xx昌平区地下水位动态研究及效果(田光忠).docx

XX 昌平区地下水位动态研究及效果(田光忠) #TRS_AUTOADD_1222312085468 MARGIN-TOP: 0px; FONT- SIZE: 12pt; MARGIN-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 1.5; FONT-FAMILY: 宋体#TRS_AUTOADD_1222312085468 P MARGIN-TOP: 0px; FONT-SIZE: 12pt; MARGIN-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 1.5; FONT-FAMILY: 宋体 #TRS_AUTOADD_1222312085468 TD MARGIN-TOP: 0px; FONT-SIZE: 12pt; MARGIN-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 1.5; FONT-FAMILY: 宋体#TRS_AUTOADD_1222312085468 DIV MARGIN-TOP: 0px; FONT-SIZE: 12pt; MARGIN- BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 1.5; FONT-FAMILY: 宋体 #TRS_AUTOADD_1222312085468 LI MARGIN-TOP: 0px; FONT-SIZE: 12pt; MARGIN-BOTTOM: 0px; LINE-HEIGHT: 1.5; FONT-FAMILY: 宋体/*-JSON-“:“line- height“:“1.5“,“font-family“:“宋体“,“font- size“:“12pt“,“margin-top“:“0“,“margin- bottom“:“0“,“p“:“line-height“:“1.5“,“font- family“:“宋体“,“font-size“:“12pt“,“margin- top“:“0“,“margin-bottom“:“0“,“td“:“line- height“:“1.5“,“font-family“:“宋体“,“font- size“:“12pt“,“margin-top“:“0“,“margin- bottom“:“0“,“div“:“line-height“:“1.5“,“font- family“:“宋体“,“font-size“:“12pt“,“margin- top“:“0“,“margin-bottom“:“0“,“li“:“line- height“:“1.5“,“font-family“:“宋体“,“font- size“:“12pt“,“margin-top“:“0“,“margin- bottom“:“0“-*/ 中图分类号 TV138 文献标志码 A 文章编号 1673- 4637( XX) 05- 0044- 03 地下水动态是指地下水的水位、水量、水温和化学成 分等要素随时间而变化的过程。地下水位动态常有季节性 和多年的周期性变化。地下水位受自然因素( 气候、地质 和水文地质条件等) 和人为因素( 开采地下水、回灌等) 的影响, 不同类型的地下水, 由于影响因素的差异, 其水 位动态类型也不尽相同。笔者在负责昌平区地下水水位长 期监测工作中, 应用文字说明法、统计表法、水位动态变 化历时曲线法、地下水储存量变化柱状图法、地下水位等 值线法和剖面图法进行地下水水位动态资料的分析研究, 取得了较为理想的效果, 现简要介绍如下。 1 文字说明法 从用水量和地下水开采量、地下水水位、埋深等方面 说明 1 个水文年地下水位动态的变化, 尔后再与上一个水 文年和有历时记录的水文年相比较。昌平区用水量逐年大 幅度增加, XX 年用水量为 1.7 亿 m3,XX 年已突破 2.25 亿 m3, 年增长率在 8%以上。其中有 95 %的用水量取自地下 水, 导致昌平区地下水位呈现多年持续下降, 地下水储存 量也相应逐年衰减。