杨凌水上运动中心水位下降成因浅析

发表时间:2019/6/27   来源:《防护工程》2019年第7期   作者:张亚维1 赵欢2
[导读] 2011年渭河深泓高程比1999年下切6m左右。由于地下水排泄出口高程下降,从而导致航道地下水位下降,航道干涸。
陕西省水利电力勘测设计研究院  陕西西安  710001
  摘要:水上运动中心航道所在区域地下水流向为从西北向东南,即渭河是该区地下水排泄出口,地下水位受渭河河道深泓高程控制,当渭河深泓高程降低时,地下水埋深也随之下降。2011年渭河深泓高程比1999年下切6m左右。由于地下水排泄出口高程下降,从而导致航道地下水位下降,航道干涸。
  关键词:渭河  深泓下切  地下水  高程下降  航道干涸
  
  
  1.概况
  杨凌水上运动中心航道是一座蓄水工程,位于杨凌农业高新技术产业示范区南侧的渭河漫滩上,距渭河堤50~280m,航道呈长方形东西展布,全长2235m,最小宽度200m,设计航道水深3.0m,最大水深5.5m,设计水域面积约40万m2,最大水域面积约45万m2,水源为天然地下水补给,水质清洁。现状航道是1998年陕西省承办第四届全国城市运动会时修建的水上运动项目场馆之一。是陕西省水上运动项目的训练基地,为国内一流的水上运动中心,具有承办国际赛艇、皮划艇等重大比赛的设施和条件。其水源采用了全国首创的地下水自然补给,所以水质清澈绝无污染且水面宽阔,是水上运动极为理想的比赛场地,并且也是人们休闲、娱乐的良好场所。
  
  水上运动中心航道地理位置图
  2.航道运行期间水位变化
  水上运动中心自1999年投入运行,到2003年以前基本在高水位运行,即航道水深保持5.5左右;2003年~2009年航道水位基本稳定,从2009年航道水位开始下降,但不明显,年水位下降约20~30cm。2011年开始水位下降明显,2011年8月航道水深仅1.7m,2012年5月水深只有1.2m,2012年8月测定,中心水深只有0.8m,2014年8月航道基本干涸。
  3.航道水位下降成因分析
  3.1城市化进程加快
  随着杨凌示范区城市化规模的不断扩大,人口、工业及建筑业也随之较快发展。根据杨凌区1999~2015年社会经济指标统计数据可见,人口、规模以上工业产值具有明显的增长趋势,其中工业发展趋势最快,近10年来增加了91%。同时随着城市化规模的扩大,人均用水标准从80L/(人·d)增加到183 L/(人·d)。2012年以前杨凌区的用水主要是由地下水供给,由于城市化进程中的城市、生活用水量提高及工业用水增加,地下水开采量随之增加,从而导致地下水位持续下降。2012年以后,杨凌区的用水主要是由石头河水库供水,地下水位小幅回升,但总体仍呈下降趋势。
  3.2地下水开采
  根据杨凌1999~2016年供用水利年报,绘制杨凌地区18年来浅层地下水开采量变化趋势图数据可知。杨凌区1999~2011年地下水供水量呈明显的增加趋势,从1999年的1652万m3增加到2011年的3597万m3,13年来增加了118%,2012年因杨凌区引用石头河水库作为生活水源,地下水开采量略有下降,2012年~至今开采量3176万m3~2020万m3。可见,地下水开采量仍较大,从而导致地下水位下降。
  3.3渭河河床演变过程
  渭河距水运中心距离很近,距离最小处仅50m,二者具有密切的水力联系。根据观测数据显示,一年中水运中心的水位多数时间比渭河水位高。目前杨凌示范区的地下水的主要排泄去向是渭河,而渭河补给地下水的数量有限。由此看来,水运中心水量渗漏主要去向为渭河,渭河的水位高低影响着中心的渗漏量大小。
  依据1999年、2012年和2017年渭河河床断面图数据可知:1999年渭河河床高程435.0m~442.0m,上下游高差7.0m,河床比降1.6‰,2012年渭河河床高程428.0m~436.0m,上下游高差8.0m,河床比降1.8‰,2015年渭河河床高程432.7m~437.0m,上下游高差4.3m,河床比降1.0‰,2017年渭河河床高程432.7m~436.0m,上下游高差3.3m,河床比降0.7‰,渭河河床相比1999年下切深度6.0m~9.0m 。
  2017年8月份实测水运中心航道水位及渭河水面高程绘制水运中心航道西部、中部及东部与渭河的断面关系图,见图3-1、3-2和3-3,由图可知,水运中心航道西部渭河水面高程较航道水位高1.10m,水运中心航道中部渭河水面高程较航道水位高0.99m,水运中心航道东部中心水面高程较渭河低1.05m,可见,由于杨凌湖1#、2#坝在2017年7月的蓄水,在水运中心河水补给地下水,向下游渭河河床排泄。
  
 
  图3-3  水运中心航道东部—渭河断面图
  依据2017年7月地下水等水位线图数据可知,在距航道东端约3.5km(杨凌湖2#坝下游1.4km)分布地下水位低槽,呈西北~东南向,宽约0.6~1.2km,长约2.5km。航道西端地下水高程433.5m,2300m处地下水高程432.2m,水力坡降约0.6‰,以后水力坡降增至1.8‰。由等水位线图数据可知,低槽已影响至航道东端。杨凌湖2#坝基础高程432.7m,坝后500m河道高程426.0m,坝后950m河道高程427.54m,最大下切深度8.16m,以后河道较为平缓。河道在该段的急剧下切,造成地下水排泄基准面降低,形成地下水集中排泄通道,该地下水低槽的形成与渭河河道急剧下切、排泄基准面急剧降低有关。
  3.4降水量
  根据杨凌地区1998~2015年各年降水量数据可知1998年降水量与2015年降水量变化不大,说明区域地下水位下降不是由于降水量减小引起的。
  4.结论
  综合分析,水上运动中心水位下降受城市化进程,地下水开采,渭河河床演变等影响。其中受渭河河床演变的影响最大,根据数据统计及调查资料可知,水上运动中心航道所在区域地下水流向为从西北向东南,即渭河是该区地下水排泄出口,地下水位受渭河河道深泓高程控制,当渭河深泓高程降低时,地下水埋深也随之下降。从1999年和2011年实测航道段渭河河道断面套绘比较看,2011年渭河深泓高程比1999年下切6m左右。由于地下水排泄出口高程下降,从而导致航道地下水位下降,航道干涸。
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