張澤鵬, 朱玉晨, 郝奇琛, 王文中, 張恒星, 馬孟科

(1.英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)，泰恩威爾郡 NE1 7RU; 2.中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所，河北 石家莊 050061；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

呼和浩特盆地地下水流系統(tǒng)變異機制及其資源效應(yīng)

張澤鵬1, 朱玉晨2, 郝奇琛2, 王文中2, 張恒星2, 馬孟科3

(1.英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)，泰恩威爾郡 NE1 7RU; 2.中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所，河北 石家莊 050061；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

幾十年的高強度開采致使呼和浩特盆地地下水流系統(tǒng)發(fā)生了很大變化。在對含水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合地下水流場及水位動態(tài)特征，對地下水流系統(tǒng)演化模式進行了分析總結(jié)，基本可歸納為3個演化階段，地下水人工開采及溝谷水利工程的修建是地下流系統(tǒng)變異的主要驅(qū)動因子。采用均衡法對現(xiàn)狀條件下地下水均衡情況進行了定量計算，通過與歷史時期均衡情況對比分析，發(fā)現(xiàn)在不同水流系統(tǒng)演化階段，各含水層地下水補排量差異較大，從而導(dǎo)致地下水資源量發(fā)生變化，與歷史時期相比，潛水含水層資源量明顯減小，承壓含水層資源量有所增加，但總資源量一定程度減小，地下流系統(tǒng)變異的資源效應(yīng)明顯。

呼和浩特盆地；地下含水系統(tǒng)；地下水流系統(tǒng)；資源效應(yīng)

呼和浩特市社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展，水資源需求日益增加。2005年以前，地下水一直是呼和浩特市城市供水唯一水源[1]。長期過量開采地下水導(dǎo)致一系列地質(zhì)環(huán)境問題出現(xiàn)，如潛水疏干、區(qū)域地下水降落漏斗擴大及地下水污染等[2]，給地下水可持續(xù)利用帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，研究呼和浩特盆地下水流系統(tǒng)的演化過程以及產(chǎn)生的資源效應(yīng)，將為研究區(qū)地下水的合理開發(fā)利用和規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

盆地地下水流流動特征及循環(huán)轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究已經(jīng)成為當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)研究的熱點問題[3]。Tóth提出的地下水流系統(tǒng)理論，為盆地地下水循環(huán)研究提供了重要理論基礎(chǔ)[4]。與傳統(tǒng)水文地質(zhì)學(xué)重視含水介質(zhì)研究不同，該理論注重地下水循環(huán)過程中的水動力學(xué)過程，并認(rèn)為地下水是一系列地質(zhì)、生物過程中的重要地質(zhì)營力[5]。目前很多學(xué)者對盆地地下水流動特征做了深入研究，分析了影響地下水運動的多種因素，如地形、降水入滲、盆地勢匯、介質(zhì)特征以及盆地形態(tài)等[6～8]，導(dǎo)致不同級次地下流系統(tǒng)具有差異明顯的更新速率[9]。李文鵬采用多學(xué)科綜合研究方法，對內(nèi)陸盆地地下水的形成演化進行了分析，在此基礎(chǔ)上概化了內(nèi)陸盆地地下水流系統(tǒng)發(fā)育模式[10]。目前，天然狀態(tài)下的地下水流系統(tǒng)，越來越多地被人工干擾的地下水流系統(tǒng)替代，而且從地質(zhì)歷史時期的角度考慮，區(qū)域尺度上并不存在真正意義上的穩(wěn)態(tài)，因此有必要開展人工和氣候條件共同影響下的盆地地下水循環(huán)演化研究。本文以呼和浩特盆地為研究區(qū)，采用模式研究、均衡分析等方法，對地下水流系統(tǒng)變異機制及其驅(qū)動因素進行研究，分析了地下水流系統(tǒng)變異的資源效應(yīng)。該項研究能夠為呼和浩特市地下水資源評價成果提供更科學(xué)合理的解釋，為當(dāng)?shù)厮Y源管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 水文地質(zhì)概況

