地下水循環(huán)特征和地下水動態(tài)特征分析

田 娜

(遼寧省遼陽水文局，遼寧 遼陽 111000)

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地下水循環(huán)特征和地下水動態(tài)特征分析

田 娜

(遼寧省遼陽水文局，遼寧 遼陽 111000)

遼陽縣通過開展調(diào)研，對相關(guān)資料及以往地下水工作成果資料收集整理，在此基礎(chǔ)上依據(jù)地下水開發(fā)利用特點(diǎn)并考慮水文地質(zhì)條件等因素，對遼陽縣進(jìn)行研究分析了水文地質(zhì)條件及地下水的循環(huán)特征和地下水的動態(tài)特征。分析看出遼陽縣的地下水開發(fā)現(xiàn)狀空間分布不均，首山集中開采區(qū)形成地下水漏斗、其他地區(qū)散戶地下水開采，地下水利用以農(nóng)業(yè)灌溉用水為主，存在著地下水管理系統(tǒng)不完善，地下水開發(fā)利用總量控制薄弱。文章分析對確保維系地下水資源可持續(xù)利用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。

水資源；水文地質(zhì)；地下水循環(huán)特征；地下水動態(tài)特征

1 基本概況

遼陽縣地處遼東半島中部，東部為丘陵山區(qū)，西部為沿河平原，地勢平坦，其中平原地區(qū)分布在興隆鎮(zhèn)、劉二堡鎮(zhèn)、小北河鎮(zhèn)、黃泥洼鎮(zhèn)、唐馬寨鎮(zhèn)、穆家鎮(zhèn)、柳壕鎮(zhèn)等地區(qū)，占全縣總面積34%；山丘區(qū)分為丘陵區(qū)和山地，其中丘陵區(qū)主要分布在首山鎮(zhèn)東南部、下達(dá)河鄉(xiāng)東北部、河欄鎮(zhèn)西北部。山地從隆昌鎮(zhèn)與吉洞峪滿族鄉(xiāng)西部交界處的老光山起，沿著遼陽縣與海城、岫巖、鳳城、本溪的交界線至寒嶺鎮(zhèn)，平均海拔553.5m，山丘區(qū)占全縣總面積的66%。遼陽縣屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫為8.4℃，年平均降水量為735.3mm，多年平均蒸發(fā)量為508mm[1-2]。遼陽縣境內(nèi)河流較多，太子河貫穿全境，渾河為遼陽縣與遼中縣界河，其中流經(jīng)遼陽縣境內(nèi)流域面積在10km2以上河流共80條，流域面積50km2以上的河流共17條。主要河流有渾河、渾沙河、太子河、細(xì)河、蘭河、湯河、河欄溝河、湯河西支、王家堡子河、八盤嶺河、柳壕河、兵馬河、北地河、南沙河、判甲爐河、楊柳河、運(yùn)糧河等[3]。

2 含水層與地下水類型

遼陽縣境內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，其形跡以東西向構(gòu)造和新華夏系構(gòu)造為主體構(gòu)成地質(zhì)骨架，此外還有華夏系或華夏式系構(gòu)造、北西向構(gòu)造與旋卷構(gòu)造等。遼陽縣屬華北地層區(qū)遼東分區(qū)，地下水的分布主要受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和水文氣象等因素控制。自新生代以來，特別是第四紀(jì)以來，制約遼陽縣全縣不均勻升降的新構(gòu)造運(yùn)動影響著河流的發(fā)育與走向，控制著松散堆積物的發(fā)育及特征，決定了區(qū)域地下水的分布、含水類型及富水條件。根據(jù)地下水的賦存巖組(含水巖組)可以將地下水劃分為變質(zhì)巖類裂隙水、碎屑巖類裂隙水和裂隙孔隙水、火成巖類裂隙水、碳酸鹽巖類巖溶裂隙水、松散巖類孔隙水等多種類型[4]。

