暴雨對濟寧市黃泛平原和山前沖洪積平原地下水影響分析

陳國浩　鄭喜東　齊云婷　趙曉旭

【摘 要】2018年8月17日，濟寧市經歷了罕見的大暴雨，暴雨持續至8月20日，全市平均降雨量197.5mm，部分地區平均超過了250mm，為濟寧市百年一遇的暴雨。本次研究根據黃泛平原和山前沖洪積平原地下水動態資料的不同變化情況來分析降雨的入滲情況，為濟寧市平原區地下水入滲分析和水資源管理部門合理調度雨洪資源利用提供參考。通過分析比對暴雨前后地下水位的變化情況可以看出，黃泛平原與山前沖洪積平原地下水位均有顯著的上升，但由含水巖性不同，黃泛平原地下水位的變化幅度要大于山前沖洪積平原，其滲透速率更高。

【關鍵詞】暴雨;地下水;平原區

中圖分類號： P641.8 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）22-0116-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.051

0 引言

濟寧市屬于華東地區，位于山東省西南部，地處魯中南山地與黃淮海平原交接地帶。梁山縣小路口鎮鄒橋村處于濟寧的最北端，北緯35°57′;微山縣高樓鄉柳新養殖場處于濟寧最南端，北緯34°26′;泗水縣泉林鄉歷山火車站為最東端，東經117°36′;梁山縣黑虎廟鄉高堂村為最西端，東經115°52′;南北長167公里，東西寬158公里，全市總面積11285平方公里。

濟寧市平原洼地面積占全市總面積比例最大，地勢東部高，西部低，地貌相對復雜。東部山巒綿亙，丘陵起伏。京滬鐵路以東，海拔高度在五十至一百米米以上，較高的山有海拔648.8米的鳳凰山，為全市最高山峰，海拔344米的曲阜尼山，海拔545米的鄒城嶧山，海拔582米的泗水堯山，海拔532米的老寨山，山與山之間還有許多小型盆地和谷地。濟寧市中部有南四湖，分別由微山湖（位于最南段，面積最大）、南陽湖（位于最北段）、昭陽湖、獨山湖組成，貫穿南北。地勢周圍較高，中間較低，猶如一碟形盆地。最低湖底海拔高度：上級湖為31.5米，下級湖為30米。

濟寧市氣候主要為暖溫帶季風氣候，位于東亞季風氣候區，四季交替分明。特點為春季多大風天氣，雨水少易干旱，夏季多南風天氣，受熱帶海洋氣團或變性熱帶海洋氣團影響，多雨易澇，秋季天高氣爽，旱澇相見，冬季寒冷干燥，受極地大陸氣團影響，多晴寒天氣;春秋兩季為大氣環流調整時期，春季易旱多風，回暖較快;秋季涼爽，但時有陰雨。濟寧市多年平均氣溫在13.3℃一14.1℃，平均一年中有199天無霜期。年平均降水量在597—820毫米左右。

濟寧市多年平均降水量694.8mm，降水量區域主要分布在東南地區，向西北方向遞減，6～9月份為汛期，降水量占全年降水量的70%以上，1971年8月9日微山站發生特大暴雨，1日降水量達到558.5mm。濟寧市多年平均水面蒸發量的變化范圍在800-1200mm之間，地域分布上由北向南遞減，且變化較小。南端的韓莊多年平均水面蒸發量849.7mm，北端的梁山為1175mm。

1 濟寧8·17暴雨概況

2018年8月17日至20日，山東西南地區受臺風“溫比亞”影響，山東濟寧市普降大到暴雨，局部特大暴雨。此次降雨過程特點具有降雨強度大，時間相對集中、強降水定性強等特點。全市降雨量平均為197.5mm，暴雨的中心點在湖西地區，4個縣市區平均降雨量超過250mm，最大點雨魚臺縣羅屯357mm，經過同期降雨量頻率分析超過了百年一遇。強降雨造成了多條骨干河道洪水，南四湖水位上漲明顯。

2 地下水位動態變化

濟寧市平原區地下水動態類型為降水-開采型，大氣降水是影響地下水位動態最重要的氣象因素，大氣降水入滲補給量是造成地下水位變化的重要因素。濟寧地區水文地質條件受區域地質、構造、地貌和水文、氣象等因素的制約，區內地質主要分為兩個大區，分別為魯中南中低山丘陵水文地質區和魯西北平原水文地質區，其中魯西北平原水文地質區主要包括黃泛平原和山前沖洪積平原。