1.1 含水層結(jié)構(gòu)特征

呼和浩特盆地屬于呼包斷陷盆地的一部分，其第四系孔隙含水系統(tǒng)的形成受構(gòu)造運動與氣候波動的共同控制。根據(jù)含水系統(tǒng)成因及水力聯(lián)系特征，呼和浩特盆地第四系含水系統(tǒng)可劃分為單一結(jié)構(gòu)區(qū)和雙層結(jié)構(gòu)區(qū)(以下簡稱單一區(qū)和雙層區(qū))。單一結(jié)構(gòu)區(qū)分布在大青山、蠻漢山山前及托克托和和林格爾臺地，由上下聯(lián)通的潛水含水層組成。雙層區(qū)分布在盆地中部，以中更新統(tǒng)晚期淤泥質(zhì)黏性土層(以下簡稱淤泥層)為標(biāo)致，淤泥層之上為潛水含水層，淤泥層之下為承壓含水層(圖1)，潛水含水層與承壓含水層之間可通過淤泥層發(fā)生水量交換。

單一區(qū)潛水含水層厚度較厚，在大青山一側(cè)由東向西從20～60 m增加到大于100 m；東側(cè)蠻漢山與南側(cè)托克托至和林格爾臺地含水層厚度相對較小，含水層厚度一般小于20 m。

雙層區(qū)潛水含水層厚度總體上東薄西厚、南薄北厚，由東部、南部15～50 m，向西北部沉降中心40～100 m變化。

雙層區(qū)承壓含水層厚度空間變化規(guī)律與潛水含水層類似，從山前到平原區(qū)中部逐漸增大，但承壓含水層厚度要大的多，最大超過300 m，主要分布在平原區(qū)的西北部。

圖1 呼和浩特盆地含水層空間分布圖Fig.1 Distribution of aquifers in Hohhot basin

1.2 地下水補徑排條件

單一區(qū)潛水含水層主要接受山前地下水側(cè)向徑流補給，具體包括河谷潛流補給以及構(gòu)造運動形成的導(dǎo)水?dāng)嗔褟搅餮a給。單一區(qū)潛水從山前向平原區(qū)徑流。以側(cè)向徑流形式分別排泄到雙層區(qū)潛水含水層和承壓含水層，此外，人工開采也是單一區(qū)潛水含水層的主要排泄途徑之一(圖2)。

雙層區(qū)潛水含水層除主要接受單一區(qū)潛水側(cè)向徑流補給外，其他補給來源有大氣降水入滲、渠系入滲、灌溉入滲以及承壓水向上越流頂托補給等。地下水在山前主要從山前向平原區(qū)徑流，在平原區(qū)主要從東北向西南方向徑流。主要排泄方式有人工開采，向承壓含水層越流以及沖湖積平原區(qū)的地下水蒸發(fā)排泄。

雙層區(qū)承壓含水層主要依靠單一區(qū)的側(cè)向徑流補給，其次是在淤泥層相對較薄的局部地區(qū)產(chǎn)生越流補給。地下水的徑流方向與潛水含水層地下水徑流方向基本一致，總體上是從東北向西南方向徑流。地下水的排泄方式以人工開采為主，主要分布在呼和浩特市城區(qū)附近，其次在地下水徑流方向的下游存在少量的向潛水含水層的越流排泄。

圖2 潛水含水層和承壓含水層地下水位等值線圖(2014年5月)Fig.2 Contour map of the unconfined groundwater and the confined groundwater(May 2014)

2 呼和浩特盆地地下水流系統(tǒng)演變

2.1 地下水流系統(tǒng)演變歷程

結(jié)合前人資料[1]，根據(jù)近年水位統(tǒng)測成果，形成呼和浩特盆地地下水自流區(qū)邊界隨時間的變化過程，見圖3。1959—1970年，自流區(qū)邊界有一定變化，但變化不大，AA’剖面線經(jīng)過的位置存在地下水自流現(xiàn)象，即承壓水位高于地表，據(jù)此推測，此時承壓水水位應(yīng)高于潛水水位，承壓水具備向上越流補給潛水的水力條件。且在沖洪積扇前緣潛水可溢出地表，形成溢出泉，淺層局部水流系統(tǒng)與深層局部水流系統(tǒng)均可發(fā)育。1985年與1970年相比，邊界線明顯向下游移動，到1985年剖面線經(jīng)過位置地下水已經(jīng)無法自流，溢出泉也已經(jīng)消失，說明潛水與承壓水水位均有所下降，但潛水仍可以蒸發(fā)的形式排泄，承壓水仍可通過越流形式排泄至潛水含水層，淺層局部水流系統(tǒng)此時已經(jīng)消失。1985年之后，特別是近年(2014年)，自流區(qū)邊界線快速向下游移動，自流區(qū)范圍嚴(yán)重萎縮。這一階段承壓水水位下降非常明顯，且潛水也開始出現(xiàn)疏干現(xiàn)象，潛水水位已經(jīng)低于蒸發(fā)極限埋深，無法以蒸發(fā)形式排泄，潛水疏干也說明承壓水無法越流補給潛水，越流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。