2.1 松散堆積層孔隙水

根據(jù)含水層分布的連續(xù)性、結(jié)構(gòu)、巖性的穩(wěn)定程度及其各地段巖層的富水性，劃分為分布比較穩(wěn)定的孔隙潛水、富水性不均勻局部具有供水意義的孔隙承壓[5]水。

2.1.1 分布比較穩(wěn)定具有一定供水意義的孔隙潛水

1)水量極豐富(單井涌水量>5000 m3/d)：分布于黃泥洼、劉二堡等一帶的太子河沖積扇。含水層主要巖性為砂、礫卵石、中粗砂、中細(xì)砂，第四系厚度100-300m，層位穩(wěn)定，透水性強(qiáng)，滲透系數(shù)一般在37-52m/d，單井涌水量大，5000-10000 m3/d，大者可達(dá)20000 m3/d。

2)水量豐富(單井涌水量1000-5000 m3/d)：分布于南沙河扇等地段。地層巖性為南沙河沖積的一套砂礫層堆積物，含水層主要巖性為中粗砂、礫卵石，含水層一般4-50m，單井涌水量為1500 m3/d，滲透系數(shù)12-35m/d。

3)水量中等(單井涌水量100-1000 m3/d)：分布在首山鎮(zhèn)等山前傾斜平原及各河支流的小型狹窄山間河谷。含水層主要巖性為砂礫石、混黏性土，含水層厚度2-6m，單井涌水量18-1000 m3/d，滲透系數(shù)不超過20m/d。山間谷地，由于河流切割多見溢出泉，流量在0.07-0.67L/s。

2.1.2 富水性不均勻，局部具有供水意義的孔隙承壓水

主要分布于首山等太子河兩岸山前傾斜平原。含水層分布不穩(wěn)定，主要巖性為中上更新統(tǒng)黏性土中夾有砂礫石層及透鏡體，厚度不穩(wěn)定，2-5m，當(dāng)有砂礫石夾層或透鏡體處，單井涌水量可達(dá)207 m3/d。

2.2 碎屑巖孔隙裂隙水

遼陽縣境內(nèi)在八會鎮(zhèn)大岔溝有分布。含水層主要巖性為侏羅系砂頁巖、泥灰?guī)r、礫巖、流紋巖及安山巖，巖層發(fā)育構(gòu)造層間裂隙，一般泉出露較少，流量多<0.1L/s。

2.3 基巖裂隙水

2.3.1 分布極不均勻的構(gòu)造裂隙水

1)涌水量0.1-1.0L/s地段：在遼陽縣山丘區(qū)河欄溝、八會、隆昌、吉洞等分布。含水層主要巖性為震旦系砂巖、石英巖、下遼河群變粒巖、板巖、片巖、千枚巖、大理石巖，巖層構(gòu)造裂隙發(fā)育，多網(wǎng)格狀節(jié)理及構(gòu)造斷裂破碎帶，富水能力較強(qiáng)，沿節(jié)理裂隙、構(gòu)造破碎帶有泉出露，涌水量多在0.1-1.0L/s，在斷裂破碎帶附近，充水性尤強(qiáng)，泉流量可達(dá)22.9-1004L/s。

2)涌水量<0.1L/s地段：在河欄鎮(zhèn)塔子嶺等分布。含水層主要巖性為上遼河群蓋縣組、大石橋組中段的片巖類，巖層構(gòu)造裂隙不發(fā)育，富水性微弱，多出露下降泉，涌水量一般多<0.1L/s。

2.3.2 分布較為均勻的風(fēng)化裂隙水

在河欄溝、八會、隆昌、吉洞等地有分布。含水層主要巖性為下遼河群、鞍山群片巖、石英巖、變粒巖、淺粒巖、混合巖、混合花崗巖等，發(fā)育較為均勻的風(fēng)化裂隙，地下水多成面狀流出成泉。巖漿巖風(fēng)化裂隙地下水多沿山坡腳及地形低洼處呈面滲出及由裂隙流出，泉的天然流量都<0.11 m3/d。

