延安城区地下水动态及影响因素分析

赵建爱

(陕西省延安市地下水工作队，陕西 延安 716000)

延安城区地下水动态及影响因素分析

赵建爱

(陕西省延安市地下水工作队，陕西 延安 716000)

依据大量地下水监测及开发利用等实测资料，对延安城区地下水动态特征和规律进行分析总结，对影响地下水位的因素采取分类剖析，认为单纯从气象因素看，降水是影响地下水的最重要因素，蒸发次之;而人为开采因素则是地下水持续下降的根本影响因素。为今后该地区的地下水资源开发利用和保护提供科学依据。

延安城区;地下水动态;影响因素

1 概述

延安市位于陕西省北部，地处黄河中游，属于暖温带，冬季寒冷干燥，维持期长;春季气温快升多变，易有霜冻，多大风、风沙和浮尘天气，常有春旱;夏季温热，雨量集中，间有伏旱，多雷阵雨天气，偶有冰雹;秋季气温降低迅速，多雾，早霜出现，有阴雨天气。早晚温差较大，年均无霜期170 d，年均气温9.2℃，年均日照数 2 300～2 700 h，年均降水量 500 mm。地貌以黄土高原、丘陵为主。地势西北高东南低，平均海拔1 200 m左右。

2 地下水的赋存特征

延安城区以黄土梁峁为主，沟谷深切至基岩，补给条件差，排泄条件好，不利于地下水的储存，除较宽阔的河谷川道、黄土塬稍富水外，其他地区均属贫水区。依地下水赋存条件，可划分为松散岩类孔隙水和基岩孔隙裂隙水三种类型。

2.1 冲积层砂、砂砾卵石孔隙水

主要分布于延河等较宽阔的河谷川道区。含水层为中更新统至全新统的砂、砂砾卵石层，厚度3～30 m，水位埋深5～20 m，单井出水量600～1 200 m3/d。地下水补给主要来自降水及河水，水质好，矿化度多为小于1 g/L的淡水。

2.2 基岩孔隙裂隙水

延安城区大部分地区被黄土和冲湖积层覆盖，其地下水类型主要为厚层砂岩为主的孔隙裂隙水，含水岩层以中生界白垩系下统北洛河组砂岩为主，其次是侏罗系中下统延安组，含水层以厚层中粗砂岩为主，其间夹有薄层砾岩及含砾砂岩，以孔隙含水为主。上覆华池—环河组砂质泥岩，下伏宜君组坚硬砾岩，构成相对隔水的顶、底板，为洛河组砂岩自流水的形成提供了基本条件。大气降水、河水通过浅层补给深层，富水性随着潜水过渡为承压水，由弱变强，水的矿化度随埋深增大增高，由小于1 g/L过渡为3 g/L，单井出水量600～1 500 m3/d。

3 地下水位动态特征

地下水动态是指地下水位、水量、水质和水温等水文要素随时间和空间变化的现象和过程 。依据多年地下水水动态监测资料进行分析，归纳地下水的动态特征和规律。

3.1 地下水年内动态变化

冬春两季气温低，蒸发量和开采量较小，潜水消耗少，地下水位缓慢上升，为丰水期，地下水位最高值，平水年、枯水年出现在调整期末，丰水年出现在上升期末。4～6月是水位下降期，在此期间无雨或少雨，缺乏降雨入渗补给，农业又大量开采，使地下水位大幅下降;夏季降水量虽增多，但分布极不均匀，7、8、9三个月的降水量占全年降水量的 50%以上，多为大强度集中降水，入渗率不高，且气温高，蒸发和开采量均大，消耗了潜水，使潜水位下降，为枯水期。年内最高水位出现在11～1月份;最低水位一般出现在8月份。水位年内变化幅度在1m左右，局部地区可达2～3 m。见图1。

图1 延安城区地下水平均埋深年内变化图

3.2 地下水年际动态变化

2002～2010年地下水埋深的年际变化特点是总体呈现下降趋势，下降速率是0.42 m/a;下降速率较小，这表明进入21世纪以来，该地区地下水已经改变了过去那种快速逐年下降的趋势，图2中观测井的数据表明:2002年地下水埋深为15.4 m，2004年到 2007年连续下降 1.5 m 左右，2008年略微回升，之后基本趋于稳定。

图2 延安城区地下水平均埋深年际变化图

4 气象影响因素

气象因素是影响地下水动态的主要因素，降水和蒸发直接影响地下水的补给和排泄。在地下水动态变化中，降水和蒸发随时间的变化会引起地下水位、水量及水质随时间的变化，并发挥着截然相反的作用。气温影响降雨的形成和蒸发强度，从而间接影响地下水的动态变化。

4.1 降水

从年内看，降水对地下水动态的影响主要反映在6～9月，该时期降水集中、强度较大，降水量约占全年降水总量的70%。河谷区地形坡度较缓，径流不畅，再加上表层粘性土较薄，给降水入渗和储存提供了良好的条件。降水与地下水的动态变化联系极为密切，降水的变化直接影响着地下水动态的变化。地下水位变化极为缓慢，降水对地下水动态变化的影响相对滞后;7月初，地下水位呈现出明显的上升趋势，并随着降水量的增大逐渐增大，反映出与降水量良好的同步性;9月末，随着降水的逐渐减少，地下水位上升至最大值之后缓慢下降，直至次年的5月中旬，地下水位降至年度最低点。见图3。

