新疆石河子-昌吉地區(qū)2016—2020年地下水位動(dòng)態(tài)特征分析

丁啟振，周金龍*，杜明亮，王新中，張淑霞，高 琪

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院，烏魯木齊830052；2.新疆水文水資源工程技術(shù)研究中心，烏魯木齊830052；3.新疆水利工程安全與水災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊830052；4.新疆昌吉州地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，新疆 昌吉831100）

0 引 言

【研究意義】地下水在維持經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)平衡方面有著重要的作用。據(jù)《2003年全國(guó)地下水新一輪評(píng)價(jià)成果》報(bào)道，我國(guó)北方有相當(dāng)一部分地區(qū)地下水處于超采狀態(tài)，且水位持續(xù)下降，并引發(fā)一系列環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，例如地面沉降、地面塌陷等。因此，區(qū)域地下水位動(dòng)態(tài)研究受到國(guó)內(nèi)學(xué)者的廣泛關(guān)注。

【研究進(jìn)展】我國(guó)北方諸多地區(qū)地下水位表現(xiàn)出以下降為主的態(tài)勢(shì)，且受地表徑流、灌溉、水利工程、降水及開(kāi)采等多個(gè)因素的綜合影響，如：1980—2001年華北平原[1]、1997—2007年三江平原建三江[2]、1990—2009年塬下灌區(qū)[3]、1960—2010年關(guān)中城市群[4]、2002—2013年濟(jì)南引黃灌區(qū)[5]以及1980—2019年秦嶺北麓[6]等，但西北干旱區(qū)受降水影響并不顯著[7-8]。南方濕潤(rùn)地區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)主要受降雨的控制，且地下水位對(duì)降雨存在一定的滯后效應(yīng)[9-10]。

新疆維吾爾自治區(qū)（以下簡(jiǎn)稱“新疆”）石河子-昌吉地區(qū)（以下簡(jiǎn)稱“石-昌地區(qū)”）人口密集、生產(chǎn)力集中、農(nóng)工業(yè)發(fā)達(dá)，作為天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的核心部分，有著十分重要的戰(zhàn)略地位[11]。該區(qū)地處資源性缺水問(wèn)題顯著的西北干旱區(qū)，地表水資源缺乏，人們大量開(kāi)采、甚至超采地下水，嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。為遏制這一現(xiàn)象，2018年新疆頒布《新疆地下水超采區(qū)劃定報(bào)告》，對(duì)當(dāng)?shù)氐叵滤Ｗo(hù)和利用具有積極作用。

前人在該區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)方面已取得大量研究成果。吳彬[12]研究表明石河子市地下水已處于嚴(yán)重超采狀態(tài)；胡先林[13]研究得知呼圖壁縣平原區(qū)2005—2009年地下水位年均下降速率為1.23 m/a；何玉敬[14]研究得到昌吉市2006—2015年地下水超采嚴(yán)重、年均下降速率為0.70 m/a 和開(kāi)采量為主要驅(qū)動(dòng)因子的結(jié)論；管春興等[15]研究得知瑪納斯山前平原區(qū)1995—2015年的地下水位呈下降趨勢(shì)，地表灌溉、地下水開(kāi)采等為其驅(qū)動(dòng)力。【切入點(diǎn)】現(xiàn)有研究多為地下水位動(dòng)態(tài)特征現(xiàn)狀描述，影響因素的分析不夠系統(tǒng)、深入，因此本文著重研究石河子-昌吉地區(qū)近期地下水動(dòng)態(tài)特征及影響因素?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以2016—2020年石-昌地區(qū)地下水埋深為基礎(chǔ)，繪制多年地下水埋深累計(jì)變幅分區(qū)圖和高低水位期地下水流場(chǎng)對(duì)比圖，綜合采用直線趨勢(shì)法對(duì)地下水位動(dòng)態(tài)變化特征進(jìn)行研究，同時(shí)利用灰色關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行影響因素分析，對(duì)石河子-昌吉地區(qū)加強(qiáng)地下水開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)、緩解地下水超采、維護(hù)生態(tài)安全具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

