滏阳河流域平原区地下水埋深时空变化特征及影响因素研究

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滏阳河流域平原区是冀中南地区最大的浅层漏斗分布区。系统分析该区地下水水位动态特征,深入探究区内地下水埋深的时空变化及其影响因素,将为该区实现“百泉复涌”提供科学依据,对该区进行地下水及生态环境保护具有重要的实际意义。本文通过收集整理区内前人研究成果、自然地理、地质条件、水文地质条件、地下水监测站资料、以及降雨数据等资料,系统分析区内地下水位动态类型及特征;采用自相关系数方法对典型位置处地下水位的动态周期进行识别;运用数理统计方法和地统计学方法,分别讨论区内地下水埋深时空分布变化特征;利用地理探测器建立浅层地下水埋深时空变化影响因子探测模型,确定各影响因子之间的权重比与交互关系,提出区内水位恢复措施,为区内地下水的管理与保护方案提供依据。主要结论如下:(1)浅层、深层地下水动态类型及分布。浅层地下水动态类型分为侧向补给—开采型和降雨入渗—开采型。其中侧向补给—开采型主要分布在扇缘倾斜平原,降水入渗-开采型主要分布在区内地下水开采量大且相对集中的地区。深层地下水动态类型主要为径流—开采型和越流—开采型,其中径流—开采型主要分布于山前平原区;越流—开采型主要分布在平原区中东部地带。(2)浅层、深层地下水埋深极值分布及年内波动特征。依据对区内2016~2018年地下水埋深极值与变异系数的统计分析,区内浅层地下水在每年4~6月埋深最大,1月份埋深最小;浅层地下水波动较为强烈时期主要集中在每年3~6月,稳定期主要分布在每年2和9月。深层地下水在每年4~6月埋深最大,12月埋深最小;深层地下水波动强烈时期为每年3和6月,稳定期主要集中在2月。(3)浅层、深层地下水埋深空间分布特征。区内浅层地下水埋深以宁柏隆漏斗为中心呈辐射状分布,西部地区水位埋深相对较浅,整体分布特征表现为西南地区埋深较浅、东北地区埋深较深。对于深层地下水来说,研究区东南部的南和、仁泽一带地下水位埋深最浅;西北部柏乡、宁晋一带埋深较深;隆尧地区处于埋深高值与低值的过渡区,水位埋深呈条带状分布。整体分布特征表现为东南地区较浅、西北地区较深。(4)不同时段地下水埋深变幅。运用Arc GIS软件对区内各时段的地下水埋深变幅进行克里金插值分析,区内浅层地下水埋深波动较为明显的地区主要包括西南部的邢台、内丘一带,中部宁柏隆漏斗中心区域,以及东北部的宁晋地区;深层地下水埋深波动较为明显的区域主要分布在隆尧东部地区。(5)基于地理探测器的浅层地下水埋深时空变化影响因子探测模型研究。采用地理探测器工具中的因子探测与交互探测模块对研究区浅层地下水埋深时空变化的影响因子进行定量分析,入渗系数与给水度对浅层地下水埋深时空变化的影响最为显著,人口密度和开采强度分别与入渗系数的交互作用对浅层地下水埋深时空变化的影响较其他影响因子强烈。
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