富平县地下水位动态变化分析

柴 娟，曹苗苗，刘 莎

(1.陕西省地下水保护与监测中心，陕西 西安 710003；2.汉中水文水资源勘测中心，陕西 汉中 723000)

地下水是水资源的重要组成部分，是居民生活、城镇公共、工业建设及农田灌溉的重要水源，尤其在地表水匮乏的地区，地下水作为当地主要供水水源，是人们赖以生存的宝贵资源[1]。富平县属于资源型缺水地区，地表水资源相当匮乏，长久以来过度依赖地下水，地下水的开发利用保证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基础条件。然而，随着地下水的过量开采，负均衡状态长期存在，尤其在石川河阶地区已经形成了区域性地下水超采区。本文对富平县地下水位动态变化进行了分析，对该地区地下水超采区治理及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

富平县位于陕西省关中平原北部、渭南市西北角，地处东经108°57′～109°26′，北纬34°41′～35°06′之间。东临渭南市蒲城县和临渭区，西连咸阳市三原县和铜川市耀州区，南接咸阳市三原县和西安市阎良区，北邻铜川市王益区、印台区。县境南北长47.65 km，东西宽34.45 km，总面积1 242 km2。属暖温带大陆性半湿润半干旱季风气候，昼夜温差较大，年均降水量533.2 mm。属黄河流域渭河水系。境内河流有石川河、赵氏河、温泉河及顺阳河，现均为季节性河流。

富平县地处关中平原与渭北黄土高原之间的过渡地带，地势西北高，东南低，北以桥山为依托，南有荆原为屏障，中部台塬起伏。由北向南主要分布为北部桥山余脉区、山前洪积扇区、黄土塬、河流阶地4个地貌单元。县境内地表大部分被第四系疏松沉积层所覆盖，前第四纪基岩仅在北山和黄土台塬切割冲沟中鲜有露头。地下因新生代松散碎屑岩类堆积深厚，蕴藏有砂砾石层孔隙水和黄土层孔隙水、裂隙水，境内70%的土地上覆盖着第四纪黄土，组织松散，极易接受大气降水及河、渠、水库及地面灌溉水的入渗补给，形成地下水(图1)。

图1 富平县平原区地貌类型及监测井分布图

2 水资源概况

富平县浅层水资源总量1.2亿 m3，东华街道页坡“380”岩溶水，日开采量15万 t，饮用水资源较为充足，但本县人均水资源量为263.5 m3，属贫水干旱县份，远不能满足工农业生产和人民生活的需要[2]。

3 地下水开发利用

富平县全县耕地面积733.33 km2，占全县面积的59%，是典型的农业大县，近年来工业也发展较好。当地水资源短缺，属资源型缺水，地表水和外来水源有限，农业灌溉和工业用水对地下水的依赖程度较高。石川河阶地区工农业较发达，为县域内主要经济活动区域，据历史资料，阶地区开发利用地下水始于20世纪60年代中后期，最初开发利用程度较低，地下水位埋藏浅，随着用水需求不断增大，井数不断增加，井深也逐渐加深，至70年代井深一般在100 m以内。到1978年，石川河阶地区地下水开采量就达到4 015.36万 m3/a，其中农业开采量3 311.94万 m3/a，工业开采量703.42万 m3/a[3]。进入80年代中后期，由于高强度、持续开采地下水，造成地下水开采量长期居高不下，地下水位持续下降，水量逐渐减小，在一级阶地后缘二级阶地100 m以内的浅机井基本报废，逐步形成了现今富平地下水超采区[4]。

根据2007-2019年富平县供用水量(图2和图3)，近十三年来，随着经济社会发展，富平县总的供用水量呈上升状态。从2010年开始，地下水开采量稳中略有下降，地下水占总用水量比例下降到50%以下。富平县城镇公共和居民生活用水基本均来自地下水，林牧渔畜地下水用水量占比基本稳定在60%～70%，工业用水由于加大地表水利用，农田灌溉由于减少地下水开采量，地下水用水量占比均呈不同程度的下降。

图2 富平县供水量分析

图3 富平县农林工业地下水占总用水量比例

4 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[5]。富平县地下水总体流向与地形起伏相一致，由山前洪积扇、黄土塬向石川河阶地排泄，大致由西北向东南方向排泄。

不同地貌单元的浅层地下水，由于补给和开采程度的不同，在不同时段显示出不同的动态变化特征。根据典型井(159、160和176)分析(图4)，近四十年来，洪积扇区地下水位在500～520 m波动，整体呈上升趋势；黄土塬区地下水位在440～460 m，1979-1990年呈稳定状态，1990-2006年呈下降状态，2006-2020年呈上升状态；阶地区地下水位在420～470 m，1985-2006年水位呈显著下降状态，2006-2014年水位趋于稳定，2014年以后水位有所回升。阶地区为富平县主要开采区，由于地下水开发历史悠久，负均衡状态长期存在，导致地下水位长期持续下降，近年来由于开展超采区治理工作，水位略有回升。

