一、区域浅层地下水动态特征
影响区域浅层地下水动态变化的因素主要为降水和人工开采等,根据1997~1998年全省区域地下水动态特征,分析区域浅层地下水动态类型主要有降水入渗-开采型、开采型、降水入渗-蒸发型、水文型等。其中,降水入渗-开采型为区域浅层地下水的主要动态类型,主要分布在平原区的中部、东部、东南部及南阳盆地,约占平原区面积50%以上,处于采补平衡或尚有潜力,地下水埋深稍大,蒸发作用较弱,其消耗主要为开采,受此影响水位逐年回落;开采型主要分布在豫北南乐、清丰、内黄、滑县、温县、孟州、郑州等地,显示地下水超采较严重;降水入渗-蒸发型主要分布在漯河的东南至平舆、正阳、新蔡一带及周口东南部,地下水埋藏较浅,受降水入渗补给,其消耗主要为蒸发,地下水开采量较小,为地下水有潜力的地区;水文型沿主要河流分布,因地表水常年补给地下水,地下水位随地表水位变化而变化。
根据1972年以来河南省区域地下水动态监测资料,依地下水水位变化过程及发展趋势,地下水动态演变可分为持续下降型、阶段性下降型、相对稳定型等三种基本类型。
(1)超量开采,水位持续下降型。主要分布在豫北的南乐、清丰、内黄、滑县及温县、孟州和郑州等地。自1972年以来,浅层地下水水位变化特征是水位高程逐渐降低,水位埋深逐年加大,其形成原因是地下水的开采量大于补给量所致,汛期降水入渗补给地下水的量小于枯水期的超额开采量,致使水位年复一年的下降,有时特丰水年份汛期地下水水位恢复高于前期水位,但多年平均地下水开采量大于补给量,而总趋势仍改变不了其持续下降的特征,历年平均下降速度为0.3~0.7m/a。
(2)气象、开采双重因素影响,地下水水位呈阶段性下降型。主要分布在黄淮海平原的东部和中部,地下水动态受气象、开采双重因素影响呈阶段性下降状况,20世纪80年代中期以前主要受气象影响有规律的波动变化,而后地下水位随开采量的增加而逐年下降,其中1986年到1987年下降速度较快,1988年以后水位下降速度减缓,平稳下降。
(3)气象因素制约,地下水位动态稳定。主要分布在驻马店东部及沿黄地带,周口南部及鄢陵、西华等地,其地下水埋藏浅,水位变化幅度小,受气象因素明显,开采影响较小,为相对稳定型动态。1972年以来地下水水位除有小幅的上下波动外,无明显的上升或下降趋势。
河南省区域浅层地下水埋藏深度,在20世纪60年代之前普遍较浅,80%以上的区域地下水埋深小于4m,最大埋深不足8m; 70年代起地下水水位逐年下降,到90年代初地下水埋深小于4m的区域缩小近半,最大水位埋深达到16m 左右;90年代末地下水水位埋深小于4m的区域已较小,埋深在4~8m 间的区域面积最大,豫北局部地区地下水水位埋深达20~22m。据2006年监测资料,地下水水位埋深小于4m的区域主要分布在豫南、豫东南的驻马店、信阳、周口及沿黄地带,面积26276km2,占平原区面积的33.2%;埋深在4~8m的区域主要分布在商丘、开封、许昌、漯河及南阳盆地和豫北的新乡等地,面积39355km2,占平原面积的49.7%;埋深在8~12m的区域主要分布在豫北及南阳盆地的周边地带,面积为6454km2,占平原区面积的8.2%;埋深12~16m的区域分布在豫北的北部、西部及许昌西部,面积4050km2,占平原区面积的5.1%;埋深大于16m的区域主要分布在豫北的南乐、清丰、内黄及温县、孟州等地,面积为3033km2,占平原区面积的3.8%,河南省区域浅层地下水水位埋深面积变化情况见表4-4。
区域浅层地下水目前已形成两个降落漏斗:一为安阳—濮阳漏斗,面积达8236km2,漏斗中心有两个,一个在南乐、清丰一带,中心水位埋深为20~22m,一个在滑县东部,水位埋深18~20m;另一个漏斗为温县—孟州漏斗,面积为562km2,漏斗中心水位埋深20~22m左右。
