廊坊市降水量对地下水埋深的影响分析

阚艳彬

（河北省廊坊水文勘测研究中心,河北 廊坊 065000）

1 概况

1.1 研究区域概况

河北省廊坊市处于华北平原北部,位于北京、天津两大直辖市之间,有“京津走廊上的明珠”之称,辖区总面积6429 km2。廊坊全市位于海河流域,社会经济发达,但也是河北省水旱灾害较为严重、水资源较短缺的地区。廊坊全市为平原区,属大陆性季风气候,多年平均气温为13.5℃,多年平均降水量为541.37 mm,年内分配不均匀,6 月~9 月降水量占全年降水量约80%,春冬少雨,夏秋多雨,年内分布不均匀,年际分布变化较大。随着社会生活及经济发展,廊坊市需具有充足的地下水资源以满足社会发展及人们的日常生活,地下水资源的数量和质量通常以地下埋深和水质评判,所以研究地下水埋深对掌握廊坊市地下水资源动态变化具有重要意义。影响地下水动态变化的因素主要有大气降水、地表水及灌溉入渗补给、蒸发等,其中降水是影响地下水动态变化最活跃的因素,故研究降水量对地下水埋深影响的规律对本市水资源的开发评价具有重要意义。

1.2 地下水监测情况

截至2020年底,廊坊市共有78 眼地下水观测站,分布情况见图1。本文选用廊坊市2002年~2020年逐日降水量及地下水观测井逐日地下水埋深值资料,其中地下水埋深是指地下水水面到地表的距离[1]。廊坊市地下水观测站分布均匀,符合站网布设原则,地下水埋深值数据为每日8 时人工观测,数据准确可靠,因此所选地区及资料可以进行下一步分析研究。

图1 廊坊市地下水站网分布图

2 地下水变化规律分析

为研究廊坊市近年来地下水埋深受降水量的影响而产生的年内及年际变化情况,本文对全市78 眼地下水位观测站2002年~2020年的地下水埋深资料及同期的降水量资料进行整理分析,分别计算出廊坊市地下水埋深的多年月平均值、廊坊市多年月平均降水量,见表1；同时计算廊坊市历年地下水埋深平均值、历年降水量,见表2。

表1 多年月平均降水量及多年月平均地下水埋深表

表2 历年降水量及历年地下水平均埋深表

2.1 年内变化分析

根据廊坊市地下水埋深的多年月平均值及廊坊市多年月平均降水量可知,廊坊市多年地下水埋深月平均值在2 月份达到最大值为9.00 m,7 月份达到最小值为8.50 m。由于2 月份进入春季,由于春灌增多及春季干旱少雨影响,地下水埋深在2 月份达到最高值；3 月~7 月逐渐随着进入汛期,降水量逐渐增大给予地下水有效补给增多,地下水埋深在此期间逐渐减小,在7 月份达到最小值；8 月份后地下水埋深逐渐变大,原因是8 月份气温较高,水资源蒸发量较大,降水不足以弥补蒸发对地下水资源的损耗,造成部分地下水资源流失,故地下水埋深较7 月份有所增大。9 月~次年1 月地下水埋深较汛期有所增大,但由于降水量逐渐减少,气温逐渐降低,水资源蒸发量随之也减少,在降水量及蒸发量双重因素的影响下,地下水埋深相对稳定,在8.65 m 左右变动。

2.2年际变化分析

根据廊坊市历年地下水埋深平均值及廊坊市历年降水量,分析可知,廊坊市地下水埋深受降水量影响显著且呈现一定的变化规律,即地下水埋深值随着降水量的增大而减小。其中,降水量最小值出现在2006年为308.36 mm,其对应的地下水埋深年平均值最大为9.97 m；降水量最大值出现在2012年值为781.03 mm,其对应的地下水年平均埋深最小为7.89 m。

3 降水量年际变幅与地下水位变幅分析

为分析年际间降水量变化大小对地下水埋深变幅即水位降深的影响大小的变化规律,计算出历年地下水水位降深与年降水量变幅,见表3。同时,绘制廊坊市地下水位年降深与年降水量过程线图及廊坊市降水量变幅与地下水埋深变幅趋势线图,见图2、图3。

表3 廊坊市年地下水水位降深及年降水量变幅统计表

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由表3 和图4 分析可知,地下水埋深随降水量的变化而变化,降水量变幅越大,地下水埋深变幅变化也越显著,即水位降深越大。

图3 廊坊市降水量变幅与地下水埋深变幅趋势线图

由表3、图5 分析可知,地下水埋深变幅与降水量变幅呈反比变化,即降水量变化为正值地下水埋深为负值,即当年降水量较上年降水量小,当年地下水埋深较上年地下水埋深大。

4 结论及意义

本文对廊坊市2002年~2020年逐日降水量及78 眼地下水观测井地下水埋深值资料进行整理、计算及分析,对其年内变化、年际变化及地下水埋深随降水量变化趋势等规律进行分析,得出结论如下：（1）年内变化：地下水埋深月平均值随着月降水量的增大而减小。具体表现为受春灌及春季干旱影响,2 月份地下水埋深达到最高；3 月~7 月随着进入汛期,降水量逐渐增大给予地下水有效补给,地下水埋深在此期间逐渐减小,在7 月份达到最小值；8 月份地下水埋深逐渐变大,原因是8 月份气温较高,水资源蒸发量较大,降水不足以弥补蒸发对地下水资源的损耗,造成部分地下水资源流失,故地下水埋深较7 月份有所增大。9 月~次年1 月份地下水埋深较汛期有所增大,但降水量逐渐减少,气温逐渐降低,水资源蒸发量随之也减少,在降水量及蒸发量双重因素的影响下,地下水埋深相对稳定,在8.65 m 左右变动。（2）年际变化：廊坊市地下水埋深受降水量影响显著,呈现出地下水埋深值随着降水量的增大而减小的变化规律。2006年降水量为近年来最小,2006年地下水埋深为近年来最大,2012年降水量为近年来最大,2012年地下水埋深为近年来最小。（3）地下水埋深变幅与降水量变幅规律：降水量变幅越大,地下水埋深变幅变化也越显著,即水位降深越大。且地下水埋深变幅与降水量变幅呈反比变化,降水量变化为正值地下水埋深也为负值,当年降水量较上年降水量大,当年地下水埋深较较上年地下水埋深小。

本文通过对廊坊市地下水埋深年内、年际及地下水埋深变幅变化规律分析,揭示了廊坊地下水埋深受降水量影响的变化规律,为廊坊市地下水的研究提供了理论支持。实际工作中,我们需要根据地下水变化规律,及时作出地下水超采预警,提出合理的应对方法。