千阳县地下水动态特征及成因分析
王彦丽1李
（1. 千阳县董坊水厂2. 千阳县水利工作队
刚2吕军栋3陕西
千阳721100；
721100；千阳721100）
陕西千阳陕西
3. 千阳县水土保持工作站
摘要
从气象因素如降水量、蒸发量等和人类活动因素分析地下水动态的影响原因，依据千阳县地下水埋深长系列观测资料，分析该县地下水位年内年际动态变化特征。认为千阳县地下水位较低，且处于平稳阶段；地下水位对不同气象因素变化的反应敏感程度不同，对人类活动的反应比较强烈。建议该地区继续减少开采量，增加水的利用效率，持续监测水位动态，防止地下水位发生较大幅度的下降。
关键词埋深；降水；开采
中图分类号：ＴＶ２１１．１＋２
文献标识码：Ａ
１自然地理概况
千阳县地处渭北旱原丘陵沟壑区，土地总面积996.5km 2，山地、旱塬和川地分别占70%、20%和10%，辖8镇98个行政村，总人口13万人，其中农业人口11.1万人；境内渭河支流千河横贯东西，海拔710m ～1545.5m ，相对高差835.5m 。
千阳县属温带大陆性季风区半湿润气候，四季冷暖干湿分明，气温干燥，降水不均。春季气候干燥，多扬沙、浮尘天气；夏季低压明显，气候凉爽，多雨时段高温高湿；秋季多连阴雨；冬季受地面冷高压控制，较寒冷，多季风，干旱少雨雪，常有寒潮侵袭。无霜期197天。年平均相对湿度为69%，年平均降水量627.4mm ，最大年降水量924.3mm ，最小年降水量为378.9mm ；年平均蒸发量为1450mm 。
千阳县境内流域面积在50km 2以上的河主要有千河、冯坊河、夜叉木河等。流8条，
好，向两侧延伸，粗粒沉积物迅速变薄并且含泥增多，透水性和富水性明显变差。黄土塬及阶地区的承压水一般属构造盆地型，在高漫滩和其他局部地区，压力水头高出地面数米，水量丰富。上层滞水主要分布于山地和山间盆地边缘。这些地带滑坡体发育，为上层滞水提供赋存条件。
流入含水层，成为真正的地下水补给。此间地下水的多少直接取决于降水的多少，可以说降水是地下水的根本来源。
从地下水的排泄看，一般而言，蒸发量大的地区，地下水损失量较大，水位下降大。蒸发量与地下水埋深之间的关系的紧密程度主要取决于地下水的埋深，当水位埋深在6m 以上时，蒸发量对埋深的影响比较大；当水位埋深
３地下水开采利用现状
千阳县工业生产和生活用水主要取自地下水，河谷地带分布的地下水主要为第四系潜水和第三系浅层承压水。第四系潜水因水质污染相对严重，主要是用于农业灌溉；第三系浅层承压水是工业生产和生活用水的来源。开采井主要分布于千河高、低漫滩上。全县可开采资源为0.1×108m 3/a。约占全县水资源总由于对地下水的开采缺量的76%。几十年来，
乏严格规划和管理，地下水的天然稳定状态被破坏，补排关系失调。
在8m 以下时，蒸发量对埋深的影响基本可以忽略。
相对湿度对地下水的影响，主要表现为先期对降水（降水形式、降水量）和蒸发产生影因此，响，再由降水和蒸发对地下水产生影响。就湿度本身对地下水的影响来看，更偏重于间接方式。
气温在引起蒸发的同时，还能引起地下水矿化度的变化水温的波动，并导致化学成分、和水的物理性质变化。但气温只能直接影响埋藏较浅的地下水，超过一定深度，地下水则不受气温的影响，而受地温的控制。
２地下水类型及赋存规律
４影响地下水动态的气象因素
千阳县地下水分布较为广泛，含水层主要砂及为第三系疏松的砂砾岩及第四系的黄土、砂砾卵石层，按埋藏条件分为潜水、承压水及是千阳县地下水开发上层滞水。潜水埋藏浅，
利用的主要对象，赋存于河谷阶地、黄土台塬和山前洪(冲) 积倾斜平原中，主要分为上更新统冲积砂卵石层、中更新统冲积砂卵石层及中更新统黄土层三个岩组。承压水的形成和分布与基底构造、古地理环境及岩相关系较大，千河附近上第三系粗粒沉积厚度大，富水性
