(t=0,1,…,n)

　　当t=0时对应年份为1995年。经检验计算得C=0.151<0.35,P=0.952>0.95，则该模型可以用于预测，预测精度等级为好[9,10]。预测知该井2010年，2011年地下水埋深为26.61m，26.80m。

　　4 地下水埋深与气候变化关系分析

　　4.1 地下水水位变化和降水变化的关系

　　影响地下水位的气候变化因子主要是降水[1]，其余地下水的变化有着密切的关系，而降水对地下水位的补给并不是同步的，而是有一定的滞后[13,14]。在降水量接近平均年份时地下水和降水量之间的关系因受到自然和人为因素的共同干扰表现的不明显，但是在降水量特别大的年份它们的关系则会十分明显的显示。通过对区内多年降水量序列分析发现2003年降水量远远大于多年平均降水量，由于该区年内降水量主要集中在夏末秋初，所以取旬邑县降水量波动最大的月份序列2003年4月到2004年4月的降水量和该县监测井602#的地下水埋深数据进行分析，发现地下水埋深对降水的响应有一定的滞后性，在2003年8月份降水量达到最大值，而地下水埋深的最小值出现在2003年11月，所以该区地下水水位跟降水量之间存在3个月的滞后周期(图5)。

　　图5 黄土沟壑区602#井2003年4月-2004年4月地下水位和降水关系

　　Fig. 5 Relationship between the groundwater depth and precipitation in Loess Hilly and Gully Region from Apr., 2003 to Apr., 2004

　　4.2黄土丘陵沟壑区气候干旱化趋势分析

　　气候干燥度是表征一个地区干湿程度的指标。de Martonne提出了一种计算气候干燥度的公式： IdM =P/(T+10)式中, IdM 即de Martonne干燥度,P为平均降水量(mm),T为平均温度值(℃)。该公式计算简单，数据易得，其各种指标的生态学意义明确，适宜用来探讨我国西北地区干湿气候变化趋势和全球气候变化的关系方面的研究。其对气候类型的划分范围见表2 [11]。运用该计算方法对黄土丘陵沟壑区1961-2007年的气候干燥度进行计算分析(图6)。

　　表2 de Martonne气候干燥度在气候类型的划分范围

　　Table 2 Range of the de Martonne aridity index for different climatic types

　　气候类型

　　湿润

　　半湿润半干旱

　　干旱

　　de Martonne气候干燥度

　　>30

　　10-30

　　<10

　　图6 黄土丘陵沟壑区1961-2007年de Martonne气候干燥度变化

　　Fig. 6 The de Martonne aridity changes in Loess Hilly and Gully Region from 1961 to 2007

　　经分析可以得出(图6)，该区近47年de Martonne气候干燥度降低趋势明显，在1987年以前de Martonne气候干燥度波动较大，以后波动较小，但都呈波动下降趋势。根据趋势线判断，自1961-2007年de Martonne气候干燥度下降了4.8个单位，气候类型从湿润变为半湿润(表2)，即说明该区气候干旱化趋势明显。这样的结论与殷淑燕,黄春长,延军平在对陕西渭北旱塬(包括该区)1955-1997年近43年气候变化的研究中得出的黄土丘陵沟壑区呈暖干化趋势的结论相吻合[15]。

　　4.3干燥度与地下水埋深变化关系

　　黄土丘陵沟壑区地形破碎，地下潜水由于丘陵沟壑纵横深切，各个岛状原地之间无潜水联系，地下水系统对气候变化的影响比较敏感。由于1986-1989年数据比较早，尚处于全球气候变化的早期，人为因素对地下水的影响相对其后的时期较小，且该时段内地下水有回落趋势，说明气候变化因素对地下水位的影响较大，所以选取区内符合要求的该时段内的数据进行计算分析，同时选取人为因素影响较大的时期2004-2007年进行对照(图7)。由于气候干旱的程度越大，用于补给地下水的水资源量就越小，所以气候越干旱地下水水位应越低，即de Martonne气候干燥度应地下水埋深呈负相关关系。经计算区内平均地下水埋深和平均de Martonne气候干燥度相关系数发现：(1)在1986-1989年相关系数为-0.86，呈负相关关系。且de Martonne气候干燥度上升阶段和降低阶段对地下水埋深的影响大小不同，每下降10个单位地下水埋深增加0.3m，每上升10个单位地下水埋深减小0.13m。(2)在2004-2007年相关系数为0.97，呈正相关关系，说明在此时间段内人为开采对地下水系统的影响巨大，已经破坏了地下水系统的自然补给平衡。

　　图7 黄土丘陵沟壑区地下水埋深和de Martonne干燥度关系

　　Fig .7 The relationship between groundwater depth and de Martonne aridity

　　5 结论

　　(1)咸阳市黄土丘陵沟壑区地下水系统主要由降水补给，其滞后于降水的周期为3个月。区内地下水系统在主要受自然因素影响的1986-1989年间尚可以自然补给恢复达到平衡状态，但自1990-2008年在人为开采的影响下地下水位一直呈持续下降趋势，地下水系统长时间内得不到自然补给恢复，严重失衡。若以此开采速度持续下去，这种失衡状态还将持续加剧。

　　(2)经分析发现咸阳市黄土丘陵沟壑区自1961-2007年间气候呈明显的干旱化趋势。在全球变化的早期的1986-1989年间，区内地下水埋深和de Martonne气候干燥度呈负相关，de Martonne气候干燥度每下降10个单位地下水埋深增加0.3m，每上升10个单位地下水埋深减小0.13m，地下水基本上可以得到自然补给恢复。而在2004-2007年间，人为开采已经严重破坏了地下水系统的自然补给平衡，成为控制地下水位变化的主要因素。

　　(3)气候干旱化会通过减少地下水的补给量从而使得地下水水位下降，而水位的持续下降不但会在地下水超采区产生地下水漏斗，水质破坏等有害结果，还会加速地下水系统的退化，引起一系列地表的不良生态效应(荒漠化)。这些不良的生态效应反过来又会加速气候干旱化过程[16]，可见气候干旱化和地下水系统之间相互作用，共同消长。该区气候干旱化的趋势加上经济的持续高速发展[6]，更加重了地下水系统的负担，若不采取有效措施想要恢复补给平衡就更困难。因此希望结合区内实际情况采取科学合理的水资源开发保护模式，这对该区的可持续发展有着重要意义。

　　参考文献

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