昌平区已形成以东二旗和朝阳区清河 营为中心的最大的漏斗区, 在回龙观、南口以及马池口地 区也有漏斗区呈现的迹象。XX 年, 昌平平原区年平均水位 为 32.71 m, 年平均水位埋深 21.24 m。与 XX 年年平均水 位 33.30 m ( 年平均水位埋深 20.64 m) 相比, 年平均水 位下降了 0.59m ( 年平均水位埋深增加了 0.59m) ;和 1980 年年平均水位 45.52m ( 年平均水位埋深 8.06m)相比, 年 平均水位下降了 12.65 m ( 年平均埋深增加了 12.65m) 。 2 统计表法 统计表法是对各观测站的动态变化值与上一个水文年 以及有历史记录的水文年进行逐一比较, 说明比较结果, 并尽可能分析产生的原因。 与 XX 年各观测站年均水位相比 , XX 年共有 5个观测 站的地下水位出现了回升现象, 回升幅度最大的阿苏卫观 测站为 0.94 m; 有 15 个测站的地下水位出现下降现象, 下降幅度最大的桃洼观测站为 2.36 m; 1个观测站水位与 上年持平。与 1980 年各观测站年均水位相比, 本年度各观 测站水位均有大幅度的下降, 下降幅度最大的东二旗观测 站为 30.66 m; 其次是回龙观测站为 23.33m。 3 水位动态变化历时曲线图法 以时间为横坐标、水位( 或者是埋深) 为纵坐标,编制 1980 年、XXXX 年地下水位动态历时曲线图。进而分析 研究地下水位年内和多年动态变化特征以及 XX 年度水位动 态情况。昌平区地下水位动态变化主要受降水和人工开采 因素的控制, 地下水位动态曲线特征属入渗径流开采型。 3.1 年内变化特征 在 1 个水文年中有 2 次明显的峰值和 2 次明显的谷值: 每年 2 5 月底, 降水量小, 农业灌溉用水量又较大, 是 地下水位下降期, 下降值为 1.75 2.61 m。尔后至 9 月 份雨季大气降水入渗量增加, 同时农业灌溉用水开采量也 相对减少, 是地下水位回升期, 上升值为 0.43 1.19 m, 继后至 11 月底是农业秋灌期, 是地下水位下降期, 下降值 为 1 2 m。至翌年 2 月农业用水开采量减少, 是地下水 位回升期, 上升值为 0.490.68 m, 年变幅度 2.0 m。年 最高水位多出现在 2 月下旬至 3 月下旬, 年最低水位多出 现在 4 5 月份。年最高水位不出现在雨季而出现在旱季, 年最高水位的滞后性显示了第四系承压水补给源较远的地 下水位动态变化特征。 3.2 多年变化特征 XX 年 1 月XX 年 12 月历时 5 个水文年, 地下水位 累计仅下降 1.2 m, 年均下降 0.24 m。说明地下水资源量 和消耗量处于动态平衡的良性循环状态。 3.3 XX 年度水位变化 从 1980 年、XX XX 年的地下水位变化曲线( 图 1) , 可以看出地下水位在波动中持续下降。相对 1980 年年均水 位, XX 年、XX 年以及 XX 年年均水位分别下降了 10.5、11.5 和 12.6 m, XX 年度相对 XX 年下降了 0.82 m, 相对 XX 年下降了 0.59 m;XX 年地下水位动态变化历时曲 线显示, 8 月份地下水位上升 32.81 m, 后 4 个月水位一 直呈现于下降趋势, 至 12 月份水位下降到 32.25 m, 年水 位变幅为 1.67m。 4 地下水储存量变化柱状图法 地下水水位天然动态变化是地下水资源量变化的外部 表现, 这种信息变化的内因是地下水资源补给量和消耗量 均衡关系的变化, 当地下水回升时地下水储存变化则增加, 反之则减小。 第四系地下水储存变化量: Q= 100 “ h F 式中: Q 地下水储存变化量, 亿 m3; F 分析区域面积, 106m2; h 水位变化值, m; “ 给水度, 昌平区平原区平均值为 20 %。 昌平区平原区第四系面积 552.0 km2。比较时应当至少 列出 2 个水文年, 即相对历史记录的水文年和前 1 个水文 年, 为更好地分析变化趋势, 结合实际情况也可绘制多个 水文年度。