基于孔隙潛水的阿城區(qū)地下水變化量及其影響研究

王秀蘋(píng)，田治中

(1.哈爾濱市阿城區(qū)雙豐灌區(qū)管理站，黑龍江 哈爾濱 150040；2.哈爾濱市雙城區(qū)水政水資源管理辦公室，黑龍江 哈爾濱 150100)

基于孔隙潛水的阿城區(qū)地下水變化量及其影響研究

王秀蘋(píng)1，田治中2

(1.哈爾濱市阿城區(qū)雙豐灌區(qū)管理站，黑龍江 哈爾濱 150040；2.哈爾濱市雙城區(qū)水政水資源管理辦公室，黑龍江 哈爾濱 150100)

阿城區(qū)具有良好的水文地質(zhì)條件，地下水開(kāi)發(fā)潛力巨大。本文計(jì)算降水、入滲等補(bǔ)給量和地下水開(kāi)采量，并就開(kāi)采量對(duì)地下水量和水位的影響進(jìn)行了分析，在計(jì)算區(qū)范圍內(nèi)，地下水流場(chǎng)沒(méi)有發(fā)生大的變化，不會(huì)引起該區(qū)域內(nèi)地下水水位的持續(xù)下降，也不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。

阿城區(qū)；地下水；孔隙潛水

1 研究區(qū)概況

阿城區(qū)具有較好的水文地質(zhì)條件，地下水資源較為豐富，尚有較大開(kāi)發(fā)潛力。經(jīng)過(guò)水文地質(zhì)勘探證實(shí)，區(qū)域淺層發(fā)育有較厚的第四系細(xì)砂、中粗砂、砂礫石含水層。這些含水層埋藏較淺，含水特征較好，是境內(nèi)可供開(kāi)采的供水水源[1]，同時(shí)，地下水水質(zhì)較好，屬于低礦化度重碳酸鈉鈣型水，水量、水質(zhì)基本達(dá)到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活用水標(biāo)準(zhǔn)。

2 地下水量的計(jì)算

2.1 研究區(qū)地質(zhì)條件

2.1.1 地質(zhì)特征

阿城區(qū)北部屬于堆積平原蜚克圖河漫灘區(qū)。中東部平原河谷屬于平原亞區(qū)海溝河漫灘。中部堆積平原區(qū)屬于阿什河漫灘。南部屬于剝蝕低山區(qū)山間河谷亞區(qū)。

2.1.2 地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

區(qū)域地下水的補(bǔ)、徑、排條件主要受水文氣象及地質(zhì)地貌因素的制約，不同地貌水文地質(zhì)單元有各自的特征?？紫稘撍畬勇癫販\，局部地段含水層直接出露地表，主要接受大氣降水、汛期洪水滲入補(bǔ)給、江河側(cè)向補(bǔ)給，及相鄰高平原孔隙承壓水的側(cè)向補(bǔ)給，河漫灘上分布的池塘、魚(yú)池及水稻田等人工水體滲入亦為補(bǔ)給來(lái)源之一，孔隙潛水徑流較滯緩，向河流的偏下游方向流動(dòng)?？紫稘撍闹饕判狗绞绞窍蚝恿鲝搅髋判?，其次為蒸發(fā)和人工開(kāi)采。

2.2 地下水天然補(bǔ)給量的計(jì)算

2.2.1 評(píng)價(jià)對(duì)象及計(jì)算分區(qū)

研究區(qū)均屬于孔隙潛水，根據(jù)阿城區(qū)區(qū)域分布情況，把區(qū)域分為四個(gè)研究區(qū)，進(jìn)行分析論證，詳見(jiàn)表1。

研究區(qū)1：位于阿城區(qū)北部堆積平原蜚克圖河漫灘區(qū)，覆蓋蜚克圖鎮(zhèn)的新榮村、蜚克圖村、鎮(zhèn)興村、興立村的部分面積，區(qū)域面積37.5 km2。

研究區(qū)2：位于阿城區(qū)中東部平原河谷平原亞區(qū)海溝河漫灘，覆蓋料甸鎮(zhèn)烈火村，紅星鎮(zhèn)海星村的部分面積，區(qū)域面積29.88 km2。

