衡水市淺層地下水動(dòng)態(tài)影響因素分析

馬曉琳

（河北省衡水水文水資源勘測局，河北 衡水053000）

河北省衡水市位于河北省黑龍港區(qū)域，水資源嚴(yán)重匱乏，而隨著人口增加，當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源供需矛日益突出，地表水已經(jīng)不能滿足人們需求，部分區(qū)域加大了對地下水的開發(fā)利用程度，地下水的超采已經(jīng)成為一項(xiàng)重大課題[1]。研究淺層地下水的動(dòng)態(tài)影響因素對地下水的監(jiān)測、限量的開采利用及衡水的可持續(xù)發(fā)展起到了重要作用。

1 研究區(qū)域概況及資料來源

衡水市位于河北省東南部平原，全市皆為平原區(qū)，地勢自西南向東北緩慢傾斜，土壤以沙壤土為主，并兼帶有黏土。屬于暖溫帶大陸性半濕潤半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，冷暖干濕差異較大。區(qū)域內(nèi)多年平均降水量500～600mm，年內(nèi)分配不均，年蒸發(fā)量1665mm，雨量主要集中在6～9月份，占全年總降水量的80%以上[2]。

衡水市地下水超采區(qū)作為典型區(qū)域，地下水位觀測井較多，監(jiān)測時(shí)間較長，衡水地下水觀測井主要以人工為主，到2016年底，共122眼人工觀測井，均為5日監(jiān)測，其中淺層地下水井共有60眼，深層地下水井62眼，從現(xiàn)有淺層觀測井來看，各個(gè)行政分區(qū)中，景縣數(shù)量最多，其次是武邑縣和故城縣，饒陽縣數(shù)量最少，衡水市2016年各縣市區(qū)淺層觀測井分布情況如表1。

表1 各縣市區(qū)淺層觀測井分布

衡水市位于華北平原拗陷區(qū)，橫跨3個(gè)三級構(gòu)造單元，即西北部的冀中拗陷區(qū)，中部廣大地段屬滄縣隆起區(qū)，東南部臨南運(yùn)河的狹長地帶屬黃驊拗陷區(qū)。根據(jù)衡水市第四系沉淀物的成因類型、巖性特征，在平面上第四系可分3個(gè)水文地質(zhì)區(qū)、在垂向上可劃分為4個(gè)含水組，在衡水市第1含水組和安平縣、饒陽縣、深州北部的第2含水組微承壓水為淺層地下水，其余第3含水組和第4含水組為深層地下水[3]。

從行政區(qū)域及地質(zhì)狀況的分區(qū)，運(yùn)用2015年和2016年地下水?dāng)?shù)據(jù)，選取資料完整、數(shù)據(jù)可靠的6個(gè)淺層觀測井的資料，其中每個(gè)地質(zhì)分區(qū)有2個(gè)淺層觀測井，對衡水市淺層地下水動(dòng)態(tài)變化趨勢的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)分析。其中，冀中區(qū)選擇水文局站和宋橋站，滄縣區(qū)選擇唐林站和小辛莊站，黃驊區(qū)選擇兀蘭屯站和彭村站。

2 地下水動(dòng)態(tài)變化趨勢影響因素分析

2.1 地質(zhì)影響因素

根據(jù)衡水市的地質(zhì)狀況將觀測井劃分為冀中區(qū)、滄縣區(qū)及黃驊區(qū)3個(gè)水文地質(zhì)分區(qū)，其中，冀中區(qū)主要是沖積扇前緣水文地質(zhì)單元，滄縣區(qū)為河流沖擊為主的水文地質(zhì)單元，黃驊區(qū)為河流沖擊及湖積水文地質(zhì)單元[4]。采用2016年冀中區(qū)、滄縣區(qū)及黃驊區(qū)3個(gè)不同的地質(zhì)分區(qū)中的6個(gè)測站的地下水埋深資料，如圖1～圖6。

圖1 水文局站地下水埋深動(dòng)態(tài)變化

圖2 宋橋站地下水埋深動(dòng)態(tài)變化

圖3 唐林站地下水埋深動(dòng)態(tài)變化

圖4 小辛莊地下水埋深動(dòng)態(tài)變化

圖5 兀蘭屯站地下水埋深動(dòng)態(tài)變化

圖6 彭村站地下水埋深動(dòng)態(tài)變化

由圖1～圖6可以看出，不管是在相同地質(zhì)分區(qū)下的2個(gè)測站，還是在不同地質(zhì)分區(qū)的任何測站對比分析，2016年淺層地下水埋深動(dòng)態(tài)變化均為雙峰雙谷型，即年初埋深逐漸減小，曲線上升，2～3月埋深達(dá)到一個(gè)極值后，曲線形式開始下降；5，6月份埋深達(dá)到最大值后，迎來汛期，曲線復(fù)轉(zhuǎn)上升，埋深再次減?。磺锒竟?jié)曲線繼續(xù)下降，但幅度較小，直到年末曲線逐漸回升，埋深減小。從冀中區(qū)、黃驊區(qū)、滄縣區(qū)3個(gè)地質(zhì)分區(qū)分析測站分析圖無明顯區(qū)別，說明地質(zhì)條件基本不影響衡水市淺層地下水的動(dòng)態(tài)變化。

