河南引黄人民胜利渠灌区降雨对地下水影响的初步分析_刘.pdf
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1、16.河南引黄人民胜利渠灌区降雨对地下水影响的初步分析刘绪震哀光耀人 民胜利渠灌区位于新乡地区,南起黄河,北 至卫河,系黄河冲积平原。人民胜利渠是黄河下游第一个大型引黄灌溉工程,它揭开了开发利用黄河下游水沙资源 的序幕。原设计灌溉面积六十万亩,实灌面积各年不等,最大达九十余万亩。该灌区自1 952年开灌以来,对于 战胜早、涝、盐碱等自然灾害,提高农业生产水平,发挥了重要作用。降雨对灌区地下水影响 的研究,对了解灌区地下 水动态规律,防止土壤次生盐渍化有重要意义。本文对三十年来该灌区积 累的资料加以分析和 总结,期望找出一 些规律性的东西供参考。一、汛期降雨对汛末地下水位的影响汛期也就是降雨多的
2、季节。习惯上把六月中旬到九月底作为汛期,不 过 由于天气形势的特点,汛期开始和结束的实 际日期不 固定,汛期长短各年也不 同。为了更好地反映降雨与汛末地下水位的关系,把一年中雨日最多、雨量最大、长度与季相当 的时 间作为汛期较好。汛末地下水位埋深,只取灌区平均值还不够,需要考虑灌区内自然条件不 同分区的特点。该灌区内自然条件可分三种类型区:最南端为古黄河河漫滩区,地势高,地下水埋深较大,地上地下径流条件较好,土质以轻壤土为主、粮棉产量水平高。中间为古黄河背河洼地区,地势低、地面坡度小,排水条件差,土质以轻壤和中壤为主,并有相 当大面积的老盐碱地和砂地,农业生产水平低。北端为黄河冲积平原与太行山
3、前洪积冲积平原交接洼地,卫河贯穿此区。土质比较粘重,汛期除承受灌区涝水外,还受卫河 洪水影响较大,农业生产水平不高。灌区内有三个雨量站,取算术平均值代表灌区雨量。若各分 区平均汛末潜水位升高值用y全,yl、yl,yl表示,汛期雨量用x表示,通过回归分析得如下方程式:y全=0.00 1 2 7x一0.1 6 8yl=0.0 0139x一0.2 46yl二0.0 0 045x+0.20 7yl=0.0 0 15 9x一0.187各回归方程的可靠性,可由下表各指标的数值,做出适 当评价。河南引黄人民胜利渠灌区降雨对地下水影响的初步分析各回归方程评价裹戈簇-了!相关系不同显著水平 最小r回归方差】残差
4、标准差几卜州l一目竺一评价万程式、数rla=”5a一”1Ly yQ51(1)!。6 75。4231。537。4 5 0le se s而丽一I几几-s;l相关显著、,度较高(2)一石飞 万同 上同 上10.3 0 6l5 7。26 7同上(3)。26。同上1同上。721308。264相 关 不 显著藻液奚-、4,。.7 43!不荻-一稿 庄-.不而矛几而 万-!几几)相 关 显 著,”度较“为了提高(3)式精度,作了多种试探,均未获满意结果。不过,这些试探表明:汛末潜水位升高值与汛期最后3 0天雨量、最后一次暴雨距洪末的天数、汛期最后5天 雨量、汛初潜水埋深,汛期结束前3 0天潜水埋深等,相关系
5、数都达不 到更高显著水平的要求。至此 我们可得到几点认识:(1)灌区汛末潜水位升高值,与汛期雨量有明显的正相关系;(2)灌区各自然条件与分区潜水位升高值不同,I区升高最多,I区接近 全 灌区平均值,(3)其他因素对汛末潜水位升高的影 响相 当大,在分析灌区地下水动态规律时,即使对汛期也需考虑其他因素如灌溉、排水等的影响,(4)汛期雨量必须超过某个数值,才会对汛末潜水位升高有作用。这个数值就灌区平均说为13 2毫米,古漫滩区为1 7 7毫米,古背河洼地区为11 8毫米。汛期降水对潜水位的影响,不仅表现在汛末潜水位升高,而且表现在汛期中水潜多次得到降雨入渗补给,每次补给后,潜水位出现一个峰值。若一
6、次降雨后 汛水位升 高为,刀Hp则全汛期降雨 后潜水位升高应为万JHp。刀H和万JHp的等值线图,可以从不同角度说明汛期潜水位上升的空间特征。由汛期灌区平均雨量的频率计算,得出经验频率为2 5肠、5 0呱、和7 5肠典型年汛期雨量,选实测雨 量相近的年分为相应频率的典型年,结果依次为:19 5 7年,197 5年和1 9 67年。从这几年刀Hp末和刃JHp等值线图,可看出如下 空间分布特征:(1)在汛期雨量偏多的1 9 57年图上,刀H末0.5米的地区有两块:一为1号跌水以上,春庄、王官 营、西磁、亢村、沙窝营一带;另一为灌区下游古固若与井照连线以北地区。万JHp2.0米的地方也分两片:一 为