圖3 地下水自流區(qū)分界線變化圖Fig.3 Variation of the boundary of groundwater overflow region

淺層局部水流系統(tǒng)消失以及越流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)是地下水流系統(tǒng)發(fā)生變異的標(biāo)志性事件，以兩個標(biāo)志性事件發(fā)生時間為關(guān)鍵節(jié)點，可將地下水流系統(tǒng)演變分為3個階段(圖4)。

圖4 地下水流系統(tǒng)演化過程示意圖Fig.4 Evolution process of groundwater flow system

(1)天然條件

第四系含水系統(tǒng)可形成多個局部水流系統(tǒng)和區(qū)域水流系統(tǒng)。單一區(qū)接受山前側(cè)向及河流入滲等補給，以徑流形式向下游補給潛水含水層與承壓含水層，潛水含水層在溢出帶附近以泉、河流、蒸發(fā)形式排泄，能形成局部水流系統(tǒng)；承壓含水層水頭高于潛水含水層水位，在淤泥層邊緣厚度較薄的地方以越流形成向潛水含水層排泄，形成深層局部水流系統(tǒng)。部分潛水與承壓地下水繼續(xù)向盆地中部運動，潛水含水層以潛水蒸發(fā)或河流形式排泄，形成淺層區(qū)域水流系統(tǒng)；承壓水通過導(dǎo)水?dāng)嗔鸦蛞栽搅餍问较驖撍畬优判?，形成深層區(qū)域水流系統(tǒng)。

(2)開采初期(20世紀(jì)80年代以前)

主要以開采潛水含水層為主，山前地帶水位下降明顯，溢出泉消失、不再向河流排泄，潛水含水層的局部水流系統(tǒng)消失，山前側(cè)向補給的水量向盆地中部徑流，在盆地中部以蒸發(fā)形式或向盆地中部的河流排泄，區(qū)域水流系統(tǒng)依然存在。承壓水雖然也有一定量的開采，但是部分承壓含水層水位依然可以自流，高于潛水含水層水位，大部分雙層結(jié)構(gòu)區(qū)承壓水仍以越流形式向潛水含水層排泄，仍可形成局部水流系統(tǒng)與區(qū)域水流系統(tǒng)。

(3)現(xiàn)狀條件(20世紀(jì)80年代以后至今)

隨著呼和浩特市經(jīng)濟社會快速發(fā)展，這一階段地下水開采強度進一步加強，特別是承壓水的開采造成水位持續(xù)下降，呼市城區(qū)附近潛水含水層水出現(xiàn)疏干，單一區(qū)地下水無法排泄到雙層區(qū)潛水含水層，局部與區(qū)域水流系統(tǒng)均消失。由于承壓水水位下降劇烈，絕大多數(shù)地區(qū)水位已經(jīng)低于潛水含水層水位，承壓水越流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，由原來的承壓含水層向潛水含水層越流轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓾撍畬酉虺袎汉畬釉搅?，?dǎo)致承壓含水層的區(qū)域水流系統(tǒng)消失，同時在集中開采區(qū)下游形成了新的局部水流系統(tǒng)，深層局部水流系統(tǒng)增強。

2.2 地下水流系統(tǒng)變異驅(qū)動因素分析

無論是溢出泉消失還是越流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，影響這些事件發(fā)生的直接原因都是水位的變化。而水位變化的驅(qū)動因子主要是含水層補給量或者排泄量的變化，天然條件下，含水層補給量與排泄量處于動態(tài)平衡狀態(tài)，地下水位隨氣候的周期性變化而波動，變化幅度通常并不大，且不會出現(xiàn)長時間的上升或長時間的下降，更不會導(dǎo)致溢出泉消失或越流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，即天然因素不會驅(qū)動地下水流系統(tǒng)發(fā)生變異。

地下水開采是人為因素對地下水補排量影響的最直接體現(xiàn)。近幾十年來呼和浩特市地下水開采量持續(xù)增加，地下水資源超采嚴(yán)重[11]，且開采量對地下水位下降的影響非常顯著[12](圖5)，呼和浩特市地下水開采量整體上呈增加趨勢，特別是二十世紀(jì)八九十年代增加速度更快。地下水水位變化與開采量具有正相關(guān)性，圖5中的水位變化代表了呼和浩特市開采最為集中地區(qū)的地下水位動態(tài)，20世紀(jì)80年代后，承壓水水位已經(jīng)低于潛水水位，導(dǎo)致越流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，地下水流系統(tǒng)發(fā)生變異。承壓水快速下降主要是因為潛水含水層逐漸疏干，導(dǎo)致人工開采以承壓含水層為主。人工開采活動的影響可以很明顯地體現(xiàn)在水位動態(tài)上，故可以認(rèn)為地下水人工開采是地下水流系統(tǒng)變異的重要驅(qū)動因子。

