淺析管理因素對(duì)煙臺(tái)市地下水超采區(qū)地下水位影響

王巍萍，王 燕，王增凱

(山東省煙臺(tái)市水文局，山東 煙臺(tái) 264001)

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淺析管理因素對(duì)煙臺(tái)市地下水超采區(qū)地下水位影響

王巍萍，王 燕，王增凱

(山東省煙臺(tái)市水文局，山東 煙臺(tái) 264001)

山東省屬水資源嚴(yán)重短缺的省份，地下水是全省重要供水水源，經(jīng)過多年開采，個(gè)別地區(qū)形成地下水超采區(qū)，引起開采條件惡化，河道斷流、泉水干枯以及海咸水入侵等系列問題。作為全國(guó)落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度的試點(diǎn)省份，2016山東省將管理因素引起超采區(qū)水位變化納為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)民綜合考核指標(biāo)。通過2016年煙臺(tái)市降水與超采區(qū)地下水位變化，分析管理因素對(duì)地下水超采區(qū)水位的影響，以2016年煙臺(tái)市降水量和多年平均降水量為依據(jù)對(duì)超采區(qū)地下水位變幅分析計(jì)算，得出因管理因素引起的地下水位變幅，并通過近年來年降水量與地下水位變幅變化的對(duì)比情況，判斷本年管理因素對(duì)超采區(qū)地下水位的影響，從而有效評(píng)價(jià)超采區(qū)地下水開采的管理力度。

超采區(qū)；年降水量；管理因素；地下水位變幅

山東省是一個(gè)水資源嚴(yán)重短缺的省份，地下水一直是全省重要的供水水源，對(duì)保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展發(fā)揮了不可替代的作用。經(jīng)過多年開采，一些地區(qū)形成了地下水超采區(qū)，造成開采條件惡化，河道斷流、泉水干枯、海咸水入侵等系列問題。作為全國(guó)落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度的試點(diǎn)省份，2016山東省將管理因素引起的年度超采區(qū)水位變化納為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)民綜合考核指標(biāo)。現(xiàn)通過2016年煙臺(tái)市降水與超采區(qū)地下水位變化，分析管理因素對(duì)地下水超采區(qū)水位的影響。

1 煙臺(tái)市2016年降水與地表徑流情況

煙臺(tái)市2016年全市平均降水量為557.6 mm，與2015年基本持平(555.3 mm)，比多年平均降水量偏小18.9%(1955～2015系列687.9 mm)。煙臺(tái)市2014、2015、2016年降水量分別為572.7 mm、555.3 mm、557.6 mm，分別較多年平均降水量偏少16.7%、19.3%、18.9%。連續(xù)三年降水量為多年平均降水量的8成左右，致使煙臺(tái)市2016年小型蓄水工程基本干枯，大中型水庫蓄水量也急劇下降。2016年煙臺(tái)市三座大型水庫全年總來水量?jī)H為1 233萬m3。2016年大部分河道全年無徑流量。煙臺(tái)市2016年主要河道水文站徑流量與去年及近五年平均徑流量對(duì)比情況見表1。

由表1可見，2016年有5條河道斷流，大部分河道徑流量比過去五年平均值減小超過90%。煙臺(tái)市地下水資源主要靠降水補(bǔ)給和地表 水體補(bǔ)給。近3年由于降水連續(xù)偏少，土地干旱，即使有降水，由于降水量小，大部分被截留、蒸散發(fā)，不能形成地表徑流有效補(bǔ)充地表水體，從而地表水不能有效補(bǔ)給地下水；由于降水偏小，降水也不能通過地表土壤到達(dá)含水層對(duì)地下水形成補(bǔ)給。一方面造成近三年來地表水蓄水量急劇減少，另一方面地下水得不到有效補(bǔ)給，地下水位持續(xù)下降。

