兴平市地下水位动态变化及影响因素分析

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(陕西省地下水管理监测局，陕西 西安 710003)

地下水是水资源的重要组成部分，是支撑经济社会发展的重要自然资源，是维系良好生态环境的要素之一。兴平市地表水资源相对匮乏，地下水的开发利用弥补了地表水资源的不足，提高了各部门行业的供水保证率，为社会经济的可持续发展提供了良好的基础条件。然而，随着地下水的过量开采，在集中开采水源地已经形成了区域性地下水超采区。本文对兴平市地下水位动态变化及影响因素进行了分析，对该地区今后合理开发地下水资源，发展区域经济有着重要的意义。

1 自然地理与水文地质条件

兴平市古称“槐里”，原为兴平县，位于陕西省关中平原中部，东经108°17ˊ49〞～108°37ˊ7〞，北纬34°12ˊ50〞～34°26ˊ53〞。东接咸阳市秦都区，西邻武功县，南傍渭河与周至县、鄠邑区相望，北与礼泉、乾县接壤。全境东西长28.82 km，南北宽22.95 km。总面积507.43 km2，约占陕西省总面积的0.24%，占咸阳市总面积的4.97%。

兴平市北依莽山，南临渭水，地势西北高而东南低。地貌可分为两个类型区，即南部渭河阶地区，海拔390～460 m；北部黄土台原区，海拔460～541.8 m。境内从北向南，呈阶梯状倾向渭河，覆盖物全是第四纪冲积、风积物。兴平市属于暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候。具有雨热同季、四季分明的特点。

因地质、地貌、气候等因素的控制和影响，兴平市地下水的分布北部与南部差异较大，形成了不同的两个区域。渭河平原区：属第四纪松散岩类孔隙水，含水层分布广，厚度大，埋藏浅，透水性能、储存条件好，接受竖向和侧向补给快，是良好的天然地下水库，也是渭河平原农田灌溉的主要水源。渭北黄土塬区：属松散岩类孔隙——裂隙水，埋藏深。渭河是该市唯一的地表水灌溉水源，也是对河漫滩和一级阶地地下水影响较大的河流。

2 地下水位动态变化分析

地下水位动态变化，是反映含水层中地下水资源变化的一个指标，地下水位的上升或下降，直接反映了地下水补给与消耗量的变化[1]。兴平市地下水总体流向与地形起伏相一致，由西北向东南方向排泄，流场形态区域上多年以来变化不大，但水位近20多年来总体呈下降趋势，近年趋于平稳。

不同地貌单元的浅层地下水，由于补给条件的不同，在不同时段显示出不同的动态变化特征(图1)。黄土塬区由于受农田灌溉及开采的影响，1994～2000年地下水位连年持续下降，2000年以后，地下水位虽然波动起伏频繁，但趋势基本稳定。渭河阶地区是兴平市主要开采区，随着连年的地下水采补失衡，地下水位呈持续性下降状态，局部地段如兴平化肥厂集中水源地，由于过量开采，到九十年代初期以该厂水源井为中心带，形成了一定规模的下降漏斗。

本次地下水位动态分析是基于兴平市27处监测站2007-2017年地下水埋深资料开展进行的，监测站的分布涵盖了全市所辖5个街道、8个镇。按地貌类型，渭北黄土塬区9处，渭河阶地区18处，其中超采区9处。

图1 兴平市浅层地下水位多年动态曲线图

2.1 渭北黄土塬区地下水位动态变化分析

10 a来，兴平市渭北黄土塬区地下水位总体呈稳定趋势，在2008年出现最高水位，2007～2013年，地下水位波动频繁，且幅度大，2013～2017年地下水位趋于稳定趋势略有下降(图2)。10年来，南位镇南卫村064井和南市镇费家庄065井分别以0.37 m/a和0.65 m/a速率下降(图3)，马嵬镇南留村066井和索寨村067井分别以0.43 m/a和0.46 m/a速率上升(图4)。店张街道地下水位10 a来呈稳定趋势略有下降，无明显波动起伏(图5)。