圖5 地下水開采量和地下水位變化圖Fig.5 Variation of groundwater withdrawal and groundwater level

圖6 哈拉沁水文站年地表徑流量變化圖Fig.6 Variation of the annual runoff at Halaqin hydrological station

人為因素對地下水補給量的影響主要體現(xiàn)在對山前側(cè)向補給量的影響，側(cè)向補給是呼和浩特盆地地下水最主要的補給來源之一。圖6是呼和浩特市北部哈拉沁溝徑流量隨時間的變化。從滑動平均趨勢線(5 per. Mov. Avg.)可以看出，徑流量具有周期性變化規(guī)律，這種變化通常不會對盆地內(nèi)的地下水位產(chǎn)生本質(zhì)影響。然而，2003年哈拉沁溝修建了水庫，至此徑流量明顯減小，近10年徑流量全部位于線性趨勢線之下，說明水庫修建對地表徑流產(chǎn)生顯著影響，加之溝谷逐漸增加的截伏流工程，這些均會導(dǎo)致山前側(cè)向補給量減小，側(cè)向補給量減小主要體現(xiàn)在潛水含水層補給量減小，加劇潛水水位下降及含水層疏干，導(dǎo)致地下流系統(tǒng)變異。故可以認(rèn)為溝谷水利工程的修建導(dǎo)致側(cè)向補給量減小也是驅(qū)動地下水流系統(tǒng)變異的因素之一。

3 地下水流系統(tǒng)變異的資源效應(yīng)

3.1 現(xiàn)狀條件下的地下水均衡

采用均衡法對研究區(qū)地下水進行了均衡計算，均衡期為2009—2014年，代表現(xiàn)狀條件下的多年平均情況，反映了地下水流系統(tǒng)演化到現(xiàn)階段的地下水補排情況(表1)。研究區(qū)總補給量為6.91×108m3/a，主要補給來源為山前側(cè)向補給和降水入滲補給，分別占總補給量的37.6%和33.3%，兩者占總補給量的70.9%；其次為地下水灌溉回滲量。研究區(qū)總排泄量為10.30×108m3/a，主要排泄項為人工開采量，占比79.4%；其次為潛水蒸發(fā)排泄，反映出地下水的排泄由天然排泄方式向人工排泄方式轉(zhuǎn)變。從總體均衡情況來看，研究區(qū)目前處于負(fù)均衡狀態(tài)，均衡差為-3.39×108m3/a，地下水負(fù)均衡狀態(tài)造成地下水儲量減少，儲變量占總排泄量的約三分之一，即現(xiàn)狀條件下，研究區(qū)地下水排泄量中有三分之一是消耗的地下水儲存量，說明地下水均衡狀態(tài)正向遠離平衡態(tài)方向發(fā)展。

表1 30年來地下水均衡變化情況

3.2 不同演化階段地下水均衡及資源組成變化

為定量說明不同地下水流系統(tǒng)演化階段的地下水均衡情況，本次研究選取1985年內(nèi)蒙古自治區(qū)水文地質(zhì)勘探隊提交的《內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市城市供水開采階段水文地質(zhì)勘查報告》中的地下水資源計算結(jié)果作為對比。1985年計算區(qū)面積為4 800 km2，與本評價范圍較為接近，且同樣采用均衡法進行計算。這一時期基本處于地下水流系統(tǒng)從第二演化階段到第三演化階段的過渡時期。

通過均衡對比可以看出，地下水流系統(tǒng)第二階段到第三階段演化過程中，因部分雙層區(qū)潛水局部水流系統(tǒng)逐漸消失，導(dǎo)致潛水接受側(cè)向補給的過水?dāng)嗝孀冃。罱K潛水含水層山前側(cè)向補給量明顯減小，由2.06×108m3/a減少到0.52×108m3/a，減小了74.8%。雙層區(qū)潛水含水層地下水流系統(tǒng)變異導(dǎo)致潛水蒸發(fā)量明顯減小，由4.43×108m3/a減小到2.12×108m3/a，減少了52.1%。雙層區(qū)承壓含水層區(qū)域水流系統(tǒng)的消失導(dǎo)致地下水越流方向發(fā)生改變，1985年以前越流由承壓含水層流向潛水含水層，越流量為0.28×108m3/a，現(xiàn)狀條件下越流由潛水含水層流向承壓含水層，越流量為0.94×108m3/a。由此可見，地下水流系統(tǒng)變異對地下水均衡產(chǎn)生了明顯的影響，不僅體現(xiàn)在均衡大小的變化，而且體現(xiàn)在均衡方向的變化。

