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摘 要:宝清县县位于黑龙江省东北部,三江平原腹地。宝清县内水文地质条件差异较大。本区虽然分布三类地下水,但碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩裂隙水由于补给条件不足,地下水赋存条件较差。本区地下水的主要补给来源为大气降水和地表水的入渗,运移主要以地下水径流为主,地下水排泄主要有蒸发排泄、人工开采排泄、侧向径流排泄。
关键词:水文地质条件;地下水动态;补径排条件;宝清县
0.前言
宝清县位于黑龙江省东北部,三江平原腹地。宝清县是一个典型的资源大县、农业大县和生态大县,素有“煤电基地”、“北国粮仓”、“天府之县”、“湿地之乡”的美誉。宝清县的主要风景名胜有珍宝岛革命烈士陵园、龙湖景区、东升湿地景区、七星河湿地和雁窝岛等。
1.自然地理概况
宝清县东起七里沁河流,与虎林市相邻,西至英山一线,西北与市区相接,西南与勃利县比邻,南密山市相邻,北至七星河流域,与富锦县相接。行政区上宝清县辖6个镇、4个乡。宝清县地处半湿润地带,属于中温带大陆季风气候,夏季高温多雨,冬季干冷而漫长。多年平均气温2.7℃,多年平均降水量为546.6mm。
宝清县河流为乌苏里江水系,县内均属挠力河水系。全县有大小32条河流,一般从西南顺地势流向东北,其中以挠力河干流为主,流经境内165公里,其余均为其支流。
2.水文地质条件
根据地下水含水介质类型及赋水条件,宝清县地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、第三系碎屑岩类裂隙水、基岩裂隙水,其分布及富水性特征分述如下:
(1)第四系松散岩类孔隙水含水岩组
该含水岩组主要分布于挠力河流域平原区,含水岩组由中更新统、上更新统及全新统的砂、砂砾石组成。含水层厚度一般为20-30m,从山前向平原中部方向由薄变厚,最厚达70m。地下水类型大多属弱承压水或潜水,富水性从弱到强,按单井涌水量大小可分为水量丰富区、水量中等区等2个富水区。
(2)碎屑岩类裂隙孔隙含水岩组
主要分布于宝清县至大架山一带和尖山乡至八五三农场六分场一带,顶板埋深36.08-127.37m,含水层岩性为泥质粉细砂岩等,地下水具有承压性,承压水头在18.36-125.08m之间。在宝清县至大架山一带,单井涌水量为140-950m3/d,在尖山乡至八五三农场六分场一带,岩性为细砂岩、泥质砂岩,单井涌水量仅为3.17-52.89m3/d,水质良好。
(3)基岩裂隙含水岩组
伏于平原第四系或第三系之下,主要岩性为砂岩、砂砾岩,局部为熔岩。其中赋存风化裂隙及孔隙裂隙承压水。整体水量较贫乏,泉涌水量0.1-1.0L/s。局部地区,承压水头高度5.00m,当孔径219mm时单井涌水量为800.0m3/d,單位涌水量为9.26L/(s·m),渗透系数1.81m/d。
综上所述,宝清县内水文地质条件差异较大。但根据水文地质条件分析,本区虽然分布三层地下水,但碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩裂隙水由于补给条件不足,地下水赋存条件较差。第四系浅层地下水储存条件较好,单井涌水量丰富。
3 地下水动态特征
(1)降水入渗—蒸发型
