馮新華，王會(huì)樂(lè)，潘 旭

（聊城市水文局，山東 聊城 252000）

聊城市多年平均降水量562.8 mm，且具有時(shí)空分布特征，一般每年汛期6～9 月份降水量最多，占全年降水量的45%～69%，冬季降水量最少，僅占全年降水量的1.3%～9.0%。根據(jù)山東省2013 年最新超采區(qū)劃定成果，聊城市超采區(qū)范圍包括莘縣-夏津淺層地下水超采區(qū)境內(nèi)部分和茌平淺層地下水超采區(qū)，總面積為2 777 km2，主要分布在莘縣、冠縣、臨清市。

1 分析方法

1.1 資料選取

以聊城超采區(qū)為主要分析區(qū)域，超采區(qū)現(xiàn)有地下水監(jiān)測(cè)站70 多處，且有分布均勻的雨量站，因此擁有多年連續(xù)的地下水位及降水?dāng)?shù)據(jù)。本次所取不同埋深分布的監(jiān)測(cè)井，最低埋深為臨清（50A）平均5.67 m，最大埋深監(jiān)測(cè)井為冠縣222平均25.3 m，土壤類(lèi)型多為亞砂土。選取2000—2016 年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以此來(lái)分析降水對(duì)超采區(qū)不同埋深的補(bǔ)給影響。研究從超采區(qū)內(nèi)選取地下水代表站和相鄰雨量站的歷年數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.2 數(shù)據(jù)分析方法

通過(guò)將地下水位數(shù)據(jù)及降水?dāng)?shù)據(jù)繪制關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)分析降水對(duì)埋深的影響[1-2]。關(guān)系曲線(xiàn)采用的是降水與監(jiān)測(cè)井水位的數(shù)據(jù)，因?yàn)槁裆顬榈孛娓叱虦p去地下水位，所以分析降水與地下水位的關(guān)系，相應(yīng)也會(huì)得到降水與地下水埋深的關(guān)系。

2 影響分析過(guò)程

2.1 降水入滲過(guò)程

聊城市區(qū)域降水主要集中在6～9 月份，各縣之間的降水量有一定差異，但總體差異不大，此次研究是分析降水對(duì)不同地下水埋深的影響。降水入滲過(guò)程分為3 個(gè)階段，分別是截留階段、下滲階段和產(chǎn)流階段。三個(gè)階段既是相互聯(lián)系的，同時(shí)又是交叉進(jìn)行的[3]。

2.2 超采區(qū)地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

1）分析順序。本次分析從埋深最小的觀(guān)測(cè)井臨清（50A）開(kāi)始研究，其平均埋深在5.67 m，最后分析埋深較大的測(cè)井。研究從2000—2016 年降水與地下水位的關(guān)系。通過(guò)前期查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)水位的回升不僅與降水量的大小密切相關(guān)，同時(shí)也與降水前土壤的含水量有關(guān)。

2）淺埋深數(shù)據(jù)分析。通過(guò)對(duì)臨清（50A）的分析，發(fā)現(xiàn)降水量與地下水位存在的聯(lián)系。6～9 月份為汛期，通過(guò)分析趨勢(shì)圖發(fā)現(xiàn)，此段時(shí)間為降水補(bǔ)給地下水的主要時(shí)期，因此水位整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。汛期前由于地下水補(bǔ)充少，加之地下水的使用，水位基本呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

將降水?dāng)?shù)據(jù)與地下水位的數(shù)據(jù)作出曲線(xiàn)圖發(fā)現(xiàn)，針對(duì)埋深較小的井，較大的降水（日降水30 mm以上）在降水后一天內(nèi)就出現(xiàn)有水位回升，4 d 后基本趨于穩(wěn)定，低于20 mm 的日降水基本對(duì)地下水位沒(méi)有什么影響，但若連續(xù)的20 mm 左右的降水，將出現(xiàn)連續(xù)小幅度的水位回升，以2006—2013 年的關(guān)系曲線(xiàn)為例如圖1、圖2。

圖1 臨清（50A）2006 年降水與地下水位趨勢(shì)線(xiàn)

圖2 臨清（50A）2013 年降水與地下水位趨勢(shì)線(xiàn)