图2 渭北黄土塬区地下水位动态曲线

图3 南位镇和南市镇地下水位动态曲线

图4 马嵬镇地下水位动态曲线

图5 店张街道地下水位动态曲线

2.2 渭河阶地区地下水位动态变化分析

10 a来，兴平市渭河阶地区地下水位总体呈下降趋势，在2012年略有回升，之后以0.52 m/a速率持续下降(图6)。下降区域集中分布在兴平市西部，包括桑镇、丰仪乡、庄头镇和西城街道超采区。10年来，桑镇焦家村054井、丰仪乡高家村074井和庄头镇仪空村076井分别以0.61 m/a、0.52 m/a和0.54 m/a速率持续下降(图7)。西城街道超采区北仁村兴城-1井、北仁堡村兴城-9井、北汤台村兴城-10井和潘村兴城-13井分别以0.61 m/a、0.66 m/a、0.66 m/a和0.50 m/a速率持续下降(图8)。

图6 渭河阶地区地下水位动态曲线

图7 桑镇、丰仪乡和庄头镇地下水位动态曲线

图8 西城街道超采区地下水位动态曲线

2.3 兴平兴化一般超采区地下水位动态变化分析

依据2015年《陕西省地下水超采区划定与保护方案》，兴平市划定1处地下水超采区，即兴平兴化一般超采区，位于兴平市东南方向兴化水源地，呈椭圆状分布。超采区面积34.6 km2，属小型地下水超采区，年均超采量780.00×104m3/a[2]。范围：北起高家村—七里镇—杏花村—高店村；东至高店村—油槐村—铁路局农场；南至铁路局农场—贾家庄—冉庄村—柴油机厂；西至柴油机厂—新北仁堡—高家村。

根据2007～2017年地下水位动态资料分析，距离兴平化肥厂最近的兴城-11井近10 a来水位埋深维持在19.89～22.53 m。10 a来，兴平兴化一般超采区地下水位总体呈稳定趋势但仍在下降，下降速率为0.37 m/a，东城街道超采区地下水位总体呈稳定状态略有下降，下降速率为0.17 m/a，西城街道超采区地下水位呈显著下降趋势，平均以0.61 m/a的速率下降。10 a来兴平兴化一般超采区漏斗中心一带地下水位处于稳定状态，漏斗外围西城街道超采区尤其是北仁村、北仁堡村和北汤台村一带地下水位持续下降，平均下降幅度达6.4 m(图8)。

3 地下水位动态影响因素分析

地貌与水文地质条件是一个地区地下水位动态变化的背景影响因素，气象、水文是影响地下水位动态变化的主要自然因素，而人工开采则是改变地下水天然动态规律的外在因素[1]。

3.1 人工开采

人工开采是浅层地下水位动态变化的最主要因素之一。根据2001～2013年资料统计，兴平市年均可开采量为6 842.0万 m3，年均实际开采量8 480.2万 m3，开采系数为1.2[3]。根据2007～2017年陕西省水利年报统计，兴平市各行业部门总供水量中地下水所占比例在72%～84%，其中居民生活、城镇公共和生态环境用水全部取自地下水，农田灌溉、林牧渔畜和工业用水少部分取自地表水。地下水是兴平市的主要供水水源，地下水第一用水大户为农田灌溉，其次为工业用水。兴平市渭河阶地区，地下水储存条件好，是良好的天然地下水库，也是农田灌溉的主要水源所在地，地下水开采主要集中在该区，因此该区连年来地下水位呈持续下降状态(图6)。

