關(guān)中平原地下水水位變化規(guī)律與影響因素分析

賀旭波，陶福平，陶 虹，丁 佳，李 輝

(陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，陜西 西安710054)

關(guān)中平原位于陜西省中部，是陜西省的政治、經(jīng)濟、文化中心。關(guān)中盆地面積約 3.4萬 km2，占全省總面積的16.5%，關(guān)中盆地人口約2 700萬，占全省總?cè)丝诘?1.8%，關(guān)中平原各城市的發(fā)展引發(fā)了地下水的不均衡開采。

西安、咸陽、寶雞、渭南等城市水源地長期過量開采導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降。2000年以后，由于黑河水庫、石頭河水庫、馮家山水庫等多水源城市供水項目的逐步啟用，緩解了城市供水的壓力，地下水開采量逐年不斷減少，地下水位有所回升［1］～［3］。

本文通過分析關(guān)中平原各城市地下水水位進行定期統(tǒng)測數(shù)據(jù)，研究了區(qū)域地下水位變化規(guī)律，分析了影響因素，為合理開采地下水資源，控制地下水位，保持地下水資源水質(zhì)處于最佳狀態(tài)，提供了依據(jù)。

1 關(guān)中平原地下水概況

陜西省地下水資源相對貧乏，地下水資源人均占有量僅為全國人均占有量的一半，關(guān)中平原是陜西省人口最密集的地區(qū)，人均水資源占有量更少，關(guān)中平原地下水資源更為貧乏，僅為陜西省人均占有量的四分之一。地下水的合理開采和保持地下水資源開發(fā)的可持續(xù)性對于關(guān)中平原人民生活和經(jīng)濟發(fā)展至關(guān)重要。

關(guān)中平原內(nèi)地下水包含潛水和承壓水，潛水在關(guān)中平原內(nèi)廣泛分布，根據(jù)地貌單元，將潛水分為渭河及其支流河谷階地區(qū)、黃土塬區(qū)、洪積扇區(qū)三個區(qū)域進行研究。承壓水按照開采區(qū)進行研究，研究區(qū)為西安、咸陽、渭南、寶雞等城市集中供水水源地。

關(guān)中平原潛水位的總態(tài)勢呈南北高中部低，西高東低，潛水在渭河南北兩向中部渭河滲流，匯集于渭河河床附近，再由西向東流出測區(qū)［4］。區(qū)內(nèi)潛水水位標(biāo)高最高區(qū)域位于盆地西部黃土塬區(qū)，最低區(qū)域位于渭南市潼關(guān)黃河入口處。承壓水總體流向基本上與潛水一致，但由于受開采影響，在寶雞、咸陽西安等城市已形成開采漏斗，改變了天然流場，局部改變了地下水流向，使漏斗外圍地下水向中心流動。

筆者近年來一直從事關(guān)中地區(qū)地下水水位監(jiān)測工作，包括地下水位監(jiān)測野外工作和地下水位監(jiān)測資料整理工作，為了保證統(tǒng)測資料的準(zhǔn)確性和真實性，從2011年至今，課題組成員親自赴野外現(xiàn)場完成地下水位監(jiān)測工作。筆者3年來，踏遍八百里秦川，和課題組完成關(guān)中平原地下水監(jiān)測工作，對關(guān)中平原地下水位變化規(guī)律有了一定的認識，現(xiàn)將3年來的統(tǒng)測成果統(tǒng)計整理，總結(jié)分析，以饗讀者。由于地下水變化規(guī)律的復(fù)雜性和地下水變化的瞬時性，不妥之處請各位讀者不吝指正。

2 關(guān)中平原地下水位變化規(guī)律

2.1 研究過程

依托“關(guān)中城市群城市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)建設(shè)(2011－2013年)”和“陜西省地下水動態(tài)研究(2013年)”對關(guān)中平原的潛水和承壓水進行定期統(tǒng)測和長期觀測，取得了關(guān)中平原148個潛水監(jiān)測點和116個承壓水監(jiān)測點的水位變化連續(xù)變化數(shù)據(jù)(對于不連續(xù)點的數(shù)據(jù)和動水位數(shù)據(jù)予以剔除)，收集了個別重要監(jiān)測點的長期水位監(jiān)測數(shù)據(jù)作為本文的研究資料。

陶虹等設(shè)計完善了關(guān)中盆地地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)［5］，為關(guān)中平原地下水位監(jiān)測奠定了基礎(chǔ)，監(jiān)測網(wǎng)點分布圖如文獻5圖3所示。本文研究地下水位和水質(zhì)規(guī)律是在陶虹等設(shè)計的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)運行的基礎(chǔ)上得出的結(jié)果。

2.2 潛水變化規(guī)律

分析統(tǒng)計了關(guān)中平原146個潛水監(jiān)測點的，2011－2013年的水位數(shù)據(jù)資料，得出關(guān)中平原近年地下水位變化特征。繪制關(guān)中平原潛水水位變幅圖(2011－2013年)。