2.2 降水影響因素

采用2016年桃城區(qū)的水文局站和景縣的彭村站的降水和地下水埋深資料，如圖7～圖8。

圖7 水文局站降水和地下水埋深動(dòng)態(tài)變化對比

圖8 彭村站降水和地下水埋深動(dòng)態(tài)變化

可以看出，在汛期7，8月份的時(shí)候，水文局降水達(dá)到175mm和81.6mm，地下水埋深曲線圖明顯上升，埋深減小，彭村7，8月份132.2mm和144.8mm，地下水埋深曲線圖出現(xiàn)了兩次不同程度的明顯上升，說明降水對衡水市淺層地下水有著很大影響，降水量大時(shí)，地下水水位上升，埋深減小。

2.3 人為影響

衡水位于北方地區(qū)，從6個(gè)不同地質(zhì)單元的淺層地下水埋深變化圖可看出，1～2月份或3月份上旬，降水較少，此時(shí)的地下水開采量也較少，所以在3月份曲線達(dá)到最高值，埋深達(dá)到最小值；3月中旬至5月中旬正值小麥春灌期，正是需要灌溉農(nóng)作物時(shí)期，需水量劇增，而此時(shí)降水量偏少，地表水無法滿足需求，因而地下水開采量劇增，造成淺層地下水埋深曲線不同程度下降，埋深增大。由于延遲效應(yīng)，一般6月份會(huì)出現(xiàn)曲線最低處，埋深最大值。從6月份開始，各地進(jìn)入汛期，降水量增加，汛期降水占全年降水75%，受到降水影響，各地基本滿足農(nóng)作物灌溉需求，因此淺層地下水需求減小，地下水曲線慢慢回升，埋深慢慢減小。到秋冬季節(jié)，有的地方種植冬小麥，有的地方不種植任何作物，造成灌溉時(shí)間不集中，比較分散，有的地方不需要進(jìn)行灌溉，淺層地下水需求量不大，造成地下水曲線變化不明顯，埋深變化不大。

衡水地區(qū)在春秋季節(jié)會(huì)實(shí)施引水項(xiàng)目，會(huì)造成有的地區(qū)在春秋季節(jié)水位會(huì)極具上升，并造成引水下滲，淺層地下水埋深瞬間減小，水位上升，曲線急劇上升。說明淺層地下水的動(dòng)態(tài)變化與開采量、引水等人為因素有很大關(guān)系，開采量大時(shí)，淺層地下水埋深增大，曲線下降。引水量大時(shí)，引水量下滲，淺層地下水會(huì)曲線上升，埋深減小。

2.4 年際變化

分析水文局2015，2016年兩年的地下水埋深曲線圖，如圖9。

圖9 水文局站地下水埋深動(dòng)態(tài)變化

由圖9可看出兩年的埋深曲線圖都符合雙峰雙谷型，年內(nèi)變化基本相同，也沒有大的變幅變動(dòng)，最低水位與最高水位的時(shí)間也基本相似，說明年際變化基本不影響淺層地下水埋深的變化趨勢。

3 建議

受到補(bǔ)給條件變化和人類活動(dòng)的影響，衡水淺層地下水的水位在逐年下降，由于人為的過度開采，造成了很多生態(tài)與環(huán)境問題及多項(xiàng)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，造成大面積的漏斗區(qū)域，致使地面下陷，淺層地下水含水層疏干，咸水入侵等等一系列問題。從淺層地下水的影響因素分析可看出地下水位受到人為因素很大，其中開采量占主要部分，衡水主要種植小麥，小麥占農(nóng)業(yè)用水量的70%[5]。要適當(dāng)減小冬小麥的種植面積，適當(dāng)改為其他種植物，根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)推廣抗旱節(jié)水新品種小麥。推廣噴灌、滴灌等節(jié)水澆灌方式。

由于淺層地下水受年際變化影響不大，在其余各項(xiàng)條件比較穩(wěn)定的前提下，用最短的時(shí)間、最簡單的方式優(yōu)化地下水觀測時(shí)間，整體反映一年的變化趨勢，一般可以考慮雙峰雙谷的峰谷期及年初年末。

4 結(jié)語

（1）從地質(zhì)條件、降水因素、人為影響因素及年際變化4個(gè)方面進(jìn)行分析，可看出地質(zhì)條件及年際變化對淺層地下水的動(dòng)態(tài)變化影響不大，而降水與人為開采量與淺層地下水的動(dòng)態(tài)變化有很深聯(lián)系，降水越大，地下水埋深越小，水位上升，而開采量越大，地下水埋深越大，水位下降。衡水市的淺層地下水其影響因素主要為降雨入滲補(bǔ)給，人為開采為主要的排泄方式。

（2）要加強(qiáng)水資源保護(hù)，節(jié)約用水，不斷改進(jìn)農(nóng)業(yè)用水設(shè)施，推廣抗旱節(jié)水新品種，推廣噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉方式，減小地下水的開采。

[1]劉文靜，何立新，等.地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測時(shí)間優(yōu)化[J].水電能源科學(xué)，2013（2）：109-111.

[2]李海濤.衡水市淺層地下水水量均衡分析[J].地下水，2013（5）：24-25.

[3]吳景峰，郝躍穎.近50年衡水市淺層地下水位動(dòng)態(tài)特性分析[J].地下水，2016（3）：78-80.

[4]張家興，張學(xué)知.衡水市深層地下水開采量變化特征及對環(huán)境影響分析[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2016（6）：86-91.

[5]芮孝芳.水文學(xué)原理[M].北京：中國水利水電出版社，2004.