石家庄市东部平原地下水动态浅析

李艳刚

(河北省石家庄水文水资源勘测局，河北石家庄050051)

地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。地下水是石家庄市的主要供水水源。地下水资源系统供水能力的好坏，直接影响城市经济的发展。石家庄市东部平原位于太行山前平原地带，由滹沱河、洨河、槐河、沙河和磁河等冲洪积扇所形成，含水层主要是第四系松散岩类岩层。近年来石家庄市东部平原地下水位持续下降，引发了一些生态和环境问题，研究地下水动态变化是区域可持续发展的重要保障。

1 地下水动态影响因素

地下水动态与均衡的基本概念我们通常将地下水在各种天然和人为因素影响下它的水位、流量、流速、水温、化学成分和气体成分含量等随时间而变化的表现称为地下水动态。狭义地讲，地下水动态是指地下水的水位(或埋深)的变化情况。地下水动态常表现为昼夜的、季节的及多年的周期性变化。

影响地下水动态的因素可以分为两大类天然因素及人为因素。天然因素中包括水文、气象、土壤、生物和地质因素。水文、气象因素是影响潜水动态形成的主要因素。人为因素包括地下水的开采、灌溉、地表水体的补给及人工回灌等。就石家庄市而言，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。

2 地下水动态

1980年以来，由于地下水的超采，石家庄市东部平原地下水埋深持续下降，地下水埋深1980年的9.53 m下降到2012年的37.15 m(见图1)，1980－2012年石家庄市东部平原地下水埋深下降了27.62 m，地下水位下降速率为0.86 m/a。下面分三个阶段分别分析其变化规律。

2.1 第一阶段地下水动态

20世纪80年代初，石家庄市东部平原地下水埋深普遍小于15.00 m，平均埋深为9.53 m。到1990年年底平均埋深已下降为17.19 m，地下水埋深下降了7.66 m，地下水位下降速率为0.77 m/a。

石家庄市区的漏斗是由于工业用水超采形成的工业开采型地下水降落漏斗。随着地下水开采强度的不断增大，漏斗不断扩展，水位埋深越来越大。石家庄浅层地下水水位降落漏斗最初形成于1965年，当时漏斗面积为58 km2，漏斗中心水位埋深为7.57 m。漏斗中心位于华北制药厂，1973年漏斗中心转移，形成以石家庄市印染厂为中心的区域封闭漏斗。到1990年漏斗面积为334 km2，漏斗中心水位埋深为37.22 m。

图1 1980－2012年石家庄市东部平原地下水埋深变化图

2.2 第二阶段地下水动态

20世纪90年代初，石家庄市东部平原地下水埋深普遍小于25.00 m，1990年年底石家庄市东部平原地下水埋深平均为17.19 m。到2000年年底已下降为25.04 m，地下水埋深下降了7.85 m，地下水位下降速率为0.79 m/a。

由于多年来地下水连续超采，造成石家庄市地下水埋深大面积下降，东部平原已形成石家庄市区工业开采型漏斗和高邑～赵县一带的农业开采型漏斗。

2000年年底市区工业开采型漏斗面积大约340.0 km2，35.0 m埋深等值线封闭区漏斗面积约135.0 km2，漏斗中心在石家庄市第一印染厂，地下水埋深41.93 m。第一含水层组已被疏干。西部漏斗边界基本稳定，而东部和东南部边界将外移。

农业开采型漏斗由农业灌溉用水超采形成，涉及石家庄市的高邑、赵县和元氏县，地下水埋深自北向南逐渐增大，最大埋深在高邑县后庄头，2000年年底埋深为42.28 m。

2.3 第三阶段地下水动态

2000年年底石家庄市东部平原地下水埋深平均为25.04 m。到2012年年底平均埋深已下降为37.15 m，地下水埋深下降了12.11 m，地下水位下降速率为1.01 m/a。

在2000－2007年由于地下水开采量较大，且降水量比多年平均(538.3 mm，1956－2000年)偏少，导致地下水位下降比较明显，年均降幅达到1.36 m。