研究區(qū)3：位于阿城區(qū)中部堆積平原區(qū)阿什河漫灘，包括阿城原種場(chǎng)，區(qū)域面積13.52 km2。

研究區(qū)4：位于阿城區(qū)南部剝蝕低山區(qū)山間河谷亞區(qū)，包括交界鎮(zhèn)博展村，區(qū)域面積16.6 km2。

2.2.2 計(jì)算原則與資料條件

評(píng)價(jià)方法采用補(bǔ)給量法計(jì)算地下水補(bǔ)給資源，采用開(kāi)采系數(shù)法計(jì)算地下水資源可開(kāi)采量。

區(qū)域內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行了不同目的的水文地質(zhì)及水資源調(diào)查評(píng)價(jià)工作，基本查明了分析區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、地下水循環(huán)特征，為本次水資源論證提供了基礎(chǔ)依據(jù)。

表1 計(jì)算分區(qū)詳表

2.2.3 地下水天然補(bǔ)給量計(jì)算

(1)大氣降水入滲補(bǔ)給量。大氣降水入滲補(bǔ)給量由式(1)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 大氣降雨量計(jì)算表

(1)

式中：Q降為大氣降水年滲入量，m3/a；F為大氣降水滲入計(jì)算面積，m2；a為多年平均降水滲入系數(shù)；x為多年平均降水量，m。

(2)地下徑流側(cè)向補(bǔ)給量。地下徑流側(cè)向補(bǔ)給由式(2)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

(2)

式中：Q徑為地下徑流滲入量，m3/a；K為含水層平均滲透系數(shù)，m/d；I為地下水水力坡度，B為垂直地下水流向的計(jì)算斷面寬度，m；M為天然情況下，潛水含水層厚度，m；T為地下水徑流補(bǔ)給時(shí)間，取365 d。

表3 地下徑流側(cè)向補(bǔ)給量表

(3)河道滲漏補(bǔ)給量。河道滲漏補(bǔ)給量是指當(dāng)江河水位高于河岸地下水位時(shí)，江河水單側(cè)滲入補(bǔ)給地下水的水量。鑒于計(jì)算分區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、地下水循環(huán)特征的差異，河道滲漏補(bǔ)給量只計(jì)算1區(qū)和3區(qū)。河道滲漏補(bǔ)給量計(jì)算公式見(jiàn)式(3)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

(3)

式中：Q河為單側(cè)河道滲漏補(bǔ)給量，m3/s；K為滲透系數(shù)，m/d；I為水力坡度；依照稍緩于地形坡度原則確定；B為斷面長(zhǎng)度，m；M為含水層厚度，m；T為補(bǔ)給時(shí)間，取45 d。

(4)渠灌田間入滲補(bǔ)給量。渠灌田間入滲補(bǔ)給量由式(4)計(jì)算，在1～4計(jì)算區(qū)中，只有計(jì)算分區(qū)1需計(jì)算田間入滲補(bǔ)給量，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

(4)

式中：Q田為渠灌田間滲入量，m3/a；Qa為田間灌溉水量，m3/a；β為灌溉田間入滲系數(shù)。

表4 河道滲漏補(bǔ)給量表

表5 渠灌田間入滲補(bǔ)給量表

(5)地下水總補(bǔ)給量。為降水入滲補(bǔ)給量、側(cè)向徑流補(bǔ)給量、河道滲漏補(bǔ)給量、渠灌田間入滲補(bǔ)給量之和。計(jì)算公式見(jiàn)式(5)。

(5)

式中：Q總為地下水總補(bǔ)給量，m3/a。

2.3 地下水可開(kāi)采量的計(jì)算

根據(jù)《黑龍江省地下水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃細(xì)則》要求，進(jìn)行地下水可開(kāi)采量計(jì)算與評(píng)價(jià)至少要用兩種或兩種以上方法，本次計(jì)算阿城區(qū)地下水可開(kāi)采量采用開(kāi)采系數(shù)法和平均布井法。

2.3.1 開(kāi)采系數(shù)法

多年平均地下水可開(kāi)采量[3]等于開(kāi)采系數(shù)與多年平均現(xiàn)狀條件下總補(bǔ)給量的乘積。計(jì)算公式見(jiàn)式(6)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

(6)

式中：Q可開(kāi)采為地下水可開(kāi)采量，m3/a；ρ為地下水開(kāi)采系數(shù)。

表6 開(kāi)采系數(shù)法地下水水資源可開(kāi)采量計(jì)算成果表

2.3.2 平均布井法

平均布井法[4]是根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)特征，含水層特性，以及當(dāng)?shù)囟嗄甑叵滤_(kāi)采規(guī)律，確定單井涌水量、影響半徑、年開(kāi)采時(shí)間，在計(jì)算區(qū)內(nèi)平均布井，用這些丼年內(nèi)開(kāi)采量代表區(qū)內(nèi)可開(kāi)采量。采用平均布井法計(jì)算的地下水可開(kāi)采量成果見(jiàn)表7。

