%。水位上升区域
内市区不允许开采地下水，周边地区本年度地下水补给量大
于开采量，地下水得到涵养，致使本年度这些区域地下水位
有较为明显的提升。
(3)从2018年度的监测数据看，地下水集中开采区仍存在三个水位降落漏斗区，三个降落漏斗区位置和形态基本与
2017年相似。2018年枯水期（5月份）漏斗总面积为138.90
b n2，相较2017年度枯水期（5月份）漏斗总面积106. 53
km2，枯水期漏斗总面积增加了 32.37 km2。
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