田 輝，郭曉東，朱 巍，張梅桂

(沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，遼寧 沈陽(yáng) 62606171)

松嫩平原行政區(qū)跨黑龍江、吉林兩省和內(nèi)蒙古東部一少部分?？傮w形狀呈南北長(zhǎng)，東西窄的橢圓形，北至黑龍江省的嫩江縣，南至吉林省長(zhǎng)嶺縣南部的松遼分水嶺，西側(cè)以大興安嶺低山丘陵區(qū)與山前傾斜平原分界線(xiàn)為界，東側(cè)邊界至小興安嶺-長(zhǎng)白山地西緣山麓臺(tái)地，地理坐標(biāo):

地下水的動(dòng)態(tài)變化是在一定時(shí)期內(nèi)，各種自然因素和人為因素隨時(shí)間綜合影響的直接結(jié)果，這些因素有些對(duì)地下水動(dòng)態(tài)影響比較明顯，有的不明顯;有些因素直接引起地下水發(fā)生變化，有的只影響其動(dòng)態(tài)特征。

1 影響地下水動(dòng)態(tài)的自然因素

1.1 氣象因素

氣象因素主要是降水、蒸發(fā)、地表土層凍結(jié)及凍融，其對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的影響主要是通過(guò)降水補(bǔ)給和蒸發(fā)排泄影響潛水動(dòng)態(tài)，使其具有季節(jié)性和多年周期性變化。降水和蒸發(fā)是地下水的補(bǔ)給和排泄過(guò)程，是引起地下水動(dòng)態(tài)發(fā)生變化的主要因素之一，特別是對(duì)潛水動(dòng)態(tài)影響最為明顯。每年的豐水期和枯水期，地下水位都出現(xiàn)與之吻合的高低水位變化(如圖2所示)。每年的7～9月份是本區(qū)降雨集中的季節(jié)，降水可占全年總降水量的70%～80%以上，地下水位隨雨季補(bǔ)給量增加而升高，10月份達(dá)到最高并開(kāi)始回落。雨季出現(xiàn)的時(shí)間和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，影響著地下水高水位期形成的時(shí)間和高水位持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短。潛水在每年的11月至翌年的3月凍結(jié)期，補(bǔ)給量明顯減少，水位緩慢下降。翌年春天，隨著氣溫升高，凍結(jié)層融化水下滲補(bǔ)給潛水，水位略有回升。到4、5月是春旱季節(jié)，此時(shí)蒸發(fā)強(qiáng)烈，水位急劇下降，是全年枯水期，地下水位下降到全年最低值。多年氣象周期變化使地下水位出現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的多年動(dòng)態(tài)變化，豐水年降水補(bǔ)給量增多，地下水水位上升，枯水年降水補(bǔ)給量減少，大約只有豐水年的一半，水位下降。

圖1 降水滲入—蒸發(fā)型水位動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)圖

1.2 水文因素

水文因素對(duì)地下水的影響，主要取決于地表水與地下水之間的水力聯(lián)系情況，以及地表水與地下水之間的水位差。

其中地表水與地下水之間的關(guān)系有三種情況:地表水始終補(bǔ)給地下水;地表水始終排泄地下水;洪水期地表水補(bǔ)給地下水，枯水期地下水補(bǔ)給地表水。

當(dāng)河水補(bǔ)給潛水時(shí)，潛水位隨河水位的漲落而升降，但時(shí)間滯后于河水位的變化。距河越近，潛水位的變化幅度、漲落時(shí)間與河水位的變化情況越接近。隨著距河距離的增大，河水位變動(dòng)的影響逐漸減弱，潛水位變化曲線(xiàn)逐漸平緩。潛水的水質(zhì)距河越近越接近于河水的水質(zhì)。

當(dāng)河流排泄地下水時(shí)，越接近河流，潛水位變幅越小，遠(yuǎn)離河流的河間地塊或分水嶺地段，水位變幅大。其原因是，降水人滲抬高地下水水位后，近河地段水力坡度迅速變大，徑流強(qiáng)烈，潛水位上升很少;遠(yuǎn)河地段，水力坡度增大不多，徑流強(qiáng)度很少增大，故潛水位不斷抬高。

