暴雨对济宁市黄泛平原和山前冲洪积平原地下水影响分析

陈国浩　郑喜东　齐云婷　赵晓旭

【摘 要】2018年8月17日，济宁市经历了罕见的大暴雨，暴雨持续至8月20日，全市平均降雨量197.5mm，部分地区平均超过了250mm，为济宁市百年一遇的暴雨。本次研究根据黄泛平原和山前冲洪积平原地下水动态资料的不同变化情况来分析降雨的入渗情况，为济宁市平原区地下水入渗分析和水资源管理部门合理调度雨洪资源利用提供参考。通过分析比对暴雨前后地下水位的变化情况可以看出，黄泛平原与山前冲洪积平原地下水位均有显著的上升，但由含水岩性不同，黄泛平原地下水位的变化幅度要大于山前冲洪积平原，其渗透速率更高。

【關键词】暴雨;地下水;平原区

中图分类号： P641.8 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）22-0116-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.051

0 引言

济宁市属于华东地区，位于山东省西南部，地处鲁中南山地与黄淮海平原交接地带。梁山县小路口镇邹桥村处于济宁的最北端，北纬35°57′;微山县高楼乡柳新养殖场处于济宁最南端，北纬34°26′;泗水县泉林乡历山火车站为最东端，东经117°36′;梁山县黑虎庙乡高堂村为最西端，东经115°52′;南北长167公里，东西宽158公里，全市总面积11285平方公里。

济宁市平原洼地面积占全市总面积比例最大，地势东部高，西部低，地貌相对复杂。东部山峦绵亘，丘陵起伏。京沪铁路以东，海拔高度在五十至一百米米以上，较高的山有海拔648.8米的凤凰山，为全市最高山峰，海拔344米的曲阜尼山，海拔545米的邹城峄山，海拔582米的泗水尧山，海拔532米的老寨山，山与山之间还有许多小型盆地和谷地。济宁市中部有南四湖，分别由微山湖（位于最南段，面积最大）、南阳湖（位于最北段）、昭阳湖、独山湖组成，贯穿南北。地势周围较高，中间较低，犹如一碟形盆地。最低湖底海拔高度：上级湖为31.5米，下级湖为30米。

济宁市气候主要为暖温带季风气候，位于东亚季风气候区，四季交替分明。特点为春季多大风天气，雨水少易干旱，夏季多南风天气，受热带海洋气团或变性热带海洋气团影响，多雨易涝，秋季天高气爽，旱涝相见，冬季寒冷干燥，受极地大陆气团影响，多晴寒天气;春秋两季为大气环流调整时期，春季易旱多风，回暖较快;秋季凉爽，但时有阴雨。济宁市多年平均气温在13.3℃一14.1℃，平均一年中有199天无霜期。年平均降水量在597—820毫米左右。

济宁市多年平均降水量694.8mm，降水量区域主要分布在东南地区，向西北方向递减，6～9月份为汛期，降水量占全年降水量的70%以上，1971年8月9日微山站发生特大暴雨，1日降水量达到558.5mm。济宁市多年平均水面蒸发量的变化范围在800-1200mm之间，地域分布上由北向南递减，且变化较小。南端的韩庄多年平均水面蒸发量849.7mm，北端的梁山为1175mm。

1 济宁8·17暴雨概况

2018年8月17日至20日，山东西南地区受台风“温比亚”影响，山东济宁市普降大到暴雨，局部特大暴雨。此次降雨过程特点具有降雨强度大，时间相对集中、强降水定性强等特点。全市降雨量平均为197.5mm，暴雨的中心点在湖西地区，4个县市区平均降雨量超过250mm，最大点雨鱼台县罗屯357mm，经过同期降雨量频率分析超过了百年一遇。强降雨造成了多条骨干河道洪水，南四湖水位上涨明显。

2 地下水位动态变化

济宁市平原区地下水动态类型为降水-开采型，大气降水是影响地下水位动态最重要的气象因素，大气降水入渗补给量是造成地下水位变化的重要因素。济宁地区水文地质条件受区域地质、构造、地貌和水文、气象等因素的制约，区内地质主要分为两个大区，分别为鲁中南中低山丘陵水文地质区和鲁西北平原水文地质区，其中鲁西北平原水文地质区主要包括黄泛平原和山前冲洪积平原。

