一、降水入渗补给量演变特征
大气降水入渗补给是该区地下水资源补给量的主要补给来源，占总补给量的48.6%(1976～2010年)。
1.总体特征
1975年以来，石家庄平原区降水入渗补给量以1.0亿m3/10a的速率呈减少趋势(图3-1)，一方面与该区降水量呈减小趋势密切相关(图3-2)，另一方面是因为该区地下水位下降趋势明显，造成包气带厚度增大，入渗补给系数减小所致。对降水入渗补给量与降水量和区域平均地下水位利用SPSS11.5软件进行回归分析得下式：
图3-1 1975年以来石家庄平原区降水入渗补给量演变特征
图中回归方程通过α=0.05显著水平的F检验(F=4.49)
图3-2 1975年以来石家庄平原区降水量演变特征
Q =0.03P1.01H -0.18(R2=0.75) (3-1)
式中：Q为降水入渗补给量，亿m3；P 为降水量，mm；H 为研究区平均地下水位，m。参数0.03的95%置信区间为(-0.02，0.18)，1.01的95%置信区间为(0.78，1.23)，参数-0.18的95%置信区间为(-0.30，0.06)。
由式(3-1)可以看出，降水入渗补给量与降水量呈正幂函数关系，与区域平均地下水位呈负幂函数关系，且降水量的幂指数(1.01)大于平均地下水位的幂指数(-0.18)，说明降水量对降水入渗补给量的影响要大于平均地下水埋深。
2.超采初期阶段
在地下水超采初期阶段(1968～1980年)，年均降水入渗补给量为10.2亿m3，较多年(1976～2010年)平均9.05亿m3多1.15亿m3。该阶段内年均降水量为537.9mm，较多年(1976～2010年)平均482.7mm多55.2mm。
3.地下水位降落漏斗形成阶段
在地下水位降落漏斗形成阶段(1981～1995年)，年均降水入渗补给量为9.5亿m3，较超采初期10.2亿m3减少0.7亿m3。降水量473.9mm，较超采初期少64mm。从年际变化来分析，在丰水年份降水入渗补给量显著增大，如1982年、1990年和1995年，区域平均降水量分别达到618.0mm、695.9mm和687.3mm，降水入渗补给量分别达到17.8亿m3、12.7亿m3和12.1亿m3。另外，虽然1990年比1982年降水量大，但是入渗补给量却有所减小，主要是因为包气带厚度比1982年增大了5.6m，部分水分损失在包气带。
4.地下水严重超采阶段
在地下水严重超采阶段(1996～2004年)，年均降水入渗补给量为8.6亿m3，较超采初期减少1.6亿m3，降水量473.9mm，较超采初期减少64.8mm。从年际变化角度来分析，入渗补给量的大小与降水量大小密切相关，1996年为降水偏丰年份，降水量高达808.2mm，降水入渗补给量达14.4亿m3，1997年为枯水年，降水量288mm，降水入渗补给量仅5.1亿m3。
5.地下水压采严管阶段
在地下水压采严管阶段(2005年至今)，年均降水入渗补给量7.76亿m3，较超采初期减少2.43亿m3，降水量473.2mm，较超采初期减少64.6mm。从年际变化角度来分析，2005～2008年降水量呈增大趋势，入渗补给量亦呈增大趋势，2009～2010年降水量有所减少，入渗补给量随之减少。
二、侧向流入补给量演变特征
研究区西部太行山区，基岩裸露，裂隙发育，极有利于降水入渗补给，同时区内滹沱河、沙河和磁河等河流在出山口处均形成了以砾石、卵石及中粗砂为主的大中型冲洪积扇，为山前径流侧向补给提供了良好的条件。另外，黄壁庄水库副坝侧向渗透补给也是该区重要的地下水补给来源。
1.总体特征
山前径流侧向补给主要是现代河流出山口地下潜流补给和古河道地下潜流补给。图3-3列出了1975年以来研究区侧向径流补给的年均变化图。由图上可以看出，研究区侧向补给量呈明显下降趋势，下降速率达2.02亿m3/5a。
图3-3 1975年以来石家庄平原区侧向补给量演变特征
2.地下水超采初期阶段