7、七里营-西磁亢村线以南;另一片为朗公庙、小店、陈庄一带。陈庄附近为灌区刃 JHp最高值区(3.0 4米),十五里堡附近为灌区最低值区(0.5米)。(2)在汛期雨量正常的197 5年图上,JH末0.5米。万万Hp1.5米的面积约6 17平方公里,占灌区85.1肠。沙窝营、张青庄、中召和夏庄,为大于2.5米的高值区,面积共1 4.9平方公里。河南引黄人民胜利渠灌区降雨对地下水影响 的初步分析19叮(5r6l区18 9号井I4I区117号井中壤土轻 壤土lO08l t j 后漪水位 卜州臼产z/尹尹/尸Z洲 沪2产/zz翻术。604Z尹产/洲/沪/z尹洲/刹产rlIJlw ee s lr e sle
8、 ee s e s J.e s e s卜.七.l e s e s L.IL.e s l l.l re s0之一i命l扣二 一一,上一 J一l咤0l印l8 0降雨见p屯 毫举二降雨量F毫米,47I区0 24二了井撒I之I刀0.肠沪沪户0一石产J尹.万沪尸乙百 弓 Pr尸雨后潜上升位水沙产尹J/尸2尹户沪z尹.尸尸0.之沪尹碑尹 尹户尸.户尹尸纽一竺尸20406080I骂雨l加14 0认r(毫米)16旷!6 0了节(8)5 7年以前侧团年 以后一 一一I区131号井轻壤上夕/奴/雨后潜水位上升A山,米厂/2尸、/二/、二了的的l的,匆l 0!仍降雨量P仁 毫米J/1的,龙.2 O中原 地理研究19
9、82年第2期t区07 6号井重 峨土皿区14 6号井重壤土愉l|泌|叶|.衅|耐|月嘴/汽_/生_L_._,_止3心e6080IDO12 0140.目降雨 量P戈髦米)减一一一I区.。2f O一-一-一.区r 卫.e e.一1.,1./少尸雨后潜水位平均升高少米乙降雨量p(活米)由上面 的相关 图可看 出,各地点刁Hp一p关系图点子虽不很集中,但都呈现正 相关趋势。若将5 7 年 以前的点子和6 3 年 以后的分开处理,正相关更明显。5 7年以前,由于灌渠初建,排水工 程工配套,自然流势又受 渠系 阻拦,大雨 后地面常有积水,故降雨入渗补给地下水较多。6 2 年以后,灌区大搞除涝工程配套,大大
10、改善了地面排水条件,于是同样暴雨 量对地下水 的影 响较小。可见地面排水条件是降雨量与潜水位升高关系的重要影响因素。不 同地貌分区潜水位升高与雨量关系 见图1 2:大于 2 0 毫米的降雨 量,就可引起潜水位上升;同样雨量 下比较,古黄河背河洼地潜水位上升最大;卫河 近期淤积区次之,古黄河漫滩区最小。幽由各代表测井JHp一P图,.求得tga如下 表河南引黄人民胜 利渠 灌区降雨对地下水影响的初步分析各种土质的平均tga有一定的规律性。重壤土t ga最小,中壤次之,轻壤又 次之,沙壤土最大,这说明和 土壤质地与透水性的关系一致。同样降雨 量情况下,透水性大的地方,入渗补给多,潜水位升高多,透水性
11、小的地方,入渗补给少,潜水位升高少,这是显而易见的。表层土质与t ga关系表井号位置!表 层土。t g a备注、里。l轻。一9.0一一t g a平均值一17 1陈庄中.5”重。2。24刁一庄轻。43中。58一1 8。刘景屯窟一蔺一一5.,一卜一轻。67117洪:1中.-一三.于一一沙。8。-103!竺“营”_80_1西营1轻8.6。76代店重.12张庄重!6,。25中召轻85_1 31田庄1轻,“。1三、典型年降雨对潜水补给量的估算前面仅研究了降雨对潜水位的影响,还应计算降雨对潜水补给量。降雨对潜水的补给数量对水资源评价,地下水动态研究等都有重要意义。估算降雨补给地下水量的方法很多,根据灌区条
12、件,选用地下水动态分析法。为了估算不同频率典型年的降雨入渗补给量(Pr),先要确定典型年。根据灌区平均雨量历年资料,选出1 977、x97i、和19 7 9分别为P=25帕,5 0肠,和7 5呱的典型年。代表性点每分区选三个,使比布比较均匀。I区为0 27号井、09 9 号井、18 9号井;I区为103号井、1 3 1号井、117号井;!区为0.75号井、075号井和1 4 6号井。各代表性点缺乏潜水位变动带给水度实测资料。根据该灌区在I区做的水量平衡观测,得出I区平均给水度0.05 3。为了求各测井值,取无雨和灌水影响的潜水位过程线退水段,计算一定时段的潜水位下降值刁h,和时段平均潜水埋深H