石河子-昌吉地區(qū)包括石河子市、瑪納斯縣、呼圖壁縣和昌吉市，面積為29 463.6 km2，約占新疆總面積的1.8%。研究區(qū)地處古爾班通古特沙漠邊緣，準(zhǔn)噶爾盆地南緣，隸屬天山北麓中段平原區(qū)的一部分（43°55′—45°05′N，85°53′—87°37′E），西鄰沙灣市，東接烏魯木齊市；地勢(shì)總體上南高北低，自東南向西北傾斜；地貌類型包括南部山區(qū)、中部平原區(qū)和北部沙漠區(qū)3 種。研究區(qū)屬溫帶干旱半干旱氣候區(qū)，具有冬季寒冷、夏季炎熱、蒸發(fā)強(qiáng)烈和晝夜溫差大的特點(diǎn)，多年平均氣溫8.0 ℃，多年平均降水量235.2 mm，年蒸發(fā)量1 500.0 mm 左右。區(qū)內(nèi)水系發(fā)育，自西向東主要分布瑪納斯河、塔西河、呼圖壁河、三屯河和頭屯河等河流，天山冰川為其河源，補(bǔ)給主要依靠高山融雪水和大氣降水[16-17]；其中，瑪納斯河和呼圖壁河分別是天山北麓中段第一、第二大河流，多年平均徑流量分別為12.50×108m3[18]和4.81×108m3[19]。研究區(qū)內(nèi)廣泛分布第四系松散巖類孔隙水，包括孔隙潛水和孔隙承壓水[20]。區(qū)內(nèi)承壓水界線以南為由卵礫石組成的單一結(jié)構(gòu)潛水含水層，以北為由砂礫石和砂組成的多層結(jié)構(gòu)潛水-承壓水含水層[21-22]；含水層巖性自南向北顆粒逐漸變細(xì)，地下水徑流能力減弱；地下水埋深一般為25～85 m，南部山前埋深一般較大，向北埋深逐漸減小。地下水流向與地形基本一致，自南向北或北西，最終排泄于沙漠；地下水主要以降水、積雪融水、渠系滲漏水和田間灌溉入滲水為補(bǔ)給來(lái)源；地下水排泄方式主要為人工開(kāi)采、側(cè)向流出和蒸發(fā)蒸騰[23]。研究區(qū)以農(nóng)業(yè)用地為主，2016—2019年瑪納斯縣農(nóng)田實(shí)灌面積從6.44×104hm2減少至5.96×104hm2，減少7.5%；呼圖壁縣農(nóng)田實(shí)灌面積從8.73×104hm2減少至7.46×104hm2，減少14.5%；昌吉市農(nóng)田實(shí)灌面積變幅不大，多年平均值為5.11×104hm2。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文所用44 眼監(jiān)測(cè)井2016年1月—2020年12月逐月地下水埋深數(shù)據(jù)由新疆昌吉州地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站提供。氣象、耕地面積和地下水開(kāi)采量等數(shù)據(jù)來(lái)自《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》和《昌吉州水資源公報(bào)》。監(jiān)測(cè)井分布于石-昌地區(qū)平原區(qū)，井深38～200 m，控制面積約3 107 km2，監(jiān)測(cè)井密度14.2 眼/103km2，符合《地下水監(jiān)測(cè)規(guī)范SL183-2005》沖洪積平原區(qū)超采區(qū)地下水水位監(jiān)測(cè)站的布設(shè)密度8～14 眼/103km2的要求。其中，潛水井29 眼，位于單一結(jié)構(gòu)潛水區(qū)；承壓水井15 眼，位于多層結(jié)構(gòu)潛水-承壓水區(qū)。監(jiān)測(cè)井分布見(jiàn)圖1。

圖1 地下水監(jiān)測(cè)井分布Fig.1 Distribution of groundwater monitoring Wells

1.3 研究方法

1.3.1 直線趨勢(shì)法

基于連續(xù)60 個(gè)月的地下水埋深逐月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用直線趨勢(shì)法對(duì)地下水位動(dòng)態(tài)變化特征進(jìn)行研究。離散隨機(jī)序列為逐月地下水埋深實(shí)測(cè)序列，即：

