廊坊市降水量對(duì)地下水埋深的影響分析

闞艷彬

（河北省廊坊水文勘測研究中心,河北 廊坊 065000）

1 概況

1.1 研究區(qū)域概況

河北省廊坊市處于華北平原北部,位于北京、天津兩大直轄市之間,有“京津走廊上的明珠”之稱,轄區(qū)總面積6429 km2。廊坊全市位于海河流域,社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),但也是河北省水旱災(zāi)害較為嚴(yán)重、水資源較短缺的地區(qū)。廊坊全市為平原區(qū),屬大陸性季風(fēng)氣候,多年平均氣溫為13.5℃,多年平均降水量為541.37 mm,年內(nèi)分配不均勻,6 月~9 月降水量占全年降水量約80%,春冬少雨,夏秋多雨,年內(nèi)分布不均勻,年際分布變化較大。隨著社會(huì)生活及經(jīng)濟(jì)發(fā)展,廊坊市需具有充足的地下水資源以滿足社會(huì)發(fā)展及人們的日常生活,地下水資源的數(shù)量和質(zhì)量通常以地下埋深和水質(zhì)評(píng)判,所以研究地下水埋深對(duì)掌握廊坊市地下水資源動(dòng)態(tài)變化具有重要意義。影響地下水動(dòng)態(tài)變化的因素主要有大氣降水、地表水及灌溉入滲補(bǔ)給、蒸發(fā)等,其中降水是影響地下水動(dòng)態(tài)變化最活躍的因素,故研究降水量對(duì)地下水埋深影響的規(guī)律對(duì)本市水資源的開發(fā)評(píng)價(jià)具有重要意義。

1.2 地下水監(jiān)測情況

截至2020年底,廊坊市共有78 眼地下水觀測站,分布情況見圖1。本文選用廊坊市2002年~2020年逐日降水量及地下水觀測井逐日地下水埋深值資料,其中地下水埋深是指地下水水面到地表的距離[1]。廊坊市地下水觀測站分布均勻,符合站網(wǎng)布設(shè)原則,地下水埋深值數(shù)據(jù)為每日8 時(shí)人工觀測,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,因此所選地區(qū)及資料可以進(jìn)行下一步分析研究。

圖1 廊坊市地下水站網(wǎng)分布圖

2 地下水變化規(guī)律分析

為研究廊坊市近年來地下水埋深受降水量的影響而產(chǎn)生的年內(nèi)及年際變化情況,本文對(duì)全市78 眼地下水位觀測站2002年~2020年的地下水埋深資料及同期的降水量資料進(jìn)行整理分析,分別計(jì)算出廊坊市地下水埋深的多年月平均值、廊坊市多年月平均降水量,見表1；同時(shí)計(jì)算廊坊市歷年地下水埋深平均值、歷年降水量,見表2。

表1 多年月平均降水量及多年月平均地下水埋深表

表2 歷年降水量及歷年地下水平均埋深表

2.1 年內(nèi)變化分析

根據(jù)廊坊市地下水埋深的多年月平均值及廊坊市多年月平均降水量可知,廊坊市多年地下水埋深月平均值在2 月份達(dá)到最大值為9.00 m,7 月份達(dá)到最小值為8.50 m。由于2 月份進(jìn)入春季,由于春灌增多及春季干旱少雨影響,地下水埋深在2 月份達(dá)到最高值；3 月~7 月逐漸隨著進(jìn)入汛期,降水量逐漸增大給予地下水有效補(bǔ)給增多,地下水埋深在此期間逐漸減小,在7 月份達(dá)到最小值；8 月份后地下水埋深逐漸變大,原因是8 月份氣溫較高,水資源蒸發(fā)量較大,降水不足以彌補(bǔ)蒸發(fā)對(duì)地下水資源的損耗,造成部分地下水資源流失,故地下水埋深較7 月份有所增大。9 月~次年1 月地下水埋深較汛期有所增大,但由于降水量逐漸減少,氣溫逐漸降低,水資源蒸發(fā)量隨之也減少,在降水量及蒸發(fā)量雙重因素的影響下,地下水埋深相對(duì)穩(wěn)定,在8.65 m 左右變動(dòng)。