在地下水超采初期阶段(1976～1980年)，研究区侧向补给量处于较高水平，为22亿m3/5a，较多年平均值(16.7亿m3/5a)高出5.3亿m3/5a。
3.地下水位降落漏斗形成阶段
在地下水位降落漏斗形成阶段(1981～1995年)，平均侧向补给量为19.62亿m3/5a，较超采初期阶段减少2.38亿m3/5a。其中1981～1990年期间补给量略高，为20.24亿m3/5a，1991～1995年期间略低，为18.37亿m3/5a，数值差为1.87亿m3/5a。
4.地下水严重超采阶段
在地下水严重超采阶段(1996～2005年)，1996～2000年补给水平较高(16.19亿m3/5a)。2001～2005年(10.26亿m3/5a)较之下降36.6%，这主要是因为2001年黄壁庄水库副坝除险加固防渗工程完工后，造成水库侧向补给大量减少的缘故。据计算，在副坝除险加固之前，黄壁庄水库副坝对平原地区的年均侧向径流补给量为1.53亿m3/a；副坝除险加固后，黄壁庄水库副坝对平原地区的年均侧向径流补给量为0.65亿m3/a，下降幅度为57.5%，即黄壁庄水库副坝除险加固工程是造成该阶段侧向径流补给量大幅减少的重要原因。
5.地下水压采严管阶段
地下水压采严管阶段(2006～2010年)，在黄壁庄水库副坝截渗工程影响下，侧向流入补给量继续维持在较低水平，为9.91亿m3/5a，较超采初期阶段减少12.09亿m3/5a，较多年平均值(16.7亿m3/5a)减少6.79亿m3。
三、河道渗漏补给量演变特征
研究区河流主要有沙河、磁河、滹沱河、洨河等河流。近50年来，研究区社会经济发展迅速，对水资源的需求大幅提高，分别在滹沱河上游修建了岗南水库和黄壁庄水库，在磁河上游修建了横山岭水库，在沙河上游修建了朱庄水库来调蓄地表径流，河流平原段径流量明显减少。
1.总体特征
图3-4为1975年来研究区河道渗漏补给量，可以看出，河道渗漏补给量没有明显规律性，1976～1980年，1986～1990年和1996～2000年期间补给量较大，其余年份则较小，这主要是因为河道渗漏补给量主要受河道行洪量控制，河道行洪量大，则河道渗漏补给量大，行洪量小，则补给量小。
图3-4 1975年以来石家庄平原区河道渗漏补给量演变特征
2.地下水超采初期阶段
在地下水超采初期阶段，河道常年行洪过水，河道渗漏补给量处于较高水平，补给量为7.49亿m3/5a，补给量较多年平均值(6.87亿m3/5a)大0.62亿m3/5a，渗漏量大小主要受河道行洪量大小控制。如图3-5所示，滹沱河河道在1977年降水量较大，河道行洪量5.64亿m3，河道渗漏补给量高达2.34亿m3，1978年行洪量小，则河道渗漏量只有0.42亿m3。
图3-5 1975年以来滹沱河河道渗漏补给量演变特征
3.地下水位降落漏斗形成阶段
在地下水位降落漏斗形成阶段，1981～1985年研究区河道渗漏补给量接近于0；1986～1990年高达13.05亿m3/5a，较超采初期大5.56亿m3/5a；1991～1995年为6.4亿m3/5a，较超采初期小1.09亿m3/5a，这是因为此阶段研究区大部分河道常年断流(据调查，1981～1995年期间，磁河多年平均断流天数达355d，沙河327d，槐河达352d，滹沱河达356d，表3-1)，河道遇降水偏丰年行洪过水河道渗漏量则剧增，而降水偏枯年河道无水则基本无渗漏量，随机性较强。以滹沱河为例，1981～1985年期间为降水偏枯年或平水年，上游没行洪放水，故河道渗漏量为零，1988年流域发生大洪水，黄壁庄水库放水量达10.7亿m3，河道渗漏补给量增大至4.04亿m3。
表3-1 20世纪80年代以来石家庄平原区主要河流断流天数 单位：d
4.地下水严重超采阶段
在地下水严重超采阶段，河道渗漏量演变规律与地下水位降落漏斗形成阶段基本相同。1996～2000年期间，由于1996年流域发生特大洪水，河道渗漏量17.11亿m3/5a，较超采初期大9.62亿m3/5a。例如滹沱河河道行洪量高达22.9亿m3，河道渗漏量达9.48亿m3。2001～2005年，河道行洪量小，渗漏补给量随之减小，为2.48亿m3/5a，较超采初期降低5.01亿m3/5a。
