王發(fā)信,柏 菊
(安徽省水利水資源重點實驗室,安徽 蚌埠233000)
地下水是水資源的重要組成部分,是安徽淮北地區(qū)及城市的重要供水水源,對當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。新中國成立以來,特別是“七五”“八五”以后,我省很多部門和技術(shù)人員對淮北地區(qū)地下水資源的研究從未間斷過,并先后研究提出了一些科技成果,主要有“淮北地區(qū)地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃”、“淮北地區(qū)地下水動態(tài)監(jiān)測、調(diào)控與預(yù)報技術(shù)研究”、“農(nóng)田排灌與水資源利用綜合技術(shù)研究”、“五道溝水文模型”、“淮北地區(qū)大溝蓄水與農(nóng)田水資源的調(diào)控技術(shù)研究”、“實用土壤墑情預(yù)報技術(shù)”、“淮北地區(qū)墑情監(jiān)測預(yù)報與抗旱減災(zāi)信息系統(tǒng)建設(shè)研究”、“節(jié)水灌溉示范項目工程技術(shù)與政策管理研究”、“沿淮及淮北缺水城市水資源開發(fā)利用研究”等,這些研究成果在該地區(qū)水資源開發(fā)與管理及農(nóng)業(yè)灌溉規(guī)劃中發(fā)揮了重要的作用,同時為今后項目的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。由于地下水資源尤其是淺層地下水資源的賦存受地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)等自然條件控制,其補給又受大氣降水和地表水體所制約,其狀況還與人類社會的生產(chǎn)活動、地下水開發(fā)利用方式等直接相關(guān),淮北平原淺層地下水埋深分布特點及變化趨勢的研究尚未開展,本文正是彌補此項空白。
淮北平原位于安徽省北部,為黃淮海大平原一部分。東接江蘇,南臨淮河,西與河南毗鄰,北與山東接壤,總面積3.7萬 km2,為一海拔50 m以下的廣闊平原,只有東北部有少數(shù)低山殘丘。耕地約占全省一半,是我國重要的糧棉油產(chǎn)地。
由區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造條件,第四系松散含水巖組遍及全區(qū),且以全新統(tǒng)含水巖組分布最廣,約占全區(qū)總面積的95%,富水性較好,40 m以淺的淺層地下水地下水類型為孔隙水,是本區(qū)農(nóng)灌用水的主要水源地。
淮北平原地勢由西北向東南傾斜,平原地區(qū)地面坡度1/7500~1/10000。有“大平小不平”的特點,地形特點加之土壤的垂直滲透強水平滲透性弱的特點,形成了淮北平原淺層地下水形成、分布、埋藏及其運移規(guī)律——以垂向補給消耗為主,即“入滲蒸發(fā)”的特質(zhì)[2]。
為全面了解掌握淮北平原地下水動態(tài),安徽省水文局早在上世紀(jì)七十年代(1974年),就在淮北平原設(shè)立淺層地下水位觀測井,至1986年共設(shè)立淺層地下水長期觀測井180個,五日觀測一次。至2010年,已累計收集36年淺層地下水觀測資料,這些寶貴的觀測成果正是本次分析的依據(jù)。
以各觀測井實測多年平均埋深值繪制的淮北平原淺層地下水面上多年平均埋深分布見圖1所示。
圖1 淮北平原區(qū)歷年月平均地下水埋深平均值等值線分布圖
從圖1可以看出,淮北平原面上淺層地下水多年平均埋深大部分在2.0 m左右,整個淮北平原面上淺層地下水多年平均埋深值為2.48 m,180個站點中,有2個站點多年平均埋深值在1.0 m以淺,它們是淮南市鳳臺縣尚塘鄉(xiāng)夏集,楊村鄉(xiāng)楊村集。面上分布有以下特點:淮北平原東南部,沿柴集—伍明—尚塘—萬?!替?zhèn)—湯橋一線東南,埋深在1~2 m;中部地區(qū)埋深在2~3 m;西北部(亳州市)立德—義門西北,埋深在3~4 m;北部地區(qū)八里莊—欄桿集西北、李莊—唐寨西南埋深在3~4 m;李莊—唐寨西北,埋深在4 m以深。
地下水多年平均埋深值位于4 m以深的有10個站點,它們分別是淮北平原北部宿州市:宿州市褚蘭鎮(zhèn)褚蘭站、碭山縣李莊鎮(zhèn)李莊站、碭山縣唐寨鎮(zhèn)唐寨站、碭山縣西南門鎮(zhèn)隴海站、碭山縣官莊鎮(zhèn)官莊站、蕭縣永固鎮(zhèn)永固站、蕭縣丁樓鄉(xiāng)丁樓站;淮北平原西北部亳州市:亳州市譙城區(qū)翁莊亳州站、渦陽縣義門鎮(zhèn)朱莊義門站;淮北平原西部阜陽市:臨泉縣艾亭鎮(zhèn)單莊艾亭站。地下水埋深多年平均最大值為5.76 m,發(fā)生于宿州市褚蘭鎮(zhèn)褚蘭站。