式中：x(t)項(xiàng)表示實(shí)際觀測(cè)序列；f(t)項(xiàng)表示長(zhǎng)期變化趨勢(shì)；α(t)項(xiàng)表示平穩(wěn)時(shí)間序列；β(t)項(xiàng)表示周期變化；γ(t)項(xiàng)表示隨機(jī)變化；t以月為時(shí)間單位。本文重點(diǎn)關(guān)注f(t)項(xiàng)?；谧钚《朔ㄔ?，利用一元線性回歸方程擬合得到趨勢(shì)直線方程，即：

式中：m為趨勢(shì)直線方程的斜率系數(shù)，表示實(shí)際觀測(cè)序列的變化速率，正負(fù)號(hào)分別表示埋深增大和埋深減?。蛔兓俾?年=變化速率/月×12。

1.3.2 灰色關(guān)聯(lián)分析法

灰色關(guān)聯(lián)分析（GRA）是基于灰色系統(tǒng)理論由鄧聚龍?jiān)?0 世紀(jì)80年代首次提出用來(lái)解決信息不完全、數(shù)據(jù)少等不確定性問(wèn)題[24]，基本思想是以數(shù)學(xué)方法為基礎(chǔ)來(lái)研究指標(biāo)間的幾何特征，幾何形狀越相似，關(guān)聯(lián)程度越大，反之越小。具體步驟：①整理數(shù)據(jù)；②確定參考序列和比較序列；③數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理；④計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)；⑤計(jì)算關(guān)聯(lián)度。

2 結(jié)果與分析

2.1 地下水位動(dòng)態(tài)變化特征

2.1.1 地下水位年內(nèi)動(dòng)態(tài)特征

1）潛水

灌溉入滲-開(kāi)采型。主要分布在人口集中、農(nóng)業(yè)活動(dòng)頻繁和地表水-地下水聯(lián)系密切的區(qū)域，是潛水年內(nèi)動(dòng)態(tài)特征的主要表現(xiàn)形式。以S2 監(jiān)測(cè)井為例（圖2（a）），1—3月水位上升，最高水位出現(xiàn)在3月，4月開(kāi)始灌溉，地下水位隨開(kāi)采量的大幅增加而明顯下降，受田間灌溉水滲漏和渠系滲漏補(bǔ)給等作用影響，7—8月水位最低，9月農(nóng)作物成熟，地下水開(kāi)采量減少，水位開(kāi)始回升至次年3月前后。

水文-開(kāi)采型。主要分布在河流附近，也是潛水年內(nèi)動(dòng)態(tài)特征表現(xiàn)形式之一。以K9 監(jiān)測(cè)井為例（圖2（b）），地下水位動(dòng)態(tài)變化滯后于河流流量變化，且1—3月地下水開(kāi)采量少、枯水期地下水補(bǔ)給河流，因此水位多呈緩慢降低趨勢(shì)。4—9月河流流量雖有所增加，但隨著地下水開(kāi)采量的增加，5—7月水位降至年內(nèi)最低，9—11月水位年內(nèi)最高。

2）承壓水

開(kāi)采型。分布于地勢(shì)低平、地下水徑流緩慢的中部平原區(qū)，是承壓水年內(nèi)動(dòng)態(tài)特征的主要表現(xiàn)形式。以M7 監(jiān)測(cè)井為例（圖2（c）），相比灌溉入滲-開(kāi)采型，因開(kāi)采強(qiáng)度大，開(kāi)采型動(dòng)態(tài)變化曲線地下水埋深大，1—3月水位上升，7—9月水位最低，因地下水垂向和側(cè)向補(bǔ)給能力差，水位開(kāi)始回升時(shí)間要晚1—2 個(gè)月，最終回升至次年3月前后。

圖2 典型監(jiān)測(cè)井地下水埋深年內(nèi)、年際動(dòng)態(tài)Fig.2 Intra-year and inter-year dynamics of groundwater depth in typical monitoring Wells