2.4 碳酸鹽巖裂隙溶洞水

2.4.1 泉流量>1000 m3/d

在甜水峪一帶有分布。含水層主要巖性為震旦系中統(tǒng)碎屑灰?guī)r，巖層的層間裂隙、構(gòu)造裂隙節(jié)理發(fā)育，并沿上述裂隙有強(qiáng)烈的巖溶作用，深、淺部均有溶蝕作用。受巖性、巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造斷裂及地貌的控制，裂隙發(fā)育不均勻，各地富水性有明顯的差異[6]。

2.4.2 泉流量100-1000 m3/d

在吉洞峪一帶有分布。含水層主要巖性為寒武系厚層灰?guī)r、竹葉狀、渦卷灰?guī)r等，灰?guī)r多見三組節(jié)理，巖溶沿層面及裂隙發(fā)育不均一，巖石富水性相差較大。地下水多沿層面裂隙及溶洞呈上升泉形式涌出。

3 地下水特征

3.1 地下水循環(huán)特征

1)補(bǔ)給特征。地下水的補(bǔ)給來源因地下水的類型不同而有一定的差別。東部山丘區(qū)基巖裂隙水主要補(bǔ)給來源為大氣降水補(bǔ)給，在山間小河谷平原區(qū)還存在灌溉入滲補(bǔ)給及山前側(cè)向補(bǔ)給。西部平原區(qū)松散巖類孔隙水的補(bǔ)給來源除大氣降水補(bǔ)給外，還有農(nóng)田灌溉入滲、河道滲漏補(bǔ)給及側(cè)向徑流補(bǔ)給等，其中部分農(nóng)田灌溉采用地下水，在抽取地下水進(jìn)入農(nóng)田后，部分地下水回滲進(jìn)入含水層補(bǔ)給地下水。在城鎮(zhèn)集中地下水源區(qū)，由于地下水的集中規(guī)模性開采，導(dǎo)致地下水位低于河水位，使大量的地表水入滲補(bǔ)給地下水(即襲奪河水量)，人為的增大了河道滲漏補(bǔ)給量[7]。

2)徑流特征。地下水的徑流條件取決于地貌條件及含水層的特征。東部山丘區(qū)由于地形陡峭，地下水水力坡度較大，徑流距離較短，降水大部分形成徑流，向地形低洼部位徑流匯集，匯入溝谷，少量降水滲入補(bǔ)給。西部平原區(qū)，地下水動力條件好，含水層透水性強(qiáng)，地下水徑流條件好，地下水運(yùn)移方向均指向河流。首山鎮(zhèn)地區(qū)由于地下水強(qiáng)烈開采，徑流加快，改變了地下水流向。在渾河、太子河下游段，地下水水力坡度較緩、地下水徑流處于相對滯緩狀態(tài)。

3)排泄特征。山丘區(qū)地下水主要以河川基流的形式排泄，成為地表徑流的一部分，此外，尚有部分地下水開采及河谷平原的潛水蒸發(fā)。平原區(qū)地下水的主要排泄方式為人工開采，占排泄量的大部分，其次為潛水蒸發(fā)，以及沿河地帶的河道排泄、側(cè)向流出排泄[8]。

3.2 地下水動態(tài)特征

地下水水位動態(tài)變化是受地形地貌、地層巖性、氣象條件、水文條件及人工開采等因素綜合影響的結(jié)果。遼陽縣境內(nèi)地下水動態(tài)類型主要可以劃分為降水入滲—蒸發(fā)型、水文型和開采型。

1)降水入滲—蒸發(fā)型。地下水水位變化主要受降水入滲及潛水蒸發(fā)影響，水位變化基本上遵循大氣降水的變化規(guī)律。年內(nèi)地下水水位變化呈現(xiàn)一峰一谷，地下水水位的年際變化與年度降水量大小密切相關(guān)。地下水補(bǔ)給來源以大氣降水滲入為主，排泄以蒸發(fā)為主。低水位出現(xiàn)于每年的3—5月，高水位出現(xiàn)在每年的7—9月，水位變化稍滯后于降水變化，地下水位的高峰值略滯后于降水量的高峰值，見圖1。