表1 煙臺(tái)市2016年主要河道徑流量對(duì)比表 萬m3

2 煙臺(tái)市2016年超采區(qū)水位變化分析

2.1 超采區(qū)地下水位變化

煙臺(tái)市福山-牟平超采區(qū)、煙臺(tái)市萊州-龍口超采區(qū)兩超采區(qū)2016年降水量分別為556.8 mm和485.7 mm，為超采區(qū)多年平均降水量的8成左右。福山-牟平、萊州-龍口超采區(qū)埋深分別為6.88 m、10.79 m，福山-牟平超采區(qū)水位較去年同期上升0.38 m，萊州-龍口超采區(qū)水位較去年同期下降0.65 m。超采區(qū)降水量及埋深與上年及多年(1955～2015)平均對(duì)比見表2。

表2 煙臺(tái)市2016年超采區(qū)降水量及埋深情況對(duì)比表

2.2 各超采區(qū)2016年受管理因素影響的地下水位變化情況

2.2.1 以2015年為參照受管理因素影響的地下水位變化情況

依據(jù)省水文局提供的計(jì)算方法進(jìn)行分析，其計(jì)算公式為：

△H監(jiān)測(cè)= △H降水+△H管理

其中：△H監(jiān)測(cè)為實(shí)測(cè)地下水位變幅(m)；△H降水為降水因素引起的地下水位變幅(m)；△H管理為管理因素引起的地下水位變幅(m)。

上式中，△H監(jiān)測(cè)可根據(jù)實(shí)際地下水監(jiān)測(cè)資料求得，△H降水可根據(jù)降水量、地下水位監(jiān)測(cè)資料等分析計(jì)算求得，則由管理因素導(dǎo)致的地下水位變幅即可求得。

降水因素影響水位變化△H降水由下式推求：

△W=△H降水·μ·F·102

其中：△W為降水入滲引起的蓄水變量(萬m3)，μ為地下水位變幅帶給水度，F(xiàn)為計(jì)算區(qū)面積(km2)。

即(Pn·αn·Fn·10-1)-(Pn-1·αn-1·Fn-1·10-1)=△H降水·μ·F·102

本年與上年超采區(qū)面積相等即：Fn=Fn-1，則降水因素影響水位變化公式為：

△H降水=(Pn·αn-Pn-1·αn-1)/(μ·103)

其中：Pn為年降水量(mm)，αn為年降水入滲補(bǔ)給系數(shù)(無因次)。

由此可計(jì)算去除降水因素后管理因素引起水位變化，即：

△H管理=△H監(jiān)測(cè)-△H降水

煙臺(tái)市兩超采區(qū)2016年降水入滲補(bǔ)給量計(jì)算采用系數(shù)見表3，去除降水因素后，管理因素引起地下水位變化情況見表4。

表3 煙臺(tái)市超采區(qū)2016年降水入滲補(bǔ)給量計(jì)算采用系數(shù)表

表4 煙臺(tái)市2016年超采區(qū)管理因素影響下地下水位變化情況表

由表4中可見，以去年降水量作為參考依據(jù)進(jìn)行分析，煙臺(tái)市萊州-龍口超采區(qū)去除降水因素，△H管理=-0.18 m,即管理因素使地下水位下降0.18 m；福山-牟平超采區(qū)去除降水量因素，△H管理=0.35 m，即管理因素使地下水位上升0.35 m。

兩超采區(qū)在連續(xù)干旱的條件下地下水位變幅相差較大，主要是因?yàn)楦Ｉ?牟平超采區(qū)主要位于市區(qū)，通過水利部門的多年壓采治超工作，基本無地下水開采井，且年降水量相對(duì)較大。萊州-龍口超采區(qū)地下水位較去年下降0.65 m，主要原因?yàn)樵搮^(qū)域多為基本農(nóng)田，是煙臺(tái)市主要糧油、果蔬種植區(qū)，區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口密集，在連續(xù)三年大旱，地表水基本枯竭、外來水源不足的情況下，農(nóng)村用水主要依賴地下水，其用水量主要為了滿足民生所需。