在松嫩平原，水文因素對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的影響范圍主要分布在河谷，影響程度取決于河水對(duì)地下水的補(bǔ)給強(qiáng)度和補(bǔ)給時(shí)間的長(zhǎng)短。春汛期3～4月間，時(shí)間短，河水變幅小，對(duì)地下水影響不明顯;夏汛7～8月份間，河水位升高大，影響范圍較大，有時(shí)可涉及整個(gè)河谷。一般年份，嫩江、第二松花江、松花江及其各主要支流洪水位可高出平水期水位1～5 m;豐水年可高出5～8 m，甚至淹沒(méi)漫灘的絕大部分，高水位期一般持續(xù)15～30天，期間河水大量補(bǔ)給地下水，引起地下水位明顯升高。

圖2 松花江漫灘區(qū)地下水水位動(dòng)態(tài)變化曲線(xiàn)

1.3 地形地貌因素

地形地貌控制地下水位埋深，而水位埋深大小直接影響降水滲入補(bǔ)給的強(qiáng)弱。一般地勢(shì)低，水位埋深淺，降水補(bǔ)給量大的地區(qū)，水位變化明顯且頻繁;地勢(shì)高，水位埋深大，降水補(bǔ)給量小(水位埋深＞40 m的地區(qū)，幾乎沒(méi)有降水滲入補(bǔ)給)的地區(qū)，水位變化平穩(wěn)和遲緩。由于西部山前傾斜平原地下水的補(bǔ)給條件好于中部低平原，中部低平原地下水的補(bǔ)給條件又好于東部高平原，因此，西部山前傾斜平原水位變化最明顯，中部低平原次之，東部高平原水位變化遲緩和平穩(wěn)。地形地貌還通過(guò)控制降水再分配和地下徑流的強(qiáng)弱，影響地下水位的變化。地形起伏變化復(fù)雜，迂回曲折減緩了地表水徑流，延長(zhǎng)了入滲時(shí)間，增加了對(duì)地下水的補(bǔ)給，同時(shí)也削弱了地下水徑流強(qiáng)度，進(jìn)而使地下水位變化比地形簡(jiǎn)單地區(qū)明顯。

1.4 地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

地層巖性影響地下水的滲透循環(huán)能力，在砂礫石扇形地、砂土河谷平原、砂礫石臺(tái)地、淺丘狀(崗狀)砂礫石高平原，包氣帶和含水層顆粒粗，降雨滲入補(bǔ)給率大，透水性強(qiáng)，地下徑流通暢，循環(huán)快，剝?nèi)趿私邓疂B入引起水位升高而出現(xiàn)的峰值，水位年變化多在1 m左右。黃土狀土波狀高平原、砂土波狀高平原、砂土低平原包氣帶和含水層顆粒細(xì)，透水性弱，降水滲入補(bǔ)給率小，地下徑流遲緩，降水滲入補(bǔ)給引起水位變化明顯，一般出現(xiàn)1～3 m的明顯峰值。此外，地質(zhì)結(jié)構(gòu)也對(duì)地下水的動(dòng)態(tài)有影響，如承壓含水系統(tǒng)，封閉性越好，補(bǔ)給來(lái)源越單一，補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)、排泄區(qū)分帶越明顯，地下水水位動(dòng)態(tài)變化越小，峰值較低并遲后于降水時(shí)間長(zhǎng)。反之補(bǔ)、徑、排分帶不明顯，峰值滯后于降水時(shí)間短，地下水動(dòng)態(tài)變化則大。

2 影響地下水動(dòng)態(tài)的人為因素

人為因素對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的影響有正反兩方面的作用。

一類(lèi)是人們?yōu)榱碎_(kāi)發(fā)利用和控制地下水動(dòng)態(tài)所采取的一系列措施，如打井抽水、人工回灌等，是針對(duì)地下水有目的有計(jì)劃的活動(dòng);另一類(lèi)活動(dòng)雖然其出發(fā)點(diǎn)并不是針對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的，但活動(dòng)本身派生出對(duì)地下水動(dòng)態(tài)影響的效果來(lái)，如灌溉農(nóng)田、工礦企業(yè)用水、各種排水工程、引水蓄水工程等，這類(lèi)活動(dòng)隊(duì)地下水的影響廣泛而深刻、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，并會(huì)隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展而不斷擴(kuò)大。

人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的影響將隨著人類(lèi)活動(dòng)的增強(qiáng)而越來(lái)越大。其中最主要的是人工開(kāi)采、農(nóng)田灌溉及水利工程建設(shè)。人類(lèi)活動(dòng)不僅影響地下水量變化，更重要的是影響地下水水質(zhì)。如哈爾濱、長(zhǎng)春、綏化、大慶、松原等城市，由于長(zhǎng)期抽取地下水，均形成了規(guī)模不等的水位下降漏斗。春季農(nóng)灌期大量開(kāi)采地下水，使枯水位大大降低，甚至造成雨季無(wú)法恢復(fù)，破壞了地下水的動(dòng)態(tài)平衡。夏季降雨期抽水，則干擾了雨季高水位的形成。

