王子佳，李月寧，黨 磊，謝 淼

（松遼水利委員會(huì)水文局（信息中心），吉林長(zhǎng)春130021）

四平市區(qū)地下水流場(chǎng)時(shí)空演變規(guī)律研究

王子佳，李月寧，黨 磊，謝 淼

（松遼水利委員會(huì)水文局（信息中心），吉林長(zhǎng)春130021）

基于四平市區(qū)地下水近11年的水位動(dòng)態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究了在人工開采情況下承壓含水層的水位的時(shí)空變化規(guī)律。結(jié)果表明，在時(shí)間R度上，市區(qū)中心位置承壓水中的水位動(dòng)態(tài)變化形式主要為波動(dòng)中逐漸上升，而周邊地區(qū)水位則表現(xiàn)為持續(xù)下降；空間尺度上，地下水降落漏斗呈現(xiàn)由中心向四周偏移的趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)29口承壓含水層水位動(dòng)態(tài)觀測(cè)井的水位變化數(shù)據(jù)表明，水位上升的井?dāng)?shù)占總觀測(cè)井?dāng)?shù)的65.5%。表明該區(qū)域承壓含水層地下水位整體呈上升的演變特征，局部地下水超采有所緩解，降落漏斗范圍逐漸縮減。本研究成果對(duì)摸清四平市區(qū)地下水變化規(guī)律和現(xiàn)狀特征奠定了基礎(chǔ)，為該區(qū)域地下水開發(fā)利用提供了技術(shù)支持。

地下水；水位；流場(chǎng)；開采；吉林省

1　概　　況

1.1自然地理

四平市位于吉林省西南部，地處松遼平原腹地，為吉林省第三大城市。四平市區(qū)面積407km2，見圖1。多年平均氣溫為5.9℃，全地區(qū)年平均日照時(shí)數(shù)為2678.9h，平均無(wú)霜期為142d。全年盛行西南風(fēng)，平均風(fēng)速為3～5m/s。多年平均降水量537.2mm，降雨量隨著地勢(shì)從東南往西北逐漸減少。多年平均水面蒸發(fā)量724.2mm，蒸發(fā)的地區(qū)分布與年平均氣溫的地區(qū)分布趨勢(shì)相近，由西北向東南呈遞減趨勢(shì)。

1.2水文地質(zhì)條件

四平市區(qū)第四系潛水因含水層薄，單井出水量小，分布零散，因此研究區(qū)開采地下水的目標(biāo)含水層為白堊系孔隙裂隙承壓水。白堊系碎屑巖類裂隙孔隙承壓水主要賦存于泉頭組、青山口組、明水組砂巖和砂礫巖裂隙孔隙中。承壓含水層的補(bǔ)給來(lái)源除受上部潛水的垂直滲入外，還有來(lái)自山區(qū)側(cè)向徑流補(bǔ)給，并通過(guò)河谷潛流與山區(qū)地下水連通，發(fā)生水力聯(lián)系。地下水的運(yùn)動(dòng)方式以層間水平運(yùn)動(dòng)為主，局部地段呈上升泉形式溢出地表，人工開采是其主要的排泄途徑。在承壓含水層與上覆第四系潛水含水層相疊置的地段，其補(bǔ)給主要來(lái)自第四系潛水的“天窗”式越流補(bǔ)給。而在其上部有較厚的穩(wěn)定隔水層的地區(qū)，其補(bǔ)給源主要是來(lái)自東南部丘陵區(qū)的地下徑水流補(bǔ)給。

2　地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

地下水動(dòng)態(tài)是地下水均衡的外在表現(xiàn)，根據(jù)系列的水位動(dòng)態(tài)資料分析，可以反映出一定時(shí)期地下水均衡單元內(nèi)的水量收支狀況。影響地下水動(dòng)態(tài)有兩個(gè)因素：一是地下水系統(tǒng)的激勵(lì)因素，主要指外界對(duì)地下水系統(tǒng)的補(bǔ)給或人工開采等；二是含水層系統(tǒng)對(duì)外界施加激勵(lì)的響應(yīng)特征，主要指含水層厚度、巖性、結(jié)構(gòu)等條件所確定的含水層的水理性質(zhì)，如滲透性、容水度、給水度、導(dǎo)水能力等因素。

通過(guò)對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的分析，可以獲得含水層水位的系列化信息，有助于分析各含水層之間的水力聯(lián)系和查清不同類型地下水的補(bǔ)給與排泄特征，明確地下水的動(dòng)態(tài)類型和影響因素，從而對(duì)區(qū)域地下水的埋藏條件及水質(zhì)、水量的形成有更深入的認(rèn)識(shí)。

研究共布設(shè)了29個(gè)水位長(zhǎng)觀孔對(duì)地下水位進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間是2001年1月1日到2011年12月31日，每5d觀測(cè)1次，選取其中具有代表性的4個(gè)觀測(cè)孔對(duì)地下水動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析，見圖2。

圖22001　—2011年承壓含水層觀測(cè)井動(dòng)態(tài)變化圖

由4口典型觀測(cè)井多年水位變化情況可以看出，研究區(qū)地下水主要開采層的水位呈現(xiàn)兩種不同的變化規(guī)律，部分區(qū)域地下水位波動(dòng)中呈逐漸上升的趨勢(shì)，而其他區(qū)域地下水位表現(xiàn)為持續(xù)下降。

