渭南市近30年地下水位动态变化特征分析

2017-08-28 22:49郭军艳
地下水 2017年4期
关键词:渭北过程线渭南市

郭军艳

(陕西省渭南市地下水管理监测处,陕西 渭南 714000 )

渭南市近30年地下水位动态变化特征分析

郭军艳

(陕西省渭南市地下水管理监测处,陕西 渭南 714000 )

渭南市位于陕西省关中平原东部,为陕西省工农业重市。根据渭南市地下水位监测情况及地下水开发利用现状,收集该市近30 a地下水埋深及降雨量资料进行计算分析,按照地貌单元划分八个区域对地下水位变化特征进行具体分析,并对全市地下水位变化趋势进行研究,结果表明,渭南市地下水动态变化总体呈下降趋势。1985-2002年,由于开采量增大,地下水位呈缓慢下降趋势,年平均下降幅度为0.2 m。2003-2016年,地下水位基本平稳。通过对全市地下水位变化情况分析研究,为各级政府有关部门履行水资源管理、地质环境保护与地质灾害防治等职责提供技术支撑,防止因地下水超采或地下水位持续上升而引发生态环境问题。

地下水;动态变化;趋势分析;渭南市

1 区域概况

渭南市位于关中平原东部,黄河中游。东濒黄河与山西、河南相望;南倚秦岭与商洛地区毗邻;西邻西安、咸阳两市;北靠子午岭、黄龙山与铜川、延安接壤。地势以渭河为轴,南北高中间低东西开阔,呈“仰瓦状”,南北长约182.3公里,东西宽约149.7 km,总面积13 134 km2。全市辖1区、2市、8县,总人口约530.49万人,其中农业人口占全市总人口80%,种植业是全市农村的主导产业。全市多年平均降水量508.47 mm,降雨在时空分配上极不均匀,冬春少雨,夏秋多雨。地下水的补给来源主要为大气降水、地表水入渗及灌溉回归入渗,地下水的流向与地形的倾斜方向基本一致,即由南北向渭河,由河谷上游向下游方向运动,最后排泄于河流沟谷之中。

2 渭南市地下水开发利用现状及监测井网布设

2.1 渭南市地下水资源开发利用现状

全市地下水年总补给量为15.08亿 m3,剔除潜水蒸发量和矿化度大于2 g/L的水量,全市地下水有效资源量为11.63亿 m3。有效资源量地域分布不均。分布于黄龙山丘区2.12亿 m3,渭北台塬区2.71亿 m3,渭河平原区4.51亿 m3,渭南塬丘区1.14亿 m3,秦岭山区1.16亿 m3。

市内地下水可开采量为埋深小于100 m,矿化度小于2 g/L,井深小于300 m等条件下的水量,选用平均开采系数0.571,全市地下水可开采量为6.56亿 m3,占地下水有效资源量的56.4%。2011年全市总供水量156 276万 m3,其中地下水62 668万 m3,占总供用水量的40%。

水资源利用环境条件极差。(1)人均亩均水资源占有水平低,人均占有量仅380 m3,亩均230 m3,分别为全省水平的1/3和1/4,同时不足全国平均水平的1/6和1/8;(2)水、土资源比例失调;(3)降雨径流分配不均。造成了县城及工业水源地集中开采,形成地下水局部超采严重。

2.2 渭南市地下水监测井网布设情况

地下水监测是水资源管理的重要组成部分和前期基础性工作,是一项必须长期坚持开展的社会公益性事业。我市地下水监测工作开展较早,起始于于五十年代初,当时的井网主要布设在洛惠区和三门峡水库淹没区。一九七九年,根据省上统一安排,监测井网做了大的调整,在全市范围布设省、市监测井192眼。自监测工作开展以来,已积累了近三十年的监测资料,这些资料曾为编制《渭南市地下水资源开发利用规划》、《渭南市井灌区农业综合开发项目可行性研究报告》、蒲富三十万亩井灌区建设、大荔沙苑经济区建设等项目的实施提供了翔实而可靠的依据。研究成果为我市水利建设规划、抗旱、除涝、生态环境的保护与治理,地下水资源评价、地下水资源合理开发利用与管理以及城镇、工矿企业水源地的确定起到了不可低估的作用。目前由于种种原因,工作无经费,监测井老化缺损,年久失修,监测井数逐年下降,监测井数锐减,由原先布设的476眼,减少至2016年的243眼,比最初减少了233眼,单井控制面积由21.96 km2/眼,升至 43.01 km2/眼,而且主要分布在农村,为农灌服务。

