南流江地下水資源變化規(guī)律研究

蘇楚雄

玉林市水文水資源局博白水文站

摘要：南流江流域水資源短缺矛盾日益加劇，相對于目前較低的生產(chǎn)技術(shù)條件，水資源利用率己經(jīng)達(dá)到了很高的水平。但高強(qiáng)度的水資源模式產(chǎn)生了許多生態(tài)環(huán)境問題：地下水位普遍降低；河流下游水質(zhì)下降；下游天然植被衰退或枯死，土地沙化面積增大，耕地退化。本文主要針對南流江地下水資源變化規(guī)律進(jìn)行研究

關(guān)鍵詞：南流江；地下水資源；變化規(guī)律

1.研究背景

水資源作為人類賴以生存的自然資源之一，不僅是生態(tài)環(huán)境維持健康、有序發(fā)展的重要保證，也是保持國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)性發(fā)展、保障國家安全的基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性資源，是一個國家綜合國力的有機(jī)組成部分。如同人體的血液，水資源承載著為人類社會生產(chǎn)、生活等活動提供資源和能量的重要使命，是人類社會生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)。如果沒有安全、可靠的水資源，就沒有人類社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。正因如此，隨著生產(chǎn)力的快速發(fā)展和人民生活水平的逐漸提高，人們對水資源的要求也逐漸提高，這主要表現(xiàn)在人們用水量的大幅增加和對水質(zhì)要求的逐漸嚴(yán)格上。地下水資源是天然水循環(huán)中的一個重要組成部分，也是主要的供水水源之一。它通過大氣降水、地表水滲入等途徑不斷地進(jìn)行補(bǔ)充、更新。由于地下水不直接暴露于大氣中，因此在早期盲目地、粗獷式地大規(guī)模水資源開發(fā)、利用過程中，地下水并沒有像地表水一樣，因受到嚴(yán)重的浪費(fèi)、污染而大幅萎縮、惡化。在僅僅依靠地表水資源己經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的用水要求時，越來越多的人轉(zhuǎn)向地下水，開采、利用地下水資源以緩解水資源短缺的矛盾。

2.研究區(qū)概況

南流江歷史悠久，發(fā)源于廣西北流市，古時候被稱為合浦水，是玉林人的母親河，向南流經(jīng)玉林、玉州、博白、合浦、浦北等縣，是廣西沿海諸河流之一，在合浦縣黨江注入北部灣，全長287公里，流域面積9704平方公里，多年年平均流量166立方米秒，是廣西南部獨(dú)自流入大海諸河中，流程最長、流域面積最廣、水量最豐富的河流。

南流江流域?qū)俚湫偷哪蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，氣候溫暖，冬短夏長，土地肥沃，自然資源豐富，四季適宜農(nóng)作物生長。年平均氣溫21.5 ～ 22.4℃，歷年極端最高氣溫38℃，最低氣溫-2.1℃，年平均日照1.800 ～ 1，630小時。冬季偶有輕霜，無霜期長達(dá) 320 天以上。年平均降雨量1，400 ～ 1，760毫米，4-9月為雨季，降雨量占總降雨量的80%左右。主要自然災(zāi)害為臺風(fēng)、洪水、干旱、倒春寒、寒露風(fēng)等。土壤分山地土壤和耕地土壤，海拔較高的山地為黃壤，土層較薄。海拔較低的低山、丘陵地多為山地紅壤，土層深厚。崗地土壤多屬石灰土、赤紅壤、紫色土，肥力中等。平原地區(qū)為沖積土、水稻土，多分布于平原的垌田，土質(zhì)肥沃。

3.南流江地下水資源變化

3.1研究方法和數(shù)據(jù)

3.1.1研究方法

研究南流江地下水資源變化，首先需要知道研究其變化的方法，而水循環(huán)演化的趨勢性就是研究其變化的重要工具。水循環(huán)演化的趨勢性是指某一水循環(huán)要素或某一水循環(huán)過程朝著特定的方向發(fā)展變化，目前常用的趨勢分析方法有線性傾向估計、滑動平均、累積距平、二次平滑、三次樣條函數(shù)等。對于趨勢十分明顯的情況，采用滑動平均、累積距平、多項式等方法，可以根據(jù)徑流變化曲線圖直觀判斷，但有時這種直觀判斷較為困難或者不夠可靠，這時可以借助統(tǒng)計檢驗的方法。本文主要借助于線性傾向估計法、累積距平法進(jìn)行判別。（1）累積距平法。累積距平是一種常用的判斷變化趨勢的方法，同時通過對累積距平曲線的觀察，也可以劃分變化的階段性。對于時間序列x，在某一時刻的累積距平表示為：。（2）線性傾向估計法。用表示樣本量為n的某一變量，用表示所對應(yīng)的時間，建立與之間的一元線性回歸方程：。式中：a為回歸常數(shù)；b為回歸系數(shù)，a和b利用最小二乘法進(jìn)行估計。回歸系數(shù)b的符號表示變量x的趨勢傾向；相關(guān)系數(shù)：表示變量x與時間t之間線性相關(guān)的密切程度。對于判斷變化趨勢的程度是否顯著，必須對相關(guān)系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗，確定顯著性水平a。若，表明x隨時間t的變化趨勢是顯著的，否則表明變化趨勢不明顯。在進(jìn)行統(tǒng)計檢驗時，多應(yīng)用t檢驗法。