圖1 降水入滲—蒸發(fā)型動態(tài)曲線(常家莊觀測井)

2)開采型。遼陽縣境內(nèi)地下水開采還存在季節(jié)性開采，利用地下水灌溉水田區(qū)、菜田區(qū)。其地下水位動態(tài)主要受大氣降水和開采的控制。5月初—6月初，由于地下水的大量開采，使地下水位急劇下降，至5月末6月初，水位達(dá)到最低點(diǎn)。7—9月上旬，由于雨季大量降水的入滲補(bǔ)給，同時地下水開采量減少，水位上升。9月中旬以后，水田停止用水，地下水位緩慢上升，至9月下旬，水位達(dá)到最高點(diǎn)，見圖2。

圖2 開采型地下水動態(tài)曲線(六弓臺觀測井)

4 結(jié) 語

通過對遼陽縣自然環(huán)境和水文地質(zhì)條件結(jié)合多年的地下水工作成果資料的分析，可以得出遼陽縣部分地區(qū)地下水已經(jīng)嚴(yán)重超采，形成漏斗，一些地區(qū)的地下水嚴(yán)重短缺成為了經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的瓶頸。為此，目前首要任務(wù)之一就是要保護(hù)好遼陽縣珍貴的地下水水資源，需要實行最嚴(yán)格、最完善、最健全的水資源管理體制和制度建設(shè)來確保地下水資源可持續(xù)開發(fā)利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高人居生活品質(zhì)，在開發(fā)利用地下水水資源的時候一定要做到水資源開發(fā)利用和保護(hù)可持續(xù)、協(xié)調(diào)發(fā)展。繼續(xù)探索地下水開采量的控制與監(jiān)管，建立完善的地下水取水工程監(jiān)督體系；完善地下水監(jiān)測設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，實現(xiàn)監(jiān)測信息化管理；明確用水次序，避免水權(quán)紛爭，提升社會對地下水的關(guān)注度，提高公眾對地下水資源的保護(hù)意識。

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Analysis of Groundwater Circulation Characteristics and Dynamic Characteristics of Groundwater

TIAN Na

(Liaoyang Hydrological Bureau of Liaoning Province, Liaoyang 111000, China)

Through the investigation and research, the related information and previous groundwater achievements about Liaoyang County were collected. According to the characteristics of groundwater development and utilization and the factors of hydrological and geological conditions, the hydrogeological conditions and circulation and dynamic characteristics of groundwater are studied and analyzed in the paper. The analysis shows that groundwater is distributed unevenly in spatial development, a groundwater funnel was formed in Shoushan area mined deeply, groundwater is explored in other parts of the retails, underground water is used priority to agricultural irrigation water, there are groundwater management system is not perfect, the groundwater exploitation and use of total control is weak. The paper is very important to ensure the sustainable utilization of groundwater resources and to protect the ecological environment.data and previous working information of groundwater about Liaoyang County were collected and researched, based on the characteristics of groundwater exploitation and utilization and consider hydrogeological conditions and other factors, study of Liaoyang County Analysis of the dynamic characteristics of hydrogeological conditions and groundwater cycle characteristics and groundwater, analysis shows that the Liaoyang County, on the present situation of groundwater development uneven spatial distribution, Shoushan concentrated mining area groundwater funnel, other parts of the retail of groundwater exploitation, underground water in agricultural irrigation water is given priority to, there are groundwater management system is not perfect, the groundwater exploitation and use of total control is weak.

water resources; hydrological geology; characteristics of groundwater circulation; dynamic characteristics of groundwater

1007-7596(2016)10-0004-03

2016-09-24

田娜(1982-)，女，遼寧遼陽人，工程師，從事水文情報預(yù)報、水資源等。

TV211.12

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