宋中海
(河北省保定水文水資源勘測局,河北 保定071000)
保定市轄區(qū)位于華北平原中部,地勢自西北向東南傾斜,西靠太行山脈;京廣鐵路以東地勢平坦,海拔在10~30 m之間,保定東部有“華北明珠”之稱的白洋淀。
保定市東部平原屬于太行山東鹿北段山前傾斜平原,屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),夏季炎熱,多年平均氣溫12.5℃,最高氣溫在43℃以上;多年平均降水量537.9 mm,6~9月降水量占全年降水量的80%以上,降水年際變化極不均勻,豐水年與枯水年相差6倍之多。
根據(jù)地下水動態(tài)主要影響因素及其特征,地下水年內(nèi)變化,可分為三個時期;4~6月是水位下降期,此期間少雨或無雨,缺乏降雨入滲補給,大量開采地下水進行農(nóng)業(yè)灌溉,地下水位大幅下降;7~9月是水位上長期,降水集中,地下水得到大量入滲補給,農(nóng)業(yè)開采量相對較小,地下水位大幅度上升;10月~次年3月為水位調(diào)整期,10~11月由于降水減少,以及11月末的小麥冬灌,地下水位波狀下降,12月~次年3月較長時間無農(nóng)業(yè)開采,地下水位緩慢上升。地下水位最高值,平水年、枯水年出現(xiàn)在調(diào)整期末,豐水年出現(xiàn)在上升期末。
1975~2008年根據(jù)地下水的年際變化特點劃分為以下幾個階段,1975~1980年進入回升階段,回升速率是0.09 m/a;1980~1985年步入下降階段,下降速率是1.08 m/a;1985~1995年進入持續(xù)下降階段,下降速率是0.16 m/a;1995~2008年進入大幅下降階段,下降速率是0.82 m/a。見圖1,保定市1975~2008年地下水埋深變化過程線。
地下水流向由高水位向低水位方向流入。以京廣鐵路為界,鐵路以西,曲陽~唐縣~順平及易縣~定興部份~徐水部分,分別以兩個方向向保定市滿城漏斗匯入;鐵路以東,定州市~安國~博野,向高蠡清漏斗匯入;以涿州市~高碑店東部向雄縣里合莊及米北下降平原匯入。
白洋淀所在區(qū)域水位較高,地下水流向呈發(fā)射狀,向西流入保定市滿城漏斗,向南流入高蠡清漏斗,向東北方向流入雄縣里合莊、米北地下水下降區(qū)。
圖1 保定市1975~2008年地下水埋深變化過程線
根據(jù)地下水動態(tài)的影響因素,地下水動態(tài)劃分為三種類型:降水入滲~開采型,降水入滲~污灌、渠滲型,河道影響水文型。
此種動態(tài)類型主要是由于工農(nóng)業(yè)開采影響,年水位下降變幅枯水年1~6 m,豐水年1~4 m。工業(yè)開采影響主要位于保定市城區(qū)及地下水超采區(qū)域,多年地下水水位呈緩慢下降狀態(tài)。農(nóng)業(yè)開采主要是分布于廣大農(nóng)村,年水位變幅較大。鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)規(guī)模較小,用水量少,對地下水動態(tài)影響不大。位于漏斗區(qū)范圍內(nèi)的地下水位動態(tài)受常年較穩(wěn)定的工業(yè)開采影響,同時又受季節(jié)變化的農(nóng)業(yè)開采影響,所以動態(tài)特征同時具備工業(yè)開采和農(nóng)業(yè)開采型動態(tài)特征。如:滿城縣馬廠站,位于大冊營造紙工業(yè)園區(qū),同時又在大田中,地下水水位受工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水影響。2008年馬廠站地下水位埋深過程線,見圖2。
圖2 2008年040913號 馬廠 站地下水位埋深過程線圖
此種動態(tài)類型,分布于保定市區(qū)西北郊污灌反漏斗范圍內(nèi),地下水水位受污灌入滲影響,同時又和降雨有關(guān)。如滿城縣東莊站地下水位變化通其他站有不同的走勢,主要受漕河污水影響,通過渠滲側(cè)向補給,使地下水埋深不斷變小。詳見圖3,2008年東莊站地下水埋深過程線。
