淺析鄭州市地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

□ 孟春麗 □李 騷 □郭 輝（河南省鄭州水文水資源勘測(cè)局）

1 自然地理及地質(zhì)概況

1.1 氣候特征

鄭州市屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冷暖氣團(tuán)交替頻繁，春、夏、秋、冬四季分明。年平均氣溫14.30℃，全市多年平均降水量635.60mm。

1.2 河流水系

鄭州市地跨黃河、淮河兩大流域，總面積7446.30 km2。全市有大小河流124條，流域面積較大的河流有29條，其中黃河流域6條，淮河流域23條。

1.3 地形地貌

鄭州市地形地貌復(fù)雜，橫跨我國(guó)第二級(jí)和第三級(jí)地貌臺(tái)階。地形總體上由西南向東北傾斜，形成高、中、低三個(gè)階梯，由中山、低山、丘陵過(guò)渡到平原，山區(qū)丘陵與平原分界明顯。根據(jù)地貌特征和成因，全市可劃分為5個(gè)地貌小區(qū)：東北平原區(qū)、東南沙丘壟崗區(qū)、沖積傾斜平原區(qū)、低山丘陵區(qū)、西南部群山區(qū)。

1.4 地質(zhì)概況

全市分嵩箕山侵蝕構(gòu)造中低山裂隙巖溶水水文地質(zhì)區(qū)；伊洛河斷陷盆地沖洪積空隙水水文地質(zhì)區(qū)；嵩箕山前沖洪積傾斜平原空隙水水文地質(zhì)區(qū)及黃河沖積平原空隙水水文地質(zhì)區(qū)四部分。

2 地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及特征分析

2.1 地下水動(dòng)態(tài)年內(nèi)變化規(guī)律

隨著各年降水量及開(kāi)采量不同，地下水的年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化有較大差異，但是從長(zhǎng)期資料分析還是有明顯的規(guī)律性可循。從全區(qū)歷年（1972-2013年）各月地下水埋深平均值看，鄭州市地下水埋深年內(nèi)變化特征呈現(xiàn)一升一降變化規(guī)律。一般從每年6月份以后地下水位開(kāi)始上升，這段時(shí)期由于進(jìn)入主汛期，降水量較大，地下水補(bǔ)給較為充分，農(nóng)業(yè)灌溉次數(shù)相對(duì)較少，故地下水位上升；次年2月份以后至6月份，這個(gè)時(shí)段降水量較小，地下水補(bǔ)給少，加上工農(nóng)業(yè)及人畜用水量特別是農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，地下水埋深逐漸加大，水位降低，至6月份達(dá)到峰值。詳見(jiàn)圖1。

圖1 鄭州市淺層地下水多年月平均埋深圖

從各縣市地下水埋深變化情況看，大致與全區(qū)地下水平均埋深相似，但也有一定的區(qū)域性差別。除新密市、新鄭市、滎陽(yáng)市三地區(qū)地下水多年平均埋深最大值出現(xiàn)在7月份以外，其余各地市埋深最大值均出現(xiàn)在6月份。埋深最小值出現(xiàn)的時(shí)間差別不大，除登封市埋深最小值出現(xiàn)在9月份以外，其余各縣市均出現(xiàn)在1月份。

2.2 地下水動(dòng)態(tài)年際變化規(guī)律

從近40年的地下水實(shí)測(cè)資料分析看，地下水的年際變化與降水量的多年周期性變化規(guī)律基本一致，即豐水年地下水位上升，平水年較為穩(wěn)定，枯水年則地下水位埋深增加，水位下降。多年來(lái)地下水位雖然有升有降，但是總體還是呈下降趨勢(shì)。全市2013年地下平均水位與1972年相比，下降22.53m。水位下降最大的是新密市，平均下降29.81m；其次是滎陽(yáng)市，13.61m；其余地市均有不同程度的下降。從全區(qū)歷年地下水平均埋深變化趨勢(shì)上分析，地下水埋深變化呈階梯型變化。自1972-2013年，大致分為10個(gè)階段。在這10個(gè)階段中，地下水位明顯下降的有5個(gè)階段，即 1972-1978年、1980-1982年、1984-1989年、1991-1999年、2004-2010年。在1972-1978年期間，由于此階段剛剛開(kāi)始觀測(cè)地下水位，有部分地區(qū)沒(méi)有實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，此階段從其他縣市原始記錄可以看出地下位是下降的。1980-1982年期間，地下水埋深由1980年的15.84m上升到17.77m，地下水位下降了1.93m。這是因?yàn)?981年降水量偏小，地下水因降水入滲補(bǔ)給量小，地下水嚴(yán)重超采導(dǎo)致；1991-1999年期間，隨著城市發(fā)展，人口規(guī)模增加，供水需求加大，打井?dāng)?shù)量急增，地下水開(kāi)采量增加，導(dǎo)致地下水位平均下降9.62m；2004-2010年期間，地下水開(kāi)采量均在10億m3以上，連續(xù)高強(qiáng)度的開(kāi)采，7年間地下水平均水位下降9.38m。水位上升的有5個(gè)階段即1978-1980年、1982-1984年、1989-1991年、1999-2004年、2010-2013年。1978-1980年和1982-1984年這兩個(gè)時(shí)段地下水位小幅度上升，上升分別是1.13m和1.20m。這兩個(gè)階段之所以水位上升是因?yàn)檫@期間降水量偏豐，地下水補(bǔ)給充分所致。1999—2004年期間地下水位上升1.85m，這是由于2003年普降大雨，全市年平均降水量達(dá)1016.50mm，為多年平均降水量的165%。充足的降水使得地下水補(bǔ)給較為充分，農(nóng)業(yè)灌溉開(kāi)采量減少，從而使得地下水位上升較為明顯。詳見(jiàn)圖2。