10個4 m以深大埋深站點占淮北平原180個地下水位長期觀測站的比例約6%,也就是說,淮北平原大約有6%的區(qū)域多年平均地下水埋深在4 m以深(假定各站代表面積相等),這些大埋深站點多分布在淮北平原北部和西部,見表1所示,其中,有9個站點分布在北緯 33°30'以北地區(qū),1個個站點分布在東徑115°30'以西地區(qū)。
表1 大埋深站點分析
從這10個大埋深站點埋深資料分析看,地下水大埋深站點采補周期一般都在5年以上,最長采補周期達(dá)20 a。但無論上世紀(jì)八九十年代淮北平原淺層地下水開發(fā)多劇烈,進(jìn)入2006年以后,所有站點地下水埋深均恢復(fù)正常,也就是說前期的開發(fā)在2006年以后得到了有效地補給。
根據(jù)淮北平原面上淺層地下水平均埋深多年系列資料分析成果,1994年4月-2003年6月,9年時間,為地下水較枯時段,2000年5月為地下水最枯月。現(xiàn)以2000年5月淮北平原面上淺層地下水平均埋深分布情況,來分析淮北平原枯水年淺層地下水面上分布特征,見圖2所示。
圖2 淮北平原區(qū)2000年5月平均地下水埋深等值線分布圖
淮北平原枯水年淺層地下水區(qū)域分布有如下特征:2000年5月份,區(qū)域平均地下水埋深為4.26 m,5%(9個)站點在8 m以深,20%(36個)站點在5~8 m,75%(135個)站點在5 m以淺,8 m以深9個站點主要分布在北部碭山、蕭縣,外加中部的蒙城縣,9個站點分別是:碭山縣曹莊鄉(xiāng)戚樓曹莊站(10.35 m)、碭山縣西南門鎮(zhèn)鄭樓村隴海站(10.15 m)、碭山縣薜口鄉(xiāng)大張莊韋子園站(9.92 m)、碭山縣李莊鎮(zhèn)三座樓李莊站(8.72 m)、碭山縣唐寨鎮(zhèn)唐寨站(8.62 m)、碭山縣朱樓鄉(xiāng)迥龍集站(8.56 m)、碭山縣玄廟鎮(zhèn)北大寨站(8.11 m)、蕭縣永固鎮(zhèn)糧站永固站(10.87 m)、蒙城縣城關(guān)鎮(zhèn)蒙城站(10.29 m),以蕭縣永固站最深,達(dá) 10.87 m。
外加三個漏斗:渦陽縣義門鎮(zhèn)朱莊村義門站(7.29 m)、阜南縣城關(guān)鎮(zhèn)后谷村公橋站(6.77 m)、亳州市牛集鎮(zhèn)張沃站(6.35 m)。
根據(jù)淮北平原面上淺層地下水平均埋深多年系列資料分析成果,2003年9月 -2008年8月,5年時間,為地下水較豐時段,2003年9月、2007年8月、2008年8月為地下水三個最豐月份。考慮到2003年9月地下水前期較枯,2003年7-9月地下水獲得了較大補給。故以2003年9月淮北平原面上淺層地下水平均埋深分布情況,來分析淮北平原豐水年淺層地下水面上分布特征,見圖3所示。
圖3 淮北平原區(qū)2003年9月平均地下水埋深等值線分布圖
從圖3可以看出,2003年9月大部分站點月平均地下水埋深都在1.0 m以淺,經(jīng)分析,該月面上180個站點平均地下水埋深為1.11 m,共有103個站點平均地下水埋深都在1.00 m以淺,占總面積的57%。其中有22個站點月平均地下水埋深在0.50 m以淺,占總面積的12%。月平均埋深在2.0 m以深的站點共11個,占總面積的 6%,主要分布在平原北部宿州市碭山縣境內(nèi),同時宿州市蕭縣及亳州市蒙城各有一個站點,見表2所示。
表2 2003年9月月平均埋深2m以深站點統(tǒng)計表
通過以上分析,淮北平原淺層地下水埋深區(qū)域分布有以下特點:
(1)整個淮北平原區(qū)域淺層地下水多年平均埋深值為2.48 m。
(2)淮北平原東南部,沿柴集—伍明—尚塘—萬?!替?zhèn)—湯橋一線東南,淺層地下水多年平均埋深在1~2 m;中部地區(qū)埋深在2~3 m;西北部(亳州市)立德—義門西北,埋深在3~4 m;北部地區(qū)八里莊—欄桿集西北、李莊—唐寨西南埋深在3~4 m;李莊—唐寨西北,埋深在4 m以深。
(3)多年平均地下水埋深在4 m以深的大埋深站點共有10個,這些大埋深站點多分布在淮北平原北部和西部,有9個站點分布在北緯33。30'以北地區(qū),1個個站點分布在東徑115。30'以西地區(qū).
(4)豐水年(2003年9月)區(qū)域平均地下水埋深為1.11 m,57%區(qū)域在1.0 m以淺,12%區(qū)域埋深在0.50 m以淺,6%區(qū)域在2.0 m以深。
(5)枯水年(2000年5月)區(qū)域分布有如下特征:平均埋深為4.26 m,5%區(qū)域(9個)在 8 m以深,20%區(qū)域(36個)在5~8 m,75%區(qū)域(135個)在 5 m以淺,8 m以深9個站點主要分布在北部碭山、蕭縣,外加中部的蒙城縣。
[1]安徽省水利廳.安徽省水資源評價與利用研究.2004.
[2]安徽省水利部淮委水利科學(xué)研究院.安徽淮北地區(qū)淺層地下水資源調(diào)查評價報告.2004.
[3]安徽省水利部淮委水利科學(xué)研究院.安徽淮北地區(qū)地下水資源開采潛力研究與應(yīng)用.2007.