寶清縣地下水動態特征及動態類型分析

王 犇

(黑龍江省水文水資源中心 佳木斯分中心，黑龍江 佳木斯 154002)

0 引 言

地下水動態反映了地下水要素隨時間的變化情況，為了合理利用地下水或有效防范與地下水有關的生態環境問題的發生，必須掌握地下水動態[1]。寶清縣地處黑龍江省東北部，完達山北麓，縣內山區平原分布比例大致為6∶4，本文僅討論寶清縣平原區的淺層地下水動態。

對潛水來說，自然因素是主要的，但在某些地區人為因素起著重要影響作用。其中，自然因素包括氣候及氣象、水文、地質、土壤、生物等；人為因素包括修建水利工程、地下水開采以及人工回灌和人為污染等[2]。本文依據寶清縣的區域特性和監測數據進行動態特征分析，并選取若干眼代表井進行典型井動態類型分析。

1 區域自然概況

寶清縣隸屬黑龍江省雙鴨山市，縣屬行政面積13 443 km2，地理坐標為E131°14′16″-E133°27′48″，N 45°47′18″-N 46°53′55″。寶清縣西北以七星河為界，與雙鴨山市、友誼縣、富錦市為鄰；西南以完達山的那丹哈達嶺為界，與樺南縣、七臺河市、密山市接壤；東南以完達山脊為界，與虎林相連；東北以七里沁河為界，與饒河為鄰[3]。

寶清地處黑龍江省東部，三江平原的南緣，東、南、西三面被完達山北脈及其余脈那丹哈達嶺環抱，平均海拔高程100 m左右。根據地貌成因類型及形態特征，可劃分為剝蝕低山丘陵、剝蝕堆積山前臺地、堆積平原及熔巖臺地4種地貌類型[4]。縣內中小河流16條，大中型水庫兩座，主要河流有撓力河、內七星河和新七星河，均屬烏蘇里江穆棱河口以下的撓力河水系。

2 地下水動態特征

寶清縣行政區內的第四系砂礫石含水層分布范圍廣泛，有著補給條件良好、補給來源充足、富水性較強和便于開采等特點。據寶清水文站觀測，2019年寶清水文站觀測年降水量775.3 mm，相比多年平均增加41.8%，為豐水年；年蒸發量659.8 mm，相比多年平均減少22.7%。在天然狀態下，地下水動態具有明顯的年際周期性和年內季節性變化規律。下面分別就年內和年際兩個方面分析寶清縣地下水動態特征。

2.1 地下水年內動態

在天然狀態下，地下水年內動態主要受降水和下墊面條件影響。每年11月份至翌年4-5月份，受氣溫下降、地表凍結影響，垂直方向水量交換微弱，主要為水平方向徑流排泄和補給，且排泄占據主導作用，地下水位緩慢下降并達到最低水位；隨著氣溫回升、凍土消融、降水量變大，降水入滲量也隨之變大并成為主要補給來源，地下水位開始普遍升高，并于8-9月份達到峰值；此后降水量逐漸減少，徑流排泄和蒸發排泄占據主導作用，地下水位呈下降趨勢。以上過程為該區域天然狀態下一個水文年內的地下水水位動態，但農業灌溉區受人為開采影響在豐水期水位常呈斷崖式下降，局部地區會出現越流補給現象，并于開采期過后水位逐漸回升[5]。

全縣平原區淺層地下水動態監測總面積為5 064.48 km2。2019年寶清縣上升區(年末差大于0.5 m區域)面積為1 389.10 km2，占總監測面積的27.4%，上升區蓄水量增加0.71×108m3，主要分布在寶清縣西北區域；其他地區水位變化相對穩定。全縣平原區淺層地下水蓄水量增加0.68×108m3。

全縣平原區淺層地下水埋深變化在0.02～22.78 m之間，與前一年的年末差為-0.47～3.32 m之間，地下水水位平均上升0.39 m；年變幅在0.47～10.79 m之間，部分地區受季節性抽水影響變幅較大，年平均變幅0.38 m。分析區內監測站分布見圖1。