地下水位的升降与气象因素及人类活动密切相关,降水入渗—蒸发型地下水多年动态类型最直观的表现为随着气象因素的变化而变化,水位变化的总体趋势与大气降水的年际变化情况较为一致。但由于地表存在粘性土层,使得地下水动态变化过程滞后于降水周期的变化过程,随着粘性土厚度越大,滞后现象越明显。年初1-3月份为枯水期,地下水位逐渐下降,4月份左右达到最低水位,此后由于冰雪融化,地下水得到补给,水位逐渐回升,之后由于灌溉及蒸发强度的增大,水位出现些许波动,至8-9月份达到最高水位,之后由于降水入渗补给量的减少从10月水位开始回落,次年3-4月份降至最低,完成周期为12个月的变化周期。
(2)人工开采型
气象因素和人工开采是影响开采区地下水动态的主要因素,其中地下水开采量为主要的影响因素。开采区地下水动态特征依据水位年际动态曲线类型可分为两类:一是大量集中的开采地下水,导致地下水位在年末恢复不到年初水位,地下水位持续下降,这种类型主要分布于挠力河流域下游左岸水田大面积种植区域;二是尽管大量开采地下水,但由于开采量控制的较好,地下水位年际变化不大,并没有出现地下水持续下降的情况,此类型主要分布于挠力河中游及七星河中游地带。
挠力河下游地区大量种植水稻,而且水稻种植面积逐年有增加的趋势,使得地下水资源被大量超采。水田面积的增加,加之创业农场水稻的主要灌溉方式是井灌,势必会加大地下水的开采量,地下水的排泄量大于补给量,使得地下水位呈逐年下降的态势。1997年至2001年,地下水位下降较为迅速,年平均下降0.8m左右。近年,虽然部分地区对地下水的开采采取了适当控制措施,地下水位下降速度有所减缓,但地下水天然状态下的动态平衡已经遭到破坏,地下水位仍然逐年降低。由于季节性降水的影响,使得地下水位呈明显的以年为周期的周期性变化趋势。
4.地下水补、径、排条件
宝清县地区地下水补、径、排条件较明显的受到气象、地形地貌、地质等诸多因素所影响,并且与含水岩组类型、地下水埋藏条件密切相关。研究区南部为完达山脉,山区基岩裂隙水通过山前冲洪积扇流入平原中部,构成了含水系统的流量补给边界,中部、北部和东部为挠力河、宝清河,河水与地下水水力联系密切,构成含水系统的排泄边界。
(1)地下水的补给
本区地下水的主要补给来源为大气降水和地表水的入渗。在低山丘陵区,岩石构造与风化裂隙比较发育,地表的植被茂密,这些对基岩裂隙水的形成具有特殊的疏导入渗和涵养水源的功能。广大的平原地势低平,加之区内多沙岗、沙丘等补给天窗,为大气降水补给地下水提供了良好的条件,挠力河是区内最大的河流,主河槽宽20~100m,河水位低于两侧漫滩地下水位3~5m,与地下水联系密切。因此,河流入渗、农田灌溉等都在一定的时间内,在特定的局部地区对地下水的形成具有一定的补给作用。
(2)地下水的径流
研究区地下水位高程为45~110m,地下水位随地形变化,由山前向北部平原区逐渐降低。在低山丘陵区,且含水介质较粗,地下水径流途径很短,其径流的速度也比较快,具有“快补快排”的特点;在平原区,地下水水力坡度较小,颗粒较冲洪积扇地区细,致使地下水径流运动迟缓;在山前台地地区,地下水水力坡度较大,地下水的径流运动相比较来说比较快。
(3)地下水的排泄
本研究区地下水排泄主要有三种途径:一是蒸发排泄,二是人工开采排泄,三是侧向径流排泄。以前两种途径排泄为主要方式。特别是近些年来垦荒和改造中、低产田,促使农业灌溉迅速发展,尤其是井管水田的兴起和迅速发展,地下水人工开采量不断增加;其次为潜水蒸发,北部低平原,特别是在挠力河、七星
河沿岸地带,地下水埋深均为1~5m,地表亚粘土层较薄,非冻结期地面蒸发和植物蒸腾作用强烈,损失消耗大量的地下水,地下水排泄以蒸发为主。挠力河为本区地下水的最终承泄区,在枯水期地下水以水平排泄的形式排泄于上述河流,最终流出区外。
5.结论
(1)宝清县根据地下水含水介质类型及赋水条件地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、第三系碎屑岩类裂隙水、基岩裂隙水。