13、,以及相应时段水体蒸发量E。(用E6.0 1代替)点绘,。3晋一H相关图,由纵截距求得各测井“值如下表:井号102710 9 911 8 9146全灌区平均0。07 00。0400.0 4 810.0 60一一叮口一U O,二一”材拌。.0 5 01。3。5”。,。0522.中原地理研究19 82年第2期各典型年降雨入渗补给量详见下表:19了 了年降 雨入渗补给,估算裹项习 卜汛“量m给m补P r地目1雨里点P(m m)有补 雨量P有(m m)Hp“H(M)(M)一-一二一一一一11_(雨量l有 补 雨_Prl_Pr万刀HP!二。*下蔺I门汤Z一书花工了一;布-屯 窝六产口l诬吸.午】rlr们
14、l汤刁nl_i!犷(mm,(m m,l19 6.11 1.30。01810。5 00.040.0 0 6.575.5137.019 04.1 54 1 0。73 24。116 9.4190,13 6.5 2 1。24 3 7.12.40.0130。0 660.12941 0.73 2 4。10.01741 0.73 2 4.1洲一1 90.14 3.90.042.3 31.80 20 91 8一1 01 3169.48 8.20.544074 5。90.2 7 10。5 200.13 35 21。24 37。6(一一l一1一1.4一一169。45 5 5 21。2 2 2169.449.70.
15、2 00.628.00。0 470。16 10.32 3521.23 0 6.81 77 87 510 0!1461 69。44 9。70.231.6 01 3。90.0 82028 00。18 152 1。2306.8I区18 5.23。72。9 40.20.0 540。025 0 2.5141 9l区l区183.24 1.30.2 82.8316。7o1 4 404 040.09 94 4 7.536 1.91 69.43 31。一1一6一全灌区185。22 6.00.1 32.6 17。0。一1。.1。6!。一。一0。1325 2 1.2306.8。一5 02一河南引黄人民胜利渠灌区降雨
16、对 地下水影响的初步分析23(续前表)汛全年有补雨量P有(mm)补给量Pr(mm)量耐爪雨P(枷一H期一州刃刁 Hp刃JH平 卜 给量(入1)(M)P r(m m)0.040。972.00。0030。054。一7 7 1一4 8一000 30.0 5 20.01 80.0650.08210.4 676 0 0.8324.126.500 4 40.0 8 20。0960.0 490。0 5 80。4 626 90。63 7“250。0370.0 580.1 630.280。822 5。2。一。730.3 416 00。83 6 0.327.60.0 4 60.0 7 70.1 8 8O。6 21
17、。1227。90。0 6 80。0 8 60。5 546 00。836 802 970。04 90。0810.1 91州l一0。190,4 31 6.20.0 3 10。0370。4 4 26 9 0。6525。86 2.10.0 9 00.1 1 80.1 6 20280.5119.60,03 80.0 640。5 4 9690。63 06。81 9。60.02 80.0640。1 4 62。6通48。80。0940。1590。4626 9 0.63 56。556,80。0 820。1540。4 361.5751.80。09 90。1 6 90。68 8690.63 5 6。56 5。70。
18、0 950.1840.4 3 2,目一o n一,曰nU0.320。9 98 O0.0 360。0 430323687。72 6 9。91 8。10.02 80.06 400 762 3.10。05 20。06 404566 3 0.74 0 3.339一。一0.0 920.1 8 04 0.10。0770.13 10.54 86 90.63 3 9.946。60.06 70。1340.3 3 80.4 21。0 223.50.0 4 80.660.4 0 76 87.73 2 8.030.50.0 4 70.08 60.15 72 4中原地 理研究19 82年第2期非汛期份一有6I一P一 8一
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