李艷剛

(河北省石家莊水文水資源勘測(cè)局，河北石家莊050051)

地下水是水資源的重要組成部分，由于水量穩(wěn)定，水質(zhì)好，是農(nóng)業(yè)灌溉、工礦和城市的重要水源之一。地下水是石家莊市的主要供水水源。地下水資源系統(tǒng)供水能力的好壞，直接影響城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。石家莊市東部平原位于太行山前平原地帶，由滹沱河、洨河、槐河、沙河和磁河等沖洪積扇所形成，含水層主要是第四系松散巖類巖層。近年來(lái)石家莊市東部平原地下水位持續(xù)下降，引發(fā)了一些生態(tài)和環(huán)境問(wèn)題，研究地下水動(dòng)態(tài)變化是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

1 地下水動(dòng)態(tài)影響因素

地下水動(dòng)態(tài)與均衡的基本概念我們通常將地下水在各種天然和人為因素影響下它的水位、流量、流速、水溫、化學(xué)成分和氣體成分含量等隨時(shí)間而變化的表現(xiàn)稱為地下水動(dòng)態(tài)。狹義地講，地下水動(dòng)態(tài)是指地下水的水位(或埋深)的變化情況。地下水動(dòng)態(tài)常表現(xiàn)為晝夜的、季節(jié)的及多年的周期性變化。

影響地下水動(dòng)態(tài)的因素可以分為兩大類天然因素及人為因素。天然因素中包括水文、氣象、土壤、生物和地質(zhì)因素。水文、氣象因素是影響潛水動(dòng)態(tài)形成的主要因素。人為因素包括地下水的開(kāi)采、灌溉、地表水體的補(bǔ)給及人工回灌等。就石家莊市而言，降水、開(kāi)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(kāi)采的影響最顯著。

2 地下水動(dòng)態(tài)

1980年以來(lái)，由于地下水的超采，石家莊市東部平原地下水埋深持續(xù)下降，地下水埋深1980年的9.53 m下降到2012年的37.15 m(見(jiàn)圖1)，1980－2012年石家莊市東部平原地下水埋深下降了27.62 m，地下水位下降速率為0.86 m/a。下面分三個(gè)階段分別分析其變化規(guī)律。

2.1 第一階段地下水動(dòng)態(tài)

20世紀(jì)80年代初，石家莊市東部平原地下水埋深普遍小于15.00 m，平均埋深為9.53 m。到1990年年底平均埋深已下降為17.19 m，地下水埋深下降了7.66 m，地下水位下降速率為0.77 m/a。

石家莊市區(qū)的漏斗是由于工業(yè)用水超采形成的工業(yè)開(kāi)采型地下水降落漏斗。隨著地下水開(kāi)采強(qiáng)度的不斷增大，漏斗不斷擴(kuò)展，水位埋深越來(lái)越大。石家莊淺層地下水水位降落漏斗最初形成于1965年，當(dāng)時(shí)漏斗面積為58 km2，漏斗中心水位埋深為7.57 m。漏斗中心位于華北制藥廠，1973年漏斗中心轉(zhuǎn)移，形成以石家莊市印染廠為中心的區(qū)域封閉漏斗。到1990年漏斗面積為334 km2，漏斗中心水位埋深為37.22 m。

圖1 1980－2012年石家莊市東部平原地下水埋深變化圖

2.2 第二階段地下水動(dòng)態(tài)

20世紀(jì)90年代初，石家莊市東部平原地下水埋深普遍小于25.00 m，1990年年底石家莊市東部平原地下水埋深平均為17.19 m。到2000年年底已下降為25.04 m，地下水埋深下降了7.85 m，地下水位下降速率為0.79 m/a。

由于多年來(lái)地下水連續(xù)超采，造成石家莊市地下水埋深大面積下降，東部平原已形成石家莊市區(qū)工業(yè)開(kāi)采型漏斗和高邑～趙縣一帶的農(nóng)業(yè)開(kāi)采型漏斗。

2000年年底市區(qū)工業(yè)開(kāi)采型漏斗面積大約340.0 km2，35.0 m埋深等值線封閉區(qū)漏斗面積約135.0 km2，漏斗中心在石家莊市第一印染廠，地下水埋深41.93 m。第一含水層組已被疏干。西部漏斗邊界基本穩(wěn)定，而東部和東南部邊界將外移。

農(nóng)業(yè)開(kāi)采型漏斗由農(nóng)業(yè)灌溉用水超采形成，涉及石家莊市的高邑、趙縣和元氏縣，地下水埋深自北向南逐漸增大，最大埋深在高邑縣后莊頭，2000年年底埋深為42.28 m。

2.3 第三階段地下水動(dòng)態(tài)

2000年年底石家莊市東部平原地下水埋深平均為25.04 m。到2012年年底平均埋深已下降為37.15 m，地下水埋深下降了12.11 m，地下水位下降速率為1.01 m/a。

在2000－2007年由于地下水開(kāi)采量較大，且降水量比多年平均(538.3 mm，1956－2000年)偏少，導(dǎo)致地下水位下降比較明顯，年均降幅達(dá)到1.36 m。

