山 西 水 利
2009年 12月
山 西 水 利山 西 水 利山 西 水 利
太原盆地地下水资源开发利用的环境效应
张 钰
（山西省水资源管理委员会办公室，山西 太原 030001）
［摘要］在介绍太原盆地地下水开采现状的基础上，对开采地下水所带来的环境效应进行了分析。指出太原盆
地地下水的开采对环境的影响属于正效应的主要有相对缓解了饮用水的水质问题、加快水循环等；属于负效
应的主要有造成地下水降落漏斗、地面沉降、加剧地下水水质污染等，提出为保证水资源合理开发，确保永续
利用，必须对所带来的环境负效应予以高度重视。
［关键词］地下水开采；环境；影响；太原盆地
［中图分类号］ ［文献标识码］C ［文章编号］1004-7042（2009）06-0005-02
1 概况
太原盆地是山西省重要的农业、工业和能源基
地，区内需水量极大。地下水作为太原市城市供水的
主要水源，其开采量占全市总供水量的 %，随着
城市人口的增加及经济的发展，需水量日益增加。供
水短缺已成为制约经济发展和影响人民生活的主要
因素之一。
太原盆地的地下水开发利用等人类活动已引发
了一系列相关的水资源与环境问题。盆地内地下水超
采区地下水位持续下降，降落漏斗逐年扩大，大批浅
井报废，深井产水量逐渐减少。20世纪 70年代以来，
由于“三废”排放、污水灌溉，导致一些地区地下水中
各项离子含量有所增高。80年代以来更加明显，一些
地区甚至超过饮用水标准，少数地区地区地下水出现
有毒元素。同时，地下水位的持续下降使太原城市地
区产生地面沉降，太原市已形成 4个沉降中心，沉降
面积达 548 km2，成为严重困扰当地居民日常生活的
环境问题。
2 地下水资源开发的环境效应
在太原盆地，地下水开发利用为区内经济发展与
城市化建设进程提供了重要支撑，相对缓解了饮用水
的水质问题，其中特殊地下水资源的开发还为区域经
济发展注入了新的活力。但地下水开采与不断加剧的
人类活动改变了地下水的天然赋存环境和区域水循
环条件，使水成为环境要素中变化最快的因子，一旦
水环境的改变量超过了环境某一方面的阈值时，环境
就会发生变化，随之将出现区域地下水位下降、地面
沉降、地下水污染等一系列环境问题。
地下水资源开发的正环境效应
相对缓解了饮用水的水质问题
相对地下水而言，盆地内地表水的水质污染与水
环境恶化问题更为显著，地表水体的污染影响供水质
量，直接危及人身健康。相对于地表水而言，盆地地下
水防污性能较强，大部分地区水质良好，是至今未受
或基本未受人类活动污染的天然水体。目前，地下水
开采规模大、数量多的地区基本上是地表水污染最为
严重的地区。因此，在有效保护的前提下，合理开发利
用地下水，对提高人民健康水平、改善生活质量具有
十分重要的意义。
加速了地下水的循环转化
太原地下水资源的开发利用加速了盆地内地下
水的循环交替，促使大气降水与地表水资源有效转化
为地下水资源，客观上增加了地下水资源量。同时，地
下水开发使潜水含水层地下水位降低，减少了地下水
的蒸发效应，有效保护了地下水资源，使土壤盐碱化
的可能性大大减小。
有助于区域经济发展
太原盆地已发现多处地热田及热水井，如太原市
神堂沟地热田、伞儿树热水井、统计学校热水井、煤炭
学校热水井、地质工程勘察院西院热水井、晋祠路农
展馆热水井、王家坟热水井、清徐平泉热水井、榆次热
水井、祁县的南谷丰、王村地热田、交城玄中寺地热
田、奈林热水井等。开发地热资源对发展区内经济和
旅游产业均有重要意义。此外，深循环的地下热水常
含有有益人体健康的微量元素，近年来盆地内蓬勃发
展的矿泉水产业为地下水开发利用增添了新的前景，
水资源管理·2009年第 6期
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山西水利山西水利
SHANXI WATER RESOURCES
山西水利山西水利
SHANXI WATER RESOURCES
山西水利山西水利
SHANXI WATER RESOURCES
山西水利山西水利
SHANXI WATER RESOURCES
取得了较好的经济、资源和环境效益。
地下水资源开发的负环境效应
松散岩类孔隙水是太原盆地的主要供水水源，由
于地下水源集中开采，用水量增长幅度大，工业布局
不合理，以及工业“三废”与城市生活废弃物处理不当
