遼河流域柳河平原地下水位動(dòng)態(tài)特征及成因類型

楊國(guó)民

(遼寧省地勘局第四地質(zhì)大隊(duì)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站,遼寧 阜新 123000)

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于下遼河流域柳河平原,行政區(qū)劃隸屬于遼寧省阜新市彰武縣 ,地理坐標(biāo)界于東經(jīng) 122°53′～ 122°55′,北緯 42°07′～ 42°53′,地勢(shì)北高 南低,呈北 西—南 東向 展布。東與鐵法丘陵相接,西接遼西丘陵山地,北接科爾沁沙地南緣,南接下遼河平原,面積為 1 492 km2,見圖 1。

圖1 研究區(qū)區(qū)位置

1.1 氣象

該區(qū)氣候類型屬于溫和半濕潤(rùn)季風(fēng)大陸性氣候,年平均氣溫 7.2℃,最高氣溫 37.4℃,最低氣溫 -30.4℃,年內(nèi)氣溫變化較大;多年平均降水量 510 mm,降水多集中 7～9月份,占全年降水的 66%,降水分布不均,時(shí)空變化明顯;多年平均蒸發(fā)量 1 500mm,春季 4～6月份蒸發(fā)最為強(qiáng)烈,占全年蒸發(fā)量的 78%以上。

1.2 河流水文特征

柳河屬于下遼河支流,發(fā)源于內(nèi)蒙,于新民市南流入遼河,年平均地表逕流量為 3.28億 m3/年。

1.3 地下水形成條件

大氣降水是本區(qū)地下水主要的補(bǔ)給來源,降水直接控制著地下水位動(dòng)態(tài)。柳河對(duì)地下水位具有一定的補(bǔ)排調(diào)節(jié)作用;地下水逕流在彰武以北平原,由于地形坡度大,主要表現(xiàn)為水平逕流;彰武以南平原由于地形坡度變小,地下水逕流滯緩,以垂直上升為主,兼有水平逕流;地下水排泄除以蒸發(fā)排泄為主外,還表現(xiàn)為水平逕流排泄,局部地段排泄較強(qiáng),形成潛水溢出帶,匯集成季節(jié)性小河流;該區(qū)含水層巖性為細(xì)砂、粉細(xì)砂、中粗砂、砂礫石,含水層厚 5～30m,單井出水量為 500～1 000 m3/d,水位埋深 2.0～7.0 m,表層為亞砂土。

2 地下水位動(dòng)態(tài)

2.1 地下水位動(dòng)態(tài)及其影響因素

本區(qū)影響地下水位動(dòng)態(tài)因素中,以氣候?yàn)橹鲗?dǎo)因素,大氣降水直接控制地下水位的動(dòng)態(tài),而地質(zhì)、水文地質(zhì)則是其區(qū)域性控制因素,水文及人為因素是地段性主要影響因素。

2.1.1 地下水位動(dòng)態(tài)與氣候因素：

研究區(qū)第四系孔隙水類型單一,表層覆蓋亞砂土、粉細(xì)砂,只有局部有亞粘土,均屬于薄層,地下水埋深較淺,水位動(dòng)態(tài)受氣候影響最為明顯,降水直接控制地下水位動(dòng)態(tài)(見圖2)。

圖2 ××號(hào)點(diǎn) 2003～2006年實(shí)測(cè)地下水過程線

從圖 2可見,年內(nèi)及年際 1～4月份降水量小,地下水緩慢降低,5～6月份降水量增加,地下水逐漸上升,7～8份降水量劇增,水位迅速上升,出現(xiàn)峰值;9月份以后降水量逐漸減少,水位逐漸下降。表現(xiàn)為地下水與降水量的相關(guān)性。

地下水位動(dòng)態(tài)多年變化規(guī)律是：低水位期在 2～4月份,高水位期出現(xiàn)在 7～8月份,在地下水動(dòng)力過程線上此時(shí)出現(xiàn)明顯的高峰值,高峰水位期一般延續(xù) 10月份,有的延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),可延至 11月份(見圖 3)。

圖3 地下水動(dòng)態(tài)多年變化規(guī)律

從圖 2、圖 3可見,地下水在年內(nèi)和多年的變化規(guī)律與降水的周期性變化最為密切。

此外,蒸發(fā)對(duì)本區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)也有一定影響,據(jù)本區(qū)多年氣象統(tǒng)計(jì),4～6月份蒸發(fā)作用強(qiáng)烈,占全年蒸發(fā)量78%,而降水量?jī)H為 39.6～80.67mm,蒸發(fā)是降水量 5～30倍,地下水位明顯下降。

2.1.2 地下水位動(dòng)態(tài)與水文因素

柳河為區(qū)內(nèi)主要的河流,其水力聯(lián)系根據(jù)以往的測(cè)流資料表明：柳河右岸中、上游地帶地下水補(bǔ)給河水,下游河水補(bǔ)給地下水,左岸以河水補(bǔ)給地下水為主。因此,近河地帶地下水位動(dòng)態(tài)表現(xiàn)出兩次水位高峰值,第一次高峰值在 4～5月份出現(xiàn),峰值不大,由于冰河溶解所致。第二次高峰值在 7～8月份,由降水引起河水位上漲,地下水得到河水的補(bǔ)給,水位相應(yīng)升高。(圖 4、圖 5)。

