降水量对邢台岩溶水地下水位影响分析

康彦付

(河北省邢台水文水资源勘测局，河北邢台054000)

自2006年1月至2011年1月，代表泉水复涌的邢台市区岩溶水代表站(百泉、董村)的岩溶水平均水位下降了33.76m，年均下降6.75m。本文通过对降雨系列的的变化进行分析，研究降雨减少对岩溶水地下水位影响。

1 百泉泉域

1.1 百泉泉域范围

百泉泉域位于太行山东侧山前倾斜平原分布区及山间沟谷和现代河床、河漫滩。北部以内邱—西北岭地下水分水岭与临城石鼓泉泉域相隔，南部以北洺河地下水分水岭为界和邯郸黑龙洞泉域毗邻，西部以沙河与清漳河东缘地表分水岭为界，东至邢台—内邱大断裂，泉域总面积3843.0 km2，其中西部变质岩和石英砂岩面积2204.4 km2，祼露灰岩区面积338.6 km2，隐伏灰岩区1300 km2，是一个完整的补给、径流、排泄系统。

1.2 河流水系

泉域内自南而北有北洺河、马项河、沙河、七里河、白马河等。均源于西部变质岩区，且出山前各河流均建有水库进行调节，通过水库弃水，在灰岩裸露区，因岩溶发育而补给岩溶水，构成岩溶水系统的间接补给源。

1.3 主要水利工程

泉域内上游建有朱庄水库(大型)及野沟门水库、东石岭水库(中型)、东川口水库、羊卧水库、马河水库(小型)。水库总库容量为6.05亿m3。其中朱庄水库控制流域面积1220 km2，控制着百泉泉域灰岩裸漏区以上汇水面积的68.7%，控制着灰岩裸漏区以上来水的75.3%，并且由于朱庄水库防洪标准高，调蓄能力强，具备实施调控弃水的条件，因此本项目研究的重点是朱庄水库以上流域来水和水库下游沙河河道渗漏回灌条件。

百泉泉域位于太行山东侧山前倾斜平原分布区及山间沟谷和现代河床、河漫滩。是一个基本完整、独立、封闭的水文地质单元，包括邢台市区、邢台县、内丘县、沙河市及邯郸的武安市。泉域总面积3843.0 km2，其中西部变质岩和石英砂岩面积2204.4 km2，祼露灰岩区面积338.6 km2，隐伏灰岩区1300 km2，是一个完整的补给、径流、排泄系统。

补给条件:百泉泉域属泉排岩溶泉域，无外来侧向补给，降水是泉域内唯一的补给来源，其补给方式主要有两种形式:一是大气降水直接渗入补给;二是大气降水形成地表径流集中入渗补给。补给时间主要为每年的雨季，在补给区存在直接补给区和间接补给区，其中直接补给区为灰岩裸露区;间接补给区为非碳酸盐岩分布区，受岩性条件的限制，渗入条件差，主要起地表汇水作用，构成间接补给区。

径流条件:百泉泉域岩溶水径流条件受构造和地层岩性所控制。在天然条件下径流总的趋势是由北西、西、西南三个方向向达活泉和百泉汇集，在构造和地层岩性控制下自北而南形成了白马河、七里河、沙河、北洺河四个强径流带。

区域内降雨量的丰枯变化、任何一个大的取水、排水项目都可能对地下水水位造成影响。一般丰水年补给量大、开采量相对减少，水位有较大回升，枯水年降雨量少补给量小，开采量相对增加，水位下降。

2 百泉泉域水资源状况

2.1 水资源概况

根据《邢台市第二次水资源评价》，泉域范围内多年平均降水量581.0 mm，降水总量18.02亿m3。泉域内地表水资源量为34446.7万m3，地下水资源量为37942.1万m3，水资源总量为58125.3万m3。不同频率水资源量为:P=20% ，82043.2万m3，P=50% ，53103.4 万m3，P=75% ，32150.4 万m3。

2.2 泉域水资源开发利用状况

2.2.1 现状供用水状况

根据《邢台市水资源公报》，2003—2007年泉域内年平均总用水量42593万m3，农业用水占用水总量的56.0%，工业用水占总用水量的28.8%，生活用水占总用水量的15.2%。2007年泉域用水量为39842万m3，人均用水量262m3，略低于全省人均295m3的用水水平。

2.2.2 地下水开发利用情况

泉域内用水以地下水为主。引用地表水量仅占总用水量的14.6%，地下水的用水比例高达85.4%。根据2003—2007年地下水开采量调查成果，多年平均孔隙水开采量为19153.8万m3，岩溶水开采量为15254万m3。泉域内孔隙水资源量37942.1万m3，由于地理分布不均，局部处于微超采状态。岩溶水可开采量为13398万m3，处于超采状态。

