地下水是支撐京津冀地區社會?經濟和農業發展的重要水源?自20世紀70年代以來,京津冀地區地下水開采強度由每年約200 億m³ 增加至2017年的363億m³?在天然補給量不足以滿足開采的情況下,主要含水層水位持續下降,在京津冀地區形成了多處大小不一的地下水漏斗?由此引發諸如地面沉降?海水入侵和河湖衰竭等一系列環境地質問題?近年來,國家和地方政府采取了包括南水北調?生態補水和地下水壓采等措施旨在修復京津冀地區地下水漏斗?2019年京津冀平原山前河道補水達13.2 億m³,2021年底河北省累積壓減地下水開采量52.3 億m³,部分地區水位已有所回升,治理效果初步顯現?202年6月份,通過多渠道調水措施,京杭大運河亦實現了全線貫通?在此形勢下,需要總結京津冀平原地下水漏斗變化規律,查明控制漏斗變化的主要因素,提出漏斗治理的科學建議?

《南水北調與水利科技（中英文）》2024年第1期發表了《京津冀平原淺層地下水漏斗演變規律與影響因素》一文，為研究華北地區河湖生態補水對地下水漏斗演變的影響,以京津冀平原淺層地下水漏斗2003年至2022年的相對變化作為識別目標,從氣象因素?地形因素?人為因素和含水層水力學特性4個方面進行考慮,選取8個具體指標構建特征變量數據集,使用邏輯回歸(logistic regression, LR)?支持向量機(support vector machine, SVM)和隨機森林(random forest, RF)方法建立漏斗演變識別模型,并利用敏感度?特異度和決定系數R²對擬合效果進行對比評價,結果顯示隨機森林為最優模型?進而利用模型分析研究區地下水漏斗演變規律,闡明具體因素對漏斗演變的影響作用?研究表明:京津冀平原區淺層地下水漏斗在2010年之前整體呈擴張趨勢,之后在部分地區呈現縮減和消失的態勢?河湖補水前,地下水漏斗發展主要受開采影響,其重要度約50%;2018年后河湖補水對抑制漏斗擴張發揮了較為明顯的作用,重要度達16%?從發展過程來看,地下水開采依然是控制京津冀平原淺層地下水漏斗變化最重要的因素?對比寧柏隆和高蠡清兩個典型淺層地下水漏斗的發展變化可知,河道生態補水對寧柏隆漏斗變化的貢獻率接近10%,而對高蠡清漏斗變化影響的重要度僅為1%,因此持續的河流生態補水對寧柏隆漏斗水位恢復會產生積極影響,而對于高蠡清漏斗則需要以水源置換壓減農業灌溉地下水量為關鍵手段實現水位恢復?

文章信息：

南天,曹文庚,任印國,等. 京津冀平原淺層地下水漏斗演變規律與影響因素[J]. 南水北調與水利科技(中英文),2024,22(1):110-121.

南天1,2,曹文庚1,2,任印國3,孫龍4,高媛媛5

(1. 中國地質科學院水文地質環境地質研究所, 石家莊 050061;2. 河北滄州平原區地下水與地面沉降國家野外科學觀測研究站, 石家莊 050061;3. 河北省水文勘測研究中心, 石家莊 050061;4. 水利部信息中心, 北京 100053;5. 水利部南水北調規劃設計管理局, 北京 100038)

通信作者：

曹文庚(1985—),男,山東禹城人,副研究員,主要從事水文地球化學和水文地質研究?

正  文