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        無極縣降水量變化對地下水位的影響分析

        2014-06-07 06:01:34
        地下水 2014年2期
        關(guān)鍵詞:無極縣豐水年淺層

        李 彥

        (河北省石家莊水文水資源勘測局,河北石家莊 050051)

        水資源問題是生態(tài)發(fā)展的中心問題,一直是科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。水資源從狹義上講是指在一定經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下,人類可以直接利用的淡水資源,包括地表水資源和地下水資源。地下水資源是水資源的主要組成部分,地下水的補(bǔ)給主要依賴于地表水和大氣降水。通常將地下水的水位(或埋深)的變化情況稱為地下水動態(tài)。地下水動態(tài)反映了水量均衡情況,主要受天然和人為兩大因素影響。天然因素中包括氣象、水文、地質(zhì)和生物因素,其中氣象因素中的降水是影響潛水動態(tài)最活躍的因素;人為因素包括地下水的開采、灌溉和人工回灌等。就華北平原區(qū)的無極縣而言,降水、開采、蒸發(fā)和灌溉是影響地下水位變化的主要因素,其中降水和開采的影響最顯著。著重闡述地下水動態(tài)變化以及降水規(guī)律。

        1 研究區(qū)概況

        1.1 地理位置

        無極縣位于河北省中南部,太行山東麓,地處東經(jīng)114°41'~115°08',北緯 38°03'~ 38°18'之間,東西橫距28.5 km,南北縱距 24.4 km,總面積 500 km2,東與深澤縣接壤,東南隔滹沱河與晉州相望,東北、北與定州市毗鄰,西、南與藁城市相鄰,西北與新樂市相連,縣城距離省會石家莊市54 km。

        1.2 水文地質(zhì)

        無極縣地貌單元為山前平原,滹沱河、沙河沖積扇區(qū)。地勢變化平坦,西高東低,以7%左右坡度自西向東緩慢傾斜,相對高差23m??h內(nèi)由較厚的第四系沉積物覆蓋,以結(jié)構(gòu)松散的沙層和泥土為主,地下水為孔隙水,含水地層主要由沙河、磁河(木刀溝)和滹沱河三大洪積,沖積扇構(gòu)成。地下水的賦存和徑流較好,在第四系松散沉積物中廣泛分布著潛水和承壓水。

        2 資料來源與分析方法

        本文選用無極縣降水量和地下水位資料,資料采用歷年石家莊市水資源公報數(shù)據(jù),選取2002-2012年共11 a的資料系列,繪制降水量和地下水位過程線圖進(jìn)行直觀分析,同時分析典型年內(nèi)的降水量對地下水位的影響。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 無極縣降水特點(diǎn)

        無極縣地處半濕潤半干旱地區(qū),屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,干濕季節(jié)明顯,春秋雨季比較溫和多風(fēng),夏季炎熱多雨,冬季干燥寒冷,多年平均降水量467.9 mm。降水量年際變化大,豐水年降水量最大能達(dá)到枯水年的2倍以上,且年內(nèi)分布不均,汛期(6-9月)降水占全年的75%以上。

        3.2 無極縣地下水位變化規(guī)律

        無極縣淺層地下水的變化特征主要受人工開采和降水補(bǔ)給的影響。自2000年以來,年度地下水位基本呈下降趨勢,地下水位的變化緊隨降水的多少而變化,降水量大,水位則高,反之則低。降水對地下水的補(bǔ)給具有滯后的同步性,時間大概在1至2個月之間。年內(nèi)各月地下水位基本遵循1-3月為平穩(wěn)階段,6-10月為水位回升階段,3-6月、10-12月為水位下降階段的變化規(guī)律。

        3.3 年際降水量變化對地下水位的影響

        圖1 歷年降水量與地下水水位關(guān)系圖

        降水量多少直接影響著地下水水位的升降變化,地下水的主要補(bǔ)給源是降水量的入滲補(bǔ)給。圖1為歷年降水量與同年年底地下水位關(guān)系圖,由圖中可看出無極縣年際淺層地下水位整體是下降趨勢,但降水量多少直接影響著淺層地下水位的變化幅度。淺層地下水位年際變化明顯存在著豐水年地下水位下降幅度較小,枯水年地下水位降幅相對較大的規(guī)律。

        圖2 歷年汛期降水量與地下水位變幅過程線

        圖2為2002-2012年汛期降水量與汛前、汛后地下水位變化幅度過程線。從圖中可以看出,汛期前后地下水位的變幅與汛期降水量的多少有密切關(guān)系。豐水年(2008年)、平水年汛后地下水位都能回升到汛前水位,或者高于汛前水位;枯水年(2006年)地下水位也有明顯回升,但回升幅度較小。