以兴平兴化一般超采区为例，该区七十年代以来，地下水埋深仅为7～10 m左右，由于兴平化肥厂集中水源地的过量开采，到九十年代初期已达18～23 m左右，以该厂水源井为中心带，形成了一定规模的下降漏斗。九十年代初期漏斗区面积已达30 km2左右。根据2001～2013年资料统计，兴平兴化一般超采区年均可开采量为3 500.0万 m3，年均实际开采量4 280.0万 m3，年均超采量为780.0万 m3[3]。2000年后，中心水位埋深一般维持在18.50～22.53 m左右，处于相对稳定状态。西城街道超采区地下水位呈持续下降趋势，2007～2017年平均以0.61 m/a的速率下降(图8)。由于区域地下水位的下降，导致邻近地区的地下水向开采区汇集，增加地下水的可开采量，同时引起临近地区地下水位下降，近十年来西城街道超采区以北的南市镇费家庄和以南的桑镇镇焦家村、丰仪镇高家村、庄头镇仪空村一带地下水位均呈持续下降趋势，2007～2017年平均以0.50～0.66 m/a的速率下降(图7)。

3.2 大气降水

大气降水是地下水的主要补给来源，其季节性和多年变化规律，会引起地下水位发生相应的变化规律[4]。兴平市降水年内分配不均和年际变化大，据1959年～2017年降水量统计分析，7～9月降水量约占全年降水量的48%左右，1～2月和12月降水量占全年降水量比例小于4%；最大降水出现在1983年为934 mm，最小降水出现在1977年为254 mm，相差3倍多；58 a来，兴平市降水量总体上呈现减少趋势，2007年至今降水量略有回升，2007～2017年平均降水量564 mm，略高于58 a平均值550 mm，其中2008年和2012年为枯水年，降水量仅为392 mm和378 mm。2015～2017年分别为平水年、偏枯水年和偏丰水年。

降水量的年内和年际变化规律，对地下水动态规律有重要影响。分析2015～2017年年内降水量与地下水位变化情况(图9和图10)，不同地貌区表现出相同的规律性，年内最低水位一般出现在8～9月，1～7月地下水位总体呈下降趋势，随降水实际情况略有波动，9～12月地下水位持续上升，可以看出地下水位与降水量表现出良好的相关性，但在时间上存在滞后性，一般滞后1～2月。分析2007～2017年年际降水量与地下水位变化情况(图11和图12)，黄土塬区地下水位变化与降水变化基本相一致，只是时间上稍有滞后。而渭河阶地区地下水位随年降水量丰平枯波动无响应性变化，整体呈下降趋势，主要是因为兴平市开采区集中分布在该区，该区连年开采量大于补给量，地下水处于超采状态，地下水位受人工开采量影响较大，随年降水量变化相关性较差。

图9 降水量与黄土塬区地下水位年内变化图

图10 降水量与渭河阶地区地下水位年内变化图

图11 降水量与渭北黄土塬区地下水位年际变化图

图12 降水量与渭河阶地区地下水位年际变化图

3.3 水文因素

水文因素对地下水位动态的影响主要是在有水力联系的地表水体周围，其中以河流的影响较大，在河水渗漏补给地下水抬升地下水位时，其影响程度随距离的增大而减弱，影响滞后时间则随距离的增大而延长[4]。渭河是该市唯一的地表水灌溉水源，也是对河漫滩和一级阶地地下水影响较大的河流。对本次分析中的黄土塬区和渭河阶地区影响较小，不予考虑。

4 结语

地下水是兴平市的主要供水水源，经过多年的开采，该市地下水位总体呈下降趋势，特别是兴平兴化水源地，水位下降幅度更大。近十年来，兴平市地下水位总体趋于稳定略有下降，兴平兴化一般超采区地下水位总体也趋稳定略有下降，超采区下降区集中分布在西城街道，兴平化肥厂集中水源地所在的东城街道地下水位呈稳定趋势略有下降。2007年后，兴平市下降区集中分布在兴平市西部地区，从北到南，有南市镇费家庄、西城超采区、桑镇镇焦家村、丰仪镇高家村和庄头镇仪空村，平均下降速率在0.50～0.66 m/a。兴平市地下水位动态主要受降水量和开采量的影响，黄土塬区地下水位与降水量表现出良好相关性，渭河阶地区地下水位则受开采量影响较大。