2008年以来石家庄采取限采、节水改造、产业升级等以保护地下水，开采量较前几年有所降低，且2008－2012年平均降水比多年平均(538.3 mm，1956－2000年)偏多 3.6 mm，部分地区地下水位有所有上升，但由于仍在持续超采地下水，地下水埋深下降了2.97 m，年均下降0.74 m。因此区域地下水位下降的趋势未能得到改变。

2012年年底市区工业开采型漏斗呈南北直径约22.0 km，东西直径约20.5 km的椭圆形。漏斗影响面积450 km2，漏斗中心位于石家庄市长安区东古城，漏斗中心最大埋深49.30 m。

农业开采型漏斗已跨越石家庄市和邢台市，涉及石家庄市的高邑、赵县和元氏县，地下水埋深自北向南逐渐增大，到2012年底，石家庄市最大埋深在高邑县的城关(埋深58.76 m)。

3 地下水储量变化分析

地下水储量是指在某特定区域一定时段内储存于各类地下含水层和储水结构中的地下水总量。地下水位下降时地下水存储量减少，水位上升时地下水存储量增加。地下水储量一般用蓄变量来表达，蓄变量的计算公式如下:

式中:ΔW为蓄变量，μ为给水度，F为计算面积，H2、H1分别为计算时段初、末地下水水位。

经分析，1980－1990年石家庄市东部平原地下水位下降了7.66 m，地下水蓄变量累计减小63.6亿 m3。1990－2000年石家庄市东部平原地下水位下降了7.85 m，地下水蓄变量累计减小65.2亿 m3。2000－2012年石家庄市东部平原地下水位下降了12.11 m，地下水蓄变量累计减小100.5亿m3。1980－2012年石家庄市东部平原地下水位下降了27.62 m，地下水蓄变量累计减小229.2亿 m3。

4 结语

(1)石家庄市是一座缺水城市，地下水开采量大，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。

(2)1980年年底至1990年年底石家庄市东部平原地下水埋深下降了 7.66 m，地下水位下降速率为 0.77 m/a。1990年年底至2000年年底石家庄市东部平原地下水埋深下降了7.85 m，地下水位下降速率为0.79 m/a。2000年底至2012年底东部平原地下水埋深下降了12.11 m，下降速率为1.01 m/a。1980－2012年石家庄市东部平原地下水埋深下降了27.62 m，地下水位下降速率为0.86 m/a，地下水蓄变量累计减小229.2亿 m3。

(3)1980－2008年石家庄市市区地下水漏斗影响面积持续扩大，漏斗中心水位持续降低，但近几年来，随着市区关停自备井、节水改造及扩大地表水作为供水水源，漏斗中心水位有所回升，漏斗影响面积的扩展速率也开始减少。农业开采型漏斗中心水位持续下降。

(4)采取最严格的水资源管理制度，实施开采总量控制，严格水资源管理;加强农业和工业节水、关停自备井、积极利用再生水等措施，可减缓地下水位下降，促使漏斗中心水位回升，实现水资源可持续利用，促进经济社会发展。

［1］任印国，柳华武，李明良，等.石家庄市东部平原 FEFLOW地下水数值模拟与研究［J］.水文.2009，29(5)，59 －62.

［2］水利部水文司.SL183—2005地下水监测规范［S］.北京.中国水利水电出版社.2005:10－11.

［3］叶水庭，施鑫源.地下水水文学.河海大学出版社.1990.6.

［4］中华人民共和国水利部.SL286－－2003地下水超采区评价导则［S］.北京:中国电力出版社.2003.

［5］石家庄市水务局.石家庄市水资源公报［R］.石家庄:石家庄市水务局.2000－2012.

［6］石家庄市水务局，石家庄水文局.石家庄市第二次水资源评价［R］.石家庄:石家庄市水务局.2006.

［7］李纯，武强，王欣宝.人类活动影响下石家庄市浅层地下水环境的演化［J］.环境科学与技术.2007.8，42 －43.