圖2 鄭州市淺層地下水年平均埋深示意圖

3 地下水資源量變化分析

地下水存儲(chǔ)量與地下水埋深狀況相一致，地下水埋深小，水位高，存儲(chǔ)量就多；地下水埋深大，水位低，存儲(chǔ)量就少。詳見(jiàn)圖3。以鄭州市最近10年的資料分析，2002年全市地下水平均埋深為29.28m，2012年全區(qū)地下水平均埋深則為35.54m，水位下降6.26m，相應(yīng)的2002年地下水存儲(chǔ)量為9.86億m3，2012年為7.82億m3，10年間地下水存儲(chǔ)量減少2.04億m3；儲(chǔ)水模數(shù)也由2002年的13.20萬(wàn)m3/km2減少為12.10萬(wàn)m3/km2，平均年減少0.11萬(wàn)m3/km2。10年間共開(kāi)采地下水119.71億m3。詳見(jiàn)圖3。

4 地下水開(kāi)發(fā)利用分析

從全市開(kāi)采水平看，20世紀(jì)70年代地下水開(kāi)發(fā)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，原因是生活、工農(nóng)業(yè)用水主要以地下水為主，水利設(shè)施發(fā)展較快，打井?dāng)?shù)量急劇上升，但是技術(shù)落后，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，導(dǎo)致地下水開(kāi)采量也隨之增加；80年代，市政府成立節(jié)水辦公室以后，對(duì)地下水開(kāi)采實(shí)行限制措施，加大了引黃供水量，減輕了地下水的供水負(fù)擔(dān)，致使地下水呈現(xiàn)緩慢的回升；90年代以后，工農(nóng)業(yè)發(fā)展較快、城市規(guī)模迅速擴(kuò)大，需水量急劇增加，導(dǎo)致開(kāi)采量逐年加大，地下水位下降，致使鄭州市區(qū)五里堡、新鄭市區(qū)和中牟縣城區(qū)漏斗面積逐漸增大。另外降水也是影響地下水開(kāi)采量變化的主要因素。從最近10年的全市年平均降水量與年開(kāi)采量關(guān)系圖上可以看出，降水量大，農(nóng)業(yè)灌溉用水量就少，開(kāi)采量相應(yīng)就少；反之，降水量小，開(kāi)采量就大。見(jiàn)圖4。5建議

圖3 鄭州市地下水年平均埋深與存儲(chǔ)量對(duì)比圖

圖4 鄭州市年降水量與開(kāi)采量對(duì)比圖

從1972年以來(lái)地下水動(dòng)態(tài)變化分析看，地下水呈明顯的下降趨勢(shì)。為提高水資源開(kāi)發(fā)利用水平，滿足全市對(duì)地下水綜合開(kāi)發(fā)利用的要求，使地下水更好的為鄭州市的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，一定要加強(qiáng)地下水管理力度，做到開(kāi)源節(jié)流、內(nèi)外結(jié)合、多蓄少污、量質(zhì)并管。并盡量做好如下工作：一是大力加強(qiáng)水法宣傳，提高全民認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)水資源費(fèi)征收工作；二是大力開(kāi)展節(jié)約用水宣傳工作，本著開(kāi)源節(jié)流的原則提高工業(yè)單位重復(fù)利用率，降低耗水量，農(nóng)業(yè)要推廣節(jié)水技術(shù)，改革灌溉方式，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提出用水辦法，做好水資源保護(hù)措施；三是強(qiáng)化水資源管理，嚴(yán)格控制超采規(guī)模，加大超采處罰范圍；四是近年來(lái)地下水污染破壞了水的功能，加劇了水資源供需矛盾，所以一定要嚴(yán)格控制排污量，依法保護(hù)地下水水質(zhì)；五是加大投資力度，興建水利工程設(shè)施，發(fā)揮水利工程作用，充分?jǐn)r蓄地表水，補(bǔ)充地下水；六是水資源的開(kāi)發(fā)利用應(yīng)與保護(hù)同步進(jìn)行，切不可盲目上項(xiàng)目、亂開(kāi)采，積極開(kāi)展建設(shè)項(xiàng)目水資源論證工作。