表4-4 河南省平原区浅层地下水水位埋深面积变化对比表 单位:km2
根据1991~1999年区域浅层地下水动态监测资料对比,全省平原区地下水水位变化分为上升和下降两种类型。大部分地区地下水水位以下降为主,水位下降区面积为61640km2,占平原区面积的77.9%,平均下降速度为0~0.4m/a,最大降幅为1.23m/a;水位上升区主要分布在中部、南部及豫北的新乡等地,上升区面积为17527km2,上升幅度为0~0.4m/a,局部上升幅度达0.4~0.8m(表4-5)。
表4-5 1991~1999年河南省平原区浅层地下水变幅情况统计表
二、城市地下水动态特征
城市地下水动态,除受降水、开采、地表水体影响外,城市所处的自然地理、地质环境条件及城市建设影响亦较大,由西部山区到东部平原由于水文地质条件的变化,其地下水动态特征有较明显的差异。我省主要城市可分为西部山地及山间盆地区、中部山前岗地平原区、东部平原区三种分布形态,各城市近年地下水动态变化及降落漏斗情况见表4-6、表4-7。
表4-6 1992~1999年河南省主要城市地下水水位变化情况表
表4-7 1999年河南省主要城市地下水降落漏斗情况表
(1)西部山地及山间盆地区。主要城市有鹤壁、焦作、三门峡、洛阳、平顶山、南阳等。其中鹤壁、焦作主要开采岩溶水,其动态为典型的降水入渗-开采型,丰水期地下水水位上升,枯水期急剧下降,年际间变化较明显,1997年降水量小,焦作市地下水水位平均下降11.3m,1998年降水量大,地下水水位平均上升8.6m;洛阳、南阳、平顶山浅层地下水动态为降水入渗-开采型,由于地下水补给条件好,水量较丰富,水位变动幅度小,年变幅较小;三门峡地下水埋深较大,动态类型为开采型,地下水水位与三门峡水库联系密切——蓄水期地下水水位随水库水位上升而抬高,泄水期地下水水位随水库水位下降而回落。
(2)中部山前岗地平原区。主要城市有安阳、新乡、郑州、许昌、漯河、驻马店、信阳等,分布于山前岗地与平原的过渡地带,地下水的补给、径流条件较好,地下水相对较丰富。安阳、新乡主要开采浅层地下水,20世纪90年代初期地下水水位下降明显,中期以后地下水水位降幅减小,新乡地下水水位还略有回升;郑州以开采中深层地下水为主,水位变化较复杂,一是中深层水与浅层水水力联系密切,水位升降基本一致,二是中深层水位变化与开采量关系紧密,目前已形成一个复合型漏斗,1998年7月漏斗面积为491km2,中心水位埋深74.31m;许昌、漯河、驻马店为浅层、中深层、深层地下水综合开采,浅层地下水动态类型为降水入渗-开采型,中深层、深层地下水为开采型;信阳水资源充沛,地下水开采量很少,埋深小,受气象因素影响明显。
(3)东部平原区。主要城市有开封、濮阳、商丘、周口等,其地下水的补给条件差,含水层富水性相对较弱,特别是深层地下水,侧向径流补给很弱,垂直入渗补给少,开采以消耗弹性储存量为主。浅层地下水动态为降水入渗-开采型,深层地下水为开采型。商丘以开采浅层、深层地下水为主,中深层地下水为微咸水现未开发,浅层、深层地下水均处于长期超采状态,其中浅层地下水水位下降较慢,深层地下水水位下降较快,年均降幅为2~3m;濮阳主要开采浅层地下水,1991年以来浅层地下水水位呈下降趋势,年均降幅为0.55m;周口浅层地下水水位受降水、开采及地表水体影响,目前浅层地下水基本为采补平衡,水位变幅在±0.5m 之间;开封浅层地下水动态受降水及黄河水侧渗补给影响,水位变动不大,为采补平衡状态,深层地下水动态1996年以前为下降趋势,近几年略有回升。