由于人為過(guò)量開(kāi)采地下水，從上世紀(jì)70年代，哈爾濱市地下水位開(kāi)始出現(xiàn)下降，1980～1982年，分別形成了以重型機(jī)械廠、電焊條廠、松江罐頭廠、市冰球廠和道里煤氣公司為中心的五個(gè)小型地下水位下降漏斗，總面積100 km2左右。1985年五個(gè)小漏斗互相擴(kuò)展連成一個(gè)以重型機(jī)械廠為中心(TC1188)的水位下降漏斗，面積擴(kuò)大到160 km2。1987年，水位出現(xiàn)大幅度下降，漏斗中心下降速率達(dá)0.8～1.7m/a，最大達(dá) 2.74 m/a，外圍下降速率在 0.2 ～ 1.0 m/a，漏斗面積約200 km2，并以0.5～0.75 km/a的速度向南和西南擴(kuò)展。在此期間平房區(qū)也形成了面積約30 km2的小漏斗，漏斗中心位于東安機(jī)械廠。1990年，漏斗面積擴(kuò)大到260 km2，漏斗中心水位累計(jì)下降27.3 m，水位下降速率為0.74 m/a。

圖3 哈爾濱市漏斗中心水位變化曲線(xiàn)

在水庫(kù)、引水渠道和灌區(qū)周?chē)?，由于水?kù)蓄水、渠道輸水和農(nóng)田灌溉，人為增加了地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給，使地下水位升高。如向海水庫(kù)，扎龍水庫(kù)、北引嫩干渠、引洮干渠、引拉干渠、前郭灌區(qū)、查哈陽(yáng)灌區(qū)、洮兒河灌區(qū)等地，其周?chē)叵滤幻黠@抬高，形成次生鹽漬化與沼澤化。一般水庫(kù)或渠水位抬高1～3 m，地下水位也相應(yīng)升高0.5～2 m，影響范圍可達(dá) 0.2～1 km。

圖4 齊齊哈爾市第四系承壓水漏斗區(qū)水位動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)圖

3 結(jié)語(yǔ)

松嫩平原獨(dú)特的氣候、地理和水文地質(zhì)條件，使地下水的動(dòng)態(tài)變化有其自身的特點(diǎn)，對(duì)地下水動(dòng)態(tài)變化的影響因素雖是多方面的，但各因素之間又是互相聯(lián)系密不可分的，氣象因素起到了決定性的作用。在連續(xù)豐水年，降水入滲量較大，地下水位較高或處于飽和狀態(tài)時(shí)，開(kāi)發(fā)利用等人為因素對(duì)地下水位動(dòng)態(tài)變化的影響較小。在非近江區(qū)，氣象因素對(duì)地下水的動(dòng)態(tài)變化起決定作用;在近江區(qū)，豐水時(shí)的江水側(cè)滲補(bǔ)給和漏斗區(qū)的開(kāi)采激發(fā)補(bǔ)給也是引起地下水動(dòng)態(tài)變化的重要因素;在枯水年或連續(xù)枯水年，降水入滲補(bǔ)給量減少，人工開(kāi)采對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的影響較大。因此，人類(lèi)活動(dòng)必然會(huì)不同程度地改變地下水的天然狀態(tài)，關(guān)鍵是人們應(yīng)該及時(shí)了解和掌握其變化的特征和規(guī)律，以便對(duì)其進(jìn)行科學(xué)利用和保護(hù)，實(shí)現(xiàn)該地區(qū)地下水資源的可持續(xù)利用。

［1］趙海卿等 松嫩平原地下水資源及其環(huán)境問(wèn)題調(diào)查評(píng)價(jià)［R］.沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心.2007.

［2］郭秀珍等 松嫩平原西北部地下水動(dòng)態(tài)及環(huán)境問(wèn)題 黑龍江環(huán)境通報(bào)2005

［3］何宇 等 黑龍江省地下水動(dòng)態(tài)分析 水利科技與經(jīng)濟(jì)2009

［4］楊湘奎等 松嫩平原(黑龍江)地下水資源及其環(huán)境問(wèn)題調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告［R］.2006.

［5］龐健等松嫩平原地下水動(dòng)態(tài)及趨勢(shì)預(yù)測(cè) 東北水利水電1994