本次分析區域為黃泛平原和山前沖洪積平原，采用資料為省級地下水監測站網，監測站點選擇了64處，數據分別采用8.16號、8.20號和9.1號。日地下水位監測數據。

通過對8.16號、8.21號、8.26號和9.1號地下水位觀測資料進行了分析，濟寧市平原區平均地下水位分別為37.06m、38.18m、38.28m和38.40m。在8月17日暴雨過后兩周，濟寧市地下水位平均上升了1.35m，地下水位在8月21日上漲幅度較大，8.21號與8.16號相比全市地下水位上升了了1.12m，后期8.21號至9.1號僅上升了0.23m，濟寧市平原區地下水位變化情況如圖1所示。

2.1 暴雨對黃泛平原區的影響

黃泛平原區含水層垂直分布一般分為三層結構，即淡—咸—淡型平原區，區內松散沉積物比較發育。目前地下水的開發利用主要為淺層淡水，淺層淡水含水層厚度約20米至40米，以粉砂為主，個別有細砂，西部較粗，近湖較細，粉砂為主，個別有細砂，西部較粗，近湖較細。

大部分情況下，汛期后黃泛平原水位升高，9月末10月初出現全年最高水位， 12月至第二年3月份水位趨于平穩，4～6月份地下水位下降，5月底6月初出現全年最低水位。其中梁山縣東南小部分面積及金鄉縣西部較大部分面積地下水位埋深大于6m，潛水蒸發量幾乎等于零。梁山西北部引黃灌溉區的部分地區水位埋深在2m以內。其它地區地下水位埋深在2～4m之間。

為分析本次暴雨對黃泛平原地下水的影響，選用M118045A 監測井對暴雨前后地下水水位進行分析。該監測井位于嘉祥縣大張樓鎮王莊為人工監測井?！?·17”降水過后，地下水位持續上升，變幅穩定，平均5日內水位升幅0.15 m。其變化幅度如圖2所示，由圖中可以看出該平原區地下水位在暴雨前在26.9m左右，8月17日開始降雨，從圖中可以看出地下水位出現明顯上升趨勢，一直持續到8月31日，最終地下水位達到了27.3m左右，與降雨前有1.4m左右的變幅。

2.2 暴雨對山前沖洪積平原區的影響

該區為山前沖洪積平原，地勢東北高、西南低，該區地下水的主要補給來源有人工回灌補給地下水和大氣降水，山區的地下水潛流向該平原排泄，以及地表水體滲漏補給等。

淺層含水層埋深在40米至60米，含水砂層主要由細砂、中砂組成，共2～4層，單層厚度1～5m，累計厚度5～15m，單位涌水量為200～1000m3/d·m，水化學類型多為HCO3-—Ca2+、HCO3—Ca2+·Mg2+、HCO3-—Ca2+·Na+型，礦化度一般在0.4-0.8g/L之間。

該區內農業灌溉程度較高。城市相對比較集中，工業用水量較大，再加上部分農業用水，因此，該區主要排泄形式為人工開采，由于常年大量開采地下水，造成本區地下水埋深較大，絕大部分面積埋深大于6m，其中多年平均埋深大于10m的面積約占該區面積的1/3，主要分布在濟寧市城區以北、汶上縣東部、兗州區西部。

為分析本次暴雨對黃泛平原地下水的影響，選用M1190570 監測井對暴雨前后地下水水位進行分析。該監測井位于汶上縣寅寺鎮宋辛莊，為人工監測井。其含水層為第四系含水砂層，含水層較厚，顆粒較粗。第四系厚度50米至200米。

通過監測數據可以看出8.16號地下水位32.7m，“8·17”降雨過后，地下水位迅速抬升，8.21號地下水位33.5m，5天水位即升高0.79m，隨后上升速率緩慢，截止到8月31日地下水位已達到33.8m，與降雨前相比有1.1m的漲幅，其地下水變化幅度如圖3所示。

3 結論

綜上所述，“20180817”暴雨對濟寧市黃泛平原和山前沖洪積平原地下水位呈現不同變化：

（1）暴雨對濟寧市地下水位有明顯的影響，暴雨后濟寧市平均地下水位上升了1.35m，在對城市產生積水威脅的同時也補給了大量的地下水。

（2）湖西黃泛平原區含水層垂直分布一般分為三層結構，即淡—咸—淡型。淺層單水含水層以粉砂為主，強降雨后淺層含水層水位持續穩定上升，短期內上升不幅度不大。

（3）在汶泗河沖洪積山前傾斜平原潛水含水層地區，第四系含水砂層較厚，顆粒較粗，有較強的入滲補給能力，地下水對凈水響應靈敏，強降水過后，短期內地下水位上漲速度快，升幅大，但后期水位上漲速度變緩，升幅較小。

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