浅析郑州市地下水动态变化规律

□ 孟春丽 □李 骚 □郭 辉（河南省郑州水文水资源勘测局）

1 自然地理及地质概况

1.1 气候特征

郑州市属北温带大陆性季风气候，冷暖气团交替频繁，春、夏、秋、冬四季分明。年平均气温14.30℃，全市多年平均降水量635.60mm。

1.2 河流水系

郑州市地跨黄河、淮河两大流域，总面积7446.30 km2。全市有大小河流124条，流域面积较大的河流有29条，其中黄河流域6条，淮河流域23条。

1.3 地形地貌

郑州市地形地貌复杂，横跨我国第二级和第三级地貌台阶。地形总体上由西南向东北倾斜，形成高、中、低三个阶梯，由中山、低山、丘陵过渡到平原，山区丘陵与平原分界明显。根据地貌特征和成因，全市可划分为5个地貌小区：东北平原区、东南沙丘垄岗区、冲积倾斜平原区、低山丘陵区、西南部群山区。

1.4 地质概况

全市分嵩箕山侵蚀构造中低山裂隙岩溶水水文地质区；伊洛河断陷盆地冲洪积空隙水水文地质区；嵩箕山前冲洪积倾斜平原空隙水水文地质区及黄河冲积平原空隙水水文地质区四部分。

2 地下水动态变化规律及特征分析

2.1 地下水动态年内变化规律

随着各年降水量及开采量不同，地下水的年内动态变化有较大差异，但是从长期资料分析还是有明显的规律性可循。从全区历年（1972-2013年）各月地下水埋深平均值看，郑州市地下水埋深年内变化特征呈现一升一降变化规律。一般从每年6月份以后地下水位开始上升，这段时期由于进入主汛期，降水量较大，地下水补给较为充分，农业灌溉次数相对较少，故地下水位上升；次年2月份以后至6月份，这个时段降水量较小，地下水补给少，加上工农业及人畜用水量特别是农业灌溉用水量大，地下水埋深逐渐加大，水位降低，至6月份达到峰值。详见图1。

图1 郑州市浅层地下水多年月平均埋深图

从各县市地下水埋深变化情况看，大致与全区地下水平均埋深相似，但也有一定的区域性差别。除新密市、新郑市、荥阳市三地区地下水多年平均埋深最大值出现在7月份以外，其余各地市埋深最大值均出现在6月份。埋深最小值出现的时间差别不大，除登封市埋深最小值出现在9月份以外，其余各县市均出现在1月份。

2.2 地下水动态年际变化规律

从近40年的地下水实测资料分析看，地下水的年际变化与降水量的多年周期性变化规律基本一致，即丰水年地下水位上升，平水年较为稳定，枯水年则地下水位埋深增加，水位下降。多年来地下水位虽然有升有降，但是总体还是呈下降趋势。全市2013年地下平均水位与1972年相比，下降22.53m。水位下降最大的是新密市，平均下降29.81m；其次是荥阳市，13.61m；其余地市均有不同程度的下降。从全区历年地下水平均埋深变化趋势上分析，地下水埋深变化呈阶梯型变化。自1972-2013年，大致分为10个阶段。在这10个阶段中，地下水位明显下降的有5个阶段，即 1972-1978年、1980-1982年、1984-1989年、1991-1999年、2004-2010年。在1972-1978年期间，由于此阶段刚刚开始观测地下水位，有部分地区没有实测资料统计，此阶段从其他县市原始记录可以看出地下位是下降的。1980-1982年期间，地下水埋深由1980年的15.84m上升到17.77m，地下水位下降了1.93m。这是因为1981年降水量偏小，地下水因降水入渗补给量小，地下水严重超采导致；1991-1999年期间，随着城市发展，人口规模增加，供水需求加大，打井数量急增，地下水开采量增加，导致地下水位平均下降9.62m；2004-2010年期间，地下水开采量均在10亿m3以上，连续高强度的开采，7年间地下水平均水位下降9.38m。水位上升的有5个阶段即1978-1980年、1982-1984年、1989-1991年、1999-2004年、2010-2013年。1978-1980年和1982-1984年这两个时段地下水位小幅度上升，上升分别是1.13m和1.20m。这两个阶段之所以水位上升是因为这期间降水量偏丰，地下水补给充分所致。1999—2004年期间地下水位上升1.85m，这是由于2003年普降大雨，全市年平均降水量达1016.50mm，为多年平均降水量的165%。充足的降水使得地下水补给较为充分，农业灌溉开采量减少，从而使得地下水位上升较为明显。详见图2。

图2 郑州市浅层地下水年平均埋深示意图

3 地下水资源量变化分析

地下水存储量与地下水埋深状况相一致，地下水埋深小，水位高，存储量就多；地下水埋深大，水位低，存储量就少。详见图3。以郑州市最近10年的资料分析，2002年全市地下水平均埋深为29.28m，2012年全区地下水平均埋深则为35.54m，水位下降6.26m，相应的2002年地下水存储量为9.86亿m3，2012年为7.82亿m3，10年间地下水存储量减少2.04亿m3；储水模数也由2002年的13.20万m3/km2减少为12.10万m3/km2，平均年减少0.11万m3/km2。10年间共开采地下水119.71亿m3。详见图3。

4 地下水开发利用分析

从全市开采水平看，20世纪70年代地下水开发缺乏统一规划，原因是生活、工农业用水主要以地下水为主，水利设施发展较快，打井数量急剧上升，但是技术落后，水资源浪费严重，导致地下水开采量也随之增加；80年代，市政府成立节水办公室以后，对地下水开采实行限制措施，加大了引黄供水量，减轻了地下水的供水负担，致使地下水呈现缓慢的回升；90年代以后，工农业发展较快、城市规模迅速扩大，需水量急剧增加，导致开采量逐年加大，地下水位下降，致使郑州市区五里堡、新郑市区和中牟县城区漏斗面积逐渐增大。另外降水也是影响地下水开采量变化的主要因素。从最近10年的全市年平均降水量与年开采量关系图上可以看出，降水量大，农业灌溉用水量就少，开采量相应就少；反之，降水量小，开采量就大。见图4。5建议

图3 郑州市地下水年平均埋深与存储量对比图

图4 郑州市年降水量与开采量对比图

从1972年以来地下水动态变化分析看，地下水呈明显的下降趋势。为提高水资源开发利用水平，满足全市对地下水综合开发利用的要求，使地下水更好的为郑州市的工农业生产服务，一定要加强地下水管理力度，做到开源节流、内外结合、多蓄少污、量质并管。并尽量做好如下工作：一是大力加强水法宣传，提高全民认识，加强水资源费征收工作；二是大力开展节约用水宣传工作，本着开源节流的原则提高工业单位重复利用率，降低耗水量，农业要推广节水技术，改革灌溉方式，调整种植结构，进一步提出用水办法，做好水资源保护措施；三是强化水资源管理，严格控制超采规模，加大超采处罚范围；四是近年来地下水污染破坏了水的功能，加剧了水资源供需矛盾，所以一定要严格控制排污量，依法保护地下水水质；五是加大投资力度，兴建水利工程设施，发挥水利工程作用，充分拦蓄地表水，补充地下水；六是水资源的开发利用应与保护同步进行，切不可盲目上项目、乱开采，积极开展建设项目水资源论证工作。