3.3.1地下水补给、径流、排泄条件

地下水补给、径流、排泄是地下水循环的主要因素，在天然状态下，研究区地下水补给、径流、排泄受其所处地理位置的地形地貌、含水层岩性的制约，地下水以垂向交替为主、水平径流微弱、水循环缓慢为其特点。上节划分的四个含水层组，因所处垂向位置的不同，其地下水补给、径流、排泄条件也有很大差别。通常人们又将上述含水层组划分为浅层地下水（第Ⅰ含水层组）和深层地下水（第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ含水层组）。下面就以浅层地下水和深层地下水为单元来讨论在天然状态下深浅含水层地下水的补给、径流、排泄条件，及在人类活动条件下，地下水补给、径流、排泄条件的变化。

（1）天然状态条件下，地下水补给、径流、排泄

浅层地下水处于最上部，直接与包气带接触，大气降水入渗、地表水渗漏是其主要补给来源，其次还有侧向径流补给和深层水越流补给。由于地形平缓，地下水水力坡度很小，一般在0.5%～5%，第Ⅰ含水组的岩性以细粉砂为主，渗透性较小，地下水径流很弱，地下水径流方向总体上与地形坡度一致，由西南向东北。由于浅层地下水径流弱，就使得地下水侧向补给量、排泄量很小，所以地下水蒸发成为主要排泄方式。

深层地下水除第Ⅱ含水组在西北部与浅层淡水发生直接联系，能够接受大气降水补给外，其他部分和层位一般上覆有较稳定的相对隔水层或弱透水层（黏土、亚黏土层），使深层地下水处于封闭或半封闭状态，侧向径流补给成为地下水的主要补给方式。由于地势平缓，地下水水力坡度很小，深层地下水径流、更新非常缓慢，根据同位素资料可知，天然条件下深层地下水更新时间可达2万年以上。深层地下水的排泄不畅，除下游侧向径流排泄以外，靠深层地下水头远高于浅层地下水位的水头差，深层地下水向浅层地下水越流排泄，也是天然状态下深层地下水的主要排泄方式。

（2）人类活动条件下，地下水补给、径流、排泄条件的变化

随着深层地下水的大幅度开发利用，深层地下水的开采已成为重要的排泄途径，同时明显加快了深层地下水排泄速度，也加速了深层地下水的径流，提高了深层地下水的更新能力。

深层地下水开采层的水头持续下降，使含水层的天然压力分布发生了重大改变，深层地下水开采层的水头原本高于上部含水层的水头（位），演变成大大低于相邻含水层的地下水头（位），研究区深层地下水头降落漏斗中心水头差最大可达90m以上，使得深层地下水垂向流动发生逆转，天然条件下深层地下水向浅层地下水越流排泄，改变为接受相邻含水层的越流补给。过量抽取深层地下水，使取水段汇水砂层及给水黏性土层之间压力差加大，天然压力平衡遭到破坏，在压力驱使下黏性土发生压缩、释水，成为深层地下水开采量的组成部分。

由于地下水的开采，打破了地下水系统原来天然的补排平衡。浅层地下水除接受大气降水入渗、河渠渗漏补给、侧向径流补给以外，农田灌溉回归水已成为主要的补给方式之一。由于受深层地下水开采的影响，浅层地下水原来从深层地下水获得的越流补给转变成向深层地下水越流排泄，越流排泄也已成为浅层水的主要排泄方式。浅层地下水在人工开采和向深层地下越流排泄的作用下，地下水位下降，引起了大气降水入渗、河渠渗漏补给、侧向径流补给的增加。也使得地下水径流向地下水局部漏斗汇聚。

受深层地下水大幅度开发利用的影响，深层地下水补给、径流、排泄条件也发生了很大变化。深层地下水的补给以浅层地下水越流补给为主，其次是侧向径流补给；人工开采是深层地下水的主要排泄方式，其次是侧向径流排泄；由于开采强度加大，深层地下水水头降落漏斗（冀枣衡漏斗）与沧州、德州漏斗连在一起。20世纪70年代，北部地下水径流方向由西向东径流，中南部由西南向东北径流，现在地下水径流方向渐变为北部自西北向东南径流，中东部由周围向漏斗中心径流。