图3 延安城区降水量年内分布图

从年际看，选用某站长系列降水资料进行频率分析后可知，该站2005年、2008年降水量为平水偏枯，2008年末地下水位比年初下降了0.48 m;2003年、2006年和2007年为丰水，从2006年年末到2007年年末的连续2个丰水年中，地下水水位持续上升了0.2 m。见图4。

图4 延安城区降水量年际变化图

由此可以看出，无论是降水的年内变化还是年际变化，都会直接影响地下水的动态变化趋势。当然，降水对地下水造成的地下水位的上升幅度、速度还受到这个区域的土壤颗粒组成、地下水位埋深、前期影响雨量、降水强度、地下水开发利用程度等相关因素的制约，但降水对地下水动态变化影响的总体趋势是一致的。

4.2 蒸发

延安城区地形坡度较缓，地下水埋深较浅，潜水蒸发是地下水自然消耗的主要方式，也是造成地下水位下降的一个因素。对比图1和图6，在6～8月，蒸发量处于最大时期，但由于降水入渗的影响，同时本时期地下水位处于较低水平，蒸发对地下水的影响很小。仅在春秋两季较短的时间内潜水蒸发对地下水的动态影响明显。

图5 延安城区蒸发量量年内分布图

从年际来看，近十年延安城区蒸发量有缓慢增高趋势，这与气温升高、降水减少等因素一起加剧了干旱的程度。与降水的变化对水资源量显著、直接的影响相比，蒸发量间接影响了水资源量的变化。此外，蒸发量增加必然伴随着气温随年代逐渐上升，高温干旱使农田、人畜用水增加等，导致地下水超支，水位下降。对比图2和图6可知，在延安城区蒸发量和地下水水位之间有反比关系，即随着蒸发量增高地下水水位逐年降低。

图6 延安城区蒸发量量年际变化图

4.3 水文因素

延安城区受河流切割较浅，河床透水性较好，在夏汛洪水和较高水位的情况下，河流水位高于地下水水位，河流对沿河漫滩区地下水形成垂直和侧渗补给，使地下水的动态除受大气降水入渗、潜水蒸发影响外，还受河水情势的影响。延河水位长年高于两岸漫滩区地下水位，在河流不断流情况下长年补给地下水，丰水期，河水位高于两岸漫滩区地下水位时，河水补给地下水;枯水期，河水位低于两岸漫滩区地下水位时，地下水补给河水。

5 人为影响因素

人为因素对延安城区地下水动态变化的影响主要体现在生产、生活大量抽取地下水，导致地下水位下降。在农业灌溉开采区，用水量的季节性变化较大，由于大量集中开采，地下水位会出现持续下降，但停止开采后，地下水位会逐渐得到恢复。在农业用水高峰期下降趋势明显，但随着降水入渗量的不断增加，地下水位会逐渐上升，历年年初地下水水位基本与年末持平。该区域地下水动态在丰枯变化趋势上比非开采区在时间上相对滞后30 d左右。这种现象与人工开采有关，人工开采改变了地下水的天然状态，5～7月，地下水开发利用量增幅较大，虽降水较为充沛，但降水入渗的增加量无法补偿开采量，即单位时间的排泄量大于补给量，地下水原有储存量被动用，使地下水出现短期下降趋势，人工开采占据主导地位。进入9月，由于土壤含水量饱和后形成稳定的地下水入渗径流，地下水的补给强度超出了排泄强度，降水入渗占据主导地位，原来借用的部分储存量得以返还，地下水出现上升的趋势。

在部分工业及城市生活开采区，由于地下水长期超采，致使地下水位持续下降而出现开采降落漏斗。在一些农业开发利用地下水较高的区域，由于遭遇连续枯水年和地下水开发利用的共同影响，地下水在灌溉期和非灌溉期都得不到有效补给，地下水位呈逐年下降趋势，很难恢复初始水位。

6 结语

延安地区具有独特的气候、地理和水文地质条件，因此使得地下水的动态变化有其自身的特点，地下水动态变化受到多方面因素的影响，这些因素之间又互相联系。在连续丰水年，降水入渗量较大，地下水位较高或处于饱和状态时，开发利用等人为因素对地下水位动态变化的影响较小。在枯水年或连续枯水年，降水入渗补给量减少，人工开采对地下水动态的影响较大。因此，人们应该及时了解和掌握其变化的特征和规律，随着气候变化改变自身的开采活动，以便对其进行科学利用和保护，实现该地区地下水资源的可持续利用。

P641.74

B

1004－1184(2012)05－0073－02

2012－07－02

赵建爱(1975－)，女，陕西扶风人，工程师，主要从事地下水监测站网建设及地下水分析评价工作。