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(陜西省地下水管理監(jiān)測局，陜西 西安 710003)

地下水是水資源的重要組成部分，是支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要自然資源，是維系良好生態(tài)環(huán)境的要素之一。興平市地表水資源相對匱乏，地下水的開發(fā)利用彌補(bǔ)了地表水資源的不足，提高了各部門行業(yè)的供水保證率，為社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)條件。然而，隨著地下水的過量開采，在集中開采水源地已經(jīng)形成了區(qū)域性地下水超采區(qū)。本文對興平市地下水位動態(tài)變化及影響因素進(jìn)行了分析，對該地區(qū)今后合理開發(fā)地下水資源，發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)有著重要的意義。

1 自然地理與水文地質(zhì)條件

興平市古稱“槐里”，原為興平縣，位于陜西省關(guān)中平原中部，東經(jīng)108°17ˊ49〞～108°37ˊ7〞，北緯34°12ˊ50〞～34°26ˊ53〞。東接咸陽市秦都區(qū)，西鄰武功縣，南傍渭河與周至縣、鄠邑區(qū)相望，北與禮泉、乾縣接壤。全境東西長28.82 km，南北寬22.95 km。總面積507.43 km2，約占陜西省總面積的0.24%，占咸陽市總面積的4.97%。

興平市北依莽山，南臨渭水，地勢西北高而東南低。地貌可分為兩個類型區(qū)，即南部渭河階地區(qū)，海拔390～460 m；北部黃土臺原區(qū)，海拔460～541.8 m。境內(nèi)從北向南，呈階梯狀傾向渭河，覆蓋物全是第四紀(jì)沖積、風(fēng)積物。興平市屬于暖溫帶半濕潤半干旱大陸性季風(fēng)氣候。具有雨熱同季、四季分明的特點(diǎn)。

因地質(zhì)、地貌、氣候等因素的控制和影響，興平市地下水的分布北部與南部差異較大，形成了不同的兩個區(qū)域。渭河平原區(qū)：屬第四紀(jì)松散巖類孔隙水，含水層分布廣，厚度大，埋藏淺，透水性能、儲存條件好，接受豎向和側(cè)向補(bǔ)給快，是良好的天然地下水庫，也是渭河平原農(nóng)田灌溉的主要水源。渭北黃土塬區(qū)：屬松散巖類孔隙——裂隙水，埋藏深。渭河是該市唯一的地表水灌溉水源，也是對河漫灘和一級階地地下水影響較大的河流。

2 地下水位動態(tài)變化分析

地下水位動態(tài)變化，是反映含水層中地下水資源變化的一個指標(biāo)，地下水位的上升或下降，直接反映了地下水補(bǔ)給與消耗量的變化[1]。興平市地下水總體流向與地形起伏相一致，由西北向東南方向排泄，流場形態(tài)區(qū)域上多年以來變化不大，但水位近20多年來總體呈下降趨勢，近年趨于平穩(wěn)。

不同地貌單元的淺層地下水，由于補(bǔ)給條件的不同，在不同時段顯示出不同的動態(tài)變化特征(圖1)。黃土塬區(qū)由于受農(nóng)田灌溉及開采的影響，1994～2000年地下水位連年持續(xù)下降，2000年以后，地下水位雖然波動起伏頻繁，但趨勢基本穩(wěn)定。渭河階地區(qū)是興平市主要開采區(qū)，隨著連年的地下水采補(bǔ)失衡，地下水位呈持續(xù)性下降狀態(tài)，局部地段如興平化肥廠集中水源地，由于過量開采，到九十年代初期以該廠水源井為中心帶，形成了一定規(guī)模的下降漏斗。

本次地下水位動態(tài)分析是基于興平市27處監(jiān)測站2007-2017年地下水埋深資料開展進(jìn)行的，監(jiān)測站的分布涵蓋了全市所轄5個街道、8個鎮(zhèn)。按地貌類型，渭北黃土塬區(qū)9處，渭河階地區(qū)18處，其中超采區(qū)9處。

圖1 興平市淺層地下水位多年動態(tài)曲線圖

2.1 渭北黃土塬區(qū)地下水位動態(tài)變化分析

10 a來，興平市渭北黃土塬區(qū)地下水位總體呈穩(wěn)定趨勢，在2008年出現(xiàn)最高水位，2007～2013年，地下水位波動頻繁，且幅度大，2013～2017年地下水位趨于穩(wěn)定趨勢略有下降(圖2)。10年來，南位鎮(zhèn)南衛(wèi)村064井和南市鎮(zhèn)費(fèi)家莊065井分別以0.37 m/a和0.65 m/a速率下降(圖3)，馬嵬鎮(zhèn)南留村066井和索寨村067井分別以0.43 m/a和0.46 m/a速率上升(圖4)。店張街道地下水位10 a來呈穩(wěn)定趨勢略有下降，無明顯波動起伏(圖5)。