2.1.2 地下水位年際動(dòng)態(tài)特征

以圖2（d）為例，結(jié)合44 眼監(jiān)測(cè)井直線趨勢(shì)法擬合結(jié)果，根據(jù)地下水位年均速率劃分地下水多年動(dòng)態(tài)類型（表1）。地下水多年動(dòng)態(tài)類型可劃分為水位快速上升（≥0.5 m/a）、緩慢上升（0.1～0.5 m/a）、基本穩(wěn)定（-0.1～0.1 m/a）、緩慢下降（-0.5～-0.1 m/a）和快速下降（≤-0.5 m/a）5 種類型[25]。

1）潛水

由表1 可知，水位快速上升型分布在區(qū)內(nèi)石河子市和瑪納斯縣南部山前，2016—2020年潛水水位年均上升速率基本相同，分別為0.67 m/a 和0.68 m/a?？焖傧陆敌头植荚诤魣D壁縣潛水區(qū)中部，潛水水位年均下降速率為區(qū)內(nèi)最大（-1.21 m/a）。緩慢上升型在昌吉市區(qū)北部附近沿東西走向分布，潛水水位年均上升速率為0.23 m/a。緩慢下降型主要分布于昌吉市區(qū)西部，潛水水位年均下降速率為-0.39 m/a。

表1 2016—2020年各縣市監(jiān)測(cè)井地下水位變幅Table 1 Variation of groundwater level of monitoring Wells in various counties and cities from 2016 to 2020

2）承壓水

快速上升型主要分布在石河子市北部承壓水界線附近以及瑪納斯縣北部漏斗邊緣，承壓水水位年均上升速率分別為1.15 m/a 和0.89 m/a?？焖傧陆敌头植荚诂敿{斯縣北部漏斗中心區(qū)和呼圖壁縣承壓水區(qū)南部，承壓水水位年均下降速率分別為-0.76 m/a 和-3.05 m/a（約為潛水的2.5 倍）。

2.1.3 地下水位動(dòng)態(tài)空間分布特征

基于44 眼監(jiān)測(cè)井2016年1月—2020年12月地下水埋深累計(jì)變幅，繪制石-昌地區(qū)地下水埋深累計(jì)變幅分區(qū)圖（圖3），并統(tǒng)計(jì)了各分區(qū)面積（表2）。

1）潛水

從表2 和圖3 可以看出，區(qū)內(nèi)潛水總控制面積為1 602.41 km2。其中，水位下降區(qū)主要位于中東部的呼圖壁縣和昌吉市一帶，各占區(qū)內(nèi)潛水總控制面積的34.7%和33.8%，呼圖壁縣水位降幅明顯大于昌吉市。呼圖壁縣內(nèi)水位降幅由中間向兩側(cè)逐漸減小，埋深累計(jì)變幅＞5 m 區(qū)域面積最多為204.81 km2。昌吉市內(nèi)水位降幅大致從中間向四周逐漸增大，南部山前降幅最大，中部降幅最小，推測(cè)市內(nèi)可能存在局部匯水區(qū)；埋深累計(jì)變幅以2～3 m 和1～2 m 為主，區(qū)域面積總和為307.72 km2。

圖3 2016年1月—2020年12月地下水埋深累計(jì)變幅分區(qū)Fig.3 Cumulative variation of groundwater level depth from January 2016 to December 2020

表2 地下水埋深累計(jì)變幅分區(qū)面積統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistical table of regional area of accumulated variation of buried depth of groundwater level km2

水位回升區(qū)主要分布在區(qū)內(nèi)西南部的石河子市和瑪納斯縣南部山前一帶，各占區(qū)內(nèi)潛水總控制面積的8.8%和17.8%，瑪納斯縣水位升幅略大于石河子市。石河子市內(nèi)埋深累計(jì)變幅以-3～-2 m 為主，區(qū)域面積為63.02 km2；市區(qū)西北部水位升幅最大?，敿{斯縣內(nèi)水位升幅自南向北降幅呈發(fā)散式減小，埋深累計(jì)變幅-4～-3 m 區(qū)域面積最多為99.96 km2。

