陜西省近15年地下水資源動態(tài)變化與影響因素分析

2020-11-12 07:10:50

水資源開發(fā)與管理 2020年10期

(陜西省環(huán)境科學研究院，陜西西安 710061)

近些年，隨著陜西省經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，對水資源的需求越來越大，地下水作為一種戰(zhàn)略資源，在經(jīng)濟生產(chǎn)和群眾生活中發(fā)揮著重要作用。隨著地下水連年被過度開發(fā)以及污染事件的影響，嚴重威脅到了地下水的可持續(xù)利用。因此，及時了解地下水的動態(tài)變化規(guī)律，堅持地下水資源的合理開發(fā)利用是當前水資源保護的重要工作之一。本文以2004—2018年陜西省水資源公報數(shù)據(jù)為基礎，對陜西省近15年地下水資源變化規(guī)律和影響因素進行分析。

1 陜西省水文地質概況

地下水資源的分布受氣候、地形地貌、地質構造、巖性等因素影響。根據(jù)陜西省地下水資源分布特征，陜西省地下水主要分布于陜北、關中、陜南3個獨立的水文地質單元，各水文地質單元含水系及其富水性各具特點。

1.1 陜北潛水區(qū)

陜北潛水區(qū)的地下水與地貌關系極為密切，直接控制著地下水的埋藏、補給、徑流與排泄。在溝谷多、下切深的地方，地下水埋藏深，反之則淺。地下水主要靠大氣降水補給，水量貧乏，基巖裂隙水分布極不均勻。

1.2 關中潛水區(qū)

關中在渭河地塹基礎上堆積了厚層松散層狀巖系，構成了地下水蓄存的良好場所，因而區(qū)內(nèi)地下水的儲藏量豐富。關中的地下水包括第四系沖積平原砂礫層中潛水、洪積扇砂卵石層中潛水、黃土臺塬黃土中潛水、黃土臺塬下部砂礫層中潛水等。

1.3 陜南潛水區(qū)

陜南潛水區(qū)斷裂發(fā)育，巖漿巖及變質巖形成的斷塊山地向漢江谷地傾斜，這樣的地質構造控制著地下水的蓄存和運動條件，使該區(qū)的地下水屬于激烈循環(huán)的裂隙潛水及巖溶水類型，它直接承受降水和融水補給。按其成因類型，該區(qū)地下水為山間盆地沖積、洪積，第四系砂、砂礫石層中潛水和承壓水。

2 地下水資源的動態(tài)變化

2.1 水資源總量與地下水資源量變化

陜西省地跨黃河、長江兩大流域，總面積20.56萬km2，省內(nèi)水資源分布不均勻，水資源總量受到多種因素的影響，2004—2018年省內(nèi)的水資源總量有較大變化，見圖1。年水資源總量最高為2011年的604.43億m3，最低為2006年的267.08億m3，平均為386.38億m3。總體來看，15年來陜西省地表水資源總量變化與水資源總量變化規(guī)律一致，且地表水占水資源總量的比例極高。由圖1可以看出，陜西省地下水資源量年際變化與地表水資源量變化呈現(xiàn)一定規(guī)律，但是地下水資源量總體處于穩(wěn)定狀態(tài)，增減并不明顯。

圖1 陜西省地下水資源量年際變化

2.2 淺層地下水位變化特征

陜西省內(nèi)陜北、關中及陜南淺層地下水分處相對獨立的水文地質單元，水資源利用方式各具特點，各地區(qū)的淺層地下水位變化見圖2。以2004年地下水位為基準，漢中盆地淺層地下水除2012年有明顯的下降外，整體有升高趨勢，至2018年累計上升已超過1m。關中盆地2004—2008年，淺層地下水位總體處于下降狀態(tài)，2008—2018年淺層地下水位逐年升高。陜北風沙灘區(qū)自2004年開始，淺層地下水位呈逐年下降趨勢，至2018年其地下水位下降已超過0.5m。

圖2 陜西省地下水位年際變化

2.3 地下水開采供水量變化

從水資源利用特點來看，地下水仍是陜西省工農(nóng)業(yè)、居民生活用水中重要的組成部分。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，陜西省總供水量逐年升高，2004年為75.53億m3，2018年為93.72億m3，總供水量增加了24.08%。總供水量中，地表水占比超過五成，且呈現(xiàn)出逐年增長的特點，見圖3。相反，地下水供水量略有下降但總體穩(wěn)定，在陜西省總供水結構中的比例逐年降低，這與陜西省施行的地下水開發(fā)利用保護政策有關，更多地利用地表水作為供水水源在一定程度上減緩了對地下水的過度開發(fā)。

圖3 陜西省水資源供給開采年際變化

2.4 地下水超采區(qū)水位變化

地下水資源的更新速度較慢，如果地下水開采量相當于當年或者一定周期內(nèi)地下水的補給量，那么地下水位基本保持穩(wěn)定狀態(tài)。如果開采量遠超過地下水的補給量，造成地下水的收支失衡，地下水位持續(xù)下降，將形成地下水降落漏斗。陜西省關中盆地人口密集，聚集著大小6座城市，地下水的開發(fā)利用一直處于超采狀態(tài)。本文根據(jù)收集的陜西省6處主要地下水超采區(qū)近些年地下水位埋深數(shù)據(jù)繪制了年際變化圖，見圖4。

由圖4可以看出，2004—2009年，灃東、咸陽魯橋兩個漏斗區(qū)地下水位不斷下降，之后逐年上升。興化、咸陽城區(qū)、渭南杜橋以及西安城區(qū)漏斗區(qū)地下水位自2006年逐年上升，地下水漏斗區(qū)水位得到一定恢復。以西安市為例，常年的嚴重超采地下水使得西安城區(qū)形成了面積超過200km2的地下水降落漏斗區(qū)，幾乎覆蓋了主城區(qū)的一半。2007年至今，西安市區(qū)內(nèi)已累計封停、填埋各類自備井數(shù)千眼。西安已建成6處回灌點，近70萬m3的自來水灌進了距地下200～300m處，極大地緩解了西安市城區(qū)地下水漏斗區(qū)的惡化趨勢，漏斗區(qū)地下水位逐年上升。

圖4 地下水超采區(qū)水位年際變化

3 地下水資源量影響因素

3.1 地下水資源量影響因素分析

地下水資源量受“收” “支”兩方面因素影響，“收”即地下水的補給，主要由大氣降水、灌溉、河流側向補給要素等控制，其中大氣降水是最為重要的影響要素。“支”則主要是地下水開采供給利用。

由圖5可以看出，2005年、2007年、2011年和2017年是全省降水量較高的年份，地下水資源量均呈現(xiàn)明顯峰值。而2006年、2008年和2016年則是全省降水量較低的年份，地下水資源量也呈現(xiàn)明顯的低值。因此，大氣降水對地下水資源量的影響明顯。由圖6可以看出，2006年、2008年和2016年是全省地下水開采供給量相對較高的年份，同年地下水資源量呈現(xiàn)低值。而在地下水開采供給量不大的年份，地下水資源量相對較高。但是地下水開采供給量對地下水資源量的影響不像大氣降水那么明顯。