圖4 ××號(hào)點(diǎn)地下水位實(shí)測(cè)過程線

圖 5 ××號(hào)點(diǎn)地下水位實(shí)測(cè)過程線

2.1.3 人為因素

本區(qū)人工開采地下水主要是彰武縣城鎮(zhèn)供水連續(xù)開采區(qū)及中南部農(nóng)灌季節(jié)性開采,因開采方式及開采強(qiáng)度不同,對(duì)地下水動(dòng)態(tài)影響程度也不一樣。

2.2 地下水位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

地下水位埋深變化較大,根據(jù)多年觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì),地下水埋深年際間變化更為明顯。在中上游平原地下水埋深最高為 0.80～5.00 m,出現(xiàn)在 8～10月份,最低 2.79～6.38 m,出現(xiàn)在 2～4月份,水位變幅為 0.87～2.69 m;在下游平原,其最高為 0.84～4.30 m,出現(xiàn)在 7～8月份,最低 2.21～4.90m,出現(xiàn)在 2～3月份,水位變幅 0.6～2.21m。

2.3 地下水動(dòng)態(tài)成因類型

研究區(qū)尚未開展地下水均衡試驗(yàn)研究,因此成因類型劃分只依據(jù)主要影響因素,并結(jié)合水文地質(zhì)條件及地下水動(dòng)力過程線的初步特征等可劃分為氣候性、水文—?dú)夂蛐?、氣候開采型三種成因類型,其中以氣候性為主。

2.3.1 氣候型

其動(dòng)態(tài)主要受氣候影響,水位變化與氣候要素(降水)有明顯的相關(guān)性。表現(xiàn)在春季少雨,地下水緩慢下降,最低水位在 3～4月份,7～8月份降水集中,降水量增大,水位明顯上升,達(dá)到年內(nèi)最高值。年水位變幅較大,一般為 1.00～2.60m。

圖 2所示為典型的氣候型地下水位動(dòng)力變化線。從圖 2可以看出 1～4月份降水總量為 32.8 mm,占全年總降水量8.85%,其水位埋深 3.07～3.26 m;5～6月份總降水量為132.2mm,占全年降水量 35.65%,地下水位隨之上升,水位埋深為 1.89～2.49 m;7～8月份降水總量為 184.6 mm,占全年總量 49.78%,地下水上升較快,水位埋深可達(dá) 0.70～0.73 m;9～12月份降水量為 55.9 mm,占全年降水量15.08%,水位呈波動(dòng)狀逐漸下降。地下水位過程線呈單峰型。

2.3.2 水文—?dú)夂蛐?/p>

主要分布柳河近河平原地帶,河水與地下水有密切的水力聯(lián)系,有一定的補(bǔ)排轉(zhuǎn)化關(guān)系。影響地下水動(dòng)態(tài)因素除以降水為主導(dǎo)因素外,柳河對(duì)其動(dòng)態(tài)起重要作用。在近河地帶地下水位與河水水位有一定的相關(guān)變化,其特征是 1～4月份冰雪融化,河水水位略有升高,地下水位相應(yīng)抬高,4～5月份地下水出現(xiàn)年內(nèi)第一次小峰值;7～8月份降水集中,河流正值洪峰期,河水位迅速上升,地下水位相應(yīng)明顯升高,在 8～9月份達(dá)到年內(nèi)最高值;9～12月份隨著降水減少,河水位下降,地下水位平緩下降。(圖 4、圖 5)。其動(dòng)態(tài)特征是：因不同地段河流作用強(qiáng)度不同,地下水位動(dòng)態(tài)特征變化較大。多年觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)表明,柳河近岸地下水位埋深為 1.50～2.80m,最高 0.80～0.98m,局部更高些,最低 3.25～3.69 m,年水位變幅 0.60～1.50。地下水位過程線呈雙峰型。

2.3.3 氣候—開采型

主要出現(xiàn)于城鎮(zhèn)市政供水和農(nóng)灌季節(jié)性開采集中開采區(qū),因強(qiáng)度開采而破壞了天然地下水動(dòng)態(tài)的規(guī)律性,使其發(fā)生了顯著變化。以彰武鎮(zhèn) ×××號(hào)井為例,2003～2006年地下水最高水位與最低水位特征值統(tǒng)計(jì)表可知,最高水位為82.41～79.20 m,最低水位為 81.03～79.56 m,水位變幅為3.21～1.47m,水位呈逐年下降趨勢(shì)。(見表3 ,圖 6)

表3 ×××井 2003～2006年最高水位與最低水位特征值統(tǒng)計(jì)表

圖 6 ××號(hào)實(shí)測(cè)地下水位過程線

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,該區(qū)地下水動(dòng)態(tài)成因以氣候型為主,地下水位埋深較淺,水位變化明顯受大氣降水控制,地下水動(dòng)態(tài)與降水明顯相關(guān);柳河對(duì)平原近河地帶地下水資源起著一定的補(bǔ)排調(diào)節(jié)作用;由于近幾年持續(xù)干旱,降水減少,使該區(qū)地下水位呈下降趨勢(shì),尤其是城鎮(zhèn)用水及農(nóng)業(yè)灌溉集中開采區(qū),水位下降更為明顯。

[1]許國(guó)柱,王文昭.專門水文地質(zhì)學(xué).地質(zhì)出版社,1987.

[2]阜新市地下水監(jiān)測(cè)年度報(bào)告.2003—2006.