2.2.3 地表水开发利用情况

泉域内地表用水主要是水库灌区利用水库蓄水以及上游沿河地段引提河水等，全年地表水量集中在汛期，山区河流6—9月水量占全年水量的80%以上，而平原河道几乎全部产生于汛期的几场乃至一两场暴雨，很难调控。根据2007年地表水利用调查情况，地表水利用量为8554万m3，地表水资源量为34447万m3，现状地表水利用率平均25%，有较高的开发利用潜力。

最近，中国农业大学国家玉米改良中心田丰教授团队与杨小红教授团队合作研究，以368份玉米自交系未成熟籽粒为实验材料，定位玉米种全基因组水平QTL（数量性状位点），全面解析了其可变剪接的调控机制，并为研究表型变异提供了重要线索。相关论文近日发表在《植物细胞》杂志上。

2.2.4 水资源开发利用现状

泉域中下游河道除个别丰水年份的汛期外，几乎常年无水，大多数年份地表水资源量已全部被上游截流利用，沿河一带的地表水灌区已经没有地表水可以利用，地下水资源就成了维持需水量的主要水源。由于开采量增大，补给量减少，导致局部地区地下水位持续下降，1979年以后，岩溶水集中开采区大规模集中开采，其水位呈现出连续多年下降趋势。在集中开采区，产生了地下水位下降漏斗，使地下水流系统受到人为影响，由天然型稳定状态变成天然～人工复合流动系统的非稳定状。

3 降雨对岩溶水水位影响分析

3.1 降水量变化

百泉、达活泉两大泉群流量的大小与泉域内降雨量有着密切的关系，并存在一定的滞后效应。近几年来伴随着气候的变暖，大气降雨量逐年减少，蒸发量逐年增高，从整体上减少了大气降水对泉域岩溶水的补给量。

市区岩溶水主要依赖西部338.6平方公里岩溶裸露区降水补给。据水文部门监测，2006、2007、2008、2009、2010 年西部山区降雨分别为 439.6、493.2、531.4、509.7 和 481.5 mm，比多年平均(1956－2000年)595.5 mm减少26.2%、17.2%、10.1%、14.4%和19.1%，降水连续偏少，近五年连续平均减少17.6%，见表1。

表1 邢台市岩溶水裸露区年降水量与多年平均比较表

3.2 降雨对灰岩裸露区直接补给变化

计算参数如下:

裸露区面积采用338.6 km2;

裸露区年均减少降水量104.4 mm;

依据以上参数，经计算因降水量的影响裸露区岩溶水年均减少补给量为2300万m3。

3.3 降水量减少引起的岩溶水水位下降计算

本次计算仅考虑灰岩裸露338.6 km2直接补给区受降水量减少引起的岩溶水水位变化，不考虑间接线状入渗补给区如白马河、七里河、沙河灰岩段的补给量的减少。

依据《河北省邢台市水文地质、工程地质、环境地质综合评价报告》“泉域内岩溶水水位变化每1m，提供(储存)698.0万m3的水量”计算。降水量的减少影响仅在灰岩裸露区年均减少补给岩溶水量为2300万m3，相当于岩溶水水位年均下降3.29m。

4 山丘区径流对岩溶水水位影响分析

近年来由于山丘区水土保持工作以及其它人为因素影响，降雨径流系列发生变化。通过分析近十年来山区的降水量和径流量资料，与《邢台市水资源第二次评价》中的山区多年平均值(1956－2000年系列)比较可知，山区多年平均降水量为594.5 mm，近十年均降水量为532.0 mm，减少了10.5%;山区多年平均径流量为46413.3万m3，近十年均径流量为26064.2万m3，减少了43.8%;见表2。

表2 近十年山区逐年降水量和径流量分析表

表3 山区主要水库汛前水位、需水量及弃水量统计表

通过对山丘区降雨径流系列分析减少径流量20349万m3，占多年平均的43.84%。初步估算影响径流补给岩溶水0.48m3/s，折合水量为1513万m3，相当于岩溶水水位年均下降2.17m。

5 水库蓄水对岩溶水水位影响分析

通过对近几年山丘区大中型水库蓄水进行分析，水库蓄水较常年减少4500万m3，每年汛前很少超过汛限水位，这样原本每年汛前下泄的2000万～3000万m3水量，经核实朱庄、野沟门、东石岭三座主要水库近五年来汛前均没有向河道弃水，为此将不能下泄补给岩溶水，年减少水库弃水补给量900万～1300万m3，相当于岩溶水水位年均下降1.24～1.85m，见表 3。

依据以上分析得出:连续5年灰岩裸露区年均降水减少104.4 mm，由此引起岩溶水直接补给年均减少4713万～5113万m3，相当于岩溶水水位年均下降6.7～7.3m。