內蒙古自治區地下水資源調查評價歷史沿革和現狀研究

熊海欽　田濱　丁楠　趙薇

[摘要]通過收集內蒙古自治區1981～1983年（第一輪）、2001～2003年（第二輪）地下水資源評價資料及2010年以來全區各旗縣水文地質調查、區劃、詳查報告，對數據進行分析對比取得相應水文地質參數，進行地下水資源區劃分，結合2020年氣象、開采量、山區徑流量、灌溉量等數據計算出2020年全自治區地下水資源量325.5098×108m3／a，地下水可開采資源量為138.546×108 m3／a。并與水利部門水資源評價進行了合理性對比分析。

[關鍵詞]內蒙古；地下水；資源評價；地下水資源區

水資源是實施山水林田湖草沙一體化保護和系統治理的關鍵因素。以我國陸域國土空間范圍內的所有水體（液態水和固態水、淡水和咸水、地表水和地下水）為調查對象，從自然資源角度開展調查，主要任務包括水域空間調查、水儲存量調查、水資源量調查、水資源質量調查、年度變化調查、水資源專題調查評價等。開展水資源基礎調查，為國民經濟和社會發展、生態文明建設及自然資源管理提供基礎信息支持。為內蒙古自治區打造祖國正北方亮麗風景線，水資源基礎調查-作高質量發展勢在必行。

1 研究背景

隨著人口數量不斷增長，對水資源的需求量與日俱增，水資源短缺已成為全球范圍內有待解決的重要問題。習近平總書記提出“要堅持以水定城、以水定地、以水定人，把水資源作為最大的剛性約束，合理規劃人口、城市和產業發展，堅決抑制不合理用水需求?！币婪ㄩ_展自然資源統一調查監測工作，查清我國山水林田湖草等各類自然資源家底是自然資源部重要舉措，其中地下水是水資源的重要組成部分，也是人類賴以生存和發展的必要條件。是內蒙古自治區絕大部分城市、工礦企業及農牧業發展的主要供水水源，甚至是唯一水源。而有效的開發利用地下水資源，必須對地下水資源進行準確評價。

2 歷史沿革

全區第一輪地下水資源評價工作于1981年至1983年完成，歷時近三年。通過搜集中華人民共和國成立后30年內蒙古自治區的水文地質勘察成果和科研成果，分析研究全區水文地質條件，計算了全區淺層地下水的天然補給資源量及可開采資源量，并提出了不同地區對水資源合理開發利用意見。

第二輪地下水資源評價工作于2001～2003年完成，歷時也近三年。在第一輪地下水資源評價工作的基礎上，利用建國50年來的地下水資源勘察研究成果，特別是利用了全區1：20萬區域水文地質普查及20年來的不同地區較大比例尺的農田供水、城市供水、工廠（礦區）水資源勘察新成果。對第一輪地下水資源評價中的一些參數進行了調整，并采用數值法等方法進行評價。并且按盟市完成了地下水資源評價。分析預測2010年、2030年地下水資源量的變化趨勢和開發利用前景、地下水開采潛力和地下水開采利用保證程度。

3 現狀研究

3.1 現狀背景

第三輪地下水資源評價工作于2020年開始，2020年6月16日中華人民共和國自然資源部下發《自然資源調查監測司2020年工作要點》的涵（自然資調查函[2020]12號），其中第三項工作任務為《全國地下水資源評價》，由中國國土勘測規劃院牽頭，中國地質調查局技術牽頭，省級自然資源主管部門分工負責。此次工作系統整理了內蒙古自治區已有的水文地質鉆孔資料，結合國家地下水監測工程勘探空格資料，系統收集整理內蒙古自治區2000～2020年以來開展的大量地下水資源勘查與區劃、流域、盆地水文地質調查詳查報告、氣象、地下水監測、水資源公報、統計年鑒等資料，細化地下水分區并和評價單元，建立水文地質概念模型，更新評價參數，評價地下水資源量，形成內蒙古自治區地下水資源評價年度成果。目前為止地下水資源周期性評價正在進行中。

3.2 自然地理

內蒙古自治區地處祖國北部邊疆，東與黑龍江、吉林、遼寧三省接壤，南與河北、山西、陜西、寧夏相連，西與甘肅為鄰，北與蒙古、俄羅斯兩國交界。自治區東西長約2500 km，南北寬約1700 km，總土地面積為118.3×104 km2，占全國土地總面積的12. 3％。