2.2.2 以多年平均降水量為參照受管理因素影響的地下水位變化情況

仍然按照2.2.1的計(jì)算方法，將煙臺(tái)市2016年與多年平均降水量相對(duì)比，計(jì)算兩超采區(qū)去除降水因素后地下水位變化情況見表5。

表5 超采區(qū)地下水位較多年平均受降水量影響分析表

由表5可見，以多年平均年降水量作為參考依據(jù)進(jìn)行分析，煙臺(tái)市萊州-龍口超采區(qū)去除降水因素，△H管理=0.22 m，即因管理因素使地下水位上升0.22 m；福山-牟平超采區(qū)去除降水量因素，△H管理=1.06 m，即因管理因素使地下水位上升1.06 m。

2.2.3 近年來年降水量與年水位變幅變化對(duì)比情況

煙臺(tái)市自2013年下半年起進(jìn)入持續(xù)干旱期，最近三年超采區(qū)地下水位均呈下降態(tài)勢(shì)，我們將近三年各年度年降水量與地下水位下降幅度進(jìn)行對(duì)比，用以判斷2016年度地下水位受降水量影響下降程度與往年相比嚴(yán)重或是緩解，以此推斷管理因素在抑制地下水位持續(xù)下降中發(fā)揮的作用。各年度降水量與地下水下降幅度的對(duì)比情況見表6。

表6 煙臺(tái)市2014-2016年降水量與地下水位降幅對(duì)比表

從表6中可以看出，煙臺(tái)市萊州—龍口超采區(qū)2016年降水量相比2014年偏多，但其引起的地下水位下降程度卻偏小得更多；2016年降水量與2015年相比偏少，其引起的地下水位下降幅度卻減少了，2016年地下水位降幅與年降水量比值最小，這說明2016年與往年相比，更有效地抑制了因降水偏少而造成的地下水位下降現(xiàn)象，也就是說2016年地下水位下降程度有所減緩。福山—牟平超采區(qū)地下水水位則止降為升。

3 結(jié)語

采用超采區(qū)地下水位變化的計(jì)算方法，分別以2016年降水量和多年平均降水量為參照，對(duì)2016年煙臺(tái)市兩超采區(qū)去除降水因素后地下水埋深變化情況進(jìn)行分析計(jì)算。同時(shí)利用近年來年降水量與年水位變化對(duì)比情況進(jìn)行分析，得出2016年煙臺(tái)市兩超采區(qū)管理因素影響的超采區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)變化。

(1)以2015年降水量作為參考依據(jù)進(jìn)行分析，煙臺(tái)市萊州-龍口超采區(qū)管理因素影響的地下水位下降0.18 m；福山-牟平超采區(qū)管理因素影響的地下水水位上升0.35 m。

(2)以多年平均年降水量作為參考依據(jù)進(jìn)行分析，煙臺(tái)市萊州-龍口超采區(qū)超采區(qū)管理因素影響的地下水水位上升0.22 m；福山-牟平超采區(qū)超采區(qū)管理因素影響的地下水位上升1.06 m。

(3)將近三年各年度年降水量與地下水位下降幅度進(jìn)行對(duì)比分析，煙臺(tái)市萊州—龍口超采區(qū)2016年與往年相比，更有效地抑制了因降水偏少而造成的地下水位下降現(xiàn)象，也就是說2016年在降水量持續(xù)偏少的情況下地下水位下降程度明顯減緩。福山—牟平超采區(qū)地下水水位則止降為升。

[1]煙臺(tái)市水資源調(diào)查評(píng)價(jià).煙臺(tái)市水利局.2007.12.

[2]張順聯(lián).地下水資源計(jì)算與評(píng)價(jià)[M].水利電力出版社.1992.

[3]PaulF.Hudak.水文地質(zhì)學(xué)原理(第三版).2010.08.

2017-04-06

王巍萍(1971-)，女，山東煙臺(tái)人，工程師，主要從事水文水資源分析計(jì)算等工作。

P641.8

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1004-1184(2017)03-0067-02