2）承壓水

區(qū)內(nèi)承壓水總控制面積為1 504.90 km2。其中水位下降區(qū)主要位于瑪納斯縣、呼圖壁縣一帶，各占區(qū)內(nèi)承壓水總控制面積的60.1%和19.4%，呼圖壁縣水位降幅明顯大于瑪納斯縣?，敿{斯縣內(nèi)降幅由南向北呈先增大后減小的趨勢(shì)，埋深累計(jì)變幅＞5m 區(qū)域面積最多為335.69 km2；北部存在埋深累計(jì)變幅漏斗漸變區(qū)，漏斗中間水位降幅最小，漏斗邊緣降幅最大，推測(cè)該區(qū)域近年來(lái)開(kāi)采程度有所減弱，但水位仍處于下降狀態(tài)。呼圖壁縣內(nèi)水位降幅自東向西逐漸減小，埋深累計(jì)變幅＞5 m 區(qū)域面積最多為168.17 km2。

水位回升區(qū)主要分布于石河子市和瑪納斯縣承壓水界線以北附近，各占區(qū)內(nèi)承壓水總控制面積的8.1%和4.6%。石河子市內(nèi)承壓水位有所回升，埋深累計(jì)變幅-3～-2 m 區(qū)域面積最多為61.08 km2?，敿{斯縣承壓水水位回升區(qū)屬潛水水位上升區(qū)至承壓水水位下降區(qū)的過(guò)渡部分，分布面積較小，埋深累計(jì)變幅-1～0 m 區(qū)域面積最多為29.67 km2。

2.2 地下水流場(chǎng)變化特征

地下水位的變化主要由地下水的補(bǔ)給項(xiàng)和排泄項(xiàng)發(fā)生變化而引起[26]，可通過(guò)繪制地下水流場(chǎng)直觀反映區(qū)域地下水流場(chǎng)變化特征。

2.2.1 低水位期變化特征

1）潛水

對(duì)比分析2016年8月與2020年8月等水位線圖（圖4（a））。區(qū)內(nèi)石河子市及瑪納斯縣南部潛水等水位線較2016年整體北移，瑪納斯河附近偏移距離較大，表明潛水水位回升，且一定程度上受瑪納斯河補(bǔ)給作用的影響。呼圖壁縣中部潛水流場(chǎng)有逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，水力坡降增大，表明該區(qū)域仍存在地下水超采現(xiàn)象。昌吉市南部潛水水位下降不明顯，水力坡降和流向變化微小，由于受河流補(bǔ)給作用，匯水中心北部附近潛水等水位線微微上移。

2）承壓水

瑪納斯縣中部自南向北等水位線較2016年大致由上移向下移轉(zhuǎn)變，表明承壓水水位沿南北方向表現(xiàn)出先回升后下降的趨勢(shì)；北部水位下降漏斗進(jìn)一步擴(kuò)大，邊界水力坡降增大，致使側(cè)向補(bǔ)給作用不斷被激發(fā)。呼圖壁縣承壓水流場(chǎng)相對(duì)潛水流場(chǎng)逆轉(zhuǎn)趨勢(shì)較大，水力坡降較小，可能是承壓水區(qū)地勢(shì)平緩以及開(kāi)采強(qiáng)度大所致。

2.2.2 高水位期變化特征

1）潛水

對(duì)比分析2016年12月與2020年12月等水位線圖（圖4（b））。區(qū)內(nèi)石河子市及瑪納斯縣南部大部分地區(qū)潛水等水位線較2016年近乎重合，表明高水位期地下水位變幅不大；上游瑪納斯河附近等水位線略微下移，推測(cè)可能存在地下水補(bǔ)給河流現(xiàn)象。呼圖壁縣中部潛水流場(chǎng)較2016年逆轉(zhuǎn)趨勢(shì)沒(méi)有較大改變，水力坡降相對(duì)減小，表明該區(qū)域地下水可能處于全年持續(xù)超采狀態(tài)，但高水位期開(kāi)采強(qiáng)度相對(duì)較弱。受河流補(bǔ)給作用影響，昌吉市同低水位期流場(chǎng)變化特征基本相反。