地下水均衡計算是地下水資源評價的基礎(chǔ)，故地下水流系統(tǒng)變異造成的均衡變化也會導(dǎo)致資源量隨之發(fā)生變化。因部分雙層區(qū)潛水含水層無法接受山前側(cè)向，造成雙層區(qū)潛水含水層資源量明顯減小。承壓含水層由向潛水含水層越流排泄轉(zhuǎn)變?yōu)榻邮軡撍畬釉搅餮a給，故其資源量一定程度上增加。但總的來講，地下水天然補給資源量有所減小，特別是山前側(cè)向補給量減小，導(dǎo)致總資源量一定程度上減小。

4 結(jié)論

(1)呼和浩特盆地地下水流系統(tǒng)演化總體上可分為三個階段。天然條件下可形成多個局部與區(qū)域水流系統(tǒng)；開采初期，以雙層區(qū)潛水含水層局部水流系統(tǒng)消失為主要特征；現(xiàn)狀開采條件，以雙層區(qū)承壓含水層區(qū)域水流系統(tǒng)消失和局部水流系統(tǒng)增強為主要特征。

(2)地下水人工開采以及山區(qū)溝谷水利工程的修建導(dǎo)致側(cè)向補給量減小是地下水流系統(tǒng)變異的兩個主要驅(qū)動因素。

(3)地下水流系統(tǒng)變異造成地下水均衡發(fā)生明顯變化，主要表現(xiàn)為：雙層區(qū)潛水含水層側(cè)向補給量及蒸發(fā)量減小、雙層區(qū)潛水含水層與承壓含水層間的越流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。地下水均衡變化最終造成地下水資源量發(fā)生變化，資源效應(yīng)明顯。

[1] 張翼龍. 呼和浩特盆地開采脅迫下的地下水系統(tǒng)響應(yīng)及適應(yīng)性對策研究[D].北京：中國地質(zhì)科學(xué)院, 2012. [ZHANG Y L. Aquifer system response and its adaptability countermeasures to exploitation in the Hohhot basin[D]. Beijing：Chinese Academy of Geological Sciences, 2012. (in Chinese)]

[2] 袁野,張翼龍,王貴玲,等.呼和浩特市平原區(qū)地下水水位動態(tài)與降水量及開采量的互饋效應(yīng)[J]. 中國農(nóng)村水利水電, 2013(7):40-43. [YUAN Y, ZHANG Y L, WANG G L,etal. Interaction between groundwater level dynamic with precipitation and exploitation quantity in Hohhot Plain[J]. China Rural Water and Hydropower, 2013(7):40-43. (in Chinese)]

[3] 郝奇琛. 中國內(nèi)陸盆地地下水流與水鹽運移耦合模擬研究[D]. 北京:中國地質(zhì)大學(xué)(北京), 2015.[HAO Q C. Coupled modeling of salt movement and groundwater flow in inland basin-a case study in Qaidam basin, China[D]. Beijing:China University of Geology, 2015. (in Chinese)]

[4] 張人權(quán),梁杏,靳孟貴,等. 水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 2011. [ZHANG R Q, LIANG X, JIN M G,etal. General hydrogeology[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2011. (in Chinese)]

[5] Ingebritsen S E, Sanford W E. Groundwater in Geologic Processes[C]// Groundwater in geologic processes.Cambridge City: Cambridge University Press, 1998:48-50.

[6] JIANG XW, Wan L, Ge SM,etal. A quantitative study on accumulation of age mass around stagnation points in nested flow systems[J]. Water Resources Research, 2012, 48(12):771-784.

