邯郸东部平原地下水位动态变化及影响分析

2020-02-28吴润泽

水科学与工程技术 2020年1期

吴润泽，吴旭，2

（1.河北工程大学水利水电学院，河北邯郸 056021；2.河北省邯郸水文水资源勘测局，河北邯郸 056001）

邯郸市是华北平原水资源短缺情况最为严峻的地区之一，全市水资源的开发利用已近饱和。然而由于当地地下水的长期超采，引起了下水位下降、地下水污染及地面沉降等一系列问题。因此，掌握区域内地下水位时空变化规律，可为合理有效地利用地下水资源提供参考，同时为地下水超采地区制定水资源政策提供依据［1-3］。

1 研究区概况

邯郸东部平原区位于河北省南部，东临山东省，南接河南省，北部与邢台市相邻，包括14个县（区）、市，总面积7587km2，约占邯郸市总面积的63%［4］。东部平原区域整体地势平坦，地面高程由西南部向东北部倾斜，地面坡度在0.02%～0.04%之间。

降水主要受太平洋东南季风影响，降水偏少，具有时空分布不均和年际变化大的特点。多年平均降水量为548.9mm，最大降水量出现在1963 年，为1575mm，最小降水量出现在1986年，为193.7mm，6～9月降水较为集中，占全年降水量的60%～80%。多年平均水资源总量6.9446亿m3，折合产水深91.5mm；多年平均地下水资源量7.6953亿m3，占全市地下水资源量的60.7%；多年平均地表水资源量0.7976亿m3，折合年径流深10.5mm［5］。根据河北省地下水超采区评价结果，邯郸东部平原区浅层地下水超采区面积5500km2，约占东部平原区总面积的72.5%。

邯郸东部平原区位于海河南支流域上游，区域内有子牙河水系、黑龙港水系、漳卫河水系、徒骇马颊河水系。根据邯郸东部平原的流域水系和水资源情况，本次对滏西平原、黑龙港平原、漳卫河平原、马颊河平原分别进行研究，如图1。

图1 地下水超采区分布

2 地下水动态变化分析

反映含水层中地下水资源的变化，其地下水位上升与下降产生的动态变化，直接反映了地下水补给与消耗量的变化［6-7］。

地形地貌为邯郸市地下水径流的主要影响因素。地下水总体上从西南向东流动，在东部平原区径流方向转向东北，由于水力坡度的逐渐减小，地下水流动速度也逐渐减慢，并最终从河北省邱县地区流出。

在东部平原区内部，由于长时间的地下水超采形成的漏斗改变了地下水原来的径流方向，从而形成地下水从漏斗外部向漏斗中心流动的局部径流态势，如图2。

图2 地下水位埋深等值线

本文中地下水动态分析是基于邯郸东部平原区70个地下水监测点2007～2016年间的监测数据资料开展研究。监测点分布覆盖了邯郸东部平原所有14个县市（区）。按照水资源分区，将其划为滏西平原区、黑龙港平原区、漳卫河平原区和马颊河平原区4个3级流域评价区进行分析。

2.1 滏西平原区地下水位动态变化

邯郸滏西平原区2007～2016年10年间，地下水位较高，在27～33m之间，总体呈下降趋势，平均下降速率0.28m/a，在2008年出现最高水位32.17m；2009～2015年间地下水位下降速率较快，2015年后出现缓慢回升，如图3。

图3 滏西平原区地下水位动态变化

选取滏西平原区具有代表性的3个监测点进行对比分析，各监测点地下水水位动态变化均与滏西平原区总体变化趋势相同，呈现下降趋势，各监测点地下水位高度差距较大，位于严重超采区的监测点，如肥乡辛安镇地下水位下降较缓趋于稳定，如图4。

图4 长巷营、新安镇和莲花口地下水位动态变化

2.2 黑龙港平原区地下水位动态变化

邯郸黑龙港平原区2007～2016年的10年中地下水位在21～25m之间，总体呈下降趋势，相比滏西平原区地下水位波动幅度较大，下降速率较缓，为0.15m/a，最高水位出现在2018年，为24.70m；2009年和2010年地下水位下降较快，2011～2014年地下水位动态变化较为平缓，2015年后地下水位有所回升，如图5。

图5 黑龙港平原区地下水位动态变化

本次选取黑龙港平原区具有代表性的3个监测点进行对比分析，地下水位动态变化趋势与黑龙港平原区总体趋势相同，各监测点地下水位高度差距相对较小，2015年后水位下降趋势皆有减缓或小幅回升，如图6。

图6 大马堡、元固和平固店地下水位动态变化

2.3 漳卫河平原区地下水位动态变化

邯郸漳卫河平原区在2007～2016年的10年中，地下水位变幅较大，在24～31m之间，总体呈下降趋势，下降速率为0.52m/a；2009年和2010年降幅较快，为1.48m/a。2015年后下降速度较缓，如图7。

图7 漳卫河平原区地下水位动态变化

本次选取漳卫河平原典型监测点进行分析，其地下水位变幅与漳卫河平原总趋势相同呈下降趋势，但地下水位较高地区，如临漳陈村监测点地下水变化趋势与总趋势相近；而地下水位较低地区，如魏县东楼底、大名马庄监测点降幅较缓，如图8。

图8 陈村、东楼底和马庄地下水位动态变化

2.4 马颊河平原区地下水位动态变化

邯郸马颊河平原区2007～2016年10年间地下水位变幅较小，维持在18m左右，总体平稳，略有下降趋势，如图9。其中大名后消灾、杏现和北峰3个监测点，地下水位动态变化趋势与马颊河平原区总体相同，各监测点地下水位高度差距小，如图10。

图9 马颊河平原区地下水位动态变化

图10 后消灾、杏现和北峰地下水位动态变化

3 地下水动态变化影响因素分析

地下水位在大气降水、地形地貌、地质构造、岩性等自然因素和灌溉、人工开采等人为因素的综合作用下，处于不断变化之中，而其中大气降水和人工开采是最主要的影响因素［8-9］。

20世纪80年代邯郸市开始对地下水进行开采利用，之后随着经济发展与人口增加，地下水的开采规模和强度不断增加，邯郸东部平原是重要的农业基地，其地下水开采以浅层地下水为主，约占平原区地下水开采总量的70%，致使一些地区长期处于超采状态，从而进一步形成了地下水位漏斗。

邯郸东部平原区地下水人工开采是影响其地下水位变化的重要因素。图11为邯郸东部平原10年间地下水开采情况。

图11 邯郸东部平原地下水开采量

由图11可看出，从2014年起东部平原区地下水开采量呈逐年减少趋势，这是由于邯郸自2014年开展了地下水压采项目，从而使得东部平原区地下水位下降速度明显减缓，如图12。

图12 邯郸东部平原降水量与地下水位年际变化

大气降水是地下水补给的主要来源，本次对2007～2016年邯郸东部平原降水量与地下水位年际变化情况进行分析，由图12可看出，邯郸市东部平原区降水有显著空间分布不均和年际变化较大特点。地下水位动态变化趋势与降水量变化情况基本相同，但地下水位变化在时间上存在一定滞后性。对比年际降水量差异性较大的黑龙港平原区和差异性较小的滏西平原区，可以看出，两地的地下水位年际变化波动受降水量波动的影响。此外，对比马颊河平原区与漳卫河平原区的地下水位变化情况，可以看出地下水位较高、埋深较浅的地区受降水量变化影响更为显著。