降水、蒸发、气温和相对湿度等气象因素对地下水的影响不是通过直接方式进行的，而是主要通过与下垫面进行能量交换，以间接方式进行的，所以是一个综合的比较复杂的过程。
从地下水的补给看，降水到达地面之后，有一部分以地表径流方式流出，另一部渗入地下，在入渗过程中，还有部分被蒸发或通过地表植被蒸腾作用消耗，返回大气层，剩余水量
5.1地下水年内动态变化
根据降水和地下水的使用开采状况，千阳县地下水年内变化大致可分为两个时期；4月～10月是水位下降期，在4月～6月期间无雨或少雨，缺乏降雨入渗补给，农业又大量开采，使地下水位大幅下降；7月～9月降水增多，而且降水比较集中，地下水得到大量入渗补给，农业开采量又逐渐减小，使地下水位大幅度上升；10月～次年3月为水位调整期，10
５千阳县地下水动态特征
月之后降水减少，地下水位逐步回升，12月～次年3月、4月由于较长时间无农业开采，地下水位缓慢上升。见图1。5.2地下水年际动态变化
1980年～2011年千阳县地下水的年际变化情况可以划分为以下几个阶段，1980年～1985年进入回升阶段，回升速率是1m/a左右；
1985年～1994年为基本平稳阶段，本阶段地下水位下降略有波动，但下降趋势不明显；1994年～2003年进入持续急剧下降阶段，下降速率是0.16m/a；1995年～2008年进入大幅下降阶段，下降速率是0.87m/a。2004年水位有较大上升，埋深恢复至10m 左右，
2004图１千阳县地下水年内动态变化过程年～2011年水位基本持平，处于稳定阶段。见图2。
5.3气象因素影响因素分析
千阳县地下水动态类型是降水入渗—开采型，补给主要靠降水，排泄主要是工农业开采。工业影响区重点分布在千阳县城区及地下水超采区域，多年地下水水位动态曲线呈缓慢下降状态。农业开采影响区主要分布于广大农村，水位年内变幅大。本次分析选取典型井长期观测资料，与同系列气象因素数据进行对比，以探求其对地
下水位的影响。图２千阳县地下水年际动态变化过程
5.3.1降水
根据绘制的降水～埋深关系曲线，从上世纪80年代末开始到2004年，地下水位埋深逐年增大，2004年以来，地下水位基本保持稳定。在1999年之前，随着降水量的逐年减少，降水对地下水补给量减少，地下水位埋深相应增大。地下水位对降水的响应比较明显，二者之间有相似的变化规律；在1999年之后，降水量波动较大，地下水位埋深逐渐加大，降水过程线和地下水位埋深过程线逐渐分离，二
图３千阳县地下水埋深与降水关系曲线
者之间关联程度微弱。2004年以后地下水基本持平，基本上超过15m ，降水量的大小对地下水的影响程度也在减小。详见图3。5.3.2蒸发
根据绘制的蒸发量～埋深过程线，蒸发量与地下水埋深之间的关系的紧密程度主要取决于地下水的埋深，在1996年之前，蒸发对地下水埋深的影响与气温对地下水埋深的影响表现出一致的规律性，之后规律性并不明显。说明随着地下水位
图４１９８０年～２０１１年蒸发量与地下水埋深关系图
的降低，蒸发的影响逐渐减小。在埋深大
科
技
陕西
水
利
SH
A ANXI SHUILI
2014.5
143/144
人类活动的影响，地下水开采量持续增加，改打变了地下水的天然补给、径流和排泄条件，破了水循环过程中的动态平衡，不断地消耗含水层储存水量，造成地下水位的持续下降。在2002年、2003年，虽然地下水开采量较上一年有明显的减少，但在当年或第二年，地下水埋深并没有明显减小。这表明，在自然的动态平衡被破坏后，开采量短期的减少，不能有效的修复地下水环境。