圖3 2008年040904號 東莊站地下水位埋深過程線圖
此種類型地下水監(jiān)測井,位于河道沿岸,地下水位主要受河道水位影響,距離河道遠近影響也不同,距離河道越近,受影響越大,地下水水位和河道水位的變化有很好的一致性,反之受河道影響就小,如果監(jiān)測井處在大田中,還要受農(nóng)業(yè)開采影響,東茨村站位于白溝河沿岸就是此種類型。詳見圖4,2008年東茨村站地下水埋深過程線。
圖4 2008年040212號 東茨村 站地下水位埋深過程圖
地下水的動態(tài)類型除受地下水開采和補給因素影響外,還受水文地質(zhì)條件差異的影響。
保定市平原區(qū)地下水位動態(tài)主要為降水入滲~人工開采型,所以地下水變化主要受降水和人工開采影響,同時河道側(cè)滲、灌溉回歸、山前側(cè)向流入、流出及潛水蒸發(fā)等對地下水動態(tài)也有一定影響。
表1 平原區(qū)降水量統(tǒng)計表 mm
表2 平原區(qū)年平均徑流量 億m3
表3 平原區(qū)年平均地下水均衡表 億m3
從表1可以看出,在五六十年代降水相對較多,面平均降水有4次超過800 mm,最大一次出現(xiàn)在1954年,面平均降水量超過1 000 mm,徐水監(jiān)測點達到1328.7 mm;63年面平均降水量達到920.6 mm,順平監(jiān)測點達到1 677.9 mm,但進入70年代以后,降水相對五六十年代明顯減弱,最少年份面平均降水量只有345mm,個別監(jiān)測點只有200 mm左右,特別是大規(guī)模降水更為稀少,對地下水補充相對減弱。又由于在1958年到1963年之間,保定市相繼建設(shè)了大小水庫94座,從表2可以看出,進入70年代后,降水的減少,水利工程的攔截,減少了下游河道徑流量,1955到1960年之間年平均徑流量分別是八十、九十年代的10.3倍和5.8倍,隨之也減少了河道側(cè)滲對地下水的補給。
70年代年均開采地下水21億m3左右,補給與開采基本相等。從表3可以看出,進入80年代后,由于工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,對地下水的開采量逐年加大,從80年代初期年均開采22.7億 m3,到90年代后期年均開采 29.2億 m3,2000年實際開采30.7億m3。但年均對地下水的補充維持在17~26億m3,進入90年代后期年均補給只有19億m3左右。從81年到2000年累計開采地下水513.6億m3,累計補充地下水僅有 430.1億 m3,多開采了 83.6億 m3,折合成水深為759.8mm。由于保定市區(qū)工業(yè)用水主要是取用地下水,市區(qū)地下水位從1975到2000年累計下降13.51m,平均每年下降0.54m,而全區(qū)平均累計下降 9.59m,平均每年下降0.38m。
由此可見,城市地下水位下降速度大于農(nóng)村。為遏制地下水位的下降,減慢城市地下水位下降速度,關(guān)閉企業(yè)自備井,必須減少對地下水的超采。2001年保定市區(qū)開始引用西大洋水庫的水,同時關(guān)停部份自備井,使地下水下降速度有所緩解。
從對地下水的需求來看,農(nóng)業(yè)對地下水的開采量占總開采量的80%以上,所以要想遏止地下水位大幅度下降,必須建立節(jié)水農(nóng)業(yè),發(fā)展噴灌技術(shù),增加農(nóng)業(yè)科技投入,種植用水少高產(chǎn)出的優(yōu)良品種。
在節(jié)能減排的今天,利用經(jīng)濟杠桿,控制工業(yè)的用水量,提高中水的利用率,減少對地下水的開采。
增加節(jié)水意識,調(diào)動人們節(jié)約用水的積極性。適當(dāng)調(diào)整水價,使水價的調(diào)整與經(jīng)濟的發(fā)展同步,讓節(jié)約用水的意識深入人心。
加強地下水動態(tài)監(jiān)測,通過水資源評價,《水資源通報》、《水資源公報》等為各級領(lǐng)導(dǎo)對水資源開發(fā)利用決策提供技術(shù)支撐。