3 各地貌单元分区划分及地下水位变化特征

根据渭南市地形地貌、地下水开发利用及重点城市分布等状况,将该市按照地貌单元分区划分为渭北黄土台塬丘陵沟壑区、渭北黄土台塬区、渭河平原阶地区、渭河南台塬区、蒲富三十万亩井灌区、大荔沙苑农业经济综合开发区、渭北“380”岩溶水及渭南城区、富平超采区和蒲城超采区八个区域进行地下水埋深变化特征进行分析。

3.1 渭北黄土台塬丘陵沟壑区

该区包括渭南市白水县、澄城县、合阳县和富平县、蒲城县部分地区,地下水位埋深大,地下水开发利用较为困难,地下水开采量较小。由图1所示渭北黄土台塬丘陵沟壑区地下水埋深过程线可以看出,该区1985~1993年地下水位整体呈缓慢上升趋势,1994年以后地下水位基本保持平稳。

3.2 渭北黄土台塬区

该区包括渭南市富平县、蒲城县、澄城县和合阳县的大部分地区,从图2所示历年地下水位平均埋深过程线看,1989年以前,地下水位变化呈上升趋势,1989年~2005年,由于工农业用水量增加,及洛河、石川河上游修库开发,造成河水径流量减小,影响地下水补给,导致地下水位持续下降4.12 m,年平均下降幅度为0.56 m。2005年~2013年,地下水位基本保持平稳。2013年至今地下水位又持续上升,上升幅度最高达1 m。

图1 渭北丘陵沟壑区近30 a地下水位埋深变化图

图2 渭北黄土台塬区近30 a地下水埋深变化图

3.3 渭河平原阶地区

该区主要包括临渭区、华县、华阴市的北部地区及大荔县南部地区,地下水位埋深较浅,降水入渗补给快。如图3所示,从历年地下水位平均埋深过程线看,1985年~2002年,由于工农业用水比较集中,开采量较大,地下水得不到及时补给,导致地下水位持续下降。2003年以后,受03·8强降水补给作用,地下水位回升明显,地下水位基本保持平稳。

图3 渭河平原阶地区近30 a地下水埋深变化图

3.4 渭河南黄土台塬区

该区主要包括渭南市潼关县大部分地区、华阴市孟塬镇、华县高塘和临渭区的东西两塬地区,主要农作物有小麦、玉米、苹果和梨等,灌溉、人蓄用水基本依靠地下水。如图4所示,从历年地下水位平均埋深过程线看, 2002年以前地下水位不断下降,2002年以后地下水位基本平稳。根据现有地下水埋深资料计算分析,该区域2002年地下水位平均埋深为22.39 m,与1985年地下水位平均埋深15.71 m相比,地下水位下降6.68 m,年平均下降幅度达0.37 m。

图4 渭河南黄土台塬区近30 a地下水埋深变化图

3.5 蒲富三十万亩井灌区

该区包括蒲城、富平两县的27个乡(镇),总面积1 178.52 km2,是我省粮食生产主要基地之一,农作物需水量主要靠井水灌溉。如图5所示,从历年平均地下水位埋深过程线看:2005年以前,由于1987年对“蒲富三十万亩纯井灌区”机井进行测试挖潜改造,测改机井3 382眼,地下水取水量增大,导致地下水位不断下降,2005年以后,受抽东雷抽黄灌区地表水补给较多,该区域机井运行多年,老化失修状况严重,地下水抽水量减少,地下水位基本保持平稳。

图5 蒲富三十万亩井灌区近30 a地下水埋深变化图

3.6 大荔沙苑农业经济综合开发区

该区位于大荔县洛、渭河之间,南北以两河为界限,东至大荔县韦林镇,西至临渭区孝义镇,总面积250 km2。虽然有洛、渭河的径流补给,但本区是农业经济综合开发区,农作物需水量主要靠井水灌溉,地下水开采量较大,不能及时得到补给,地下水位总体呈下降趋势(见图6)。

