無極縣降水量變化對地下水位的影響分析

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，一直是科學家關注的焦點問題之一。水資源從狹義上講是指在一定經(jīng)濟技術條件下，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

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，以結構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 結果與分析

3.1 無極縣降水特點

無極縣地處半濕潤半干旱地區(qū)，屬暖溫帶大陸性季風氣候，四季分明，干濕季節(jié)明顯，春秋雨季比較溫和多風，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，地下水的主要補給源是降水量的入滲補給。圖1為歷年降水量與同年年底地下水位關系圖，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)開采比較集中導致水位下降，開采結束后隨著汛期降雨的補給水位有所回升，呈上升趨勢。進入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 結語

通過對無極縣2002－2012年降水和地下水位變化關系分析得出:

(1)地下水位的變化與降水量呈正比關系，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致地下水位回升幅度出現(xiàn)明顯的變化。

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