灌區(qū)渠系引水量及氣象因素變化對(duì)地下水埋深的研究

李偉

（揚(yáng)州大學(xué) 水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州　225000）

灌區(qū)渠系引水量及氣象因素變化對(duì)地下水埋深的研究

李偉

（揚(yáng)州大學(xué) 水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州225000）

為了研究渠系引水量以及氣象因素與地下水埋深之間的聯(lián)系，以河套灌區(qū)為研究對(duì)象，通過(guò)描述性統(tǒng)計(jì)分析方法，建立起引水量——地下水埋深、水面蒸發(fā)量——地下水埋深關(guān)系圖。結(jié)果表明：在生育期內(nèi)（4月-11月），引水量、蒸發(fā)量與地下水埋深的區(qū)域整體變化趨勢(shì)較好，相關(guān)性顯著。因此，充分研究出引水量、水面蒸發(fā)量對(duì)地下水埋深的關(guān)系，將對(duì)于灌區(qū)地下水的合理開(kāi)采與配置以及灌區(qū)全面實(shí)施節(jié)水改造工程具有重要的意義。

河套灌區(qū)；引水量；蒸發(fā)量；地下水埋深

內(nèi)蒙古河套灌區(qū)在灌溉季節(jié)（夏灌、秋灌和秋澆）引黃水進(jìn)行作物灌溉，復(fù)雜的灌區(qū)氣象因素導(dǎo)致水面蒸發(fā)強(qiáng)烈，由此可知，引水量、蒸發(fā)量和地下水埋深等水均衡資料，是維持地下水均衡方程的重要組成部分。針對(duì)河套灌區(qū)多年對(duì)不同引水水平的預(yù)測(cè)結(jié)果表明，當(dāng)引黃水量在40億m3/a時(shí)，地下水年平均埋深在1.90m左右，灌區(qū)引黃水量變化是地下水位變化的主要原因之一；陸面蒸散包括植物蒸騰和土面蒸發(fā)，與地下水埋深具有顯著的關(guān)系。因此，文章將從灌區(qū)的渠系引水量以及氣象因素中的水面蒸發(fā)量角度出發(fā)，研究二者與地下水埋深的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

1　材料和方法

內(nèi)蒙古河套灌區(qū)是黃河流域最大的引黃自流灌區(qū)，灌區(qū)全年氣候干旱、降雨稀少、干燥多風(fēng)，灌區(qū)排水設(shè)施相對(duì)落后以及不合理的灌水方式，則地下水位不斷抬升，使得灌區(qū)成為全國(guó)典型的鹽漬化灌區(qū)。灌區(qū)多年降雨量130～220mm，多年蒸發(fā)量2032～3179mm，多年引黃水量40～50億m3。本次研究選取2006～2010年間生育期內(nèi)（4～11月）220眼觀測(cè)井的逐月地下水埋深、運(yùn)用20cm蒸發(fā)皿采集的5個(gè)市旗縣（磴口縣、杭錦后旗、臨河市、五原縣、烏拉特前旗）的逐月蒸發(fā)量和渠系的逐月引水量作為研究樣本。

2　結(jié)果與分析

（1）引水量與地下水埋深的變化關(guān)系。將河套灌區(qū)2006～2010年間4～11月的渠系引水量與地下水埋深的數(shù)據(jù)整理繪圖，其中渠系引水量與地下水埋深交錯(cuò)逐一對(duì)應(yīng)，如圖1所示。

圖1　2006～2010年引水量與地下水埋深的變化關(guān)系

從圖1二次項(xiàng)方程的擬合結(jié)果來(lái)看，渠系引水量對(duì)地下水埋深的影響比較顯著，擬合模型的R2=0.358，從上面的趨勢(shì)關(guān)系來(lái)看，引水量與地下水埋深深淺有相關(guān)性，灌區(qū)引水灌溉期間，隨著灌溉時(shí)間的推移，地下水埋深開(kāi)始動(dòng)態(tài)變化，說(shuō)明灌區(qū)的引水量與灌區(qū)的地下水埋深存在密切的關(guān)系。