图５１９８０年～２０１０年平均气温与地下水埋深关系图
６结论
地下水埋深的动态变化趋势说明：降水对地下水的补给影响最大；人为开采对地下水的排泄影响最大，甚至具有决定性作用；其他气候因素具有间接影响作用，而且作用有限。
因此，必须弄清楚采与补、用与养的辩证关系，做到合理开发。只要采取适当的措施，遏制千阳县地下水下降的趋势是可以做到的。陕西水利
（责任编辑：周蓓）
图６１９８０年～２０１１年相对湿度与地下水埋深关系图
图７
千阳县地下水埋深与开采量关系曲线
均59%，9月份为最高，月均82%。相对湿度减小后，空气中单位体积内的水分子减少，相应的水汽变为液化水的数量减少，但是水蒸发为蒸汽的速度保持不变，由于液态的水持续地蒸发，最终结果是液体水的数量减少，间接加大了地下水的埋深。从相对湿度～埋深图上看，二者相关性不大，主要原因是埋深较大，湿度变化几乎没有直接影响。见图6。5.4人为开采影响分析
千阳县地下水开采量与地下水埋深的年际变化关系见图7，二者具有比较一致的动态变化，在2001年之前，开采量逐年增加，地下水位急剧下降；2002年之后，开采量处于比较稳定的状态，地下水位也趋于稳定。这表明受
于8m 、9m 之后，两者变化曲线没有趋同性，详见图4。5.3.3气温
千阳县近三十年来气温呈明显增加趋势，根据气温～埋深曲线，可增速为每十年0.5℃，
以看出两者拟合度较高，两条曲线具有一致的趋势，从理论上讲，气温对地下水的影响主要通过蒸发来实现，是间接作用，而一旦地下水位降低到一定程度，蒸发的影响也会消失。对此曲线的合理解释应该是：气温升高导致作物灌溉次数增加，从而更多的抽取地下水，最终导致埋深下降。见图5。5.3.4相对湿度
千阳县相对湿度在元月份为全年最小，月
千阳县地下水动态特征及成因分析
王彦丽1李
（1. 千阳县董坊水厂2. 千阳县水利工作队
刚2吕军栋3陕西
千阳721100；
721100；千阳721100）
陕西千阳陕西
3. 千阳县水土保持工作站
摘要
从气象因素如降水量、蒸发量等和人类活动因素分析地下水动态的影响原因，依据千阳县地下水埋深长系列观测资料，分析该县地下水位年内年际动态变化特征。认为千阳县地下水位较低，且处于平稳阶段；地下水位对不同气象因素变化的反应敏感程度不同，对人类活动的反应比较强烈。建议该地区继续减少开采量，增加水的利用效率，持续监测水位动态，防止地下水位发生较大幅度的下降。
关键词埋深；降水；开采
中图分类号：ＴＶ２１１．１＋２
文献标识码：Ａ
１自然地理概况
千阳县地处渭北旱原丘陵沟壑区，土地总面积996.5km 2，山地、旱塬和川地分别占70%、20%和10%，辖8镇98个行政村，总人口13万人，其中农业人口11.1万人；境内渭河支流千河横贯东西，海拔710m ～1545.5m ，相对高差835.5m 。
千阳县属温带大陆性季风区半湿润气候，四季冷暖干湿分明，气温干燥，降水不均。春季气候干燥，多扬沙、浮尘天气；夏季低压明显，气候凉爽，多雨时段高温高湿；秋季多连阴雨；冬季受地面冷高压控制，较寒冷，多季风，干旱少雨雪，常有寒潮侵袭。无霜期197天。年平均相对湿度为69%，年平均降水量627.4mm ，最大年降水量924.3mm ，最小年降水量为378.9mm ；年平均蒸发量为1450mm 。
千阳县境内流域面积在50km 2以上的河主要有千河、冯坊河、夜叉木河等。流8条，
好，向两侧延伸，粗粒沉积物迅速变薄并且含泥增多，透水性和富水性明显变差。黄土塬及阶地区的承压水一般属构造盆地型，在高漫滩和其他局部地区，压力水头高出地面数米，水量丰富。上层滞水主要分布于山地和山间盆地边缘。这些地带滑坡体发育，为上层滞水提供赋存条件。