3.3.2地下水水位动态特征

地下水水位动态特征是地下水均衡特征的外部表现形式，大气降水，地表水体的分布，地下水人工开采等因素将直接影响地下水水位动态。浅层地下水直接受大气降水和地表水的补给，在天然状态下，浅层地下水水位具有逐年下降而丰水年一次达到平衡的特征。在开采条件下，衡水市浅层地下水位多年动态变化呈下降趋势（图3-6），地下水位由开采初期1975—2010年年末平均水位累计下降10.78m，下降速率0.31m/a。水位下降较大的为饶阳，累计下降28.46m。下降最小的为有咸水区的桃城区，累计下降1.54m。

浅层地下水位动态的年内变化，同样受水文因素及地下水开采的影响。在天然状态下，年内高低水位期的出现和每年雨季到来的早晚及持续时间的长短相一致。在开采条件下，特别是农业灌溉期，地下水动态受地下水开采量和灌溉回归水的制约。所以在不同区域引起地下水动态变化的主导影响因素也不同，根据影响地下水位动态的主导因素，浅层地下水动态类型大致划分为：降水入渗蒸发型，灌溉水—降水入渗蒸发型，降水入渗开采型。

降水入渗蒸发型：主要分布在深州、武邑西部，桃城区、冀州、景县南部等地，没有浅层地下水开采的咸水区。浅层地下水位动态变化主要受降水入渗补给和潜水蒸发排泄的影响，在汛期，地下水获得降水入渗补给，地下水位升高，汛期过后地下水位升至最高值，然后在蒸发作用下，地下水位逐渐下降，到次年汛期到来前，地下水位达到最低值（图3-7）。

灌溉水—降水入渗蒸发型：主要分布在深州南部、桃城区中南部、冀州衡水湖周围、景县南部等地，这些地区虽然是没有人工开采的咸水区，但是农业的渠灌区。地下水位动态除受降水补给和蒸发排泄的影响以外，在3～6月份的春灌季节，地下水位动态还受到灌溉水入渗补给的影响。所以地下水位动态特征在降水入渗蒸发型动态特征变化的基础上，在春灌季节，浅层地下水获得灌溉水入渗补给，地下水位回升明显（图3-8）。

降水入渗开采型：主要分布于浅层淡水区以及浅层微咸水开采区；浅层淡水区主要是西北部的全淡水区，在安平、饶阳北部一带；浅层微咸水开采区主要在饶阳南部、深州北部、枣强、阜城、景县、故城部分地带。地下水开采区，地下水位埋深相对较大，受蒸发作用影响较小。地下水位动态主要受降水入渗补给和人工开采排泄的影响。地下水位年动态规律特点，汛期，在降水入渗补给的影响下，地下水位开始上升，可持续缓慢上升到次年3月份，水位达到最高值。然后春灌开始，地下水位急剧下降，6～7月水位降到最低值。在秋冬灌溉季节，受地下水开采的影响，地下水位也将出现小幅下降（图3-9）。

深层地下水（第Ⅱ，Ⅲ，Ⅵ含水组），各组水头虽然不同，但都随深度的增加而相应增加，它们的水头变化仍然受含水层的富水性和开采强度的影响，与大气降水，地表水体的关系不大。自20世纪70年代深层地下水开采以来，深层地下水水位一直呈下降趋势（图3-10），全区1975—2010年年末平均地下水位累计下降50.64m，年降速1.45m。全区平均地下水位累计下降量最大的是景县，累计下降量为68.19m，年降速1.95m；全区平均地下水位累计下降量最小的是安平县，累计下降量为23.97m，年降速0.68m。

深层地下水水位动态的年内变化，主要受人工开采的影响。当农田灌溉，大量开采地下水，水位迅速下降，直到雨季来临，农田停灌，此时地下水位出现最低值，而后地下水位开始恢复，初期地下水位迅速回升，回升到一定阶段时便进入缓慢的恢复阶段，这种规律性的地下水位动态变化和农业采水、停灌周期性变化是一致的。

深层地下水为承压淡水，以越流补给和侧向径流补给为主，漏斗中心为周边径流补给为主，地下水开采是主要排泄途径，其动态类型分为越流补给开采型和侧向径流补给开采型。

深层地下水水位年动态规律一般为，年初至2月末或3月上旬，水位缓慢上升，达到最高值，春灌开采，水位急剧下降，5月末或6月中旬水位出现最低值，之后，随着雨季来临降水增多，开采基本停止，水位上升，秋冬灌溉采水，水位出现小幅度下降后复转上升至年末，当遇丰水年时，年末水位高于年初水位，局部漏斗中心地带动态类型为侧向径流、越流补给开采型，其他地带均为越流补给开采型。见图3-11。