图4 富平县浅层地下水位多年动态曲线图

本次地下水位动态分析是基于富平县14处监测站1979-2020年地下水埋深资料开展进行的，由于系列较长，各监测站不同程度存在数据缺失的现象，最终选用了9处典型井参与分析，按地貌类型，阶地区3处，黄土塬区3处，洪积扇区3处。

4.1 阶地区地下水位动态变化分析

40年来，富平县阶地区3处典型井埋深分布在28～72 m，地下水位总体呈显著下降趋势(图5)。159井1980-1985年和2012-2020年地下水位呈上升状态，上升速率分别为2.00 m/a和1.26 m/a；1986-2006年地下水位呈下降状态，下降速率为2.06 m/a；2006-2012年地下水位呈稳定状态；180井1983-2003年、2006-2012年地下水位起伏不大，呈稳定状态；2003-2006年和2012-2014年地下水位呈下降状态，下降速率分别为3.25 m/a和1.66 m/a；2014-2020年呈上升状态，上升速率为0.94 m/a；189井1987-2006年地下水位呈下降状态，下降速率为0.99 m/a；2006-2014年地下水位呈稳定状态；2014-2020年地下水位呈上升状态，上升速率为1.26 m/a。

图5 阶地区地下水埋深动态曲线

根据相关资料(图6和图7)，阶地区平均地下水位1979～1981年呈下降趋势，1981-1985年呈上升趋势，1985-2006年呈下降趋势，2006-2014年趋于稳定，2014-2020年呈上升趋势。阶地区地下水开采量1980-1984年逐年下降，1985-2002年开采量较大，其中1985-1991年总体呈增长趋势，1992-1996年呈下降状态，之后到1999年较稳定，2000年突增，随后又处于显著下降状态；2003-2012年地下水开采量与历史地下水开采量相比有较大的回落，但期间内呈弱上升趋势。

图6 阶地区地下水埋深与开采量年际变化图

图7 阶地区地下水埋深与降水量年际变化图

1979-1989年和1992-2000年，阶地区平均地下水位变化与降水变化相关性较好，二者基本同步。1989-1992年和2000-2015年，由于开采量影响较大，阶地区平均地下水位变化与降水变化相关性差。2015年以后，由于开采量减少，阶地区平均地下水位与降水变化有一定相关性。

4.2 黄土塬区地下水位动态变化分析

40 a来，富平县黄土塬3处典型井埋深分布在10～50 m，地下水位总体呈弱下降趋势(图8)。靠山黄土塬区域172井和176井1979-1985年地下水位出现短暂的回升阶段；172井1986-2001年地下水位呈下降状态，下降速率为1.69 m/a，2002-2020呈地下水位呈上升状态，上升速率为0.85 m/a；176井1987-2006年地下水位呈下降状态，下降速率为0.78 m/a，2006-2012年地下水位基本稳定，2012-2020有所回升，上升速率为0.86 m/a。临近河谷黄土塬区域190井1992-2013年地下水位呈下降状态，下降速率为0.70 m/a；2014-2016年呈上升状态，上升速率为1.35 m/a，之后趋于稳定。

图8 黄土塬区地下水埋深动态曲线

4.3 洪积扇区地下水位动态变化分析

40 a来，富平县黄土塬3处典型井埋深分布在19～40 m，地下水位总体呈稳定趋势(图9)。洪积扇扇顶区域的165井和184井，近40 a来水位较平稳，尤其是1979-1994年和2006-2014年；洪积扇扇缘160井1979-1992年地下水位呈上升状态，上升速率为1.04 m/a，1997-2001年呈下降状态，下降速率为1.61 m/a，2002-2020年呈持续上升状态，上升速率为0.66 m/a。

图9 洪积扇区地下水埋深动态曲线

5 结语

富平县水资源短缺，属资源型缺水，境内地面径流产流少，主要河流均属季节性河流，近年来几近干枯，外来水源又有限。当地主要产业为农业，次之为工业，均属大耗水行业，水量供需矛盾较大。地下水是当地居民生活、城镇公共唯一来源，也是农业和工业的主要供水水源。阶地区为富平县主要开采区，负均衡状态长期存在，导致阶地区及周边地下水位长期持续下降，2010年以后，富平县加大地表水利用，地下水开采有所控制，加之超采区治理，阶地区及周边地下水位有所回升，但由于地下水含水层疏干面积和疏干厚度大，恢复所需历时较长，回升不明显。为尽快开展富平地下水超采区治理，填补负均衡，缓解水资源短缺局面，必须依靠外来水源，尽早落实调水方案，加大措施，实施地下水人工调蓄，增大地下水补给途径，进而有效涵养地下水资源。