李 軍
(泰安市水文中心,山東 泰安 271000)
泰安市位于山東省中部的泰山南麓,地理坐標東經116°20′~117°59′,北緯35°38′~36°28′,北依濟南市,南臨曲阜市,東連淄博市,西瀕黃河。
圖1 泰安市平原區(qū)示意圖
泰安市面積為7 762 km2,且大部分為山丘區(qū),山丘區(qū)面積4 457 km2,僅在汶河沿岸及肥城與東平交界處為平原區(qū),平原區(qū)面積為3 305 km2。平原區(qū)為山東省主要的商品糧生產基地之一。平原區(qū)地勢平坦,土層深厚,土質肥沃,水資充足,灌溉條件好,種植業(yè)和農區(qū)畜牧業(yè)十分發(fā)達,具有深度開發(fā)的巨大潛力。隨著平原區(qū)社會經濟的發(fā)展,地下水的開發(fā)和利用變得十分重要。泰安市平原區(qū)示意圖見圖1。(藍色部分為山丘區(qū),黃色部分為平原區(qū))。
泰安市屬暖溫帶大陸性季風型氣候區(qū),四季分明,春季干燥多風,夏季高溫多雨,秋季天高氣爽,冬季寒冷少有雨雪。泰安市多年平均降雨量為690.6 mm,3-5月降雨量97.7 mm,占年降雨量的14.1%,6-9月降雨量528.6 mm,占年降雨量的76.5%,具有春旱、夏澇、晚秋又旱的特點。降雨量的年際之間也比較明顯,豐、枯交替出現(xiàn)。
根據(jù)平原區(qū)雨量站資料統(tǒng)計,泰安市平原區(qū)多年平均逐月降雨量表見表1,泰安市平原區(qū)多年平均逐月降雨量圖見圖2。
圖2 泰安市平原區(qū)多年平均逐月降雨量圖
表1 泰安市平原區(qū)多年平均逐月降雨量表 mm
泰安市平原區(qū)均為黃淮海平原,面積為3 305 km2。平原區(qū)監(jiān)測井井21眼(包括專用井14眼),其中五日監(jiān)測的基本井20眼,逐日監(jiān)測的重點井1眼。井網(wǎng)覆蓋全市各縣市區(qū),站網(wǎng)密度為6.35眼/103 km2,監(jiān)測時間普遍在20 a以上,對平原區(qū)地下水位有很好的控制。
泰地下水監(jiān)測根據(jù)《地下水監(jiān)測規(guī)范》(SL183-2005)、《地下水動態(tài)監(jiān)測規(guī)程》(DZ/T0133)和《城市地下水動態(tài)觀測規(guī)程》(CJJ/T76)的相應規(guī)定進行監(jiān)測。地下水監(jiān)測方式為人工觀測,工具主要為萬用電表、電線、測繩?;揪疄?日觀測,每逢1、6、11、16、21、26日觀測;重點井為逐日觀測。現(xiàn)狀地下水位監(jiān)測方式符合相關技術要求,能夠滿足區(qū)域用水量監(jiān)測的要求。
泰安市平原區(qū)地下水監(jiān)測站點統(tǒng)計見表2,泰安市平原區(qū)多年平均逐月地下水埋深表見表3,泰安市平原區(qū)多年平均逐月地下水埋深圖見圖3,泰安市平原區(qū)多年逐月降雨量與地下水埋深關系曲線見圖4。
表2 泰安市平原區(qū)地下水監(jiān)測站點統(tǒng)計表
表3 泰安市平原區(qū)多年平均逐月地下水埋深表 m
圖3 泰安市平原區(qū)多年平均地下水逐月埋深圖
圖4 泰安市平原區(qū)歷年逐月降水量與地下水埋深關系曲線
泰安市全市降雨量監(jiān)測資料共66站年,對該基礎資料進行了認真、翔實地審核,并和鄰站做了降雨量對照。根據(jù)上述資料,采用算術平均法計算全市12個月降雨量值,詳見表4。
經統(tǒng)計分析,2020年1-12月泰安市平均降雨量為896.5 mm,較去年同期偏多71.7%,較歷年同期偏多28.9%。各月降水分配比為:1月份2%,2月份3%,3月份0,4月份3%,5月份6%,6月份14%,7月份15%,8月份43%,9月份4%,10月份1%,11月份8%,12月份1%。由以上數(shù)據(jù)可見,泰安市降雨量年內分配很不均勻,降雨量主要集中在6-9月份,占全年的76%,而6-9月份降水又主要集中在8月份。2020年泰安市平原區(qū)逐月降雨量表見表4,2020年泰安市平原區(qū)逐月降雨量圖見圖5。
圖5 2020年泰安市平原區(qū)逐月降雨量圖