（2）水面蒸發(fā)量與地下水埋深的變化關(guān)系。如圖2所示，從二次項(xiàng)方程的擬合結(jié)果來(lái)看，灌區(qū)水面蒸發(fā)量對(duì)地下水埋深的影響比較顯著，擬合模型的R2=0.325，從上面的趨勢(shì)關(guān)系來(lái)看，水面蒸發(fā)量與地下水埋深具有相關(guān)性，趨勢(shì)線有一定的波動(dòng)起伏，氣候干旱蒸發(fā)強(qiáng)烈時(shí)相應(yīng)的地下水埋深較大，反之地下水埋深較小，從而說(shuō)明灌區(qū)的蒸發(fā)量與地下水埋深存在密切的關(guān)系。

圖2　2006～2010年水面蒸發(fā)量與地下水埋深的變化關(guān)系

3　結(jié)語(yǔ)

根據(jù)灌區(qū)水面蒸發(fā)量和引水量，分析了灌區(qū)地下水埋深與其的變化規(guī)律和相互關(guān)系。

（1）從引水量對(duì)地下水埋深的影響進(jìn)行分析，結(jié)果表明：渠系引水量對(duì)地下水埋深的影響比較顯著，隨著引水量減少，灌區(qū)地下水埋深相對(duì)增加；當(dāng)引水量增加時(shí)，灌溉水入滲地下水埋深減小，說(shuō)明灌區(qū)的引水量與灌區(qū)的地下水埋深存在密切的關(guān)系。

（2）將灌區(qū)的水面蒸發(fā)量與地下水埋深進(jìn)行分析，水面蒸發(fā)量隨著氣象因素的改變，年際間呈現(xiàn)差異，與之地下水埋深也相應(yīng)的發(fā)生變動(dòng)，即蒸發(fā)量增大時(shí)，地下水埋深變深；反之，地下水埋深變淺，二者擬合程度較高。

由于研究區(qū)范圍較廣、氣象資料不夠充分，并且灌區(qū)地下水埋深的年際時(shí)間序列相對(duì)較短，空間坐標(biāo)方位資料不健全，所以沒(méi)有進(jìn)行地下水埋深與引水量和蒸發(fā)量在空間上的分布規(guī)律分析，有待更加深入的研究和探討。

［1］姜秀芳，張霞，張欽武，等.青銅峽灌區(qū)引黃用水與地下水位響應(yīng)關(guān)系分析［J］.水資源與水工程學(xué)報(bào)，2012，23（4）：148-150.

［2］孟偉超，孟翀，劉磊.不同地下水埋深、氣象因子及作物影響的潛水蒸發(fā)模型研究［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，39（4）：422-425.

［3］陳添斐.地下水與陸面蒸散相互作用的模型研究［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2014.

Study on Impact of Irrigation Canal System Diverted and Meteorological Factors Changes on Groundwater Depth

LI Wei
（Institute of Water and Energy Power Engineering，Yangzhou University，Yangzhou，Jiangsu 225000，China）

In order to study the canal system been obtained as well as the meteorological factors and the connection between the buried depth of groundwater，the article takes irrigation area as the research object，through descriptive statistical analysis method，establish the diverted-embedded depth of groundwater，the water surface evaporation-embedded depth of groundwater diagram.The results shows that during the reproductive period（April-November），diverted，evaporation and groundwater depth area is in a good trend，and has significant correlation.Therefore，fully develop the relationship between the buried depth of groundwater，the water surface evaporation quantity，and reasonable exploitation of groundwater for irrigation area，and is of great significance to the full implementation of water saving reconstruction project in the irrigation area.

hetao irrigation area；intake；evaporation；groundwater depth

P333.1

A

2095-980X（2016）07-0172-01

2016-06-24

李偉（1990-），男，碩士研究生，主要研究方向：農(nóng)業(yè)灌區(qū)地下水位調(diào)控。