泰安市2019年地下水资源量动态变化规律分析
2021-12-09张忠科
李 军,张忠科
(泰安市水文局,山东 泰安271000)
泰安市位于山东省中部的泰山南麓,地形自东北向西南倾斜,东部为鲁中山区的一部分,山脉呈“E”型分布,向西延伸,河谷平原交错其间,中部为广阔平原,西部多低山丘陵,西南部为平原,间有洼地,湖泊。
1 地下水资源量计算
地下水资源量通常用地下水的补给量来表示,其补给来源包括大气降水入渗补给、地表水体补给、山前侧渗补给、井灌回归补给等。根据泰安市2019年各分区降雨量计算泰安市地下水资源量,按照地下水分区计算,全市平原区面积为2 864 km2,相应地下水资源量为4.412 7亿m3;山丘区面积4 898 km2,相应地下水资源量为4.538亿m3,扣除平原区与山丘区地下水资源重复计算量0.585 6亿m3,泰安市2019年地下水资源量为8.365 1亿m3。
按照行政分区计算,各县(市、区)地下水资源量分别为:泰山区0.478 4亿m3,岱岳区1.965 2亿m3,新泰市2.179亿m3,肥城市1.282 1亿m3,宁阳县1.348 4亿m3,东平县1.112 1亿m3。
大汶河区地下水资源量:大汶河区面积6 457 km2,地下水资源量为6.7713m3,其中各县(市、区)地下水资源量分别为:泰山区0.4784亿m3,岱岳区1.965 2亿m3,新泰市2.012 3亿m3,肥城市1.282 1亿m3,宁阳县0.280 7亿m3,东平县0.752 7亿m3。
湖东区地下水资源量:湖东区面积1 305 km2,地下水资源量1.593 8亿m3。其中新泰市0.166 7亿m3,宁阳县1.067 7亿m3,东平县0.359 4亿m3。
2 地下水开发利用情况
泰安市地下水用水量多年来一直占总用水量的50%以上。地下水用水可分为工业,农业和城镇乡村居民生活用水。2007—2018年泰安市平均降雨量为649.1 mm,2007—2018年地下水平均开采量为60 295万m3。泰安市2019年地下水用水情况如下:
2.1 工业用水
工业用水量为6 148.54万m3,占泰安市总用水量的5.98%,占地下水用水量的10.99%。伴随着最严格水资源管理制度的实施和科技进步,地下水工业用水量趋于稳定,逐步降低。
2.2 农业用水
农业灌溉主要是取用地下水,主要取自浅层地下水,井深一般在20~50 m之间。泰安市2019年农业用水量为40 160万m3,占全年用水量的39%,占地下水用水量的71.8%。
2.3 城镇乡村居民生活用水
泰安市全市常住人口564万人,其中城镇人口348.98万人,城镇乡村居民生活用水量为9 656.4万m3,占全年用水量的9.39%,占地下水用水量的17.25%。目前泰安市地下水用水量趋于稳定。
3 地下水水位变化情况
泰安市地下水用水量占总用水量比例较高,地下水的补给来源主要是降雨和农灌回渗和径流侧向补给。农业灌溉用水量占地下水用水量比例超过70%,地下水位受降雨和农业灌溉影响巨大。
根据泰安市2019年地下水位监测资料可以看出,在1~5月受降水、开采量、水位变化、滞后降雨等因素影响,区域地下水位呈不同程度下降状态;6~9月,随着汛期降雨量增加,泰安市水位整体呈现了上升趋势;10月以后,水位整体又呈现较平稳的变化趋势;从全年来看,地下水位整体呈现下降趋势,水位下降1.54 m。
从2019年全年降雨与地下水动态资料分析,1~5月份,泰安市降雨偏少,由于春灌等原因,导致地下水位下降,至5月底水位达到年最低值;随着汛期降雨量增加,地下水开采量减少,大部分平衡区地下水位开始慢慢回升,至9月底水位达到年平均最高值,汛后水位又逐渐平稳。这一实际情况与分析的开采量监测结果是一致的。
一般来说,降雨量大,地下水开采量较小。泰安市2019年平均降雨量为548.1 mm,地下水开采量为55 965万m3,地下水开采量与去年同期比增加4 411万m3,这是因为2019年降雨量比2018年偏少33.1%,农业灌溉用水增加所导致的。泰安市各县(市、区)不同基准段和年地下水水位变幅如表1。
表1 泰安市各县(市、区)不同基准段和年地下水水位变幅表
泰安市逐月1日地下水位变化趋势见图1。
图1 泰安市2019年逐月1日平均水位变化趋势
从图1中可以看出,1~5月份由于降雨稀少,地下水位呈明显下降趋势,6~9月份降雨量增加,农业用水比往年减少,水位上升,在8月底水位达到最高值,10月以后水位逐渐平稳,变化不大。
结合降雨实际情况,根据分析可以看出,本次采用的地下水位监测资料精度可靠,变化趋势合理,成果可信。绘制2019年泰安市降雨量与地下水位关系图见图2。由图2可知2019年泰安市地下水位随着降雨量变化而变化显著。
图2 泰安市2019年地下水位和降雨量关系图
1~5月份降雨较少,呈逐月增加的趋势,但是由于1~5月份农业灌溉比较多,加上前期降雨较少,泰安市地下水位呈下降趋势。随着6~8月降雨量大幅度增加,地下水位随之大幅度上升。
4 地下水开发利用与保护建议
泰安市地下水用水量目前日开采量达153.33万m3,在泰安市用水量中占比较大,农业灌溉用水量又占地下水用水量比例较大,占比高达70%。按照合理开发利用泰安市地下水水资源,更好地服务于泰安社会和经济建设,根据泰安市地下水用水量的特点,对泰安市地下水开发保护建议如下:
1)合理利用地下水资源,大力提倡农业节水灌溉,提高灌溉效率,有条件的地区可以采取滴灌的方式,并探索其他高效灌溉的方式。探索农业灌溉用水市场化运作方式,改变农业灌溉用水价格低廉,不利于节约的现状[1-2]。
2)进一步加强工业企业地下水取用水管理,尤其是自备井取水的管理,逐步实行管网用水,统一用水。提高工业用水效率,企业尽量减少取用地下水,提倡使用地表水、雨水、中水回用,采取无水少水工艺[3]。
3)充分利用南水北调工程取水用水,增加调水取用量,减少地下水开采量。对没有取水许可的地下水井进行清理,做封井处理[4]。