本年度地下水水位根據(jù)《地下水監(jiān)測規(guī)范》(SL183-2005)、《地下水動態(tài)監(jiān)測規(guī)程》(DZ/T0133)和《城市地下水動態(tài)觀測規(guī)程》(CJJ/T76)的規(guī)定進行監(jiān)測。全年共監(jiān)測收集泰安市平原區(qū)地下水埋深21站2020年的觀測資料。
區(qū)域地下水埋深根據(jù)上述整編成果,計算泰安市平原區(qū)逐月地下水埋深。
在1-5月受降水、開采量、水位變化、滯后降雨等因素影響,區(qū)域地下水位呈不同程度下降狀態(tài);6-9月,隨著汛期降雨量增加,泰安市水位整體呈現(xiàn)了上升趨勢;10月份后,水位整體又呈現(xiàn)較平穩(wěn)的變化趨勢;從全年來看,地下水位整體呈現(xiàn)上升趨勢。2020年泰安市平原區(qū)逐月地下水埋深表見表5,2020年泰安市平原區(qū)逐月地下水埋深圖見圖6。
表4 2020年泰安市平原區(qū)逐月降雨量表 mm
表5 2020年泰安市平原區(qū)逐月地下水埋深表
圖6 2020年泰安市平原區(qū)逐月地下水埋深圖
從圖6中可以看出,由于1-5月份由于降雨稀少,地下水位呈明顯下降趨勢,6-9月份降雨量增加,農業(yè)用水比往年減少, 水位上升,10月份后水位逐漸平穩(wěn),變化不大。
結合降雨實際情況,根據(jù)分析可以看出,本次采用的地下水位監(jiān)測資料精度可靠,變化趨勢合理,成果可信。2020年泰安市平原區(qū)地下水埋深與歷年埋深關系表見表6,2020年泰安市逐月降雨量與歷年地下水埋深關系曲線見圖7,可以看出可以看出2020年泰安市地下水位隨著降雨量變化而變化顯著。
1-5月份降雨較少,呈逐月增加的趨勢,但是由于1-5月份農業(yè)灌溉比較多,加上前期降雨較少,泰安市地下水位呈下降趨勢。隨著6-8月降雨量大幅度增加,地下水位隨之大幅度上升。
表6 2020年泰安市平原區(qū)地下水埋深與歷年埋深關系表 m
圖7 2020年泰安市平原區(qū)地下水逐月埋深與歷年逐月埋深比較圖
2020年泰安市平原區(qū)地下水平均埋深較歷年平均降低0.95 m。可見隨著地下水開發(fā)利用加強,地下水位呈現(xiàn)下降趨勢,2020年下降幅度為15.7%。下降幅度在可接受范圍之內。下降最大的為8月1日,下降幅度達28.5%,原因是7月份降雨量相對歷史同期偏小。下降最小的月份為10月,下降幅度僅為0.05%,幾乎與歷年同期持平,原因是8,9月份降雨量偏多。到2020年底12月份,地下水埋深比多年平均值僅下降0.46 m。根據(jù)降雨量和地下水埋深關系,充分說明泰安市平原區(qū)地下水埋深和降雨量關系密切,補給情況良好,且地下水資源量較為豐富。結合同期降雨量合理開發(fā)利用,不僅可以保護地下水資源,而且可以充分利用地下水這一寶貴資源。
(1)泰安市2020年平原區(qū)地下水埋深與歷年平均值已經出現(xiàn)了下降,必須繼續(xù)加強監(jiān)測和保護。另一方面,泰安市平原區(qū)地下埋深下降幅度在合理范圍之內,逐月來看,某些月份已經接近多年均值,這也是多年來泰安市堅持首先使用地表水,優(yōu)先保護地下水的成果,可以充分利用這一措施繼續(xù)加大保護力度。
(2)在地下水資源開發(fā)利用過程中,可以根據(jù)降雨量和地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)合理開發(fā)地下水資源,并根據(jù)地下水埋深建立預警機制。在降雨量少的月份發(fā)出預警,并減少地下水的開采,必要時可以考慮地表水補給地下水,維持合理的地下水水位。在降雨量多的年份,結合多年地下水水位資料,在保證一定地下水水位的情況下,可以適度增加地下水資源開發(fā)利用。
(3)隨著國家地下水監(jiān)測工程的運行,泰安市目前有國家井67眼,地下水監(jiān)測的頻率和自動化程度大為提高,目前國家井監(jiān)測頻次為一日六次,并且數(shù)據(jù)每日向水利部,省水利廳,水文部門傳輸。建議充分利用這一平臺和互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢,建立高效的氣象,雨量,地下水位聯(lián)合調度和預警機制,更加精確的監(jiān)控地下水位的變化,加大地下水的保護力度,合理開發(fā)利用地下水資源。