周全明，黃修東，李 磊

（青島水文水資源勘測(cè)局，山東 青島 266071）

大沽河地下水源地位于青島市大沽河中下游，南北長(zhǎng)約45km，寬約8～12km，河谷沖積層總面積約421km2，沙層厚度大，顆粒粗且質(zhì)純，富水性好，多年平均可開(kāi)采量為6620萬(wàn)m3。自1981年后逐漸開(kāi)辟為青島市城市供水水源地。地下水含水層主要為沖積、沖洪積沙礫石層，分布在現(xiàn)代河床兩側(cè)的古河道內(nèi)。由于地形平坦開(kāi)闊，表層多為沙性土，滲透性能好，有利于降水補(bǔ)給及河水的入滲補(bǔ)給，地下水埋藏較淺，總流向與河水流向基本一致，大致沿河谷自上游向下游流動(dòng)，最終流向海洋。本文選取大沽河水源地代表性觀測(cè)井，分別分析了豐、平、枯代表年份地下水位年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化特征和地下水年際變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上初步劃定地下水位警戒線的基準(zhǔn)水位，這對(duì)于確定地下水可開(kāi)采資源量，劃定地下水位預(yù)警管理警戒線，實(shí)施預(yù)警管理，保護(hù)地下水源地的生態(tài)安全，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用具有重要意義。

1 地下水年內(nèi)變化特征

1.1 總體變化特征

根據(jù)大沽河水源地含水沙層的平面分布和厚度變化以及觀測(cè)井的分布情況，選取大沽河水源地內(nèi)12眼地下水位觀測(cè)井，統(tǒng)計(jì)1990—2009年共20年的地下水觀測(cè)井埋深的平均值，繪制地下水埋深平均值的年內(nèi)變化曲線，如圖1所示。從圖1可以看出，大沽河水源地地下水年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化與降水關(guān)系密切，表現(xiàn)出比較明顯的季節(jié)性變化規(guī)律，7月份進(jìn)入主汛期，降水量大，補(bǔ)給量大于開(kāi)采量，地下水位持續(xù)升高，9月底10月初地下水位達(dá)到當(dāng)年的最高值，10月份之后進(jìn)入枯水期，農(nóng)業(yè)灌溉地下水用水量增加，地下水位持續(xù)下降。從地下水位年內(nèi)變化還可以看出，降雨對(duì)地下水位的影響具有明顯的滯后效應(yīng)，每年的主汛期是8、9月份，降水最為豐富，但是地下水位的峰值卻出現(xiàn)在10月份。

1.2 各代表年份地下水埋深變化特征

典型豐、平、枯年份地下水位年內(nèi)變化表現(xiàn)出不同的特征。圖2～4分別繪制了平、枯、豐年份地下水埋深平均值的年內(nèi)變化曲線，從圖中可以看出，平水年年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化特征與整體變化特征基本一致，枯水年降水量少，補(bǔ)給量小于開(kāi)采量，地下水位除了在6月份降雨量大時(shí)略有回升外，全年持續(xù)下降。而在降水量大的豐水年，降水量對(duì)地下水的補(bǔ)給作用大于人工開(kāi)采，地下水位在1—6月份變幅不大，6月份進(jìn)入豐水期后地下水位持續(xù)回升，全年地下水位沒(méi)有明顯的下降過(guò)程。

