随着社会经济的发展和对水资源需求量的增加,潍坊北部地下水位不断下降,自1983年起,寿光、寒亭、昌邑等地逐渐形成降落漏斗。随着地下水的超采,潍坊北部降落漏斗不断发展,并引发咸水入侵、地下水污染、地面沉降等一系列问题,经济发展与环境、资源的矛盾日益突出。研究潍坊北部漏斗的形成与演变机制,对地下水位的恢复和保护、指导当地地下水的合理开发利用、实现生态环境良性发展具有重要意义。本文以潍坊北部的昌邑市、寿光市、寒亭区形成的连片漏斗为研究对象,主要进行了以下研究:(1)分析了潍北区地下水水位和水化学动态变化特征;(2)分析了潍北区降落漏斗的演变情况,并划分漏斗发展阶段,明确漏斗发展态势,研究漏斗发展特征;(3)用相关分析法来定量研究潍北区地下水位与地下水开采量、大气降雨入渗、河道渗漏补给和灌溉回归补给等因素的关系,分析各因素对地下水位降落漏斗的影响程度;(4)运用主成分分析法确定潍坊北部地下水漏斗主成因,并探求其作用机制;(5)提出了潍坊超采区的治理措施。主要研究成果如下:(1)潍北区地下水位年际动态受地下水开采量的影响,随着地下水开采量的不断增加,地下水位持续下降;地下水位年内变化受农业灌溉用水量和降水量影响。(2)潍北区2000~2015年间地下水化学离子含量和水化学类型发生改变。同时过量开采地下水改变了地下水的流场,入渗补给增大,被氧化、溶解的钙镁等矿物进入水中,加之地下水污染加剧,导致超采区总硬度和TDS浓度均有所增加。(3)运用Surfer软件对潍北区漏斗进行了可视化处理,绘制了潍北区地下水位等值线图和三维表面图,从水平和垂向形象地展示了地下水位降落漏斗的发展情况,揭示了漏斗演变情势,并分析总结了潍北区降落漏斗特征,主要包括地域性、继承性、纵横发展不一致性、中心可移动性等。(4)划分了潍北区漏斗发展阶段。昌邑漏斗:1984~2007年为直线发展阶段,2008~2012年为稳定发展阶段,2013~2015年为急剧扩张阶段,今后为逐渐恢复阶段。寿光漏斗:1983~2005年为直线发展阶段,2006~2009年为稳定发展阶段,2010~2015年为急剧扩张阶段,今后为逐渐恢复阶段。寒亭漏斗:1983~2003年为直线发展阶段,2004~2007年为稳定发展阶段,2008~2015年为急剧扩张阶段,今后为逐渐恢复阶段。(5)根据皮尔逊相关系数法求得的相关系数结果可知,潍北区降落漏斗地下水位与多个影响因素均呈现一定的相关性,相关性从高到低依次为:地下水开采量、降雨入渗、河流渗漏、灌溉回归补给等。地下水位与地下水开采量存在极强的相关性,且为负相关,说明随着开采量的增加,地下水位持续下降;地下水位与降雨入渗量之间呈现显著的正相关关系,降雨入渗在潍北区降落漏斗的形成过程中起到主导作用。此外,地下水位与河道渗漏补给、灌溉回归补给也呈现正相关。社会经济的快速发展、人口的增长以及蓄水工程的建立通过影响地下水的补给和排泄,间接影响着降落漏斗的发展。(6)运用主成分分析法分析了潍坊北部漏斗的主成因,将漏斗的形成归结为自然因素和人为因素的影响,并确定了其影响机制。人为因素主要指在区域经济发展过程中,不断过量地开采地下水以及人口的增长、城市化的发展使地下水位持续下降,导致降落漏斗的形成;自然因素表现在近年气候多变,降水和径流减少,对地下水的补给作用减弱,加剧了地下水位降落漏斗的发展。其中,降水和地下水开采量的影响程度最大,是漏斗产生的主要驱动力。