东风湖泉域地下水位变化分析

东风湖泉域地下水位变化分析

该县位于河北省邯郸西部的太行山区，连接武安市和磁县。西部和西北部与山西省李城县、山西省顺县和左权县接壤。南部与河南省六安和林州市接壤。全县面积为1489km2,地理位置:东经113°27′20″~113°58′40″,北纬36°18′54″~36°50′21″。1东风湖泉区基本概况1.1降水量分布不均衡涉县位于北温带半湿润半干旱大陆季风气候区。多年日照时数为2600h,无霜期为210d。多年平均降水量为571.6mm。年内降水分配不均,多集中于7~9月,占全年总量的70%以上。2009年涉县境内降水量为478.2mm,属偏枯年。区内有清漳河和浊漳河两条主要河流,支流、冲沟发育。清漳河由西北向东南蜿蜒贯穿全县,浊漳河在本县南部由西南向东流过,两条河于合漳乡汇合为漳河,经太仓流出县区。刘家庄水文站测得清漳河2009年径流量为0.2247×108m3。1.2地下水的补给、径流、泄漏区东风湖泉域总面积2674km2,涉县境内分布面积为607km2,碳酸盐岩分布面积181.3km2。东风湖泉域涉县部分为一相对完整的水文地质单元:南部边界以涉县断裂和响堂铺断层为阻水边界,东界以涉县断裂和符山岩体为阻水边界,北界为圣寺陀—石峰—窟窿山地表分水岭,即地下水分水岭,西界为给水边界。地下水的补给区主要在涉县西北部,包括椿树岭—河南店—上清凉—西岗—台村—井店一线以西灰岩广泛出露的山区。补给来源主要是大气降水。其补给方式有大气降水面状入渗补给,河流及人工渠道线状渗漏补给。且以前者为主,后者次之。东风湖泉域岩溶裂隙地下水的径流主要受地形、构造及排泄条件的制约。径流带位于涉县大断裂西侧的偏店—井店—南岗—东风湖泉强径流带;响堂铺—神头—东风湖泉强径流带。径流带主要受涉县大断裂带阻水断面控制,呈纵向条带状;同时与北西向断裂构造相互穿插,形成网状径流,地下水流向自东北、西北向东南、南方向流动。在垂向上强径流带发育于高程300m以上地段,中径流带发育于高程300~150m地段,弱径流带发育于高程150~0m地段。近来由于在更乐—南岗—下庄—井店一带大量集中开采地下水,形成了人为地下水开采降落漏斗,漏斗中心位于天津铁厂Ⅱ-4号井处,大量的开采地下水,改变了局部地下水的自然流场。本区在天然状态下是以集中泉群排泄。泉群出露标高421~423m。泉群多年平均流量3.784m3/s,泉群流量的总体趋势是随人工开采量的逐渐增加,而逐渐减少。排泄区位于东风湖泉出露地带,即地质构造上的北北东向的涉县大断裂与北西向背斜的末端的反接复合部位。该处断裂的下盘长城系大红峪长城石英砂岩夹砂页岩,形成阻水墙,使泉域内地下水一部分由河床第四系堆积的卵砾以潜流的形式向下游排去,剩余部分以明流向下游排泄。2影响地下水动态的因素本区岩溶裂隙地下水水位受补给和排泄条件的控制,在天然状态下泉排占绝对优势,地下水动态属典型的气象型,影响地下水水位动态主要因素为大气降水,人工因素次之。20世纪80年代以后,随着人工开采量的逐年增加,加之大气降水逐年减少,人工开采对地下水动态的影响也逐年增大,特别是20世纪90年代以后人工开采量的急剧增加,对地下水动态的影响日趋明显。影响地下水动态变化的因素也变为大气降水、人工开采并重。从涉县地下水长期监测资料分析,该区动态变化受大气降水,人工开采的影响,主要表现为周期性、衰减性和滞后性。2.1全年降水、水质、年增长期本区地下水动态的周期性变化,随大气降水的变化,每10a为1个大周期,每年为1个小周期。地下水水位、泉流量随降水量的变化而变化,降水量大,水位升值大,泉流量大,年变幅也大;降水量小,水位升值小,泉流量小,年变幅也小。具有集中补给,长期消耗,周而复始的特点。2.1.1水年对地下水动态的影响每13~14a为一大周期,20世纪80年代以前,受人工开采影响较小,丰水年地下水位迅速升高,泉流量迅速增大,丰水年过后地下水水位持续缓慢下降,泉流理缓慢减小,直至下一个丰水年。期间丰水年对动态的影响大约可持续2a。自20世纪80年代起,尤其是1992年以后,县域经济高速发展,工农业开采量急剧增加,对地下水动态的影响日益明显,地下水动态随大气降水的周期性波动也因人工开采的影响而呈现了与20世纪80年代以前不同的特点。