5.地下水压采严管阶段
在地下水压采严管阶段，河道仍基本处于常年断流状态，且没有特大或较大洪水事件发生，河道渗漏量仍处于较低水平，为1.36亿m3/5a，较超采初期减少6.13亿m3/5a。
四、渠系渗漏补给量
1.总体特征
研究区内主要渠系有石津渠、群众渠、八一渠、源泉渠、灵正渠、计三渠和东明渠等。图3-6列出了1975年以来研究区渠系渗漏补给量年代变化趋势。可以看出，1975年以来，渠系渗漏补给量总体以3.68亿m3/5a的下降速率呈减小趋势。
图3-6 1975年以来石家庄平原区渠系渗漏补给量演变特征
2.地下水超采初期阶段
在地下水超采初期阶段，渠系渗漏补给量最高达25.18亿m3/5a，超出多年平均值(8.62亿m3/5a)16.56亿m3/5a，此阶段区内灌溉面积较大(1976年，耕地696.58万亩)，且河道未断流，农田通过渠系引水灌溉量大。以石津渠为例，此阶段渠道年均过水流量达12.37亿m3/a。
3.地下水位降落漏斗形成阶段
在地下水位降落漏斗形成阶段，渠系平均渗漏补给量为7.42亿m3/5a，较超采初期减小17.76亿m3/5a。研究区内由于气候干旱、河段断流，农业灌溉转而主要依靠地下水源，引水灌溉量减小。此阶段石津渠年均过水流量5.0亿m3/a，较超采初期的12.37亿m3/a减少7.37亿m3/a。
4.地下水严重超采阶段
在地下水严重超采阶段，渠系平均渗漏补给量为4.92亿m3/5a，较超采初期减少20.26亿m3，且1996～2000年期间补给量比2001～2005年期间大5.67亿m3/5a。此阶段区内灌溉面积逐渐减小(2005年，669万亩)，且主要依赖地下水进行灌溉，石津区年均过水流量为4.47亿m3/a，较超采初期减少7.9亿m3/a。
5.地下水压采严管阶段
在地下水压采严管阶段，研究区内灌溉依旧主要依靠开采地下水源，引水灌溉量较小，为3.07亿m3/5a，渠系渗漏补给量较超采初期减少22.11亿m3/5a。
五、灌溉回归补给量演变特征
1.总体特征
图3-7列出了1975年以来研究区灌溉回归补给量变化趋势，可以看出1976年以来灌溉回归量以2.88亿m3/5a的速率呈减少趋势。这主要有两方面的原因造成的，一方面是研究区灌溉面积减少造成灌水总量减少，据调查资料，研究区水浇地面积由1976年的696.58万亩减少到2010年的614.56万亩，灌溉水量由18.80亿m3，降低到11.55亿m3；另一方面是由于灌溉节水技术的提高使同等灌溉面积下的灌水量呈减小趋势。
图3-7 1975年以来石家庄平原区灌溉回归补给量演变特征
2.地下水超采初期阶段
在地下水超采初期阶段，由于气候干旱，降水量以75.7mm/a的速率呈递减趋势，导致灌溉水量增加，灌溉回归补给量为30.27亿m3/5a，较多年平均值(18.66亿m3/5a)增加11.61亿m3/5a。
3.地下水位降落漏斗形成阶段
在地下水位降落漏斗形成阶段，灌溉回归补给量以9.03亿m3/5a呈递减趋势。从总体水平来看，此阶段平均灌溉回归补给量(19.14亿m3/5a)较多年平均值(18.66亿m3/5a)增加0.48亿m3/5a。
4.地下水严重超采阶段
在地下水严重超采阶段，灌溉回归补给量在13.5亿～16.38亿m3/5a之间变化，变化幅度很小，从总体水平来看，此阶段平均灌溉回归补给量(14.94亿m3/5a)较多年平均值减少3.72亿m3/5a。此阶段区内灌溉面积逐渐减小，2004年灌溉面积较1976年减少30万亩，导致灌溉水量减少，补给量亦随之减少。
5.地下水压采严管阶段
在地下水超采严管阶段，灌溉回归补给量为13.01亿m3/5a，较多年平均值减小5.65亿m3/5a。此阶段区内2010年灌溉面积较1976年减少81万亩，导致补给量大幅减少。