3　地下水流場(chǎng)演變特征

為了明確研究區(qū)地下水位動(dòng)態(tài)變化的空間分布規(guī)律，利用2001年1月1日和2011年12月31日觀測(cè)井水位繪制四平市區(qū)地下水位流場(chǎng)圖，見圖3—4。經(jīng)對(duì)比可以看出，2001年四平市區(qū)地下水位的特點(diǎn)為四周高，中心低，在鐵西區(qū)與鐵東區(qū)交匯位置有一小型降落漏斗，漏斗中心點(diǎn)水位約為120m。2011年四平市區(qū)地下水位空間分布特點(diǎn)為：市區(qū)中心位置水位有較大幅度上升，上升約30m，但周圍水位均有不同程度的下降，其中以研究區(qū)西南部區(qū)域地下水下降最為突出，以26203010為例，11年間其水位下降約16m。地下水降落漏斗呈現(xiàn)由中心向四周偏移的趨勢(shì)。通過(guò)整理四平市區(qū)內(nèi)29口承壓含水層水位動(dòng)態(tài)觀測(cè)井的水位變化數(shù)據(jù)表明，有19口觀測(cè)井的水位呈上升變化，10口觀測(cè)井水位逐漸下降，水位上升的井?dāng)?shù)占總觀測(cè)井?dāng)?shù)的65.5%。整體而言，四平市區(qū)承壓含水層地下水位呈上升的演變特征，局部地下水超采有所緩解，降落漏斗范圍逐漸縮減。

圖32001　年四平市區(qū)地下水流場(chǎng)圖

圖42011　年四平市區(qū)地下水流場(chǎng)圖

4　地下水保護(hù)管理措施

四平市是一座資源型缺水城市，地下水開發(fā)利用歷史比較長(zhǎng)久，在解放以前就已經(jīng)開始，20世紀(jì)60年代以后，地下水開采逐步增加，至90年市區(qū)地下水開采已形成較大規(guī)模，地下水位降落漏斗初步形成。此后，隨著地表水供水量的增加和嚴(yán)格實(shí)施取水許可制度，地下水開采量大量減少，地下水位及降落漏斗范圍得到控制。通過(guò)對(duì)四平市區(qū)2001—2011年地下水位時(shí)空演變規(guī)律，研究表明11年間市區(qū)中心位置地下水位斗已得到逐年回升，降落漏斗面積逐漸縮小。進(jìn)一步證明了該地區(qū)對(duì)地下水的開發(fā)利用方式的變化，及其在對(duì)局部區(qū)域的地下水施行壓采制度、控制降落漏斗取得了一定成效。

為了使四平市區(qū)地下水超采區(qū)能夠逐步恢復(fù)和保證地下水資源的可持續(xù)利用。四平市區(qū)城市供水與水資源開發(fā)利用應(yīng)遵循的原則是：“強(qiáng)化水資源統(tǒng)一管理，實(shí)施水量科學(xué)調(diào)配；調(diào)整供水結(jié)構(gòu)，實(shí)行優(yōu)水優(yōu)用；采取總量控制，實(shí)行定額管理；加大執(zhí)法力度，強(qiáng)化節(jié)約保護(hù)”。以國(guó)務(wù)院頒布的最嚴(yán)格水資源管理制度為目標(biāo)，“三條紅線”用水總量、用水效率以及水功能區(qū)納污能力為指標(biāo)，優(yōu)先利用地表水，最大限度減少開采地下水，制定切實(shí)可行的區(qū)域水資源開發(fā)利用方案，并提出超采、限采區(qū)域地下水保護(hù)管理措施，同時(shí)，嚴(yán)格征收水資源費(fèi)，加強(qiáng)計(jì)量設(shè)施的管理，嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)劃用水與超計(jì)劃累進(jìn)加價(jià)收費(fèi)制度，加大水行政執(zhí)法監(jiān)察力度，嚴(yán)厲查處各種違法取水行為。

5　結(jié)論

四平市區(qū)地下水開采層位為白堊系孔隙裂隙承壓含水層，為了研究其地下水水位的時(shí)空變化規(guī)律，研究對(duì)2001—2011年四平市區(qū)承壓地下水動(dòng)態(tài)水位以及初始、末刻的流場(chǎng)狀態(tài)進(jìn)行了分析。經(jīng)對(duì)比可知，時(shí)間尺度上，研究區(qū)承壓水水位動(dòng)態(tài)變化形式主要為波動(dòng)中逐漸上升和持續(xù)下降兩種趨勢(shì)，且變化特征以區(qū)域分布為特點(diǎn)；空間尺度上，地下水降落漏斗呈現(xiàn)由中心向四周偏移的趨勢(shì)。29口承壓含水層水位動(dòng)態(tài)觀測(cè)井的水位變化數(shù)據(jù)表明，水位上升的井?dāng)?shù)占總觀測(cè)井?dāng)?shù)的65.5%。表明該區(qū)域承壓含水層地下水位整體呈上升的演變特征，局部地下水超采有所緩解，降落漏斗范圍逐漸縮減。研究最后以保護(hù)地下水和可持續(xù)開發(fā)利用的角度提出了四平市區(qū)地下水開發(fā)利用的保護(hù)措施。'

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