流入含水层，成为真正的地下水补给。此间地下水的多少直接取决于降水的多少，可以说降水是地下水的根本来源。
从地下水的排泄看，一般而言，蒸发量大的地区，地下水损失量较大，水位下降大。蒸发量与地下水埋深之间的关系的紧密程度主要取决于地下水的埋深，当水位埋深在6m 以上时，蒸发量对埋深的影响比较大；当水位埋深
３地下水开采利用现状
千阳县工业生产和生活用水主要取自地下水，河谷地带分布的地下水主要为第四系潜水和第三系浅层承压水。第四系潜水因水质污染相对严重，主要是用于农业灌溉；第三系浅层承压水是工业生产和生活用水的来源。开采井主要分布于千河高、低漫滩上。全县可开采资源为0.1×108m 3/a。约占全县水资源总由于对地下水的开采缺量的76%。几十年来，
乏严格规划和管理，地下水的天然稳定状态被破坏，补排关系失调。
在8m 以下时，蒸发量对埋深的影响基本可以忽略。
相对湿度对地下水的影响，主要表现为先期对降水（降水形式、降水量）和蒸发产生影因此，响，再由降水和蒸发对地下水产生影响。就湿度本身对地下水的影响来看，更偏重于间接方式。
气温在引起蒸发的同时，还能引起地下水矿化度的变化水温的波动，并导致化学成分、和水的物理性质变化。但气温只能直接影响埋藏较浅的地下水，超过一定深度，地下水则不受气温的影响，而受地温的控制。
２地下水类型及赋存规律
４影响地下水动态的气象因素
千阳县地下水分布较为广泛，含水层主要砂及为第三系疏松的砂砾岩及第四系的黄土、砂砾卵石层，按埋藏条件分为潜水、承压水及是千阳县地下水开发上层滞水。潜水埋藏浅，
利用的主要对象，赋存于河谷阶地、黄土台塬和山前洪(冲) 积倾斜平原中，主要分为上更新统冲积砂卵石层、中更新统冲积砂卵石层及中更新统黄土层三个岩组。承压水的形成和分布与基底构造、古地理环境及岩相关系较大，千河附近上第三系粗粒沉积厚度大，富水性
降水、蒸发、气温和相对湿度等气象因素对地下水的影响不是通过直接方式进行的，而是主要通过与下垫面进行能量交换，以间接方式进行的，所以是一个综合的比较复杂的过程。
从地下水的补给看，降水到达地面之后，有一部分以地表径流方式流出，另一部渗入地下，在入渗过程中，还有部分被蒸发或通过地表植被蒸腾作用消耗，返回大气层，剩余水量
5.1地下水年内动态变化
根据降水和地下水的使用开采状况，千阳县地下水年内变化大致可分为两个时期；4月～10月是水位下降期，在4月～6月期间无雨或少雨，缺乏降雨入渗补给，农业又大量开采，使地下水位大幅下降；7月～9月降水增多，而且降水比较集中，地下水得到大量入渗补给，农业开采量又逐渐减小，使地下水位大幅度上升；10月～次年3月为水位调整期，10
５千阳县地下水动态特征
月之后降水减少，地下水位逐步回升，12月～次年3月、4月由于较长时间无农业开采，地下水位缓慢上升。见图1。5.2地下水年际动态变化
1980年～2011年千阳县地下水的年际变化情况可以划分为以下几个阶段，1980年～1985年进入回升阶段，回升速率是1m/a左右；
1985年～1994年为基本平稳阶段，本阶段地下水位下降略有波动，但下降趋势不明显；1994年～2003年进入持续急剧下降阶段，下降速率是0.16m/a；1995年～2008年进入大幅下降阶段，下降速率是0.87m/a。2004年水位有较大上升，埋深恢复至10m 左右，
2004图１千阳县地下水年内动态变化过程年～2011年水位基本持平，处于稳定阶段。见图2。
5.3气象因素影响因素分析