表7 論證區(qū)地下水可開(kāi)采量計(jì)算成果表

3 計(jì)算區(qū)地下水的影響

3.1 對(duì)地下水資源量的影響

根據(jù)計(jì)算區(qū)規(guī)劃年發(fā)展指標(biāo)分析，2015年計(jì)算區(qū)地下水需求量小于計(jì)算區(qū)地下水可開(kāi)采量，沒(méi)有出現(xiàn)超采現(xiàn)象。從長(zhǎng)期對(duì)地下水資源量分析看，節(jié)水工程建設(shè)采用的是高效節(jié)水形式，與常規(guī)灌溉方式比較用水量較小，同時(shí)開(kāi)發(fā)利用區(qū)域地下水，可以通過(guò)降雨、湖泡側(cè)向補(bǔ)給量補(bǔ)給，用水量對(duì)地下水資源以有利影響為主，不利影響是暫時(shí)和可避免的。

3.2 對(duì)地下水位的影響

根據(jù)區(qū)域水位預(yù)測(cè)分析，計(jì)算區(qū)開(kāi)采后地下水流場(chǎng)沒(méi)有發(fā)生大的變化，計(jì)算區(qū)1水位降深一般為1.11～1.33 m，計(jì)算區(qū)2水位降深一般為2.11～2.65 m，計(jì)算區(qū)3水位降深一般為2.11～2.66 m，計(jì)算區(qū)4水位降深一般為2.32 m，非開(kāi)采期水位又能恢復(fù)到初始狀狀。因此，節(jié)水工程取水不會(huì)引起計(jì)算區(qū)內(nèi)的地下水水位持續(xù)下降，也不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。

4 結(jié) 論

孔隙潛水是阿城區(qū)地下水的重要表現(xiàn)形式，也是阿城區(qū)重要的可供生產(chǎn)生活使用的地下水資源。結(jié)合降水、入滲等補(bǔ)給方式、計(jì)算地下水的可開(kāi)采量，并對(duì)其可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行合理分析，得出以下結(jié)論：

(1)阿城區(qū)地下水天然補(bǔ)給量總體趨勢(shì)見(jiàn)表8。

表8 地下水水資源總補(bǔ)給量表

(2)阿城區(qū)地下水開(kāi)采后，地下水流場(chǎng)沒(méi)有發(fā)生大的變化，不會(huì)引起該區(qū)域內(nèi)地下水水位的持續(xù)下降，也不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。

[1] 曲艷媛,龐廣珠,曹玉華. 淺析水資源對(duì)阿城經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響[J]. 黑龍江科技信息,2011(8):115.

[2] 金成基. 黑龍江平原區(qū)小城鎮(zhèn)地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及特征污染物分析[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué),2011.

[3] 都基眾，肖國(guó)強(qiáng). 地下水降落漏斗的控制與恢復(fù)[J] . 地質(zhì)與資源，2005， 14 (1 ) : 53-57.

[4] 徐鵬源. 東京城鎮(zhèn)地下水資源評(píng)價(jià)[D].哈爾濱：黑龍江大學(xué),2014.

Study on the change and impact of groundwater inAcheng district based on pore water

WANG Xiuping1,TIAN Zhizhong2

(1.HarbinAchengDistrictShuangfengIrrigationDistrictManagementStation,Harbin150040,China;2HarbinShuangchengDistrictWaterAdministrationandResourceBureaux,Harbin150100,China)

Acheng district has a good hydrogeological conditions and tremendous groundwater development potential.Some parameter were deduced, which included precipitation and infiltration recharge and groundwater resources. Meanwhile the influence of underground water quality and water level were analyzed.The conclusion shows that In the calculation field there is no significant change in the groundwater flow field, which neither cause a continuous decline in the groundwater level, nor does it cause serious environmental problems.

A Cheng district; underground water; pore water

王秀蘋(píng)(1975-)，女，黑龍江賓縣人，助理工程師，主要從事水利工程內(nèi)業(yè)整理工作。E-mail：627291058@qq.com。

TV21

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2096-0506(2017)04-0040-04