內蒙古自治區地域遼闊，東西長，南北窄。大部分地區屬于溫帶大陸性季風氣候。大興安嶺北段屬于寒溫帶大陸性季風氣候，巴彥高勒以西屬于暖溫帶大陸性季風氣候。冬季由11月至次年3月，長達5個月，夏季6～8月，春、秋季為過渡性季節，分別為4～5月和9～10月。具冬季漫長多嚴寒，夏季短促而溫熱，春季干旱多大風，降水集中，蒸發強烈等特點。

3.3 地下水資源區劃分原則

（1）地下水系統應具備相對完整的地下水補給、徑流、排泄特征；

（2）地下水資源一級區原則上與地表水資源一級區和大型內流盆地劃分保持一致；

（3）地下水資源二級分區以地下水集水盆地兼顧不同尺度流域和區域水文地質特征進行劃分；

（4）地下水資源三級分區則在二級的基礎上，將集水盆地周邊山丘集水區和地下水平原匯流區劃分開來；

（5）結合次級流域、含水層水文地質特征，在三級分區的基礎上劃分地下水資源四級分區。

3.4 地下水資源分區

根據地下水資源分區原則及命名方式，本次評價工作將全區劃分為6個地下水資源一級區，13個地下水資源二級區，34個地下水資源三級區。

3.4.1 松花江流域地下水資源區

位于內蒙古自治區東北部。東以嫩江為界，西以中蒙邊界的巴彥烏拉山為界，南側以霍林河南部的分水嶺為界，西北大部以額爾古納河為界。南、西為隔水邊界，西北部的額爾古納河、東部的嫩江及其以南為排泄邊界。

3.4.2 遼河流域地下水資源區

位于自治區東南部，北為霍林河南側的分水嶺，西部為大興安嶺之南段，以分水嶺為界，南部為燕山山脈東段，以七老圖山、努魯爾虎山分水嶺為界，東部為西遼河平原。北、西、南為隔水邊界，東部為排泄邊界。

3.4.3 海河流域地下水資源區

主要包括海河上游陰山山地東端南麓飲馬河、后河流域豐鎮山地丘陵和灤河上游閃電河流域多倫山地丘陵。占自治區面積較小，東、西、北均為自然分水嶺，為隔水邊界，南為排泄邊界。

3.4.4 黃河流域地下水資源區

位于內蒙古的中西部，黃河自西南轉向東流經該區，也將該區劃分為了兩大部分。黃河北岸，為河套平原及陰山山地，南岸則為主要為鄂爾多斯高原及庫布其、毛烏素兩大沙漠。該區北部以陰山山脈分水嶺為界，東部以輝騰梁分水嶺為界，西則以桌子山為界。西、北、東為隔水邊界，南為排泄邊界。

3.4.5 河西走廊及北山地下水資源區

位于自治區最西部，行政區為阿拉善盟。北至中蒙邊界，西北以北山山地分水嶺為界，西南以合黎山、龍首山分水嶺為界，東南有賀蘭山相隔，東以狼山為界，基本上是四面環山，除額濟納河等少量河谷外，為隔水邊界。

3.4.6 內蒙古高原地下水資源區

位于自治區中北部地區，東南以大興安嶺南段分水嶺為界，西南以陰山山脈分水嶺為界，北部以中蒙邊界的低山、丘陵為界，西界與阿拉善高原相接，為內陸水系。

3.5 評價方法

評價區域主要分為平原區和山丘區。平原區松散巖采取補給法，山丘區采取徑流模數法。

3.5.1 平原區地下水資源

平原區運用補給法計算資源量：

（1）降雨入滲補給量

Q降=100·F·α·X

式中：Q降—大氣降水入滲補給量（×108 m3/a）；F—入滲補給區面積（km2）;α—大氣降水入滲系數；X—年降水量（m）；

（2）山前地下水側向補給量采用達西公式

Q側=L·M·I·K·sinα·365/10000

式中：Q側—地下水側向徑流排泄量（×104m3/a）；L—計算地下水徑流斷面長度（m）；M—含水層厚度（m）；I—水力坡度；K—含水層滲透系數（m/d）；α—地下水流線與計算斷面間夾角（°）。

（3）地表水灌溉回滲補給

Q灌補＝β·Q灌；

式中：Q灌補—灌溉回滲量（×104 m3 /a）；Q灌—灌溉引地表水量（×104 m3/a）；β——灌溉回滲系數。

（4）河水側滲補給量采用達西公式

Q河=1·M·I·K·sinα·365/10000

式中：Q河—河流側向補給量（×104 m3/a）；L—補給斷面長度（m）；M—含水層厚度（m）；I—水力坡度；K—含水層滲透系數（m/d）；α—地下水流線與計算斷面間夾角（°）。