昌平区 XX 年地下水储藏量较 XX 年减少 0.09 亿 m3, 较 XX 年减少 0.065 亿 m3;较 1980 年减少 1.39 亿 m3。 5 地下水位等值线法 根据监测的地下水位数值在监测区域内绘制水位等值 线图, 可从图上直观地了解地下水水位以及地下水补给径 流和排泄方向、地下水降落漏斗的中心位置、影响范围、 变化趋势。见图 2、图 3、图 4。从等值线图上均可直观地 看出, 昌平区东二旗和朝阳区沙子营地下水漏斗区的分布, 1980 年还不太明显, 到 XX年XX 年已十分明显, 而且同 水位的分布有不断增加的趋势, 漏斗深度也在不断加深。 1980 年与昌平区毗邻的海淀区西北部还没有地下水降落漏 斗区, 但是到了 XX 年漏斗区也已十分明显, 20m 水位线已 完全闭合, XX 年 20 m 水位等值线已影响到回龙观镇域;XX 年马池口备用水源地启动后, 加快了该地区地下水位的下 降速率, 从 XX 年地下水位等值线图中已呈现出地下水漏斗 区的趋势。 昌平区 1980 年 0 50 m 地下水等值线内的面积分别 为 0、0.57、23.08、104.46、276.27 和 440.95 km2。XX 年已扩大到 33.50、88.04、176.39、255.75、458.03 和 521.28 km2, 分别增加了 33.50、87.47、153.31、151.29、181.76 和 80.33 km2, 并且有 33.50 km2 的水位面积已处于黄海海平面以下。昌 平平原区面积为 552 km2, 50 m地下水位高程线以上的面 积仅有 30.72 km2; XX 年继续在增大, 漏斗深度也在继续 加深, 与 XX 年相比,各等高线的面积分别增加 2.25、5.80、4.36、6.22、31.19 和 14.00 km2, 昌平平原 区大于 50 m 水位高程等值线的面积仅剩 14.72 km2。 6 剖面图法 选择具有代表性的 3 眼以上观测井组成的剖面,以井距 为横坐标, 以地下水位为纵坐标, 将各井不同年份的地下 水位历时曲线绘制成剖面图( 图 5、图 6) 。水面曲线包括 当年、前 1 a 和起始观测的年份( 根据实际可多绘制几个 水文年份的曲线, 便于更进一步分析水流补给) 。位于昌 平区西北部的南口、马池口以及十三陵选择 2 条剖面, 即 桃洼北小营踩河; 涧头南郝庄马池口踩河。从 图中可以看出: 在上游的桃洼、涧头地下水位年均值降差 较大, 而在下游的踩河地下水位年均值降差较小; 地下水 年均水位从 1980年XX 年逐渐变缓, 水力坡降也相应逐 年减小, 这显示出从上游到下游的补给量在逐年衰减。尤 其是桃洼踩河剖面, 由于阳坊和海淀的漏斗区的影响, 地下水出现了以北小营地区为分水岭的倒流现象。 7 结语 以上 6 种分析地下水动态的方法是笔者在实际工作中 总结出来的较为切实可行的方法, 基本可满足分析昌平区 区域的地下水位动态。这 6 种方法具有一定的独立性, 但 又是互相联系的一个整体。方法 1 是从地下水的开采量、 水位和埋深等方面对地下水位动态的一个总体对比说明, 强调的是 1 个年均值的比较。方法 2 是用数据库的形式对 形成年均值的各监测站 1 a的平均值进行比较, 是全面而 详细地对比, 是对方法 1 的全面的解剖比较。如果方法 1 是 1 个隐性的点,那么方法 2 就是 1 条隐性的线, 是以时 间年为顺序的几条横向的隐性线的对比。方法 3 是方法 2 的显性线, 即将各测站逐月的平均值绘制在同 1 个坐标系 中, 然后连结形成若干条纵向的线, 是以时间年和月为顺 序的几条横向线的对比; 既了解同 1 a 水位值的变化情况, 又与其他年份对比了解地下水动态情况。方法 4 在上述方 法 1、2 的基础上将水量的对比变化量绘制在坐标系中。方 法 5 是将方法 2 中各监测站的年平均值, 以年为单位, 绘 制在监测区域平面图中, 形成一系列相同间距的水位( 或 者埋深) 等值线图, 直观而又明确地反映出昌平区地下水 动态, 而方法 6 是对方法 5 的补充, 反映局部地区地下水 补给特点。6 种方法既有点的分析, 也有点形成线的分