圖4 2016—2020年低、高水位期地下水等水位線Fig.4 Groundwater levels during low and high water levels from 2016 to 2020

2）承壓水

瑪納斯縣中部承壓水等水位線較2016年近乎重合，越靠近北部漏斗區(qū)邊緣等水位線下移越嚴(yán)重，表明高水位期仍存在開(kāi)采現(xiàn)象，主要滿足少量生活用水。較低水位期而言，漏斗邊界水力坡降減小，表明開(kāi)采強(qiáng)度減弱。呼圖壁縣中部承壓水流場(chǎng)逆轉(zhuǎn)趨勢(shì)較低水位期沒(méi)有明顯改變，表明地下水開(kāi)采強(qiáng)度沒(méi)有減弱。

2.3 地下水位動(dòng)態(tài)影響因素分析

因區(qū)域地下水埋深多＞6 m，故不考慮降水和蒸發(fā)因素對(duì)地下水位動(dòng)態(tài)的影響。結(jié)合已有資料、研究區(qū)地下水補(bǔ)排項(xiàng)和人類活動(dòng)的一致性，選取地下水開(kāi)采量（X1）、耕地面積（X2）、地表水源供水量（X3）和地下水源供水量（X4）作為比較序列，地下水平均埋深為參考序列（X0）。數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理包括初值法、區(qū)間法和均值法3 種，本文選用初值法。取灰色關(guān)聯(lián)度＞0.70 的因子作為地下水位變化的主要驅(qū)動(dòng)因子。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果Table 3 Calculation results of grey correlation degree

2.3.1 潛水位動(dòng)態(tài)影響因素分析

從表3 可以看出，2016—2020年驅(qū)動(dòng)石河子市潛水水位回升的主要因子為X2（0.79），2016—2019年地下水開(kāi)采量減少0.44×108m3，耕地面積減少4 833.33 hm2，地下水開(kāi)采量從6 014.25 m3/hm2減少至5 122.35 m3/hm2，減少14.8%，退地減水是致使水位回升的主要原因。驅(qū)動(dòng)瑪納斯縣潛水水位上升的主要因子大小排列：X1（0.81）＞X3（0.80）＞X2（0.76），2016—2019年地下水開(kāi)采量和耕地面積均在減少，地下水開(kāi)采量從1 792.80 m3/hm2減少至1 758.45 m3/hm2，減少1.9%，每年地表水源供水量穩(wěn)定在5 264.70 m3/hm2，退地減水和地表水源穩(wěn)定供給為水位回升的主導(dǎo)因素。驅(qū)動(dòng)昌吉市潛水水位上升的主要因子大小排列：X3（0.81）＞X2（0.78），2016—2019年地表水源供水量由2 725.20 m3/hm2增加至3 065.70 m3/hm2，增加12.5%，2018—2020年河流引水率由65.2%增加至71.1%，地下水開(kāi)采量從4 218.75 m3/hm2減少至2 822.85 m3/hm2，減少33.1%，局部區(qū)域水位回升，由于持續(xù)開(kāi)采地下水，整體上水位仍以緩慢下降為主。多年來(lái)，地表水源供水量的貢獻(xiàn)有所增加，側(cè)面反應(yīng)地下水的保護(hù)有所成效。

2.3.2 承壓水位動(dòng)態(tài)因素分析

驅(qū)動(dòng)石河子市承壓水水位上升的主要因子大小排列：X1（0.76）=X2（0.76）＞X4（0.75），承壓水區(qū)基本靠開(kāi)采地下水灌溉，耕地面積減少，地下水農(nóng)田灌溉用水量減少，從而減少地下水源供水量，退地減水是水位回升的主要原因。驅(qū)動(dòng)瑪納斯縣承壓水水位回升的主要因子大小排列：X1（0.75）＞X2（0.74），耕地面積減少，相應(yīng)地下水開(kāi)采量減少，但由于承壓水區(qū)替代水源少、開(kāi)采強(qiáng)度大等原因，水位仍處于下降狀態(tài)；另外，低水位期到高水位期地下水開(kāi)采強(qiáng)度減弱，可能是造成北部漏斗內(nèi)水位出現(xiàn)不同程度回升的原因。