3.1.2數(shù)據(jù)

1980— 2004年南流江流域玉林、玉州、博白、合浦、浦北等五縣地下水埋深數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源于國家自然科學(xué)基金委員會中國環(huán)境與生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心。

3.2地下水變化

以不同形式在地表以下巖石下、土層下的空隙存在的水的統(tǒng)稱被稱為地下水。它的來源主要有大氣降水和地表水的入滲補(bǔ)給；同時以地下滲流方式補(bǔ)給河流、湖泊和沼澤，或直接注入海洋；上層土壤中的水分則以蒸發(fā)或被植物根系吸收后再散發(fā)入空氣中，回歸大氣，從而參與了地球上的水循環(huán)過程，以及地球上發(fā)生的溶蝕、滑坡、土壤鹽堿化等過程，所以地下水系統(tǒng)是自然界水循環(huán)大系統(tǒng)的重要亞系統(tǒng)。地下水資源是指在一個確定的水文地質(zhì)單元內(nèi)，通過各種途徑直接或間接地接受大氣降水和地表水的入滲補(bǔ)給而形成的具有一定水化學(xué)特征，可利用的年補(bǔ)給量。黑河流域地下水資源主要包括山區(qū)和平原兩大類型，不同的地貌類型中地下水的成因條件不同。

3.2.1山區(qū)分區(qū)地下水

將上述兩項計算結(jié)果合并統(tǒng)計，得到南流江流域與山區(qū)地下水資源為12.382億m3，其中東部水系為6.806億m3，中部水系1.472億m3，西部水系為4.104億m3，分別占總量的54.97%，11.89%，33.14%。（數(shù)據(jù)來源：《黑河流域水一生態(tài)一經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合管理研究》）

3.2.2平原地區(qū)地下水埋深

地下水埋深是指地下水水面至地面的距離。地下水埋深變化表示淺層地下水變化狀況，在一定程度上代表了地下水量的分布。選取南流江流域玉林、玉州、博白、合浦、浦北等五縣典型井1980-2004年間地下水埋深數(shù)據(jù)（表1，做線性傾向分析得到，除高臺縣羅城，其余井均通過顯著性a=0.05的顯著性檢驗，地下水埋深有加深趨勢說明地下水水位有下降的趨勢。

表1南流江流域地下水年平均埋深線性傾向分析

多年平均（m） 線性傾向估計 相關(guān)系數(shù)分析 結(jié)論

玉林 4.39 y=0.262x+1.392 0.96 有增大趨勢

玉州 2.65 y=0.055x+2.146 0.83 有增大趨勢

博白 1.81 y=0.011x+1.676 0.41 無明顯變化趨勢

合浦 2.76 y=0.099x+1.672 0.79 有增大趨勢

浦北 2.65 y=0.044x+2.530 0.69 有增大趨勢

對以上觀測地下水埋深做累積距平分析得到：博白無明顯趨勢變化，只在1996年有一個波動；玉林在1992年埋深持續(xù)減小后自2000年開始表現(xiàn)為持續(xù)增大；玉州在2000年前表現(xiàn)為持續(xù)減小，之后在2002年轉(zhuǎn)為持續(xù)增大；合浦變化幅度較大，1984年到1992年表現(xiàn)為持續(xù)減小，之后到2003年一直增大；浦北由于數(shù)據(jù)缺失較多，沒有參與分析。

4結(jié)束語

事實(shí)證明，水資源開發(fā)利用水平、下墊面條件、氣象條件等的變化都會影響地下水資源的變化。弄清地下水資源的變化規(guī)律，對于全面認(rèn)識地下水，合理開發(fā)地下水，有效解決在地下水開發(fā)、利用、保護(hù)等方面存在突出問題意義重大。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴聲佩，張勃.利用Landsat影像構(gòu)建河西綠洲土地利用信息圖譜——以張掖市甘州區(qū)為例[J].遙感信息.2012（05）

[2]方秀琴，任立良，李瓊芳.近40年老哈河流域土地利用變化監(jiān)測與分析[J].國土資源遙感.2012（02）

[3]朱占永，郭偉志，張海力.海河流域土地利用變化圖譜分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué).2012（14）

[4]侯碧嶼，曹孟磊，刑哲，馮仲科.北京市永定河流域土地利用格局變化及圖譜分析[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃.2011（06）

[5]王小剛，郭純青，田西昭，王文君，黃翠秋.廣西南流江流域水環(huán)境現(xiàn)狀及綜合管理[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué).2011（05）