2 地下水年際變化特征

圖1 歷年地下水平均埋深年內(nèi)變化曲線

圖2 平水年地下水平均埋深年內(nèi)變化曲線

圖3 枯水年地下水平均埋深年內(nèi)變化曲線

圖4 豐水年地下水平均埋深年內(nèi)變化曲線

圖5 觀測(cè)井多年地下水埋深動(dòng)態(tài)變化曲線

為分析大沽河水源地地下水多年動(dòng)態(tài)變化特征，選取大沽河地下水源地位于集中開(kāi)采區(qū)范圍內(nèi)的李哥莊鎮(zhèn)的觀測(cè)井，分析了有地下水位整編資料以來(lái)的共30年地下水位動(dòng)態(tài)變化特征，如圖5所示，從圖中可以看出，整個(gè)變化過(guò)程大致可以分為3個(gè)階段，1980—1991年11年期間地下水位經(jīng)歷了2次陡降陡升的過(guò)程，1981—1984年地下水位下降幅度最大，4年間地下水位最大變幅達(dá)到8.51m，20年期間最低地下水位出現(xiàn)在1984年8月21日，地下水埋深10.93m，1984年到1986年地下水位迅速回升，1986到1991年又重復(fù)類(lèi)似的下降、回升過(guò)程。降雨量和人工開(kāi)采是造成地下水位劇烈變動(dòng)的主要因素，1980—1991年經(jīng)歷了2次降雨四枯一豐現(xiàn)象。以1981—1984年為例，1981—1984年為連續(xù)枯水年份，這種連續(xù)性的干旱缺水年份導(dǎo)致地下水位補(bǔ)給量少，而自1981年后大沽河水源地逐漸開(kāi)辟為青島市城市供水水源地，地下水開(kāi)采量迅速增大，補(bǔ)給量遠(yuǎn)小于開(kāi)采量，疏干部分地下水儲(chǔ)存量，致使地下水位大副下降。1982年地下水開(kāi)采量達(dá)到8987萬(wàn)m3，該年地下水位下降幅度最大，而1985年之后開(kāi)采量迅速減小到3133萬(wàn)m3，又恰逢大沽河流域汛期連降暴雨，在降雨入滲及河流側(cè)滲雙重補(bǔ)給作用下，地下水位急劇回升。

3 水源地地下水基準(zhǔn)水位確定

劃定地下水位警戒線，實(shí)行積極有效的地下水位預(yù)警管理，對(duì)促進(jìn)地下水采補(bǔ)平衡，實(shí)現(xiàn)地下水可持續(xù)利用具有十分重要的意義。以地下水在開(kāi)采過(guò)程中生態(tài)環(huán)境不遭受破壞的最低水位為劃定地下水位警戒線的基準(zhǔn)水位，簡(jiǎn)稱(chēng)基準(zhǔn)水位。根據(jù)大沽河水源地30年來(lái)地質(zhì)災(zāi)害記載，20世紀(jì)80年代為解決青島市區(qū)的用水問(wèn)題，在大沽河兩岸大量抽取地下水，致使150km長(zhǎng)的河堤上有97.9km出現(xiàn)皺裂和231個(gè)陷坑，給河堤安全帶來(lái)隱患。1982年6月30日，大沽河水源地地下水平均埋深5.75m，歷史最低水位出現(xiàn)在1984年6月30日，全區(qū)地下水平均埋深6.8m。此后，沒(méi)有發(fā)生類(lèi)似的地質(zhì)災(zāi)害情況，為分析大沽河水源地歷年最低地下水位的變化情況，統(tǒng)計(jì)了1990—2009年地下水埋深歷年最大值，20年期間最低地下水位出現(xiàn)在1997年8月，統(tǒng)計(jì)該月份每眼觀測(cè)井地下水最大埋深平均值為5.56m?？紤]到1982年地下水位的急劇下降可能已經(jīng)開(kāi)始誘發(fā)河堤安全問(wèn)題，因此，從適度保守的角度考慮，本次研究初步確定大沽河水源地基準(zhǔn)水位為平均埋深5.56m。

4 結(jié)論與建議

1）大沽河地下水源地屬于大沽河河谷沖積、沖洪積砂礫石層淺層地下水，影響大沽河水源地地下水位的主要因素是降雨和人工開(kāi)采量，河流側(cè)向補(bǔ)給對(duì)地下水位的抬升也起到重要作用，豐、平、枯年內(nèi)地下水位年內(nèi)動(dòng)態(tài)變化差別較大。地下水位年際變化受降水和人工開(kāi)采的共同影響，具有周期性的變化特征，在地下水超采嚴(yán)重和連續(xù)枯水年降雨補(bǔ)給量少的情況下，地下水位下降迅速，可能引發(fā)比較嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。

2）要重視地下水動(dòng)態(tài)分析及研究工作。通過(guò)地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)，不僅能掌握歷史及當(dāng)前的地下水水位、埋深及運(yùn)動(dòng)，還能通過(guò)動(dòng)態(tài)分析進(jìn)一步研究區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)的規(guī)律（包括數(shù)量及質(zhì)量），預(yù)測(cè)地下水未來(lái)發(fā)展的可能趨勢(shì)，并有針對(duì)性地指導(dǎo)地下水資源的開(kāi)發(fā)利用，最大可能地避免由于開(kāi)發(fā)不當(dāng)帶來(lái)的被動(dòng)局面，保證地下水資源的可持續(xù)利用。

3）要重視地下水資源的合理開(kāi)發(fā)利用，實(shí)施預(yù)警管理。為確保水源地持續(xù)穩(wěn)定供水，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，建立地下水資源管理法規(guī)和地下水資源開(kāi)發(fā)利用監(jiān)督管理體系，并結(jié)合實(shí)際合理劃定水源地地下水位警戒線，實(shí)行預(yù)警管理意義重大。