圖2 渭北黃土塬區(qū)地下水位動態(tài)曲線

圖3 南位鎮(zhèn)和南市鎮(zhèn)地下水位動態(tài)曲線

圖4 馬嵬鎮(zhèn)地下水位動態(tài)曲線

圖5 店張街道地下水位動態(tài)曲線

2.2 渭河階地區(qū)地下水位動態(tài)變化分析

10 a來，興平市渭河階地區(qū)地下水位總體呈下降趨勢，在2012年略有回升，之后以0.52 m/a速率持續(xù)下降(圖6)。下降區(qū)域集中分布在興平市西部，包括桑鎮(zhèn)、豐儀鄉(xiāng)、莊頭鎮(zhèn)和西城街道超采區(qū)。10年來，桑鎮(zhèn)焦家村054井、豐儀鄉(xiāng)高家村074井和莊頭鎮(zhèn)儀空村076井分別以0.61 m/a、0.52 m/a和0.54 m/a速率持續(xù)下降(圖7)。西城街道超采區(qū)北仁村興城-1井、北仁堡村興城-9井、北湯臺村興城-10井和潘村興城-13井分別以0.61 m/a、0.66 m/a、0.66 m/a和0.50 m/a速率持續(xù)下降(圖8)。

圖6 渭河階地區(qū)地下水位動態(tài)曲線

圖7 桑鎮(zhèn)、豐儀鄉(xiāng)和莊頭鎮(zhèn)地下水位動態(tài)曲線

圖8 西城街道超采區(qū)地下水位動態(tài)曲線

2.3 興平興化一般超采區(qū)地下水位動態(tài)變化分析

依據(jù)2015年《陜西省地下水超采區(qū)劃定與保護(hù)方案》，興平市劃定1處地下水超采區(qū)，即興平興化一般超采區(qū)，位于興平市東南方向興化水源地，呈橢圓狀分布。超采區(qū)面積34.6 km2，屬小型地下水超采區(qū)，年均超采量780.00×104m3/a[2]。范圍：北起高家村—七里鎮(zhèn)—杏花村—高店村；東至高店村—油槐村—鐵路局農(nóng)場；南至鐵路局農(nóng)場—賈家莊—冉莊村—柴油機(jī)廠；西至柴油機(jī)廠—新北仁堡—高家村。

根據(jù)2007～2017年地下水位動態(tài)資料分析，距離興平化肥廠最近的興城-11井近10 a來水位埋深維持在19.89～22.53 m。10 a來，興平興化一般超采區(qū)地下水位總體呈穩(wěn)定趨勢但仍在下降，下降速率為0.37 m/a，東城街道超采區(qū)地下水位總體呈穩(wěn)定狀態(tài)略有下降，下降速率為0.17 m/a，西城街道超采區(qū)地下水位呈顯著下降趨勢，平均以0.61 m/a的速率下降。10 a來興平興化一般超采區(qū)漏斗中心一帶地下水位處于穩(wěn)定狀態(tài)，漏斗外圍西城街道超采區(qū)尤其是北仁村、北仁堡村和北湯臺村一帶地下水位持續(xù)下降，平均下降幅度達(dá)6.4 m(圖8)。

3 地下水位動態(tài)影響因素分析

地貌與水文地質(zhì)條件是一個地區(qū)地下水位動態(tài)變化的背景影響因素，氣象、水文是影響地下水位動態(tài)變化的主要自然因素，而人工開采則是改變地下水天然動態(tài)規(guī)律的外在因素[1]。

3.1 人工開采

人工開采是淺層地下水位動態(tài)變化的最主要因素之一。根據(jù)2001～2013年資料統(tǒng)計，興平市年均可開采量為6 842.0萬 m3，年均實(shí)際開采量8 480.2萬 m3，開采系數(shù)為1.2[3]。根據(jù)2007～2017年陜西省水利年報統(tǒng)計，興平市各行業(yè)部門總供水量中地下水所占比例在72%～84%，其中居民生活、城鎮(zhèn)公共和生態(tài)環(huán)境用水全部取自地下水，農(nóng)田灌溉、林牧漁畜和工業(yè)用水少部分取自地表水。地下水是興平市的主要供水水源，地下水第一用水大戶為農(nóng)田灌溉，其次為工業(yè)用水。興平市渭河階地區(qū)，地下水儲存條件好，是良好的天然地下水庫，也是農(nóng)田灌溉的主要水源所在地，地下水開采主要集中在該區(qū)，因此該區(qū)連年來地下水位呈持續(xù)下降狀態(tài)(圖6)。