        3.4 年內(nèi)降水量變化對地下水位的影響

        選取2008年豐水年、2006年枯水年等典型年降水量與無極縣同年月底地下水埋深資料進(jìn)行分析,繪制年內(nèi)埋深變化過程圖如圖3、圖4。

        圖3 豐水年內(nèi)降水量與地下水水位關(guān)系圖

        根據(jù)資料分析得出:2008年豐水年降水量為642.5 mm,汛期降水量為520.6 mm。年內(nèi)最大埋深是27.48m,發(fā)生日期7月1日;最小埋深是26.70m,發(fā)生日期是3月20日 ,年變幅為0.78m。由圖2可看出,2008年豐水年內(nèi)地下水水位在春灌開采時期(3-6月)有所下降,但是汛期豐沛的降水有效緩解了前期的開采量,并使淺層地下水位迅速回升到年初的水位。年末地下水位相對年初地下水位基本沒有下降。

        圖4 枯水年內(nèi)降水量與月均地下水水位關(guān)系圖

        根據(jù)資料分析得出:2006年枯水年降水量為405.5 mm,汛期降水量為306.3 mm。年內(nèi)最大埋深是26.00m,發(fā)生日期10月26日;最小埋深是24.76m,發(fā)生日期是3月16日 ,年變幅為1.24m。由圖3可看出,2006年枯水年內(nèi)地下水水位在春灌開采時期(3-6月)有所下降,隨后汛期降水對前期的開采量稍微有些緩解,但沒有回升到年初的地下水位。年末地下水位與年初地下水位相比下降了0.67m。

        由2008年豐水年、2006年枯水年年內(nèi)降水量與月均地下水水位關(guān)系圖可以看出:年內(nèi)的地下水位變化趨勢基本一致,春季農(nóng)灌季節(jié)開采比較集中導(dǎo)致水位下降,開采結(jié)束后隨著汛期降雨的補(bǔ)給水位有所回升,呈上升趨勢。進(jìn)入11月份,隨著部分地區(qū)的冬季農(nóng)灌,地下水位稍有下降,而后隨著農(nóng)業(yè)灌溉需水量減少,地下水位相對穩(wěn)中有升??菟曜罡咚话l(fā)生在3月份春灌開采前,豐水年地下水位在10月份達(dá)最高值,這恰恰說明了豐沛的降水能使淺層地下水位迅速回升。

        4 結(jié)語

        通過對無極縣2002-2012年降水和地下水位變化關(guān)系分析得出:

        (1)地下水位的變化與降水量呈正比關(guān)系,降水量增多,會使淺層地下水位升高或延緩地下水位下降速度。

        (2)地下水位動態(tài)變化受多種因素綜合影響,主要影響因素是降水和人工開采。不同典型年的地下水位在春季和冬季受農(nóng)灌開采影響都會出現(xiàn)相對的低水位期,形成兩個波谷。汛期的降水能有效緩解人工開采量,使淺層地下水位迅速回升,由于降水量的差異導(dǎo)致地下水位回升幅度出現(xiàn)明顯的變化。

        [1]無極縣水務(wù)局.無極縣水資源二次評價報告[R].2006.

        [2]李艷剛,等.石家莊市平原區(qū)地下水動態(tài)演變分析[J].水科學(xué)與工程技術(shù).2012增刊.

        [3]王建平.定襄縣淺層地下水與降水關(guān)系分析[J].地下水.2013(1).

        [4]華杰,等.濟(jì)南降水與地下水關(guān)系探討[J]山東氣象.2007(3).

        [5]張玲,等.章丘泉水地下水位與降水關(guān)系分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué).2008(27).

        [6]段東平,等.西安地下水位埋深變化分析及預(yù)測[J].地下水.2009(6).

        [7]張光輝,等.地下水補(bǔ)給與開采量對降水變化影響特征[J].地球科學(xué).2006(6).

        [8]孫海清.降水量與地下水埋深的小波分析[J].水土保持研究.2007(2).

        [9]王剛,等.西安市降水量與地下水位關(guān)系分析[J].中國科技縱橫.2013(12).

        [10]嚴(yán)明疆,等.年降水量變化條件下農(nóng)灌引水與開采對地下水位影響[J].水位地質(zhì)工程地質(zhì).2010(3).

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