（5）水庫滲漏補給量

Q庫補＝δ·Q庫；

式中：Q庫補—水庫滲漏入滲量（×104 m3）；Q庫—水庫多年平均庫容（×104 m3）；δ—水庫滲漏系數；

（6）地下水灌溉回滲補給量

包括井灌渠系入滲補給量與井灌回歸補給量。

井灌渠系入滲補給量是利用地下水灌溉地區，渠系滲漏補對地下水的補給量。

Q井滲=Q渠損-Q渠系蒸發

Q渠損=Q·1-η）

式中：Q井滲—井灌水渠道滲入補給量（×108m3 /a）；Q渠損—渠系損失水量（×108 m3/a）；Q渠系蒸發—渠系行水期間水面蒸發量（×108 m3 /a）；Q—井灌開采量（×108 m3/a）；η—渠系有效利用系數。

（7）井灌回歸補給量指開采地下水進行灌溉的田間回滲量

Q回滲=Q井灌·η·β

式中：Q回滲—井灌田間入滲補給量；Q井灌—農業井灌溉量；η—有效利用系數；β—灌溉入滲系數。

通過繪制內蒙古自治區降雨等值線分區圖、降雨入滲系數分區圖上傳至地質云平臺子區計算得到2020年內蒙古自治區降雨入滲補給量260.33×108 m3/a，通過繪制內蒙古自治區地表水農田灌溉量分區圖和灌溉回滲系數圖上傳至地質云平臺子區計算得到灌溉入滲補給量：313603×104 m3 /a，并通過收集資料得到全區河水側滲入滲量：8654×104 m3/a，井灌回歸補給量：37100×104 m3/a，水庫滲漏量：900×104 m3/a。經計算：平原區天然補給地下水資源量總計：2963559×104 m3／a。

3.5.2 山丘區地下水資源

山丘區地下水資源量運用排泄法、徑流補給模數法計算：通過收集自治區地下水資源區劃報告提取了各個盟市、旗縣的山丘區徑流補給模數，經計算，山丘區地下水資源量總計：291538.64×104 m3／a。

經計算全區2020年天然補給資源量合計325.5098×108 m3／a（表1）。

3.6 對比分析

由于計算年降雨量相對較大，降雨入滲補給量增大，從而增加了全區地下水天然補給資源量；同時，與二輪項目比增加計算了沙漠地區的地下水資源量和黃河灌區地表水灌溉回滲量，致使本次計算全區地下水天然補給資源量較以往年大（表2）。其中，松花江地下水資源區、遼河地下水資源區和海河地下水資源區計算結果偏小原因是劃定地下水評價單元時對主要河道、溝谷未進行細分，全部劃分為山丘區，在利用地質云平臺計算降雨入滲時并未計算其相應面積；相反，在計算黃河流域地下水資源區資源量時，基巖山區沒有細化，全部劃為了平原區，大面積松散巖降雨入滲，且增加了黃河灌溉入滲補給量，導致評價結果與二輪相比偏大。

4 結論及建議

4.1 結論

內蒙古自治區2020年地下水天然補給資源量為325.5098×108 m3／a，地下水可開采資源量為138.546×108 m3／a。按地下水資源區可分為松花江流域地下水資源區、遼河流域地下水資源區、海河流域地下水資源區、黃河流域地下水資源區、河西走廊及北山地下水資源區、內蒙古高原地下水資源區六個地下水資源區，其天然補給資源量分別為61.2067×108 m3／a、52.2985×108 m3／a、0.5257×108 m3／a、119.8965×108 m3／a、55.2399×108 m3／a、36.3425×108 m3／a；可開采資源量分別為30.7036×108 m3／a、24.2244×108 m3／a、0.3797×108 m3／a、50.2250×108 m3／a、16.5720×108 m3／a、16.4413×108 m3／a。

4.2 建議

（1）進一步完善地下水資源年度評價機制，建立快速評價的技術方法體系，提高地下水資源評價相關資料的收集效率，形成制度化的資料共享機制。

（2）由于國家地下水監測工程井點在部分地區分布密度較低，影響了評價精度。

（3）由于內蒙古自治區城市和經濟的發展，下墊面更改和土地三調數據的更新，需要重新繪制基礎圖件，從而更加精細化地完成地下水資源周期性評價。