(2)宝清县地下水动态类型主要为降水入渗—蒸发型、人工开采型两种,
(3)宝清县地下水的主要补给来源为大气降水和地表水的入渗,运移主要以地下水径流为主,地下水排泄主要有三种途径:一是蒸发排泄,二是人工开采排泄,三是侧向径流排泄。
关键词:水文地质条件;地下水动态;补径排条件;宝清县
0.前言
宝清县位于黑龙江省东北部,三江平原腹地。宝清县是一个典型的资源大县、农业大县和生态大县,素有“煤电基地”、“北国粮仓”、“天府之县”、“湿地之乡”的美誉。宝清县的主要风景名胜有珍宝岛革命烈士陵园、龙湖景区、东升湿地景区、七星河湿地和雁窝岛等。
1.自然地理概况
宝清县东起七里沁河流,与虎林市相邻,西至英山一线,西北与市区相接,西南与勃利县比邻,南密山市相邻,北至七星河流域,与富锦县相接。行政区上宝清县辖6个镇、4个乡。宝清县地处半湿润地带,属于中温带大陆季风气候,夏季高温多雨,冬季干冷而漫长。多年平均气温2.7℃,多年平均降水量为546.6mm。
宝清县河流为乌苏里江水系,县内均属挠力河水系。全县有大小32条河流,一般从西南顺地势流向东北,其中以挠力河干流为主,流经境内165公里,其余均为其支流。
2.水文地质条件
根据地下水含水介质类型及赋水条件,宝清县地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、第三系碎屑岩类裂隙水、基岩裂隙水,其分布及富水性特征分述如下:
(1)第四系松散岩类孔隙水含水岩组
该含水岩组主要分布于挠力河流域平原区,含水岩组由中更新统、上更新统及全新统的砂、砂砾石组成。含水层厚度一般为20-30m,从山前向平原中部方向由薄变厚,最厚达70m。地下水类型大多属弱承压水或潜水,富水性从弱到强,按单井涌水量大小可分为水量丰富区、水量中等区等2个富水区。
(2)碎屑岩类裂隙孔隙含水岩组
主要分布于宝清县至大架山一带和尖山乡至八五三农场六分场一带,顶板埋深36.08-127.37m,含水层岩性为泥质粉细砂岩等,地下水具有承压性,承压水头在18.36-125.08m之间。在宝清县至大架山一带,单井涌水量为140-950m3/d,在尖山乡至八五三农场六分场一带,岩性为细砂岩、泥质砂岩,单井涌水量仅为3.17-52.89m3/d,水质良好。
(3)基岩裂隙含水岩组
伏于平原第四系或第三系之下,主要岩性为砂岩、砂砾岩,局部为熔岩。其中赋存风化裂隙及孔隙裂隙承压水。整体水量较贫乏,泉涌水量0.1-1.0L/s。局部地区,承压水头高度5.00m,当孔径219mm时单井涌水量为800.0m3/d,單位涌水量为9.26L/(s·m),渗透系数1.81m/d。
综上所述,宝清县内水文地质条件差异较大。但根据水文地质条件分析,本区虽然分布三层地下水,但碎屑岩类孔隙裂隙水和基岩裂隙水由于补给条件不足,地下水赋存条件较差。第四系浅层地下水储存条件较好,单井涌水量丰富。
3 地下水动态特征
(1)降水入渗—蒸发型
地下水位的升降与气象因素及人类活动密切相关,降水入渗—蒸发型地下水多年动态类型最直观的表现为随着气象因素的变化而变化,水位变化的总体趋势与大气降水的年际变化情况较为一致。但由于地表存在粘性土层,使得地下水动态变化过程滞后于降水周期的变化过程,随着粘性土厚度越大,滞后现象越明显。年初1-3月份为枯水期,地下水位逐渐下降,4月份左右达到最低水位,此后由于冰雪融化,地下水得到补给,水位逐渐回升,之后由于灌溉及蒸发强度的增大,水位出现些许波动,至8-9月份达到最高水位,之后由于降水入渗补给量的减少从10月水位开始回落,次年3-4月份降至最低,完成周期为12个月的变化周期。
