朝阳市地下水资源动态变化与影响因素分析

那荣越

(辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，沈阳 110006)

0 引 言

近年来，朝阳市凭借其独特的地理优势和环境条件快速发展经济，各行业对水资源的需求急剧增大，地下水作为一种战略资源对广大群众生活和经济发展发挥着不可替代的作用[1-3]。然而，近期频繁发生的水污染事件以及连续多年的过度开发，对地下水的可持续利用已构成严重的威胁。因此，全面掌握区域地下水动态变化特征，坚持可持续开发利用逐渐成为水资源保护的重要内容。文章以朝阳市2006-2020年地下水资源数据为依托，深入分析了近15年地下水的变化规律及其影响因素。

1 水文地质概况

实际上，岩性、地质构造、地形地貌和气候条件等因素均可在一定程度上影响地下水资源的分布。结合实际分布特征，可以将朝阳市地下水划分成东南部、中部、西北部3个独立的单元，各水文地质单元的富水性特点及所含水系如下：

1)东南部潜水区。该区域断裂发育，变质岩及岩浆岩发育而成的断块山地向沿河冲击平原、山间平地倾斜，这种地质构造对地下水的运动和蓄存条件起着控制作用，地下水属于激烈循环的岩溶水及裂隙潜水，主要补给来源为融水和降水。根据不同的成因，可以将该区地下水分成第四系砂砾石、砂层承压水和山间盆地洪积、冲击含水层潜水。

2)中部潜水区。在凌河地堑上中部水文地质单元推积有松散状厚层岩系，地下水具有良好的储存条件，所以拥有丰富的储藏量。中部的地下水包括砂砾层中潜水、冲积扇砂卵层中潜水和第四系冲积平原砂粒层潜水等。

3)西北部潜水区。地形地貌与该区地下水密切相关，在很大程度上控制着地下水的排泄、径流、补给和埋藏。地下水在下切深、沟谷多的地方埋藏较深，补给来源以大气降水为主，水量相对匮乏，在空间分布上基岩裂隙水极不均衡。

2 地下水资源动态变化

2.1 地下水资源量与水资源总量变化

朝阳市境内河网水系密布，主要有老哈河、青龙河、小凌河、大凌河4大水系，受多种因素影响水资源总量变化较大，时空分布极不均衡，2006-2020年水资源总量如图1。其中，2013年水资源总量达到25.12亿m3的最大值，2008年达到11.53亿m3的最小值，多年平均水资源总量16.72亿m3。总体而言，朝阳市近15年的水资源总量变化规律与地表水资源变化基本一致，并且地表水量整体大于地下水。此外，地下水资源量的增减不明显，近15年处于相对稳定状态。

2.2 浅层地下水位变化特征

朝阳市东南部、西北部和中部3个独立水文地质单元的水资源利用方式各具特点，浅层地下水位变化如图2。以2006年为基准，除2014年外东南部浅层地下水位整体呈上升趋势；2006-2010年中部浅层地下水位有所下降，2010-2020年又逐渐升高，截至2020年地下水位上升近1.0m；从2006年西北部浅层地下水位呈波动下降趋势，截至2020年下降近0.5m。

图1 朝阳市地下水资源变化特征

图2 朝阳市地下水位变化特征

2.3 地下水开采供水量变化

结合朝阳市水资源利用情况，地下水属于朝阳市居民生活和工农业生产用水的主要组成部分。随着经济的快速发展，朝阳市总供水量呈现出逐年增大的变化趋势，从2016年的3.18亿m3波动上升至2020年的5.02亿m3，总供水量明显增大。其中，地下水占总供水量的85%左右，并表现出波动上升趋势，如图3。总体上地表水供水量相对稳定，并有小幅上升趋势，在总供水结构中地表水供给量所占比例有所增大，这主要与朝阳市实施最严格水资源管理、地下水开发保护等政策相关，为缓解地下水的过度开发应加强对地表水的开发利用。

3 地下水资源量影响因素

3.1 地下水影响因素分析

“收”、“支”是影响地下水资源量的两大因素，“收”主要是指对地下水的补给，主要控制因素有河流侧向补给、灌溉、大气降水等，其中最关键的影响因素是大气降水；“支”主要是指对地下水的开发利用供给[4-6]。

图3 朝阳市水资源供给量变化特征

图4 朝阳市地下水资源量与降水量的关系

由图4可知，全市降水量较高的年份有2007年、2009年、2013年和2019年，降水量较高年份的地下水资源量有明显峰值。全省降水量较低的年份有2008年、2010年和2018年，年水量较低年份的地下水资源量有低值。所以，地下水资源量受大气降水的影响显著。此外，全市地下水开采供给量较高的年份地下水资源量较低，在开采供给量较小的年份地下水资源量相对较高，但大气降水对地下水资源的影响要明显高于地下水开采供给量[7-11]。

3.2 地下水影响因素模型

为探讨地下水资源量受地下水开采供给量、降水量的影响程度，对朝阳市2006-2020年地下水开采供给量、降水量与对应年份的地下水资源量的相关性利用SPSS软件进行分析，如表1。从表1可知，地下水资源量与降水量具有极显著的正相关关系，相关系数R为0.881；地下水资源量与地下水开采供给量存在显著负相关关系，二者的相关系数R为-0.384。

结合相关性分析结果构建二元线性回归模型[11]，即Q=-31.948+0.185P+0.720W。其中，Q、W为地下水资源量(亿m3)和地下水开采供给量(亿m3)；P为降水量(mm)。然后利用已建模型估算朝阳市地下水资源量，如表2。结果显示，地下水资源量实际值与模型估计值高度吻合，该模型具有较好适用性，能够客观准确的反映区域地下水资源变化趋势。

表1 模型参数

表2 二元线性回归模型估计值

4 结 语

1)2006-2020年，朝阳市年际地下水资源量变化较少，东南部浅层地下水位整体呈上升趋势；中部浅层地下水位呈先下降后上升的变化趋势，西北部浅层地下水位呈波动下降趋势。近年来，由于朝阳市实施最严格水资源管理、地下水开发保护等有关政策，总供水结构中地下水供给所占比例有所下降，在一定程度上缓解了区域地下水的超采情况。

2)地下水资源量主要受地下水开采供给量和降水量的影响，利用开采供水量和降水量构建地下水资源量估算模型，结果显示实际值与估计值具有较高拟合度，该模型具有较好适用性，能够客观准确的反映区域地下水资源变化趋势。