河北省地下水動(dòng)態(tài)類型特征

栗 學(xué) 梅

(河北省水文工程地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050000)

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，河北省地下水開采量的增加引起區(qū)內(nèi)地下水水位下降、土地沙化和水土流失、湖淖萎縮、泉流量衰減、含水層疏干、地下水位降落漏斗、地面沉降、海水入侵等一系列環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，對(duì)居民生活的生態(tài)文明建設(shè)產(chǎn)生極大影響。本文對(duì)河北省地下水動(dòng)態(tài)類型特征及其影響因素進(jìn)行總結(jié)，便于地下水資源合理開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

1 研究區(qū)概況

河北省背倚高山，東臨渤海。北部和西部為燕山、太行山山地，東部為平原。據(jù)地貌成因及形態(tài)特征，可分為高原、山地、盆地、平原四種地貌類型。

河北省地下含水系統(tǒng)劃分為松散巖類孔隙含水層系統(tǒng)、碳酸鹽巖類巖溶含水層系統(tǒng)、基巖類裂隙水含水層系統(tǒng)三大類[1]。其中松散巖類孔隙含水層系統(tǒng)占全省面積的52.4%；基巖類裂隙水含水層系統(tǒng)占全省面積的37.6%。

2 地下水動(dòng)態(tài)類型

地下水動(dòng)態(tài)影響因素主要有：氣象、水文、地形地貌、地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及人為因素[2]，地下水動(dòng)態(tài)類型因補(bǔ)給源、排泄方式等不同而異。

2.1 壩上高原區(qū)地下水動(dòng)態(tài)類型

淺層地下水中主要為降水入滲—開采(蒸發(fā))型、降水入滲—徑流型兩種，深層地下水中主要為側(cè)向補(bǔ)給—開采型。

1)降水入滲—開采(蒸發(fā))型。

分布在波狀平原、溝谷平原區(qū)一帶。特征：每年5月下旬～6月底由于農(nóng)業(yè)開采地下水灌溉及淺層蒸發(fā)等，水位很快下降至年內(nèi)最低水位。之后隨著降水量增大，農(nóng)業(yè)開采量減少以至停采，地下水位開始回升，至9月～10月份達(dá)最高水位期，而后主要消耗于徑流排泄或蒸發(fā)排泄而緩慢下降，直至下一個(gè)水文年。有的地段延后至11月～12月份達(dá)最高水位并延續(xù)至次年3月份。到4月～5月份由于冰雪消融補(bǔ)給，地下水位稍有升高保持相對(duì)穩(wěn)定。

2)降水入滲—徑流型。

分布在低山丘陵、熔巖臺(tái)地、山地區(qū)一帶，該區(qū)地處地下水的補(bǔ)給徑流區(qū)，地下水開采強(qiáng)度較小。特征：每年自4月份開始隨著冰雪逐漸融化入滲，水位稍有升高或相對(duì)穩(wěn)定呈現(xiàn)一個(gè)小的峰值。隨著冰融消失，水位逐漸下降至4月～5月初達(dá)年內(nèi)最低水位。隨著降水量的增加，水位緩慢回升至9月～10月份達(dá)到最高水位，呈現(xiàn)一個(gè)大的峰值。水位埋深較大的地方延至次年3月份達(dá)到最高峰。

3)側(cè)向補(bǔ)給—開采型。

以片狀形式散布在張北縣西北部與沽源縣。特征：4月～6月，由于大氣降水入滲補(bǔ)給深層地下水存在滯后，側(cè)向徑流補(bǔ)給還未達(dá)到，加上農(nóng)業(yè)集中開采地下水，深層水水位持續(xù)下降，在6月～8月份出現(xiàn)一年內(nèi)最低水位。而后隨著側(cè)向徑流的補(bǔ)給和農(nóng)業(yè)開采量的減少，在年末～來(lái)年3月份出現(xiàn)一個(gè)水文年內(nèi)的最高水位期。

2.2 海—灤河區(qū)地下水動(dòng)態(tài)類型

2.2.1 河北平原地下水動(dòng)態(tài)類型

淺層地下水動(dòng)態(tài)類型主要為降水入滲—開采型，河、渠水滲漏補(bǔ)給型，降水入滲—開采、蒸發(fā)型，降水入滲—蒸發(fā)型，其他地下水動(dòng)態(tài)類型還有降水入滲—徑流、開采型，降水入滲—開采、越流型等；深層地下水類型主要為徑流、越流補(bǔ)給—開采排泄型。