2008年以來(lái)石家莊采取限采、節(jié)水改造、產(chǎn)業(yè)升級(jí)等以保護(hù)地下水，開(kāi)采量較前幾年有所降低，且2008－2012年平均降水比多年平均(538.3 mm，1956－2000年)偏多 3.6 mm，部分地區(qū)地下水位有所有上升，但由于仍在持續(xù)超采地下水，地下水埋深下降了2.97 m，年均下降0.74 m。因此區(qū)域地下水位下降的趨勢(shì)未能得到改變。

2012年年底市區(qū)工業(yè)開(kāi)采型漏斗呈南北直徑約22.0 km，東西直徑約20.5 km的橢圓形。漏斗影響面積450 km2，漏斗中心位于石家莊市長(zhǎng)安區(qū)東古城，漏斗中心最大埋深49.30 m。

農(nóng)業(yè)開(kāi)采型漏斗已跨越石家莊市和邢臺(tái)市，涉及石家莊市的高邑、趙縣和元氏縣，地下水埋深自北向南逐漸增大，到2012年底，石家莊市最大埋深在高邑縣的城關(guān)(埋深58.76 m)。

3 地下水儲(chǔ)量變化分析

地下水儲(chǔ)量是指在某特定區(qū)域一定時(shí)段內(nèi)儲(chǔ)存于各類地下含水層和儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)中的地下水總量。地下水位下降時(shí)地下水存儲(chǔ)量減少，水位上升時(shí)地下水存儲(chǔ)量增加。地下水儲(chǔ)量一般用蓄變量來(lái)表達(dá)，蓄變量的計(jì)算公式如下:

式中:ΔW為蓄變量，μ為給水度，F(xiàn)為計(jì)算面積，H2、H1分別為計(jì)算時(shí)段初、末地下水水位。

經(jīng)分析，1980－1990年石家莊市東部平原地下水位下降了7.66 m，地下水蓄變量累計(jì)減小63.6億 m3。1990－2000年石家莊市東部平原地下水位下降了7.85 m，地下水蓄變量累計(jì)減小65.2億 m3。2000－2012年石家莊市東部平原地下水位下降了12.11 m，地下水蓄變量累計(jì)減小100.5億m3。1980－2012年石家莊市東部平原地下水位下降了27.62 m，地下水蓄變量累計(jì)減小229.2億 m3。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)石家莊市是一座缺水城市，地下水開(kāi)采量大，地下水位動(dòng)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(kāi)采。

(2)1980年年底至1990年年底石家莊市東部平原地下水埋深下降了 7.66 m，地下水位下降速率為 0.77 m/a。1990年年底至2000年年底石家莊市東部平原地下水埋深下降了7.85 m，地下水位下降速率為0.79 m/a。2000年底至2012年底東部平原地下水埋深下降了12.11 m，下降速率為1.01 m/a。1980－2012年石家莊市東部平原地下水埋深下降了27.62 m，地下水位下降速率為0.86 m/a，地下水蓄變量累計(jì)減小229.2億 m3。

(3)1980－2008年石家莊市市區(qū)地下水漏斗影響面積持續(xù)擴(kuò)大，漏斗中心水位持續(xù)降低，但近幾年來(lái)，隨著市區(qū)關(guān)停自備井、節(jié)水改造及擴(kuò)大地表水作為供水水源，漏斗中心水位有所回升，漏斗影響面積的擴(kuò)展速率也開(kāi)始減少。農(nóng)業(yè)開(kāi)采型漏斗中心水位持續(xù)下降。

(4)采取最嚴(yán)格的水資源管理制度，實(shí)施開(kāi)采總量控制，嚴(yán)格水資源管理;加強(qiáng)農(nóng)業(yè)和工業(yè)節(jié)水、關(guān)停自備井、積極利用再生水等措施，可減緩地下水位下降，促使漏斗中心水位回升，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

［1］任印國(guó)，柳華武，李明良，等.石家莊市東部平原 FEFLOW地下水?dāng)?shù)值模擬與研究［J］.水文.2009，29(5)，59 －62.

［2］水利部水文司.SL183—2005地下水監(jiān)測(cè)規(guī)范［S］.北京.中國(guó)水利水電出版社.2005:10－11.

［3］葉水庭，施鑫源.地下水水文學(xué).河海大學(xué)出版社.1990.6.

［4］中華人民共和國(guó)水利部.SL286－－2003地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)導(dǎo)則［S］.北京:中國(guó)電力出版社.2003.

［5］石家莊市水務(wù)局.石家莊市水資源公報(bào)［R］.石家莊:石家莊市水務(wù)局.2000－2012.

［6］石家莊市水務(wù)局，石家莊水文局.石家莊市第二次水資源評(píng)價(jià)［R］.石家莊:石家莊市水務(wù)局.2006.

［7］李純，武強(qiáng)，王欣寶.人類活動(dòng)影響下石家莊市淺層地下水環(huán)境的演化［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù).2007.8，42 －43.