圖1 寶清縣地下水監測站分布示意圖

2.2 地下水年際動態

寶清縣地處三江平原南緣，縣內農業經濟發達，尤其是在墾區。農業灌溉區在灌溉期間集中大量地開采地下水，造成墾區地下水超載，但灌溉期過后地下水位逐步回升并趨于平穩。通過分析寶清縣內現有監測井資料，境內墾區雖為地下水超載區，但對境內地下水位年際動態影響較小。寶清縣地下水動態年際分析選取一致性、可靠性、代表性較好的本德北站。本德北站地下水位動態主要受降水影響，地下水位埋深與降水過程逐年變化對比見圖2。

圖2 地下水位埋深與降水過程逐年變化對比圖

從年際變化看，2001-2019年平均地下水位基本趨于平穩，地下水位處于動態平衡狀態；19年間平均地下水位變化在0～7.66之間；埋深最大值出現于2012年5月，主要受2011年特枯水年持續影響導致；埋深最小值出現在2019年8月，同樣是受連續的強降雨影響。

3 地下水動態類型

按照補給、徑流和排泄的地下水循環過程分析，影響本地區地下水水位動態的因素主要為補給和排泄環節。其中，補給主要為降水入滲補給、側向徑流補給和地表水補給；排泄主要為潛水蒸發、人工開采和側向徑流排泄。本文依據寶清縣的區域特性和監測數據進行典型井動態及動態類型分析討論，本地區地下水動態類型可大致分為以下幾種類型：

1)降水入滲型：九七站。該地區包氣帶滲透性較好，人為影響因素小，地下水埋深主要受降水補給影響，埋深隨降水變化而變化，水位峰值與降水峰值一致或稍有滯后，年內水位變幅相對較大，埋深過程線見圖3(a)。

2)水文型：寶清站。該站位于撓力河沿岸的寶清水文站，該監測站受河水漲落影響顯著。由圖3(b)可看出，該區域地下水位與地表水位同受降水影響并有著一致的變化趨勢。地表水與地下水有著直接的水力聯系，地下水常年補給地表水，地表水季節性補給地下水。1-4月份、10-12月份地下水位呈緩慢下降趨勢；5-9月份受降水補給，地下水位的峰值和起伏程度相對河水位變化不明顯。

3)開采型：朝陽站。朝陽監測站位于寶清縣朝陽鎮朝陽鄉，屬于水稻農業灌溉區，水田地一般于4-5月份進行春灌，此時地表水流量一般不足以滿足灌溉需求，大多開采地下水進行灌溉，導致地下水位普降，且降速較快、降深較大。地下水位在農業用水期(5-8月份)變幅較大，農業用水期過后地下水位有所回升并穩定。見圖3(c)。

4)越流型：東旺站。該站位于山前臺地區，地下水埋藏較深；本地區又是灌溉取水區，當開采含水層水位下降至低于相鄰含水層時，形成水頭差，相鄰含水層透過弱隔水頂板對該含水層進行越流補給。水位動態亦隨開采層變化，但變化幅度較小、變化平緩。見圖3(d)。

5)綜合型：五九七24隊站。該站位于五九七農場七星河沿岸，該地區地下水動態主要受降水補給和人工開采影響。4月中下旬水田農業灌溉區開采地下水進行灌溉，地下水埋深呈顯著的下降趨勢；5-9月份受降水補給逐步回升，但在持續的人工開采影響下水位峰值較為平緩；10-12月份呈緩慢下降趨勢。見圖3(e)。

圖3 地下水動態類型

4 結論及建議

2001-2019年間，寶清縣地下水位基本處于動態平衡狀態。2019年為豐水年，與2018年相比，2019年寶清縣平原區淺層地下水位呈上升趨勢，地下水資源量增加0.68×108m3。影響本區地下水水位動態的主要因素是氣象，其次是人為和水文因素。氣象因素決定了長期的動態趨勢，而人為因素則只是在局部地區和短期內起控制作用。

農業灌溉大量開采地下水是導致寶清縣地下水超載的重要影響因素，寶清縣境內大量地表水過境，可采取加大地表水開發利用和開展地下水壓采等措施緩解地下水超載現狀。天然狀態下降水是影響地下水動態的最主要因素，但農業灌溉集中、大范圍的開采導致局部區域一定時間內地下水位普降，因此必須要及時了解和掌握地下水動態特征和規律，以便合理開發利用本地區的地下水資源。