图6 大荔沙苑农业经济综合开发区近30 a地下水埋深变化图

3.7 渭北“380”岩溶水

渭北岩溶水系统属隐伏型地下水系,水文地质条件复杂。含水层岩性主要由奥陶、寒武系灰岩和白云岩构成,这个区域的岩溶水水头高程均在380 m上下,故亦称为“380”岩溶水。“380”岩溶水是广大渭北地区300多万人的唯一重要供水水源,在工业生产及人民生活中发挥着重要作用。“380”岩溶水开发利用始于上世纪八十年代初,经过30 a的开发利用,目前水位已降止340 m以下。其中东陈电厂水源地水位已下降至338 m左右,平路庙水位下降至350 m左右。蒲城县于2011年布设岩溶水监测井15眼,因其与渭北其它各县岩溶水为一个水系,故也能反映这一水系的整体情况。

图7 渭北蒲城县岩溶水近30a地下水埋深变化图

通过蒲城县2011~2016年地下水位资料进行分析计算得出:2016年地下水位平均为362.24 m,与2011年地下水位平均367.23 m相比,地下水位下降4.99 m。与上年363.98 m相比,地下水位下降1.74 m。与多年365.49 m相比,地下水位下降3.25 m。

如图7所示,由历年平均水位埋深过程线可以看出, 地下水位呈波浪式变化状态,丰水年水位上升,枯水年水位下降。区内虽有将军山、金粟山、尧山和石川河、白水河、洛河等河谷地表水体,及澄合、蒲白煤田开采区断层地层水、第四系松散层水补给,但因开采量加大,水位逐年呈下降趋势。

4 渭南市地下水位动态特征

4.1 降水量分析

在每个地貌单元上选取有代表性的监测井为典型井,采用典型井1985~2016年12月26日平均埋深值,绘制地下水历年平均埋深过程线,用1985~2016年平均降水量值,绘制历年年平均降水量过程线,将两者进行对比分析。 从全市历年平均降水量过程线可以看出:1985年以来,降水量最少的是1997年,为289.90 mm,降水量最多的是2003年,为874.76 mm。2016年平均降水量为476.01 mm,与多年平均降水量508.47 mm相当,频率为60.61%,属于平水年(见图8)。

图8 渭南市近30 a降水量变化图

4.2 地下水位变化特征

从全市历年地下水位平均埋深过程线可以看出: 1985~2002年,由于开采量增大,地下水位呈缓慢下降趋势,年平均下降幅度为0.2 m。2003~2016年,地下水位基本平稳。综合分析降水量及地下水位平均埋深过程线变化趋势可以看出:全市降水量与地下水位平均埋深过程线基本一致,地下

水属于降水入渗补给型。1988、1996、1998、2003、2011年降水量出现峰值,地下水位平均埋深也随之向上波动。1998~2001年降水量连续四年减少,地下水位埋深也不断下降,到2002年地下水位平均埋深下降到29.18 m;2008~2011年降水量逐年增大,地下水位平均埋深也缓慢回升(见图9)。

图9 渭南市近30 a地下水位埋深变化图

5 结语

通过对多年来全市地下水水位埋深及降雨资料的分析研究发现,经过30年的变化,全市地下水位总体变化历经下降、平衡、稳定的过程。2002年以前缓慢下降,之后采补达到新的平衡,地下水位保持平稳。渭北黄土台塬丘陵沟壑区1993年以前地下水位呈缓慢上升趋势,1994年以后地下水位基本保持平稳。大荔沙苑农业经济综合开发区地下水位总体呈下降趋势。渭北“380”岩溶水由于该区监测时间短,过程线不能完全反映水位整体变化情况。从调查结果看,近年来水位下降较为明显。其余地区九十年代中期之前下降,后期基本处于平稳波动状态。对渭南城区2016年地下水位有所下降的区域,要密切关注其变化趋势;对地下水位持续下降的大荔沙苑农业经济综合开发区、渭北“380”岩溶水要控制地下水开采量,做到地表水地下水合理调配,联合运用,达到采补平衡,扼制地下水位持续下降。

2017-04-14

郭军艳(1979-),女,陕西渭南人,工程师,主要从事地下水动态监测研究工作。

P641.74

B

1004-1184(2017)04-0062-03

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