以興平興化一般超采區(qū)為例，該區(qū)七十年代以來，地下水埋深僅為7～10 m左右，由于興平化肥廠集中水源地的過量開采，到九十年代初期已達(dá)18～23 m左右，以該廠水源井為中心帶，形成了一定規(guī)模的下降漏斗。九十年代初期漏斗區(qū)面積已達(dá)30 km2左右。根據(jù)2001～2013年資料統(tǒng)計，興平興化一般超采區(qū)年均可開采量為3 500.0萬 m3，年均實(shí)際開采量4 280.0萬 m3，年均超采量為780.0萬 m3[3]。2000年后，中心水位埋深一般維持在18.50～22.53 m左右，處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。西城街道超采區(qū)地下水位呈持續(xù)下降趨勢，2007～2017年平均以0.61 m/a的速率下降(圖8)。由于區(qū)域地下水位的下降，導(dǎo)致鄰近地區(qū)的地下水向開采區(qū)匯集，增加地下水的可開采量，同時引起臨近地區(qū)地下水位下降，近十年來西城街道超采區(qū)以北的南市鎮(zhèn)費(fèi)家莊和以南的桑鎮(zhèn)鎮(zhèn)焦家村、豐儀鎮(zhèn)高家村、莊頭鎮(zhèn)儀空村一帶地下水位均呈持續(xù)下降趨勢，2007～2017年平均以0.50～0.66 m/a的速率下降(圖7)。

3.2 大氣降水

大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給來源，其季節(jié)性和多年變化規(guī)律，會引起地下水位發(fā)生相應(yīng)的變化規(guī)律[4]。興平市降水年內(nèi)分配不均和年際變化大，據(jù)1959年～2017年降水量統(tǒng)計分析，7～9月降水量約占全年降水量的48%左右，1～2月和12月降水量占全年降水量比例小于4%；最大降水出現(xiàn)在1983年為934 mm，最小降水出現(xiàn)在1977年為254 mm，相差3倍多；58 a來，興平市降水量總體上呈現(xiàn)減少趨勢，2007年至今降水量略有回升，2007～2017年平均降水量564 mm，略高于58 a平均值550 mm，其中2008年和2012年為枯水年，降水量僅為392 mm和378 mm。2015～2017年分別為平水年、偏枯水年和偏豐水年。

降水量的年內(nèi)和年際變化規(guī)律，對地下水動態(tài)規(guī)律有重要影響。分析2015～2017年年內(nèi)降水量與地下水位變化情況(圖9和圖10)，不同地貌區(qū)表現(xiàn)出相同的規(guī)律性，年內(nèi)最低水位一般出現(xiàn)在8～9月，1～7月地下水位總體呈下降趨勢，隨降水實(shí)際情況略有波動，9～12月地下水位持續(xù)上升，可以看出地下水位與降水量表現(xiàn)出良好的相關(guān)性，但在時間上存在滯后性，一般滯后1～2月。分析2007～2017年年際降水量與地下水位變化情況(圖11和圖12)，黃土塬區(qū)地下水位變化與降水變化基本相一致，只是時間上稍有滯后。而渭河階地區(qū)地下水位隨年降水量豐平枯波動無響應(yīng)性變化，整體呈下降趨勢，主要是因為興平市開采區(qū)集中分布在該區(qū)，該區(qū)連年開采量大于補(bǔ)給量，地下水處于超采狀態(tài)，地下水位受人工開采量影響較大，隨年降水量變化相關(guān)性較差。

圖9 降水量與黃土塬區(qū)地下水位年內(nèi)變化圖

圖10 降水量與渭河階地區(qū)地下水位年內(nèi)變化圖

圖11 降水量與渭北黃土塬區(qū)地下水位年際變化圖

圖12 降水量與渭河階地區(qū)地下水位年際變化圖

3.3 水文因素

水文因素對地下水位動態(tài)的影響主要是在有水力聯(lián)系的地表水體周圍，其中以河流的影響較大，在河水滲漏補(bǔ)給地下水抬升地下水位時，其影響程度隨距離的增大而減弱，影響滯后時間則隨距離的增大而延長[4]。渭河是該市唯一的地表水灌溉水源，也是對河漫灘和一級階地地下水影響較大的河流。對本次分析中的黃土塬區(qū)和渭河階地區(qū)影響較小，不予考慮。

4 結(jié)語

地下水是興平市的主要供水水源，經(jīng)過多年的開采，該市地下水位總體呈下降趨勢，特別是興平興化水源地，水位下降幅度更大。近十年來，興平市地下水位總體趨于穩(wěn)定略有下降，興平興化一般超采區(qū)地下水位總體也趨穩(wěn)定略有下降，超采區(qū)下降區(qū)集中分布在西城街道，興平化肥廠集中水源地所在的東城街道地下水位呈穩(wěn)定趨勢略有下降。2007年后，興平市下降區(qū)集中分布在興平市西部地區(qū)，從北到南，有南市鎮(zhèn)費(fèi)家莊、西城超采區(qū)、桑鎮(zhèn)鎮(zhèn)焦家村、豐儀鎮(zhèn)高家村和莊頭鎮(zhèn)儀空村，平均下降速率在0.50～0.66 m/a。興平市地下水位動態(tài)主要受降水量和開采量的影響，黃土塬區(qū)地下水位與降水量表現(xiàn)出良好相關(guān)性，渭河階地區(qū)地下水位則受開采量影響較大。