3 討論

魏興等[27]得出2010—2014年瑪納斯河流域單一結(jié)構(gòu)潛水區(qū)年均地下水位下降速率0.74 m/a，而本研究認(rèn)為石河子市及瑪納斯縣地下水超采治理成果顯著。與胡先林[13]研究結(jié)果相比，呼圖壁縣年均下降速率無(wú)明顯變化，表明地下水持續(xù)超采；殷秀蘭等[28]認(rèn)為一個(gè)地區(qū)的地下水位變化較大，其水質(zhì)狀況相應(yīng)變化明顯，因此地下水位變動(dòng)對(duì)地下水質(zhì)的影響研究是該區(qū)今后的研究課題。呼圖壁縣地下水開(kāi)采量、耕地面積、地表水源供水量和地下水源供水量均呈減少趨勢(shì)，水位仍持續(xù)下降的具體原因有待進(jìn)一步查明。與何玉敬等[14]研究相比，昌吉市水位年均下降速率減小約50%，主要驅(qū)動(dòng)因子由地下水開(kāi)采量向地表水源供水量轉(zhuǎn)變，說(shuō)明超采治理有所成效。

地下水位變化的驅(qū)動(dòng)因子主要包括自然因素和人為因素，分析方法諸多。吉磊等[8]和陳彬鑫等[29]分別采用水量均衡法和多元回歸分析方法分析莫索灣灌區(qū)地下水位驅(qū)動(dòng)因子，研究得出人為因素已成為地下水位變化的主要驅(qū)動(dòng)力，其中地下水開(kāi)采量是影響地下水位變化的主要因素。鑒于區(qū)內(nèi)地下水埋深多＞6 m，自然因素影響相對(duì)較小，本文僅用灰色關(guān)聯(lián)方法分析人為因素對(duì)地下水位變化的影響，與前人研究得出的結(jié)論相似，表明結(jié)論具有一定的參考價(jià)值。

4 結(jié)論

1）石河子-昌吉地區(qū)地下水動(dòng)態(tài)類型包括3 種，潛水動(dòng)態(tài)類型為灌溉入滲-開(kāi)采型和水文-開(kāi)采型，承壓水動(dòng)態(tài)類型為開(kāi)采型。開(kāi)采型和灌溉入滲-開(kāi)采型年內(nèi)水位波動(dòng)大，水文-開(kāi)采型年內(nèi)水位波動(dòng)相對(duì)較小。

2）石河子市地下水位呈快速上升趨勢(shì)，地下水埋深累計(jì)變幅以-3～-2 m 為主；瑪納斯縣南部地下水位為快速上升型，地下水埋深累計(jì)變幅以-4～-3 m 為主，北部地區(qū)主要為快速下降型，地下水埋深累計(jì)變幅以＞5 m 為主；呼圖壁縣地下水位呈快速下降趨勢(shì)，埋深累計(jì)變幅以＞5 m 為主，且承壓水水位下降速率約為潛水的2.5 倍；昌吉市地下水位動(dòng)態(tài)變化緩慢，以緩慢下降為主，埋深累計(jì)變幅以2～3 m 為主。

3）石河子市地下水位和瑪納斯縣潛水位回升主要取決于低水位期?，敿{斯縣北部承壓水位局部回升主要由高水位期決定。呼圖壁縣地下水位持續(xù)下降，受高、低水位期共同影響。昌吉市地下水位動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，一定程度上受河流補(bǔ)給作用的影響。

4）區(qū)內(nèi)潛水水位變化主要受耕地面積、地下水開(kāi)采量和地表水源供水量的影響，而承壓水水位變化主要受耕地面積和地下水開(kāi)采量的影響。