[7] 梁杏, 張人權(quán), 靳孟貴. 地下水流動系統(tǒng)-理論應(yīng)用調(diào)查[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 2015. [LIANGX, ZHANG R Q,JIN M G. Groundwater flowsystems-theory,application, investigation[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2015.(in Chinese)]

[8] 張志遠, 蔣小偉, 王俊智,等. 基于二維和三維模型的盆地典型剖面流場對比[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì), 2016, 43(3):1-6. [ZHANG Z Y, JIANG X W, WANG J Z,etal. Comparison of groundwater flow fields in typical profiles in drainage basins based on 2D and the 3D models[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 2016, 43(3):1-16. (in Chinese)]

[9] 崔亞莉, 劉峰, 郝奇琛,等. 諾木洪沖洪積扇地下水氫氧同位素特征及更新能力研究[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì), 2015, 42(6):1-7.[CUI Y L, LIU F, HAO Q C,etal. Characteristics of hydrogen and oxygen isotopes and renewability ofgroundwater in the Nuomuhong alluvial fan[J].Hydrogeology & Engineering Geology,2015, 42(6):1-7. (in Chinese)]

[10] 李文鵬, 郝愛兵. 中國西北內(nèi)陸干旱盆地地下水形成演化模式及其意義[J]. 水文地質(zhì)工程地質(zhì), 1999,26(4):28-32. [LI W P, HAO A B. Groundwater formation and evolution pattern of China’s northwest inland arid basin and its meaning[J].Hydrogeology & Engineering Geology, 1999,26(4):28-32.(in Chinese)]

[11] 余楚, 張翼龍, 王文中,等. 呼和浩特市淺層地下水超采情勢分析[C]//中國地質(zhì)學(xué)會水文地質(zhì)專業(yè)委員會2012年年會暨氣候變化與地下水環(huán)境學(xué)術(shù)研討會, 2012. [YU C, ZHANG Y L, WANG W Z,etal. Analysis of shallow groundwater overdraft in Huhhot city[C]//China’s 2012 annual meeting of Hydrogeological professional committee of Geological Society of China & conference on climate change and groundwater environment, 2012. (in Chinese)]

[12] 曹文庚, 張翼龍, 李政紅,等. 呼和浩特市大青山山前傾斜平原地質(zhì)環(huán)境問題形成機理研究[J]. 現(xiàn)代地質(zhì), 2013, 27(2):468-474. [CAO W G, ZHANG Y L, LI Z H,etal. Formation mechanism of geological environment issue in piedmont clino plain of Daqing Mountain，Hohhot，Inner Mongolia[J]. Geoscience, 2013, 27(2):468-474. (in Chinese)]

A study on variation mechanism of groundwater flow system in the Hohhot basin and its resources effect analysis

ZHANG Zepeng1, ZHU Yuchen2, HAO Qichen2, WANG Wenzhong2, ZHANG Hengxing2, MA Mengke3

(1.NewcastleUniversity,TyneandWearNE1 7RU,UK; 2.InstituteofHydrogeologyandEnvironmentalGeology,CAGS,Shijiazhuang,Hebei050061,China; 3.ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083,China)

There are significant changes in the groundwater flow system of the Hohhot basin as the consequences of the intensive groundwater extractions during the recent decades. This study summarizes and analyses the procedure of the groundwater evolution pattern in this area based on the integrated analysis of the structural features of aquifers, the groundwater flow field and the dynamic characteristics of groundwater level. This procedure can be simplified into three evolutionary phases, and the groundwater exploitation is the primary factor inducing the changes in groundwater flow system. Groundwater budget approach is applied in this study to evaluate the status of the groundwater. After the comparison between these status and the historical records at the same area, dramatic differences between the recharge and discharge are observed in different evolutionary phases. This kind of differences are indicated extensively by the record of the aquifers which is a highly potential cause of the dramatic variations of the quantity of groundwater resources.Specifically, compared by the historical records, the quantity of the shallow groundwater resources decrease significantly, in contrast, there is slightly increase in the quantity of deep groundwater resources. The overall quantity of groundwater resources is decreasing. In summary, these changes demonstrate that the changes of the groundwater flow system in Hohhot basin have a significant influence on the local groundwater resources.

Hohhot basin; aquifer system; groundwater flow system; groundwater resource effect

10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.2017.02.10

2016-10-08;

2017-01-04

中國地質(zhì)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費項目“越流系統(tǒng)數(shù)值模擬及遞進式參數(shù)反演研究”(YYWF201626)

張澤鵬(1989-)，男，碩士生，主要從事水文地質(zhì)和水資源管理研究。E-mail：zzp89@sina.com

郝奇琛(1986-)，男，博士，助理研究員，主要從事地下循環(huán)、地下水?dāng)?shù)值模擬及水資源評價管理研究。 E-mail：haoqichen1986@163.com

P641.2

A

1000-3665(2017)02-0063-06