1)降水入滲—開采型。

分為降水入滲—農(nóng)業(yè)開采型、降水入滲—工業(yè)開采型兩種類型。

a.降水入滲—農(nóng)業(yè)開采型。

廣泛分布于井灌區(qū)(特別是淡水區(qū))，系平原區(qū)主要的地下水動(dòng)態(tài)類型。特征：3月份春灌開始后，地下水水位下降，4月～6月份隨著對(duì)地下水開采量的增加，地下水水位下降速度加快，在雨季到來(lái)之前出現(xiàn)年最低水位；進(jìn)入雨季后，由于降水入滲補(bǔ)給量增加、人工開采量減少，地下水水位開始逐漸回升，到翌年春灌前出現(xiàn)最高水位。

b.降水入滲—工業(yè)開采型。

分布在各市城區(qū)及重要城鎮(zhèn)等集中工業(yè)開采區(qū)。特征：地下水水位動(dòng)態(tài)主要受降水和工業(yè)開采影響。因工業(yè)開采季節(jié)性變化較小，開采量大，用水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，地下水水位下降時(shí)間長(zhǎng)，水位變幅較大，高水位期一般出現(xiàn)在年初或年末，低水位期出現(xiàn)在開采高峰的盛夏季節(jié)，而后隨著降水增加，水位緩慢回升。

2)河、渠水滲漏補(bǔ)給型。

主要分布在渠灌區(qū)及河流兩側(cè)地帶。特征：地下水位變化過(guò)程主要受河、渠水兩側(cè)地下水由于常年得到河、渠水滲漏補(bǔ)給，地下水位變化平緩，變幅較小；季節(jié)性河、渠地下水由于受季節(jié)性輸水影響，地下水位反應(yīng)靈敏、急劇、變幅較大，且受流量控制。

3)降水入滲—開采、蒸發(fā)型。

主要分布在唐山、滄州等水位埋深小于4 m的淡水、微咸水地區(qū)。

特征：地下水受大氣降水垂直滲漏補(bǔ)給和開采消耗影響明顯，水交替作用強(qiáng)烈，水位升降幅度較大。

4)降水入滲—蒸發(fā)型。

主要分布在唐山、滄州的咸水區(qū)。特征：淺層淡水匱乏，咸水較發(fā)育，開采量較小，水位埋深較淺，一般1.5 m～6 m，主要消耗于蒸發(fā)。地下水位變化主要受氣候因素影響，年內(nèi)水位變化幅度相對(duì)較小。

5)徑流、越流補(bǔ)給—開采排泄型。

為深層地下水主要?jiǎng)討B(tài)類型，主要分布在平原區(qū)受人工開采區(qū)，且多以農(nóng)業(yè)開采為主，其特征：年初～3月上旬，地下水位緩慢上升，達(dá)到最高值，春灌開采引起地下水水位急劇下降，6月末或7月初水位出現(xiàn)最低值；隨著雨季降水增多、開采量較少或基本停采，地下水水位開始回升；秋冬灌溉采水又引起水位出現(xiàn)小幅度下降，之后地下水水位緩慢上升至年末。

2.2.2 山區(qū)主要巖溶泉域地下水動(dòng)態(tài)類型

山區(qū)主要巖溶泉域地下水動(dòng)態(tài)類型主要為大氣降水補(bǔ)給型，大氣降水、徑流補(bǔ)給型，徑流補(bǔ)給—開采排泄型，徑流補(bǔ)給—河流(或泉)排泄型，其他地下水動(dòng)態(tài)類型還有大氣降水—河、渠滲漏補(bǔ)給型，徑流補(bǔ)給—徑流排泄型等。

1)降水入滲補(bǔ)給型。

主要分布在泉域地勢(shì)較高的分水嶺附近的補(bǔ)給區(qū)。特征：開采量不大，對(duì)地下水動(dòng)態(tài)變化影響很小，水位變化主要受大氣降水影響。汛期前地下水位較平穩(wěn)，雨季來(lái)臨隨降水影響急劇上升，汛期過(guò)后又趨于平穩(wěn)。該類型地下水有水位變化大，反應(yīng)迅速等特點(diǎn)。

2)降水入滲、徑流補(bǔ)給型。

主要分布在井陘巖溶水的補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)。特征：地下水高水位期較降水高峰期滯后，說(shuō)明其補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水，由于降水入滲徑流途徑較長(zhǎng)，導(dǎo)致水位上升滯后的特點(diǎn)，同時(shí)反映出由于補(bǔ)給充足，上升期水位曲線平緩，水位變化較小的特點(diǎn)。