2.2年際變化分析

根據(jù)廊坊市歷年地下水埋深平均值及廊坊市歷年降水量,分析可知,廊坊市地下水埋深受降水量影響顯著且呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律,即地下水埋深值隨著降水量的增大而減小。其中,降水量最小值出現(xiàn)在2006年為308.36 mm,其對(duì)應(yīng)的地下水埋深年平均值最大為9.97 m；降水量最大值出現(xiàn)在2012年值為781.03 mm,其對(duì)應(yīng)的地下水年平均埋深最小為7.89 m。

3 降水量年際變幅與地下水位變幅分析

為分析年際間降水量變化大小對(duì)地下水埋深變幅即水位降深的影響大小的變化規(guī)律,計(jì)算出歷年地下水水位降深與年降水量變幅,見表3。同時(shí),繪制廊坊市地下水位年降深與年降水量過程線圖及廊坊市降水量變幅與地下水埋深變幅趨勢線圖,見圖2、圖3。

表3 廊坊市年地下水水位降深及年降水量變幅統(tǒng)計(jì)表

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由表3 和圖4 分析可知,地下水埋深隨降水量的變化而變化,降水量變幅越大,地下水埋深變幅變化也越顯著,即水位降深越大。

圖3 廊坊市降水量變幅與地下水埋深變幅趨勢線圖

由表3、圖5 分析可知,地下水埋深變幅與降水量變幅呈反比變化,即降水量變化為正值地下水埋深為負(fù)值,即當(dāng)年降水量較上年降水量小,當(dāng)年地下水埋深較上年地下水埋深大。

4 結(jié)論及意義

本文對(duì)廊坊市2002年~2020年逐日降水量及78 眼地下水觀測井地下水埋深值資料進(jìn)行整理、計(jì)算及分析,對(duì)其年內(nèi)變化、年際變化及地下水埋深隨降水量變化趨勢等規(guī)律進(jìn)行分析,得出結(jié)論如下：（1）年內(nèi)變化：地下水埋深月平均值隨著月降水量的增大而減小。具體表現(xiàn)為受春灌及春季干旱影響,2 月份地下水埋深達(dá)到最高；3 月~7 月隨著進(jìn)入汛期,降水量逐漸增大給予地下水有效補(bǔ)給,地下水埋深在此期間逐漸減小,在7 月份達(dá)到最小值；8 月份地下水埋深逐漸變大,原因是8 月份氣溫較高,水資源蒸發(fā)量較大,降水不足以彌補(bǔ)蒸發(fā)對(duì)地下水資源的損耗,造成部分地下水資源流失,故地下水埋深較7 月份有所增大。9 月~次年1 月份地下水埋深較汛期有所增大,但降水量逐漸減少,氣溫逐漸降低,水資源蒸發(fā)量隨之也減少,在降水量及蒸發(fā)量雙重因素的影響下,地下水埋深相對(duì)穩(wěn)定,在8.65 m 左右變動(dòng)。（2）年際變化：廊坊市地下水埋深受降水量影響顯著,呈現(xiàn)出地下水埋深值隨著降水量的增大而減小的變化規(guī)律。2006年降水量為近年來最小,2006年地下水埋深為近年來最大,2012年降水量為近年來最大,2012年地下水埋深為近年來最小。（3）地下水埋深變幅與降水量變幅規(guī)律：降水量變幅越大,地下水埋深變幅變化也越顯著,即水位降深越大。且地下水埋深變幅與降水量變幅呈反比變化,降水量變化為正值地下水埋深也為負(fù)值,當(dāng)年降水量較上年降水量大,當(dāng)年地下水埋深較較上年地下水埋深小。

本文通過對(duì)廊坊市地下水埋深年內(nèi)、年際及地下水埋深變幅變化規(guī)律分析,揭示了廊坊地下水埋深受降水量影響的變化規(guī)律,為廊坊市地下水的研究提供了理論支持。實(shí)際工作中,我們需要根據(jù)地下水變化規(guī)律,及時(shí)作出地下水超采預(yù)警,提出合理的應(yīng)對(duì)方法。