千阳县地下水动态类型是降水入渗—开采型，补给主要靠降水，排泄主要是工农业开采。工业影响区重点分布在千阳县城区及地下水超采区域，多年地下水水位动态曲线呈缓慢下降状态。农业开采影响区主要分布于广大农村，水位年内变幅大。本次分析选取典型井长期观测资料，与同系列气象因素数据进行对比，以探求其对地
下水位的影响。图２千阳县地下水年际动态变化过程
5.3.1降水
根据绘制的降水～埋深关系曲线，从上世纪80年代末开始到2004年，地下水位埋深逐年增大，2004年以来，地下水位基本保持稳定。在1999年之前，随着降水量的逐年减少，降水对地下水补给量减少，地下水位埋深相应增大。地下水位对降水的响应比较明显，二者之间有相似的变化规律；在1999年之后，降水量波动较大，地下水位埋深逐渐加大，降水过程线和地下水位埋深过程线逐渐分离，二
图３千阳县地下水埋深与降水关系曲线
者之间关联程度微弱。2004年以后地下水基本持平，基本上超过15m ，降水量的大小对地下水的影响程度也在减小。详见图3。5.3.2蒸发
根据绘制的蒸发量～埋深过程线，蒸发量与地下水埋深之间的关系的紧密程度主要取决于地下水的埋深，在1996年之前，蒸发对地下水埋深的影响与气温对地下水埋深的影响表现出一致的规律性，之后规律性并不明显。说明随着地下水位
图４１９８０年～２０１１年蒸发量与地下水埋深关系图
的降低，蒸发的影响逐渐减小。在埋深大
科
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陕西
水
利
SH
A ANXI SHUILI
2014.5
143/144
人类活动的影响，地下水开采量持续增加，改打变了地下水的天然补给、径流和排泄条件，破了水循环过程中的动态平衡，不断地消耗含水层储存水量，造成地下水位的持续下降。在2002年、2003年，虽然地下水开采量较上一年有明显的减少，但在当年或第二年，地下水埋深并没有明显减小。这表明，在自然的动态平衡被破坏后，开采量短期的减少，不能有效的修复地下水环境。
图５１９８０年～２０１０年平均气温与地下水埋深关系图
６结论
地下水埋深的动态变化趋势说明：降水对地下水的补给影响最大；人为开采对地下水的排泄影响最大，甚至具有决定性作用；其他气候因素具有间接影响作用，而且作用有限。
因此，必须弄清楚采与补、用与养的辩证关系，做到合理开发。只要采取适当的措施，遏制千阳县地下水下降的趋势是可以做到的。陕西水利
（责任编辑：周蓓）
图６１９８０年～２０１１年相对湿度与地下水埋深关系图
图７
千阳县地下水埋深与开采量关系曲线
均59%，9月份为最高，月均82%。相对湿度减小后，空气中单位体积内的水分子减少，相应的水汽变为液化水的数量减少，但是水蒸发为蒸汽的速度保持不变，由于液态的水持续地蒸发，最终结果是液体水的数量减少，间接加大了地下水的埋深。从相对湿度～埋深图上看，二者相关性不大，主要原因是埋深较大，湿度变化几乎没有直接影响。见图6。5.4人为开采影响分析
千阳县地下水开采量与地下水埋深的年际变化关系见图7，二者具有比较一致的动态变化，在2001年之前，开采量逐年增加，地下水位急剧下降；2002年之后，开采量处于比较稳定的状态，地下水位也趋于稳定。这表明受
于8m 、9m 之后，两者变化曲线没有趋同性，详见图4。5.3.3气温
千阳县近三十年来气温呈明显增加趋势，根据气温～埋深曲线，可增速为每十年0.5℃，
以看出两者拟合度较高，两条曲线具有一致的趋势，从理论上讲，气温对地下水的影响主要通过蒸发来实现，是间接作用，而一旦地下水位降低到一定程度，蒸发的影响也会消失。对此曲线的合理解释应该是：气温升高导致作物灌溉次数增加，从而更多的抽取地下水，最终导致埋深下降。见图5。5.3.4相对湿度
千阳县相对湿度在元月份为全年最小，月