洛阳市下水动态之三

摘要：洛阳市地处洛阳盆地的西部，地下水开采量日益增大，造成盆地内区域性地下水位不断下降。1999年洛阳市规划在洛河洛阳市区段建立五级水面工程，目前已有三期水面工程建成蓄水。其拦水作用使本区水文地质条件发生重大变化，盆地部分地区地下水开始回升。为保护盆地的地质环境，合理开发利用地下水资源，需要研究地下水动态的规律，判断地下水水位的变化趋势，了解地下水资源的性质，并对可能发生的环境地质问题作出评价。本文在阐述洛阳市水文地质条件得基础上，利用48个观测孔的水位资料，分析了浅层地下水的动态特征。包括多年动态特征以及其空间分布、年内的动态变化特点。并利用excel做了水位动态的多元回归分析，用相关系数判断了影响因子的主次，通过逐步回归优化了方程，并研究了时间序列的自回归分析。

关键词：洛阳市 地下水 动态特征 多元回归 水面工程 地下水开采

第四章 洛阳市地下水动态分析

　　地下水动态指含水层各要素（如水位、水量、水化学成分、水温等）随时间的变化。也是地下水含水层收支不平衡的直接反映，受各项补给与排泄因素的控制，所以它是一个复杂的自然过程在一特定的环境中多种影响因素下的外观表现。地下水动态的主要影响因素为气象、开采、径流、灌溉中的一个或几个。

根据对洛阳市48个水位观测点（其中8个长期观测孔）资料的分析，分别从年际动态和年内动态加以分析。

第一节 洛阳市地下水年际动态特征

通过8个长期观测孔资料，作出1984－2005年之间洛河附近水位年际变化特征。（见图4-1）由此我们发现，区域水位的多年变化特征是先降低，然后上升，可以分为两个阶段，其分界大约在1999年。

4.1.1、1984－1999年段的变化

据1984～1999 年历年地下长观资料浅层地下水动态年内变化随季节变化明显，变幅2.11～10.165 m ，从多年动态变化特征看，水位总趋势呈逐年下降趋势，降幅在3.137～6.161 m 不等 (图4－2)。并且水源地的集中开采部位形成大的降落漏斗。漏斗中心最大水位降深达15m。只有个别年份水位埋深有所变小，如1996 年属丰水年，全市地下水位普遍回0.101～2.110 m。

其主要原因是因为洛阳市1957年以来集中开采地下水，随着工农业生产及城市的不断发展，供水量不断增加，开采规模不断扩大。1984 年为2.104 亿m³ ，1990 年为2.182 亿m³ ，1997 年为3.112 亿m³ (均包括农业开采量)。

洛阳盆地由于水文地质条件差异，地下水开发利用程度也不同。在伊洛河谷区工农业用水多以开采浅层地下水为主，开采量相对较大。工业开采及城市供水多为集中开采伊洛河两岸的浅层地下水为主，中深层地下水水源地开采仅在后李水源地有少量开采。农业用水以分散开采为主。农业开采主要分布在伊洛河阶地上，多开采浅层地下水。

洛阳市目前已形成地下水多水源环状管网供水的规模。自来水公司现有8个集中开采地下水水源地，三个加压站，供水井97眼，综合供水能力达60万m³/d；集中开采水源地多集中于伊、洛河两岸及河间地块。现状条件下洛阳市区共有集中供水水源地8个，水源地分布及开采动态如下。（图4－3、表4－1）

表4－1 集中供水水源地开采情况一览表　　 单位：万m³/d

4.4.2、2000－2004年段变化

1、逐步上升型

这类曲线水位在受季节变化的同时逐步抬升（见图4-4）。这些点集中在水面工程附近，区内水位均有不同程度的上升。主要影响因素是水面工程的建设。这些点与附近河水的涨落保持一致，并且会继续上升与河水位持平，甚至超过河水位。这些点还有lg4、lg17、lg19、lg31、lg46、lg57、lg61。