等原因，引起了一系列环境地质问题。
形成了以供水水源为中心的地下水降落漏斗
盆地内太原市小店以北，交城、文水、汾阳的边山
一带，平遥及介休宋沽附近出现地下水超采区，详见
表 1。
太原市中、深层孔隙水水位降落漏斗自 1965年
形成，其时漏斗面积为 km2，到 1993年漏斗面积
扩展为 km2；同时，漏斗中心水位不断加深，水位
下降幅度接近 100 m，年均下降约 2～3 m。介休市地下
水位降落漏斗的面积至 1993年已扩展到 130 km2左
右，与 20世纪 70年代初期相比，漏斗中心水位累计
下降 m，平均每年下降 m。
超量开采地下水引起地面沉降
盆地平原区的地面沉降主要是由于过量开采地
下水造成含水砂性土层自重压缩及黏性弱含水层的
释水压密所致。太原市地面沉降为盆地内主要的地面
沉降分布区，太原市地面沉降发现于 20世纪 60年
代，至 80年代沉降加剧，2003年已形成西张和城区
2个沉降区及西张、万柏林、下元、吴家堡 4个沉降中
心。最大的沉降中心为吴家堡—高新技术开发区，累
计地面沉降量 2 960 mm，年均沉降 mm。
地面沉降造成了巨大的危害：一是井管上升，取
水井失效。如迎新街观测站 J34孔的井管座落于深部
基岩上，由于地面沉降，使井管相对升高 330 mm。二
是桥面拉裂。如 1988年建成的太原市南内环桥桥面
地面不均匀下沉而拉裂，上下错动达 100 mm。三是房
屋倒塌。由于地面沉降，武家庄村 50处宅院、300余间
房屋全部倒塌，90%的住房成为危房。四是地面积水
严重，90%的耕地因常年积水无法耕种等。
工业“三废”与城市生活废弃物处理不当造成
地下水污染
工业废水和生活污水中的各类化学污染物通过
渗井、渗坑、河渠沟塘等渗入地下含水层；工业废渣与
废气、城市垃圾与粪便等固体废弃物经降水和地表水
淋滤后渗入地下，未经处理的污水灌溉农田，化肥、农
药、农家肥的过量施用；超量开采地下水，井壁渗漏、
不洁水源人工回灌地下；地下工程破坏地层天然状态
及地层矿物岩石的溶解、淋滤渗入等都可导致地下水
污染。太原盆地内地下水的主要污染物有以下几种：
第一，地下水硬度增加；第二，地下水中硝酸盐氮、亚
硝酸盐氮、铵氮的污染；第三，地下水中 SO42-，Cl-、溶
解性总固体等常规化学成份增高；第四，地下水中酚、
氰、砷、六价铬离子、氟、镉污染。南京大学曾对太原市
地下水酚、氰的污染成因和途径进行了分析，发现地
下水中酚、氰超标者均集中于人为活动频繁地区，太
钢、上兰造纸厂、太原化工厂、制药厂、化肥厂 5个企
业为主要污染源，排污量占全市总量的 80%以上，这
些企业的下游地区及附近地下水酚氰含量高于其他
地区。同时发现污染源密集、排斥河渠纵横交错的倾
斜平原前缘和汾河冲积平原区（迎新街—太钢—迎泽
桥—流涧一带）污染较重，边山地带为轻度污染。太原
地区总的污染规律是：南部重于北部，近汾河地带重
于远汾河地带，近污染源地带重于远污染源地带，浅
层水重于深层水。
3 结语
在太原盆地地下水资源开发利用中，由于缺乏科
学规划与管理，地下水长期超采引发了地下水降落漏
斗、地面沉降和水质恶化等环境地质问题，这些问题
也是我国北方干旱半干旱地区一些缺水大中城市共
有的环境地质问题。为保证水资源合理开发、永续利
用，防止或尽可能减缓环境变化带来的危害，水资源
的开发利用必须兼顾环境因素，对可能出现的问题及
环境负效应予以高度重视。
［作者简介］张钰（1980-），女，2003年毕业于中国地质大
学水文与水资源专业，工程师。
［收稿日期］2009-10-09；［修回日期］2009-11-17
表 1 太原盆地 2003年地下水中深层地下水降落漏斗统计
漏斗名称
闭合
等水线
/m
中心水位 出现
雏形
年份
水位
下降
/m
下降
速度
/m·a-1
漏斗
面积
/km2埋深 /m 标高 /m
太原市
城区 740 1965 236
西张 760 1969 55
晋中市 介休 720 1967 130
吕梁市
交城 730 675 1987 49 41
文水 730 170 668 1987 106 104
汾阳
720 1987 16
730 1985 18
水 资 源 管 理
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