保定市平原区地下水动态特征及成因分析

2011-02-23宋中海

地下水 2011年5期

宋中海

(河北省保定水文水资源勘测局，河北保定071000)

保定市辖区位于华北平原中部，地势自西北向东南倾斜，西靠太行山脉;京广铁路以东地势平坦，海拔在10～30 m之间，保定东部有“华北明珠”之称的白洋淀。

保定市东部平原属于太行山东鹿北段山前倾斜平原，属温带大陆性季风气候区，夏季炎热，多年平均气温12.5℃，最高气温在43℃以上;多年平均降水量537.9 mm，6～9月降水量占全年降水量的80%以上，降水年际变化极不均匀，丰水年与枯水年相差6倍之多。

1 地下水动态

1.1 地下水动态的年内变化

根据地下水动态主要影响因素及其特征，地下水年内变化，可分为三个时期;4～6月是水位下降期，此期间少雨或无雨，缺乏降雨入渗补给，大量开采地下水进行农业灌溉，地下水位大幅下降;7～9月是水位上长期，降水集中，地下水得到大量入渗补给，农业开采量相对较小，地下水位大幅度上升;10月～次年3月为水位调整期，10～11月由于降水减少，以及11月末的小麦冬灌，地下水位波状下降，12月～次年3月较长时间无农业开采，地下水位缓慢上升。地下水位最高值，平水年、枯水年出现在调整期末，丰水年出现在上升期末。

1.2 地下水动态的年际变化

1975～2008年根据地下水的年际变化特点划分为以下几个阶段，1975～1980年进入回升阶段，回升速率是0.09 m/a;1980～1985年步入下降阶段，下降速率是1.08 m/a;1985～1995年进入持续下降阶段，下降速率是0.16 m/a;1995～2008年进入大幅下降阶段，下降速率是0.82 m/a。见图1，保定市1975～2008年地下水埋深变化过程线。

1.3 平原区地下水流向

地下水流向由高水位向低水位方向流入。以京广铁路为界，铁路以西，曲阳～唐县～顺平及易县～定兴部份～徐水部分，分别以两个方向向保定市满城漏斗汇入;铁路以东，定州市～安国～博野，向高蠡清漏斗汇入;以涿州市～高碑店东部向雄县里合庄及米北下降平原汇入。

白洋淀所在区域水位较高，地下水流向呈发射状，向西流入保定市满城漏斗，向南流入高蠡清漏斗，向东北方向流入雄县里合庄、米北地下水下降区。

图1 保定市1975～2008年地下水埋深变化过程线

2 地下水动态类型

根据地下水动态的影响因素，地下水动态划分为三种类型:降水入渗～开采型，降水入渗～污灌、渠渗型，河道影响水文型。

2.1 降水入渗－开采型

此种动态类型主要是由于工农业开采影响，年水位下降变幅枯水年1～6 m，丰水年1～4 m。工业开采影响主要位于保定市城区及地下水超采区域，多年地下水水位呈缓慢下降状态。农业开采主要是分布于广大农村，年水位变幅较大。乡镇工业规模较小，用水量少，对地下水动态影响不大。位于漏斗区范围内的地下水位动态受常年较稳定的工业开采影响，同时又受季节变化的农业开采影响，所以动态特征同时具备工业开采和农业开采型动态特征。如:满城县马厂站，位于大册营造纸工业园区，同时又在大田中，地下水水位受工业、农业用水影响。2008年马厂站地下水位埋深过程线，见图2。

图2 2008年040913号马厂站地下水位埋深过程线图

2.2 降水入渗—污灌、渠渗型

此种动态类型，分布于保定市区西北郊污灌反漏斗范围内，地下水水位受污灌入渗影响，同时又和降雨有关。如满城县东庄站地下水位变化通其他站有不同的走势，主要受漕河污水影响，通过渠渗侧向补给，使地下水埋深不断变小。详见图3，2008年东庄站地下水埋深过程线。

图3 2008年040904号东庄站地下水位埋深过程线图

2.3 河道影响水文型

此种类型地下水监测井，位于河道沿岸，地下水位主要受河道水位影响，距离河道远近影响也不同，距离河道越近，受影响越大，地下水水位和河道水位的变化有很好的一致性，反之受河道影响就小，如果监测井处在大田中，还要受农业开采影响，东茨村站位于白沟河沿岸就是此种类型。详见图4，2008年东茨村站地下水埋深过程线。

图4 2008年040212号东茨村站地下水位埋深过程图

地下水的动态类型除受地下水开采和补给因素影响外，还受水文地质条件差异的影响。

3 影响地下水位动态成因因素

保定市平原区地下水位动态主要为降水入渗～人工开采型，所以地下水变化主要受降水和人工开采影响，同时河道侧渗、灌溉回归、山前侧向流入、流出及潜水蒸发等对地下水动态也有一定影响。

表1 平原区降水量统计表 mm

表2 平原区年平均径流量亿m3

表3 平原区年平均地下水均衡表亿m3

从表1可以看出，在五六十年代降水相对较多，面平均降水有4次超过800 mm，最大一次出现在1954年，面平均降水量超过1 000 mm，徐水监测点达到1328.7 mm;63年面平均降水量达到920.6 mm，顺平监测点达到1 677.9 mm，但进入70年代以后，降水相对五六十年代明显减弱，最少年份面平均降水量只有345mm，个别监测点只有200 mm左右，特别是大规模降水更为稀少，对地下水补充相对减弱。又由于在1958年到1963年之间，保定市相继建设了大小水库94座，从表2可以看出，进入70年代后，降水的减少，水利工程的拦截，减少了下游河道径流量，1955到1960年之间年平均径流量分别是八十、九十年代的10.3倍和5.8倍，随之也减少了河道侧渗对地下水的补给。

70年代年均开采地下水21亿m3左右，补给与开采基本相等。从表3可以看出，进入80年代后，由于工农业的迅速发展，对地下水的开采量逐年加大，从80年代初期年均开采22.7亿 m3，到90年代后期年均开采 29.2亿 m3，2000年实际开采30.7亿m3。但年均对地下水的补充维持在17～26亿m3，进入90年代后期年均补给只有19亿m3左右。从81年到2000年累计开采地下水513.6亿m3，累计补充地下水仅有 430.1亿 m3，多开采了 83.6亿 m3，折合成水深为759.8mm。由于保定市区工业用水主要是取用地下水，市区地下水位从1975到2000年累计下降13.51m，平均每年下降0.54m，而全区平均累计下降 9.59m，平均每年下降0.38m。

由此可见，城市地下水位下降速度大于农村。为遏制地下水位的下降，减慢城市地下水位下降速度，关闭企业自备井，必须减少对地下水的超采。2001年保定市区开始引用西大洋水库的水，同时关停部份自备井，使地下水下降速度有所缓解。