2、滞后上升型

这些点主要分布在涧河、洛阳市西部以及洛河的上游。水位在2000－2003年之间比较稳定，部分点水位还在逐步下降，至2003年才开始缓慢升高（见图4-5）。其主要影响因素仍是水面工程，其中滞后的时间与距河的距离呈正相关关系。水位标高越高，相应的离河越远，回水时间就越长，滞后时间也越长。另外，还与含水系统的结构有关，水力坡度比较缓，地下水的运移部分区域是一个缓慢的过程。河水位上升后，通过长时间的运移和滤波作用，使之滞后。

如89号点井，直至2003年6月水位才开始回升。又如63号井略远于89号井，水位的升高就迟了大约一月。63、90、75还受到开采因素的影响，水位大体上仍在下降，至2003年6月才开始回升。

3、下降型

主要分布于集中开采的水源地、灌溉区，而且离洛河比较远。表现为水位逐步下降（见图4-6、图4－7）。这些点主要受开采因素的影响，基本上不受水面工程的影响。在洛河水面工程放水时期，lg80位于水面工程的下游，故每年水位都有一次波峰，这只是偶尔受水面工程放水的影响，但是总体水位仍是下降趋势。

4、稳定型

这些点主要分布于洛河南岸伊洛河之间以及灌区、位于水面工程的下游，离水面工程比较远。这类曲线动态变化稳定（图4-8），11、27、69号点的水位在蓄水之后2000年10月有一次3.0－4.2米的抬升，然后趋于稳定。在每年的放水时期，水位抬升，形成一次波峰。这还与含水系统地结构有关，通过长时间的运移和滤波作用，使动态趋于稳定。

1999年洛阳市开始在现洛河河道上建设洛河水面工程，2000年4月上阳宫水面工程建成蓄水、2001年4月同乐园水面工程建成蓄水、2002年4月洛神浦水面工程建成蓄水，坝体均采用橡胶材料。周山水面工程，华林园水面工程正在建设中。水面工程每年7月初至9月底塌坝放水，4—9月为蓄水期。目前已建成的这三期水面工程，蓄水期间在洛河河道间形成一个宽约750m，长近8500m的水域，地表水位提高3.5—4.0m，洛河水面工程蓄水彻底改变了洛河在市区段的径流状态。

区域上河流之间的河间地块以及河漫滩及一级阶地是主要影响地段。其补给方式有：

1、河水位上升，使区域水位回水。

2、河水直接补给沿岸地带潜水。

洛河水面工程建成后，由于水域面积增加，地表水位提高，洛河渗漏补给地下水量大大提高，从根本上遏制了大部分地区地下水位的下降趋势，从表4－2、表4－3可以看出，地下水位逐步回升，地下水与河水位已基本持平。至2002年沿洛河地下水降落漏斗已全部填平。

　　 表4－2　　洛河两岸地下水位对比表　　 单位：m

表4－3　　地下水位与地表水位标高关系对照表　　单位：m

市区部分地段人防工程涌水，基坑开挖出现冒水现象，影响范围达70.5km²，影响最大地段地下水位平均上升了3.6m。但是水面工程暂时没有对地质环境产生大的影响，大部分地区地下水的埋深依然大于5米，区域地下水系统会形成新的水均衡。

根据水位对比资料，作出了洛河水面工程等水位线图及水位变化图，供有关部门参考。（如图4－9）

第二节 地下水水位年际变化的空间分布变化特点

地下水水位多年地理位置的变化主要受气象、水文因素及人工开采的影响。

随着地下水开采量的不断增加，地下水位不断下降。由1990年的地下流场图（图4-10）可以看出，地下水总体由西南向北东方向径流，由两侧向中心径流，除聂湾至安乐附近在水源地的集中开采部位形成降落漏斗外，全区浅层地下水多补给地表水，基本未有漏斗出现。西南部延秋街水位标高在176m左右，东部桐公庄水位在118m左右；而从2003年6月15日流场图（图4-11）可以看到，西部延秋街水位标高为172m，东部桐公庄水位在114m左右，地下水位均有不同程度的下降，而且在白马寺、辛店附近产生漏斗，局部地段表现为河水补给地下水。

