白沙河地下水位警戒线划定方法

时 青，崔峻岭，毕文质

（青岛市水文局，山东 青岛 266071）

划定地下水位警戒线，实行有效的地下水位预警管理，对促进地下水采补平衡，实现地下水可持续利用，保障经济社会可持续发展具有十分重要的意义。根据《山东省地下水位警戒线划定技术大纲》，科学划定白沙河地下水源地控制性水位警戒线，实行地下水位预警管理，保障地下水资源的可持续利用。

1 白沙河地下水源地概况

白沙河地下水水源地位于白沙河中下游河谷冲积层，水源地面积为64 km2，多年平均实际开采量为1 855万m3；冲积层宽度4 000～6 000 m，厚度大于10 m，含水层厚约8～16 m，由粗砂砾石层构成，富水性好，单井涌水量一般大于1 000 m3/d。水源地供水对象主要是青岛市区和城阳区，设有城阳区夏庄水厂和城阳区流亭自来水公司，取水井群主要布置于白沙河后古镇村和赵村附近。

2 白沙河地下水动态变化特征

2.1 年内变化特征

根据白沙河水源地含水砂层的平面分布和厚度变化以及观测井的分布情况，选取白沙河水源地代表性观测井，分析统计了1995—2013年逐月的地下水观测井埋深的平均值，绘制地下水埋深平均值的年内变化曲线，如图1所示。从图中可以看出，白沙河水源地地下水年内动态变化与降水关系密切，表现出比较明显的季节性变化规律，每年6月进入主汛期，降水量大，补给量大于开采量，地下水位持续升高，埋深持续降低，一般到9月底10月初地下水位达到当年的最高值，10月之后进入枯水期，农业灌溉地下水用水量增加，地下水位持续下降，埋深持续增加。而且，降雨对地下水位的影响具有明显滞后效应，每年的主汛期是8～9月，降水最丰富，但是地下水位的峰值却出现在10月。

图1 1995—2013年各月平均地下水埋深年内变化曲线

2.2 丰、平、枯代表年份地下水埋深变化

典型丰、平、枯年份地下水位年内变化表现出不同特征。选取丰、平、枯代表年份分析地下水年内动态变化，平水年年内动态变化特征与整体变化特征基本一致；枯水年降水量少，补给量小于开采量，地下水位除了在6、8月份降雨量大时略有回升外，全年持续下降，如图2所示；而在降水量大的丰水年，降水量对地下水的补给作用大于人工开采，地下水位在1～6月变幅不大，6月进入丰水期后地下水位持续回升，10月之后地下水位开始下降，如图3所示。

图2 枯水年地下水平均埋深年内变化曲线

图3 丰水年地下水平均埋深年内变化曲线

2.3 最低地下水位变化

为分析白沙河水源地最低地下水位的变化情况，统计了各观测井历年地下水埋深的最大值，图4为各观测井平均年最大地下水埋深动态变化曲线。从图中可以看出，1995—1997年，白沙河水源地地下水水位持续回升，1997年后地下水位开始下降并一直持续到2001年，2002—2006年地下水位变化不大，2007年地下水位下降，形成一个低点。产生这种波动的原因是白沙河水源地的主要补给来源为降水，最主要的排泄方式是人工开采，地下水动态变化与降水和开采量关系密切，地下水位随降水量的多少呈比较明显的波动，19年期间最低地下水位出现在1996-06，地下水最大埋深为9.85 m。

3 地下水位警戒线的划定

3.1 水源地地下水基准水位确定

图4 各观测井平均地下水年最大埋深变化曲线

据水文地质钻探资料知，白沙河水源地含水层平均厚度为9.50 m，当地下水平均埋深为8.85 m时，被疏干部分不到含水层总厚度的2/3。近几年，由于连年严重干旱、大量超采地下水引起地下水位持续下降，地下水埋深最大达到11.52 m，引发比较严重的海水入侵，在下游双元路施工地下防渗帷幕墙后得以遏制。根据《山东省地下水位警戒线划定技术大纲》以及白沙河水源地水位动态特征，认为白沙河水源地基准水位埋深定在8.85 m较为适宜。

3.2 地下水位警戒线的划定

地下水位警戒线划定方法主要采用水均衡法。参照《山东省地下水位警戒线划定技术大纲》方法计算警戒水位，以水源地基准水位8.85 m为起点，分别考虑3个月、2个月、1个月内正常供水，计算黄、橙、红三级警戒水位。

警戒线水位计算公式：

式中：W（工、生）分别为 3 个月、2 个月、1 个月内正常供水量；Q总补，Q总排为计算时段内，计算区内总补给量与总排泄量，万m3；h基为计算区的计算时段基准水位，m；μ为地下水水位变幅带给水度（无因次）；F 为计算面积，km2。

供水量包括当地乡镇居民生活用水开采量、工农业用水开采量及向城区供水的开采量。其中，每年白沙河地下水源地向青岛市区和城阳供水1 095万m3，日供水量3万m3；当地乡镇居民生活用水量和农业灌溉用水量合计760万m3。3个月、2个月和1个月内正常供水量分别为465万 m3，310 万 m3，155 万 m3。 分别选取白沙河河水源地平水年枯水期连续1个月、2个月和3个月作为典型计算月份，计算总补给量和总排泄量。平原区补给项主要有降水入渗补给量、地下径流补给量、河道渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量、井灌回归补给量等。排泄项主要有开采量、蒸发量和河道排泄量。

分析计算结果，初步划定白沙河水源地黄色、橙色、红色警戒水位分别为地下水平均埋深8.31 m、8.50 m、8.67 m。因此，对于地下水位高于黄色警戒线的，实行合理开发利用；对处于黄色和橙色警戒线之间的实行控制开采；对处于橙色和红色警戒线之间的实行限制开采；对低于红色警戒线的，实施禁采。

4 建议

1）加强地下水水位观测。地下水水位警戒线预警管理的最重要手段是采集各区域的地下水水位，在中型以上及重点小型水源地，日开采量小于1万m3的小型和日开采量1万～5万m3的中型地下水水源地每处设监测井不少于2眼；超采区每100 km2布设监测井不少于5眼。地下水位监测井宜为专用井，安装远传水位计，实现实时自动监测、自动传输。

2）实行地下水水位警戒线预警管理。地下水水位警戒线划定作为实施地下水水位警戒线预警的主要技术方法，可以正确评价地下水系统的运行状态，及时采取有效的水资源可持续利用的管理措施。各级水行政主管部门应根据地下水水位监测结果，对照地下水警戒线划定方法，及时发布地下水预警管理意见。