本次分析区域为黄泛平原和山前冲洪积平原，采用资料为省级地下水监测站网，监测站点选择了64处，数据分别采用8.16号、8.20号和9.1号。日地下水位监测数据。

通过对8.16号、8.21号、8.26号和9.1号地下水位观测资料进行了分析，济宁市平原区平均地下水位分别为37.06m、38.18m、38.28m和38.40m。在8月17日暴雨过后两周，济宁市地下水位平均上升了1.35m，地下水位在8月21日上涨幅度较大，8.21号与8.16号相比全市地下水位上升了了1.12m，后期8.21号至9.1号仅上升了0.23m，济宁市平原区地下水位变化情况如图1所示。

2.1 暴雨对黄泛平原区的影响

黄泛平原区含水层垂直分布一般分为三层结构，即淡—咸—淡型平原区，区内松散沉积物比较发育。目前地下水的开发利用主要为浅层淡水，浅层淡水含水层厚度约20米至40米，以粉砂为主，个别有细砂，西部较粗，近湖较细，粉砂为主，个别有细砂，西部较粗，近湖较细。

大部分情况下，汛期后黄泛平原水位升高，9月末10月初出现全年最高水位， 12月至第二年3月份水位趋于平稳，4～6月份地下水位下降，5月底6月初出现全年最低水位。其中梁山县东南小部分面积及金乡县西部较大部分面积地下水位埋深大于6m，潜水蒸发量几乎等于零。梁山西北部引黄灌溉区的部分地区水位埋深在2m以内。其它地区地下水位埋深在2～4m之间。

为分析本次暴雨对黄泛平原地下水的影响，选用M118045A 监测井对暴雨前后地下水水位进行分析。该监测井位于嘉祥县大张楼镇王庄为人工监测井。“8·17”降水过后，地下水位持续上升，变幅稳定，平均5日内水位升幅0.15 m。其变化幅度如图2所示，由图中可以看出该平原区地下水位在暴雨前在26.9m左右，8月17日开始降雨，从图中可以看出地下水位出现明显上升趋势，一直持续到8月31日，最终地下水位达到了27.3m左右，与降雨前有1.4m左右的变幅。

2.2 暴雨对山前冲洪积平原区的影响

该区为山前冲洪积平原，地势东北高、西南低，该区地下水的主要补给来源有人工回灌补给地下水和大气降水，山区的地下水潜流向该平原排泄，以及地表水体渗漏补给等。

浅层含水层埋深在40米至60米，含水砂层主要由细砂、中砂组成，共2～4层，单层厚度1～5m，累计厚度5～15m，单位涌水量为200～1000m3/d·m，水化学类型多为HCO3-—Ca2+、HCO3—Ca2+·Mg2+、HCO3-—Ca2+·Na+型，矿化度一般在0.4-0.8g/L之间。

该区内农业灌溉程度较高。城市相对比较集中，工业用水量较大，再加上部分农业用水，因此，该区主要排泄形式为人工开采，由于常年大量开采地下水，造成本区地下水埋深较大，绝大部分面积埋深大于6m，其中多年平均埋深大于10m的面积约占该区面积的1/3，主要分布在济宁市城区以北、汶上县东部、兖州区西部。

为分析本次暴雨对黄泛平原地下水的影响，选用M1190570 监测井对暴雨前后地下水水位进行分析。该监测井位于汶上县寅寺镇宋辛庄，为人工监测井。其含水层为第四系含水砂层，含水层较厚，颗粒较粗。第四系厚度50米至200米。

通过监测数据可以看出8.16号地下水位32.7m，“8·17”降雨过后，地下水位迅速抬升，8.21号地下水位33.5m，5天水位即升高0.79m，随后上升速率缓慢，截止到8月31日地下水位已达到33.8m，与降雨前相比有1.1m的涨幅，其地下水变化幅度如图3所示。

3 结论

综上所述，“20180817”暴雨对济宁市黄泛平原和山前冲洪积平原地下水位呈现不同变化：

（1）暴雨对济宁市地下水位有明显的影响，暴雨后济宁市平均地下水位上升了1.35m，在对城市产生积水威胁的同时也补给了大量的地下水。

（2）湖西黄泛平原区含水层垂直分布一般分为三层结构，即淡—咸—淡型。浅层单水含水层以粉砂为主，强降雨后浅层含水层水位持续稳定上升，短期内上升不幅度不大。

（3）在汶泗河冲洪积山前倾斜平原潜水含水层地区，第四系含水砂层较厚，颗粒较粗，有较强的入渗补给能力，地下水对净水响应灵敏，强降水过后，短期內地下水位上涨速度快，升幅大，但后期水位上涨速度变缓，升幅较小。

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