洛河水面工程的蓄水对两岸地下水流场亦具有比较明显的影响。洛河水面工程建设前聂湾至安乐一带，地下水由于长期开采，一直处于下降状态，洛河水位与地下水位脱节，水位标高126—128m，并在水源地的集中开采部位形成大的降落漏斗，漏斗中心最大水位降深达15m；洛河水面工程建成蓄水后，安乐——聂湾一带地下水位有不同程度的提高，从2003年6月15日流场图（图4-11）可以看到，地下水位标高在130—132m左右，地下水与洛河地表水位标高已基本一致，沿洛河地下水降落漏斗已全部填平。

第三节 洛阳市地下水年内动态特征

根据影响地下水水位动态变化的主要因素，区内地下水动态可划分如下几个类型。

1、水文型及气象水文型

该类型主要分布在洛河、伊河、伊洛河漫滩及一级阶地前缘地带，区内一般无开采，浅层水地下水动态主要受河流及气象因素制约，距河边较近地段为水文型，稍远的地段为气象水文型。地下水位年变幅为7－8m，地下水位的升降与河水位涨落同步。该区年最高水位出现在河流行洪期和较大集中降水期，最低水位则出现在河水流量小，降水量少、蒸发量大的时期。如图4－13可以看出，25号井比24号井离河流远，故25号井受气象因素影响明显一些。24号井受河流影响明显一些。同样的道理，图4－14中的80号井有明显的气象周期性，基本上不受河流的影响。而71号井受到了河流的影响。

如图4－15、4－16可知，lg4号井水位在1997年受降雨影响明显，为气象型，呈单峰曲线，峰值在5月；2000年受降雨、河水位影响，为气象水文型，呈不明显的双峰曲线；2003年受河水位影响强烈，为水文型，呈单峰曲线，峰值在9月。

2、降水入渗径流――开采型

分布在张庄——瀍河入河口之间近洛河漫滩两侧，以及洛南、张庄、临涧水源地。地下水补给以降水和袭取洛河侧向径流补给为主。地下水排泄以人工开采为主。从动态曲线（图4—17、4—18）可以看出年内最低水位在2－3及12月，最高水位在5月底6月初。今年平均水位与历年平均水位相比回升了3.35－5.19m。

3、气象――径流开采型

分布于区内一、二阶地及洪积扇的广大区域。地下水补给以降水入渗为主，以开采和径流为主要排泄途径。因该类型分布面积较大，地下水动态类型也有差异，现分区述之：

①洛河南岸区

从动态曲线（图4—19、4—20）可以看出，年内最低水位在3－4月份，最高水位在9－10月，年度平均水位与历年平均水位相比都有回升，幅度为1.21－1.63m

②洛河北岸东部区

如图4－21、4－22，从动态曲线可以看出，年内最低水位在5月下旬至6月底，最高水位在年底。这一现象有别于其它地区，出现这种现象是因为该区农业灌溉几乎全部采用机井灌溉。农灌开采地下水是产生该现象的根本原因之一。2004年度平均水位与历年平均水位相比略有上升。

③洛河北岸中部区

从动态曲线可以看出，年内最低水位在4月份，最高水位在10下旬至12月底。年度平均水位与历年相比大部分地区都有回升，幅度为3.26－3.97m左右。（如图4－23）

4、径流——开采型

主要分布于洛河北岸西部涧西的几个大企业工业区及生活区一带，由于各大厂矿企业大量开采地下水，同时也因地面硬化程度较高，不利于降水补给。从动态曲线（图4－24）可以看出，年内最低水位4月份至7月中旬，最高水位出现在11月初至12月底。

5、降水入渗－径流－灌溉型

主要分布各个灌区，多用地表水或浅井进行灌溉。水位动态比较稳定，年内没有重大的变化，曲线没有明显的波峰。依据灌溉的作物的不同，水位在灌溉时期有所下降。（如图4－25、4－26、4－27、4－28）

6、回灌－开采型

主要分布洛阳市区棉纺厂一带。基本不改变水位的正常动态，冬灌夏用，回灌期间水位抬升，总体来说，水位逐步升高。（如图4－29）