并且通過(guò)水位變化的大小發(fā)現(xiàn)，30～40 mm左右的降水量能引起的水位變幅在0.2 m 左右，40～60 mm 左右的降水量能引起的水位變幅在0.35 m 左右，大于60 mm 時(shí)的降水量引起的水位變幅在0.6 m 左右。這也表明，降水量過(guò)大，并不是地下水位回升的越高，當(dāng)降水強(qiáng)度大于土壤的入滲能力時(shí)，就會(huì)形成徑流而不會(huì)引起太大地下水位的變化[4]，對(duì)于臨清50A 來(lái)說(shuō)，去除特殊因素，單次降水所能引起的地下水位最大的變幅在0.6 m 左右。

對(duì)于莘縣（135）測(cè)井，前期若是降水較少，土壤較為干旱，較大的降水40 mm 左右，地下水位基本保持不變，若是前期降水充沛，通過(guò)多年數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)45 mm 左右及以上的降水會(huì)使地下水位在降水1 d 內(nèi)回升，3～4 d 后水位趨于穩(wěn)定。并且降水大于45 mm 及以上降水，變幅在0.1～0.5 m 之間如表 1。

3）較大埋深的測(cè)井分析。對(duì)于冠縣（174A），其平均埋深已經(jīng)接近10 m，其汛期地下水位基本呈現(xiàn)上升趨勢(shì)如圖3，對(duì)于某些降水偏少的年份偶有水位突然下降再緩慢回升的情況，分析可能是由于人為抽水導(dǎo)致的地下水位的下降，單次較大降水對(duì)水位的變化也看不出較大影響。

表1 莘縣135 測(cè)井45 mm、100 mm 降水引起地下水位變幅

圖3 冠縣174A（2003）降水與地下水位關(guān)系曲線(xiàn)

對(duì)于測(cè)井莘縣（110B）其埋深與測(cè)井莘縣（174A）類(lèi)似，通過(guò)分析多年的降水與水位的變化曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)，其變化趨勢(shì)與測(cè)井莘縣（174A）基本相同，即單次降水對(duì)地下水位沒(méi)有明顯的影響，但汛期基本水位為上漲趨勢(shì)。

冠縣（193A）為基本井，平均埋深為13.25 m，每月只有 1、6、11、16、21、26 日有地下水位的數(shù)據(jù)，臨清（145A）為重點(diǎn)井，平均埋深為15.23 m。但從變化趨勢(shì)看來(lái)，其結(jié)論與莘縣（110B）、莘縣（174A）相同。

對(duì)于臨清（145），其降水對(duì)地下水位已看不出什么影響，但地下水位在汛期也是呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。對(duì)于埋深更大的井，莘縣（130）、莘縣（97B）基本井、冠縣（210A）、莘縣（137A）、冠縣（220）、冠縣（222），結(jié)論同樣如此，如圖 4。

圖4 冠縣145A（2011 年）降水與地下水位趨勢(shì)線(xiàn)

3 降水對(duì)超采區(qū)生態(tài)補(bǔ)給影響

降水對(duì)超采區(qū)地下水補(bǔ)給的影響，通過(guò)分析不同地下水埋深的測(cè)井以及相應(yīng)雨量站，然后把歷年的降水?dāng)?shù)據(jù)和地下水位的數(shù)據(jù)作出關(guān)系曲線(xiàn)，分析得出以下結(jié)論：超采區(qū)內(nèi)，降水對(duì)超采區(qū)的補(bǔ)給影響顯著，埋深越小，降水對(duì)其影響越明顯。

1）對(duì)于埋深小于10 m 的區(qū)域，單次30 mm的降水量1 d 內(nèi)即可使地下水埋深回升，3～7 d 左右地下水埋深可趨于穩(wěn)定，并且連續(xù)兩天20 mm左右的日降水量，也可引起埋深的變化。

2）針對(duì)埋深6.0 m 左右超采區(qū)邊緣區(qū)域，通過(guò)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，單次30～40 mm 左右的降水量能引起的埋深變幅在0.2 m 左右，單次40～60 mm左右的降水量能引起的埋深變幅在0.35 m 左右，大于60 mm 時(shí)的降水量引起的埋深最大變幅在0.6 m 左右；對(duì)于埋深10 m 以上的區(qū)域，單次降水短期對(duì)其沒(méi)有明顯影響，但在汛期內(nèi)，埋深變化總趨勢(shì)為逐漸回升。

3）整體來(lái)看，降水對(duì)埋深的影響隨著埋深的變大其影響越來(lái)越小。埋深大于10 m 以上區(qū)域，單次較大降水短期對(duì)埋深也已基本看不出影響，其在汛期內(nèi)的整體趨勢(shì)是減小的。