无极县降水量变化对地下水位的影响分析

李 彦

(河北省石家庄水文水资源勘测局，河北石家庄 050051)

水资源问题是生态发展的中心问题，一直是科学家关注的焦点问题之一。水资源从狭义上讲是指在一定经济技术条件下，人类可以直接利用的淡水资源，包括地表水资源和地下水资源。地下水资源是水资源的主要组成部分，地下水的补给主要依赖于地表水和大气降水。通常将地下水的水位(或埋深)的变化情况称为地下水动态。地下水动态反映了水量均衡情况，主要受天然和人为两大因素影响。天然因素中包括气象、水文、地质和生物因素，其中气象因素中的降水是影响潜水动态最活跃的因素;人为因素包括地下水的开采、灌溉和人工回灌等。就华北平原区的无极县而言，降水、开采、蒸发和灌溉是影响地下水位变化的主要因素，其中降水和开采的影响最显著。着重阐述地下水动态变化以及降水规律。

1 研究区概况

1.1 地理位置

无极县位于河北省中南部，太行山东麓，地处东经114°41'～115°08'，北纬 38°03'～ 38°18'之间，东西横距28.5 km，南北纵距 24.4 km，总面积 500 km2，东与深泽县接壤，东南隔滹沱河与晋州相望，东北、北与定州市毗邻，西、南与藁城市相邻，西北与新乐市相连，县城距离省会石家庄市54 km。

1.2 水文地质

无极县地貌单元为山前平原，滹沱河、沙河冲积扇区。地势变化平坦，西高东低，以7%左右坡度自西向东缓慢倾斜，相对高差23m。县内由较厚的第四系沉积物覆盖，以结构松散的沙层和泥土为主，地下水为孔隙水，含水地层主要由沙河、磁河(木刀沟)和滹沱河三大洪积，冲积扇构成。地下水的赋存和径流较好，在第四系松散沉积物中广泛分布着潜水和承压水。

2 资料来源与分析方法

本文选用无极县降水量和地下水位资料，资料采用历年石家庄市水资源公报数据，选取2002－2012年共11 a的资料系列，绘制降水量和地下水位过程线图进行直观分析，同时分析典型年内的降水量对地下水位的影响。

3 结果与分析

3.1 无极县降水特点

无极县地处半湿润半干旱地区，属暖温带大陆性季风气候，四季分明，干湿季节明显，春秋雨季比较温和多风，夏季炎热多雨，冬季干燥寒冷，多年平均降水量467.9 mm。降水量年际变化大，丰水年降水量最大能达到枯水年的2倍以上，且年内分布不均，汛期(6－9月)降水占全年的75%以上。

3.2 无极县地下水位变化规律

无极县浅层地下水的变化特征主要受人工开采和降水补给的影响。自2000年以来，年度地下水位基本呈下降趋势，地下水位的变化紧随降水的多少而变化，降水量大，水位则高，反之则低。降水对地下水的补给具有滞后的同步性，时间大概在1至2个月之间。年内各月地下水位基本遵循1－3月为平稳阶段，6－10月为水位回升阶段，3－6月、10－12月为水位下降阶段的变化规律。

3.3 年际降水量变化对地下水位的影响

图1 历年降水量与地下水水位关系图

降水量多少直接影响着地下水水位的升降变化，地下水的主要补给源是降水量的入渗补给。图1为历年降水量与同年年底地下水位关系图，由图中可看出无极县年际浅层地下水位整体是下降趋势，但降水量多少直接影响着浅层地下水位的变化幅度。浅层地下水位年际变化明显存在着丰水年地下水位下降幅度较小，枯水年地下水位降幅相对较大的规律。

图2 历年汛期降水量与地下水位变幅过程线

图2为2002－2012年汛期降水量与汛前、汛后地下水位变化幅度过程线。从图中可以看出，汛期前后地下水位的变幅与汛期降水量的多少有密切关系。丰水年(2008年)、平水年汛后地下水位都能回升到汛前水位，或者高于汛前水位;枯水年(2006年)地下水位也有明显回升，但回升幅度较小。

3.4 年内降水量变化对地下水位的影响

选取2008年丰水年、2006年枯水年等典型年降水量与无极县同年月底地下水埋深资料进行分析，绘制年内埋深变化过程图如图3、图4。

图3 丰水年内降水量与地下水水位关系图

根据资料分析得出:2008年丰水年降水量为642.5 mm，汛期降水量为520.6 mm。年内最大埋深是27.48m，发生日期7月1日;最小埋深是26.70m，发生日期是3月20日 ，年变幅为0.78m。由图2可看出，2008年丰水年内地下水水位在春灌开采时期(3－6月)有所下降，但是汛期丰沛的降水有效缓解了前期的开采量，并使浅层地下水位迅速回升到年初的水位。年末地下水位相对年初地下水位基本没有下降。

图4 枯水年内降水量与月均地下水水位关系图

根据资料分析得出:2006年枯水年降水量为405.5 mm，汛期降水量为306.3 mm。年内最大埋深是26.00m，发生日期10月26日;最小埋深是24.76m，发生日期是3月16日 ，年变幅为1.24m。由图3可看出，2006年枯水年内地下水水位在春灌开采时期(3－6月)有所下降，随后汛期降水对前期的开采量稍微有些缓解，但没有回升到年初的地下水位。年末地下水位与年初地下水位相比下降了0.67m。

由2008年丰水年、2006年枯水年年内降水量与月均地下水水位关系图可以看出:年内的地下水位变化趋势基本一致，春季农灌季节开采比较集中导致水位下降，开采结束后随着汛期降雨的补给水位有所回升，呈上升趋势。进入11月份，随着部分地区的冬季农灌，地下水位稍有下降，而后随着农业灌溉需水量减少，地下水位相对稳中有升。枯水年最高水位发生在3月份春灌开采前，丰水年地下水位在10月份达最高值，这恰恰说明了丰沛的降水能使浅层地下水位迅速回升。

4 结语

通过对无极县2002－2012年降水和地下水位变化关系分析得出:

(1)地下水位的变化与降水量呈正比关系，降水量增多，会使浅层地下水位升高或延缓地下水位下降速度。

(2)地下水位动态变化受多种因素综合影响，主要影响因素是降水和人工开采。不同典型年的地下水位在春季和冬季受农灌开采影响都会出现相对的低水位期，形成两个波谷。汛期的降水能有效缓解人工开采量，使浅层地下水位迅速回升，由于降水量的差异导致地下水位回升幅度出现明显的变化。

［1］无极县水务局.无极县水资源二次评价报告［R］.2006.

［2］李艳刚，等.石家庄市平原区地下水动态演变分析［J］.水科学与工程技术.2012增刊.

［3］王建平.定襄县浅层地下水与降水关系分析［J］.地下水.2013(1).

［4］华杰，等.济南降水与地下水关系探讨［J］山东气象.2007(3).

［5］张玲，等.章丘泉水地下水位与降水关系分析［J］.安徽农业科学.2008(27).

［6］段东平，等.西安地下水位埋深变化分析及预测［J］.地下水.2009(6).

［7］张光辉，等.地下水补给与开采量对降水变化影响特征［J］.地球科学.2006(6).

［8］孙海清.降水量与地下水埋深的小波分析［J］.水土保持研究.2007(2).

［9］王刚，等.西安市降水量与地下水位关系分析［J］.中国科技纵横.2013(12).

［10］严明疆，等.年降水量变化条件下农灌引水与开采对地下水位影响［J］.水位地质工程地质.2010(3).