(2)人工开采型
气象因素和人工开采是影响开采区地下水动态的主要因素,其中地下水开采量为主要的影响因素。开采区地下水动态特征依据水位年际动态曲线类型可分为两类:一是大量集中的开采地下水,导致地下水位在年末恢复不到年初水位,地下水位持续下降,这种类型主要分布于挠力河流域下游左岸水田大面积种植区域;二是尽管大量开采地下水,但由于开采量控制的较好,地下水位年际变化不大,并没有出现地下水持续下降的情况,此类型主要分布于挠力河中游及七星河中游地带。
挠力河下游地区大量种植水稻,而且水稻种植面积逐年有增加的趋势,使得地下水资源被大量超采。水田面积的增加,加之创业农场水稻的主要灌溉方式是井灌,势必会加大地下水的开采量,地下水的排泄量大于补给量,使得地下水位呈逐年下降的态势。1997年至2001年,地下水位下降较为迅速,年平均下降0.8m左右。近年,虽然部分地区对地下水的开采采取了适当控制措施,地下水位下降速度有所减缓,但地下水天然状态下的动态平衡已经遭到破坏,地下水位仍然逐年降低。由于季节性降水的影响,使得地下水位呈明显的以年为周期的周期性变化趋势。
4.地下水补、径、排条件
宝清县地区地下水补、径、排条件较明显的受到气象、地形地貌、地质等诸多因素所影响,并且与含水岩组类型、地下水埋藏条件密切相关。研究区南部为完达山脉,山区基岩裂隙水通过山前冲洪积扇流入平原中部,构成了含水系统的流量补给边界,中部、北部和东部为挠力河、宝清河,河水与地下水水力联系密切,构成含水系统的排泄边界。
(1)地下水的补给
本区地下水的主要补给来源为大气降水和地表水的入渗。在低山丘陵区,岩石构造与风化裂隙比较发育,地表的植被茂密,这些对基岩裂隙水的形成具有特殊的疏导入渗和涵养水源的功能。广大的平原地势低平,加之区内多沙岗、沙丘等补给天窗,为大气降水补给地下水提供了良好的条件,挠力河是区内最大的河流,主河槽宽20~100m,河水位低于两侧漫滩地下水位3~5m,与地下水联系密切。因此,河流入渗、农田灌溉等都在一定的时间内,在特定的局部地区对地下水的形成具有一定的补给作用。
(2)地下水的径流
研究区地下水位高程为45~110m,地下水位随地形变化,由山前向北部平原区逐渐降低。在低山丘陵区,且含水介质较粗,地下水径流途径很短,其径流的速度也比较快,具有“快补快排”的特点;在平原区,地下水水力坡度较小,颗粒较冲洪积扇地区细,致使地下水径流运动迟缓;在山前台地地区,地下水水力坡度较大,地下水的径流运动相比较来说比较快。
(3)地下水的排泄
本研究区地下水排泄主要有三种途径:一是蒸发排泄,二是人工开采排泄,三是侧向径流排泄。以前两种途径排泄为主要方式。特别是近些年来垦荒和改造中、低产田,促使农业灌溉迅速发展,尤其是井管水田的兴起和迅速发展,地下水人工开采量不断增加;其次为潜水蒸发,北部低平原,特别是在挠力河、七星
河沿岸地带,地下水埋深均为1~5m,地表亚粘土层较薄,非冻结期地面蒸发和植物蒸腾作用强烈,损失消耗大量的地下水,地下水排泄以蒸发为主。挠力河为本区地下水的最终承泄区,在枯水期地下水以水平排泄的形式排泄于上述河流,最终流出区外。
5.结论
(1)宝清县根据地下水含水介质类型及赋水条件地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、第三系碎屑岩类裂隙水、基岩裂隙水。
(2)宝清县地下水动态类型主要为降水入渗—蒸发型、人工开采型两种,
(3)宝清县地下水的主要补给来源为大气降水和地表水的入渗,运移主要以地下水径流为主,地下水排泄主要有三种途径:一是蒸发排泄,二是人工开采排泄,三是侧向径流排泄。