2.2.1 渭河及其支流河谷階地區(qū)

渭河及其支流河谷階地區(qū)主要分布于渭河沿岸漫灘及階地和渭河支流漫灘及階地，地層含水量豐富，水位隨季節(jié)和降雨變化較大，水位埋深一般在3～35 m。關(guān)中平原地下水位監(jiān)測點在此區(qū)域為124個。2011－2013年潛水位西安市西郊以西河谷階地區(qū)總體呈小幅下降趨勢，西安市、咸陽市城區(qū)總體呈上升趨勢，西安市西郊灃皂河水源地上升幅度最大，2013年豐水期和枯水期平均水位與2011年相比上升幅度0.55～4.83 m。渭南市臨渭區(qū)西南部至西安地帶潛水位處于上升狀態(tài)，大荔、高陵、涇陽地帶潛水位處于下降趨勢。

2.2.2 黃土塬區(qū)

黃土塬區(qū)主要分布于關(guān)中平原的黃土塬地帶，黃土塬區(qū)農(nóng)業(yè)較為發(fā)展，地下水主要受降雨、灌溉入滲、開采影響較大。水位埋深一般在15～50 m。關(guān)中平原地下水監(jiān)測點在此區(qū)域為10個。2011－2013年鳳翔、扶風(fēng)、禮泉一帶黃土塬水位總體呈小幅上升趨勢，蒲城黃土塬區(qū)水位呈下降趨勢。

2.2.3 洪積扇區(qū)

洪積扇區(qū)主要分布于秦嶺山前和黃土塬區(qū)或階地區(qū)的過度地帶，黃土塬區(qū)主要分布地下水監(jiān)測點14個。洪積扇區(qū)潛水受降水、徑流條件影響較大。水位埋深一般在10～45 m。2011－2013年秦嶺山前和北部洪積扇區(qū)潛水都呈下降趨勢，秦嶺山前周至、戶縣、長安地帶洪積扇區(qū)水位下降幅度較大，降幅3.13～5.22 m，北部洪積扇區(qū)水位降幅較小。

2.3 承壓水變化規(guī)律

對關(guān)中平原116個承壓水監(jiān)測點2011－2013年的水位統(tǒng)測資料統(tǒng)計分析，按照開采區(qū)位置，總結(jié)出關(guān)中平原西安、咸陽、渭南、寶雞等城市集中供水水源地近年水位變化特征。對關(guān)中平原有監(jiān)測數(shù)據(jù)連續(xù)的116個承壓水監(jiān)測點的監(jiān)測結(jié)果進行統(tǒng)計分析，繪制關(guān)中平原承壓水變幅圖(2011－2013年)。

2.3.1 西安市

西安市數(shù)據(jù)連續(xù)的承壓水監(jiān)測點有50個，主要分布于城區(qū)自備井水源地、灃氵皂河水源地、浐河水源地等，其他周邊也有零星分布。承壓水主要受開采量影響較大。西安市城區(qū)承壓水2011－2013年總體呈上升趨勢。上升幅度最大的地區(qū)為西安市城區(qū)南部的青龍寺地帶，2013年豐水期和枯水期平均水位與2011年相比上升幅度1.26～7.42 m，最大上升幅度達7.42 m，實際上經(jīng)歷了兩個水文年，上升最大速率為3.72 m/a。其次是西郊灃氵皂河河水源地，2013年豐水期和枯水期平均水位與2011年相比上升幅度1.93～4.41 m，渭濱水源的水位監(jiān)測點顯示，水位有升有降，變化幅度不大，基本保持相對穩(wěn)定狀態(tài)。西安市西南郊的高新技術(shù)開發(fā)區(qū)水位總體處于下降趨勢，最大下速率2.99 m/a。西南郊一直到長安區(qū)、周至、戶縣出現(xiàn)了大范圍的承壓水位下降趨勢。

2.3.2 咸陽市

咸陽市有29個連續(xù)承壓水監(jiān)測點，主要分布于咸陽市渭城區(qū)和秦都區(qū)。咸陽市城區(qū)自從采用石頭河水庫供水以來，承壓水開采量大幅度減少，咸陽市承壓水近年呈總體上升趨勢。咸陽市集中開采水源地水位總體處于上升狀態(tài)，2013年豐水期和枯水期平均水位與2011年相比上升幅度0.44～7.30 m，最大升幅3.65 m/a。咸陽市區(qū)西郊開采區(qū)總體處于下降趨勢，降幅0.41～2.78 m。咸陽市區(qū)東部的秦都區(qū)地下水位總體處于下降趨勢，降幅0.58～4.28 m。咸陽市區(qū)北部、禮泉縣城以東、涇陽縣城以南區(qū)域承壓水水位處于下降狀態(tài)，禮泉、興平縣城以西，涇陽縣城以北，區(qū)域承壓水處于上升趨勢。

