河北省衡水市地下水水位动态特征及变化趋势分析.pdf

摘 要 衡水市作为华北平原缺水最为严重的地区之一，水资源的供需矛盾极为突出，本 论文通过分析衡水市的气象、水文、地形地貌、地质、水文地质条件及多年以来的地 下水位动态监测数据结合当地社会经济发展情况，深入分析研究区内地下水水位时空 变化特征，归纳总结了其主要影响因素，预测了未来十年地下水动态变化的趋势，以 期为衡水市地下水资源合理开发与利用提供科学依据。 本文首先对所收集以及实测的地下水位数据资料进行统计与分析，采用现场测试、 数理统计、数值模拟等方法对地下水水位动态进行分析与研究。主要取得以下成果： （1）根据实测以及收集的地下水位的动态监测数据，结合降水、蒸发、地形地貌、 开采现状等资料，利用多种数据统计方法绘制了部分典型监测孔地下水位埋深与降水 量、蒸发量的对比曲线，通过对比曲线特征及变化趋势的分析，将2016~2018 年研究 区内的地下水位动态类型分为五种。其中浅层地下水水位动态类型分为三种：降水入 渗蒸发型、降水入渗开采型、农业灌溉-降水入渗蒸发型；深层地下水水位动态类型分 为两种：越流补给开采型、侧向径流-越流补给开采型。 （2 ）依据衡水市相关地质剖面、钻孔资料以及前人的研究，通过对研究区水文地 质条件、含水层组结构以及边界条件的概化，建立研究区的水文地质概念模型以及地 下水流数学模型，利用有限差分方法对数值模型进行求解。采用研究区内 12 口观测 井的地下水位动态观测的资料对模型进行识别与验证，拟合精度0.3~ 1.5m ，将识别期 末的计算流场与实测流场进行对比，计算流场与实测流场形态基本保持一致，结果表 明本次计算模型能够较好地反映实际地下水渗流情况。 （3 ）根据河北省统计局公布的《河北经济年鉴》以及衡水市制定的《衡水市地下 水超采综合治理方案》、《衡水市国民经济和社会发展第十三个五年规划》，设定了两 种不同的地下水开发利用方案，依据所建立的数值模型预测两种方案下地下水水位的 动态变化趋势。模拟结果表明，方案一：2030 年深层地下水水位与浅层地下水水位基 本恢复至上世纪70 年代的水平，深、浅层地下水水位基本持平，深层地下水水位3~11m ， 浅层地下水水位8~12m 。方案二：2030 年浅层地下水与2018 年相比下降2.5m 左右， 深层地下水与2018 年相比上升10m 左右。 关键词：地下水; 水位动态; 数值模拟; 变化趋势; 衡水市 I Abstract Hengshui is one of the cities with the severest water shortages in the North China Plain. This paper analyzed meteorological, hydrological, topographical, geological, hydrogeological conditions and groundwater level dynamic monitoring data of Hengshui City for many years. Based on the local socio-economic conditions, the paper analyzed the spatial and temporal variation characteristics of groundwater level in the study area, summarizes its main influencing factors, and predicts the dynamic trends of groundwater level in the next decade, in order to provide a scientific basis for the rational development and utilization of groundwater resources in Hengshu