总体上依然表现为,丰水年水位回升,泉流量迅速增大,丰水年过后水位依然持续缓慢下降,直至下一个丰水年。但是泉流量受人工开采的影响逐渐呈衰减的趋势,丰水年恢复不到天然状态下的流量。地下水补给区受人工开采的影响不明显,但在长年大量稳定开采区,除丰水年外,水位呈总体下降的趋势。如天津铁厂水源地集中开采区地下水水位已明显低于泉群出露标高。2.1.2地下水的补给、径流、流场状态小周期内表现为:雨季集中补给,地下水水位迅速上升,泉流量迅速增大,旱季地下水水位连续下降,泉流量逐渐减少。多年变化过程基本一致,大体可分为2个时期3个阶段。(1)水位回升期。每年雨季7~9月地下水获得集中补给,水位处于上升阶段。其中7月下旬~8月中旬,降水量大而集中,水位迅速上升,泉流量迅速增大。一般补给区高峰出现在8~9月,径流区高峰出现在9~11月,排泄区高峰出现在11~12月。(2)水位下降期。雨季后从11月(补给区从9月未10月初)至次年的6~7月,地下水位处于衰减阶段。由于流场坡度逐渐变绶,开始变幅大,以后逐渐缓慢下降,至次年6~7月出现最低谷。地下水水位下降期的1~3月份,为相对稳定期,有时水位有少许上升,有时有明显回升,此时正值冰雪融化,无农灌用水。2.2地下水动态特征主要表现在泉流量方面。地下水水位则主要表现在开采井相对集中的涉县盆地范围内,特别是个别集中开采区,如龙山电厂、天津铁厂、涉县城区衰减性明显。而广大的补给区、径流区,由于地下水的开采主要集中于天然排泄区附近,且开采量未超过岩溶裂隙地下水的天然排泄量,对地下水位动态的影响与泉排的功能差别不大,地下水动态变化趋势与开采前比,变化不明显。泉涌量在20世纪80年代以前,受人工开采影响较小,衰减性不明显,除特殊降水年(特丰水年、特枯水年)外,多年保持在3~6m3/s范围内变化,多年平均泉流量大于4m3/s;20世纪80年代以后,由于人工开采量逐年增大,降水量的逐年减少,特别是20世纪90年代以后开采量迅速增加,泉流量明显减小,超出多年变化范围下限,最大泉流量(1996年)6.383m3/s,最小泉流量(1999年)1.231m3/s,其中80年代多年平均泉流量3.067m3/s,90年代多年平均泉流量2.863m3/s,2000年平均泉流量只有2.124m3/s(降水量652.5mm),具有明显的衰减趋势。2.3地下水位下降本区地下水接受大气降水补给的渗透条件良好,降雨一天,甚至几小时后即可引起地下水位变化。但当水位上升至最高峰时,一般山区滞后最大降水1~2个月,径流区滞后最大降水2.5~3个月,排泄区大气降水3~4个月。3地下水开采量水资源量根据2009年地下水开采量调查统计结果,涉县东风湖泉域地下水开采量为4192万m3,地下水开采主要是工业和生活用水为3210万m3,农业用水量为982万m3。地下水开采主要集中在以天津铁厂为主的井店、更乐工业区及涉城工业区,地下水开采量分别为750,2400,660万m3,其他区域地下水开采量较小。4地下水位加速下降近几年县内经济发展迅速,对地下水的开采量逐年增大是影响地下水动态的主导因素,再加上近几年降水量持续偏低见表1,造成了东风湖泉域的地下水位加速下降。根据多年的观测资料,具有代表性的几个开采井多年平均水位由2004年的555.50m,下降至2009年的539.64m。年下降速率达到2.65m/a。5东丰湖泉区地下水开发保护对策5.1量所剩水/水本区地表水资源虽有一定剩余量,但大部分为季节性洪水,较为稳定的剩余量所剩无几,部分年份还缺水。本着开源节流、涵养地下水的目的,在上游沟谷内大力建设水保林、修建拦蓄水坝,增加地下水补给量,充分利用地表水系统的调节功能,将季节性洪水转化为地下水,涵养地下水,补充开采量。5.2地下水开采量过大区域目前区域内虽布有地下水动态监测点,但数量少、监测精度不够,应在地下水系统中上游,特别西部增加控制点,再在取水量大的工业企业机井群上游布置地下水;对开采量较大的第四系地下水区域增加观测点。应在本区域水文地质条件的基础上,以区域水文地质、地下水资源评价预测,以及管理、保护等方面,多角度、多目标为研究目的,提高观测成果的可靠性及实用性。5.3完善现有水