2.3.3 渭南市

渭南市有承壓水監(jiān)測點15個，主要分布于渭南市渭城區(qū)及其他郊縣。渭南市城區(qū)水源地各監(jiān)測點水位變化有升有降，變幅不大，基本保持相對穩(wěn)定狀態(tài)?？傮w上，渭河以南處于小幅上升狀態(tài)，渭河以北處于下降狀態(tài)，蒲城縣及周邊下降幅度較大，2013年豐水期和枯水期平均水位與2011年相比降幅 2.07～3.90 m。

2.3.4 寶雞市

寶雞市目前有承壓水位監(jiān)測點22個，分布于寶雞市金臺區(qū)、陳倉區(qū)和各郊縣，目前寶雞市承壓水呈整體上升趨勢。寶雞市中心水源地水位上升幅度較大，2013年豐水期和枯水期平均水位與2011年相比上升0.12～4.86 m。下馬營、臥龍寺水源地以及陳倉區(qū)水位處于小幅下降趨勢，鳳翔縣、扶風(fēng)縣承壓水目前處于上升狀態(tài)，岐山、眉縣一帶處于下降狀態(tài)。

3 影響因素分析

3.1 潛水水位變化影響因素分析

關(guān)中盆地潛水主要接受降水滲入、灌溉回滲、河流側(cè)滲補給等，其影響因素主要為開采量、降水量、河流側(cè)向補給量以及灌溉回滲量等。

2011－2013年，關(guān)中盆地各城市降水量分布不均，西安市降水量有所增加，其他地方降水量有所減少。

不同地貌單元的潛水含水層，由于補給條件的不同，在不同時段顯示出不同的動態(tài)變化特征。黃土塬區(qū)由于受灌溉及開采的影響，井灌區(qū)水位連年下降，而渠灌區(qū)水位持續(xù)上升;秦嶺山洪積扇區(qū)由于接受降水及地表徑流補給減少，水位隨降水量波動起伏，近幾年呈現(xiàn)下降趨勢;渭河河谷區(qū)是關(guān)中城市群主要開采區(qū)，由于西安、咸陽、渭南等城市近年控采效果明顯，水位日趨平穩(wěn)略有上升，寶雞市區(qū)水位基本保持穩(wěn)定。

3.2 承壓水水位變化影響因素分析

承壓水水位主要受控于開采量的變化，西安安市近年城市供水模式以引自黑河水庫的地表水為主要供水源，地下各水源地少量開采，對大雁塔等承壓水漏斗中心采取回灌措施，城區(qū)水位不斷上升。西南郊主要由于存在未拆遷的大規(guī)模的城中村，地下水開采量較大，戶縣農(nóng)業(yè)基地灌溉和草堂水廠建立采水，造成西南郊補給源減少，西南郊水位下降，周至、戶縣一帶水位下降幅度較大。扶風(fēng)、武功一帶黃土塬區(qū)采用地表水灌溉，地下水主要用于生活用水，黃土塬區(qū)人口密度小用水量不大，承壓水位有一定幅度上升，寶雞市城市中心開采區(qū)由于控采水位有一定幅度上升。

4 結(jié)語

(1)關(guān)中平原潛水和承壓水下降幅度較大區(qū)主要為周至、戶縣、長安南部一帶，人為因素主要為農(nóng)業(yè)基地建設(shè)，大量灌溉引起地下水位下降幅度較大，建議采用地表水灌溉，主要采用從秦嶺流出的河水引到農(nóng)業(yè)基地灌溉。

(2)西安市西南郊水位目前處于下降狀態(tài)，主要由于西南郊開采量過大和補給源減少，建議加快西南郊的城中村拆遷步伐，封停西南郊地下水開采井。

(3)西安市南郊、西郊以及咸陽市水位目前處于上升趨勢，僅僅是對幾十年來的開采漏斗的填補，對于城市地面沉降地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的減緩有著重要作用，建議保持目前的回灌及開采模式現(xiàn)狀。

［1］陶虹，丁佳.關(guān)中城市群開采地下水有關(guān)環(huán)境地質(zhì)問題及其防治對策建議［J］.地質(zhì)論評.2014，60(1):231－235.

［2］石衛(wèi)，王友林.杜少少.關(guān)中盆地地下水環(huán)境地質(zhì)問題研究［J］.地下水.2014，36(2):54－56.

［3］陶虹，陶福平，劉文波.關(guān)中城市群50年地下水動態(tài)變化及影響因素研究［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì).2013，40(6):37－42.

［4］丁佳，陶虹，賀旭波.關(guān)中盆地潛水地球化學(xué)特征研究［A］.陜西環(huán)境地質(zhì)研究——2014年陜西省地質(zhì)災(zāi)害防治學(xué)術(shù)研討會論文集［C］.武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社.2014:226－233.

［5］陶虹，丁佳，劉文波.關(guān)中盆地地下水動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與應(yīng)用［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報.2012，23(2):122－126.