3)徑流補(bǔ)給—開采排泄型。

主要分布在集中開采區(qū)。特征：地下水位變化基本能反映出降水過(guò)程，但水位上升期具有明顯滯后，由于補(bǔ)給源較充足，水位歷史曲線變化較小，具有明顯的徑流特點(diǎn)。由于區(qū)內(nèi)的工農(nóng)業(yè)開采，地下水位不但受上游補(bǔ)給區(qū)徑流補(bǔ)給，同時(shí)也受人工開采所制約。

4)徑流補(bǔ)給—河流(或泉)排泄型。

主要分布在泉域排泄區(qū)，特別是泉溢出帶一帶。特征：水位變化受地下水開采、側(cè)向補(bǔ)給量所控制，因處于排泄部位，側(cè)向補(bǔ)給量較充足，開采量影響較小，地下水位較平緩，年變化幅度較小。

2.2.3 山間盆地地下水動(dòng)態(tài)類型

山間盆地地下水動(dòng)態(tài)類型主要為側(cè)向補(bǔ)給—開采型以及河流型。

1)側(cè)向補(bǔ)給—開采型。

主要分布在各盆地沖洪積扇和坡洪積斜地。特征：水位變化主要受開采和降水變化形成的側(cè)向徑流控制。一般在5月～9月份側(cè)向徑流補(bǔ)給較少，而開采量較大，水位下降；10月～次年1月份側(cè)向徑流補(bǔ)給增加，而開采量較小，水位上升，至次年1月份達(dá)到最高水位。

2)河流型。

主要分布在盆地較大河流兩岸以及近河處。特征：年初隨著河水凍結(jié)以及徑流量較少，水位逐漸下降，到3月份水位至最低值，而后隨著冰雪融化，河水徑流增多，水位開始回升，水位回升1個(gè)月～2個(gè)月，之后開始下降，至7月底前后水位下降至年內(nèi)最低值，而后隨降水的到來(lái)，河水流量逐漸增多，水位回升，至12月初或年底水位又開始下降。

2.2.4 山區(qū)主要基巖裂隙水地下水動(dòng)態(tài)類型

地下水動(dòng)態(tài)類型主要為降水入滲—徑流開采型，分布在基巖裂隙水區(qū)。特征：3月～5月，水力坡度變小，徑流強(qiáng)度小，補(bǔ)給量與排泄量維持平衡，出現(xiàn)低水位穩(wěn)定期；6月～9月降水量較大，降水迅速補(bǔ)給，降水量補(bǔ)給是水位迅速回升的主要原因；10月～翌年2月降水量逐漸減少使補(bǔ)給量逐漸減少，由于一般基巖裂隙水直接接受大氣降水入滲補(bǔ)給，補(bǔ)給途徑短，徑流排泄較緩慢，因此呈現(xiàn)緩慢下降的態(tài)勢(shì)。

3 結(jié)論

1)壩上高原淺層地下水、河北平原淺層地下水、巖溶泉域地下水以及基巖裂隙水補(bǔ)給源以降水入滲補(bǔ)給為主，巖溶泉域的徑流補(bǔ)給、河北平原淺層地下水河(渠)水滲漏補(bǔ)給次之。壩上高原深層地下水、山間盆地地下水補(bǔ)給源以側(cè)向補(bǔ)給為主。河北平原深層地下水補(bǔ)給源為徑流、越流補(bǔ)給。

2)河北省地下水排泄方式以開采為主，在壩上高原、唐山、滄州等水位埋深小于4 m區(qū)域存在蒸發(fā)排泄，淶源、威州、東風(fēng)湖泉域存在巖溶泉群排泄。

不同形式的補(bǔ)給源及排泄方式形成了河北省不同的地下水動(dòng)態(tài)類型，其類型受自然因素、人為因素影響，河北省地下水補(bǔ)給源主要受自然因素——大氣降水影響，排泄方式主要受人為因素——開采影響。近年來(lái)，降水量總體呈減少趨勢(shì)，因此除加強(qiáng)地下水管理，節(jié)約用水外，應(yīng)合理利用外調(diào)水(南水北調(diào)水、引黃水)，涵養(yǎng)地下水源，實(shí)現(xiàn)河北省水資源的可持續(xù)利用，緩解地下水過(guò)量開采引起的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。