松嫩平原地下水动态的影响因素初探

田 辉，郭晓东，朱 巍，张梅桂

(沈阳地质矿产研究所，辽宁 沈阳 62606171)

松嫩平原行政区跨黑龙江、吉林两省和内蒙古东部一少部分。总体形状呈南北长，东西窄的椭圆形，北至黑龙江省的嫩江县，南至吉林省长岭县南部的松辽分水岭，西侧以大兴安岭低山丘陵区与山前倾斜平原分界线为界，东侧边界至小兴安岭-长白山地西缘山麓台地，地理坐标:

地下水的动态变化是在一定时期内，各种自然因素和人为因素随时间综合影响的直接结果，这些因素有些对地下水动态影响比较明显，有的不明显;有些因素直接引起地下水发生变化，有的只影响其动态特征。

1 影响地下水动态的自然因素

1.1 气象因素

气象因素主要是降水、蒸发、地表土层冻结及冻融，其对地下水动态的影响主要是通过降水补给和蒸发排泄影响潜水动态，使其具有季节性和多年周期性变化。降水和蒸发是地下水的补给和排泄过程，是引起地下水动态发生变化的主要因素之一，特别是对潜水动态影响最为明显。每年的丰水期和枯水期，地下水位都出现与之吻合的高低水位变化(如图2所示)。每年的7～9月份是本区降雨集中的季节，降水可占全年总降水量的70%～80%以上，地下水位随雨季补给量增加而升高，10月份达到最高并开始回落。雨季出现的时间和持续时间的长短，影响着地下水高水位期形成的时间和高水位持续时间的长短。潜水在每年的11月至翌年的3月冻结期，补给量明显减少，水位缓慢下降。翌年春天，随着气温升高，冻结层融化水下渗补给潜水，水位略有回升。到4、5月是春旱季节，此时蒸发强烈，水位急剧下降，是全年枯水期，地下水位下降到全年最低值。多年气象周期变化使地下水位出现与之对应的多年动态变化，丰水年降水补给量增多，地下水水位上升，枯水年降水补给量减少，大约只有丰水年的一半，水位下降。

图1 降水渗入—蒸发型水位动态曲线图

1.2 水文因素

水文因素对地下水的影响，主要取决于地表水与地下水之间的水力联系情况，以及地表水与地下水之间的水位差。

其中地表水与地下水之间的关系有三种情况:地表水始终补给地下水;地表水始终排泄地下水;洪水期地表水补给地下水，枯水期地下水补给地表水。

当河水补给潜水时，潜水位随河水位的涨落而升降，但时间滞后于河水位的变化。距河越近，潜水位的变化幅度、涨落时间与河水位的变化情况越接近。随着距河距离的增大，河水位变动的影响逐渐减弱，潜水位变化曲线逐渐平缓。潜水的水质距河越近越接近于河水的水质。

当河流排泄地下水时，越接近河流，潜水位变幅越小，远离河流的河间地块或分水岭地段，水位变幅大。其原因是，降水人渗抬高地下水水位后，近河地段水力坡度迅速变大，径流强烈，潜水位上升很少;远河地段，水力坡度增大不多，径流强度很少增大，故潜水位不断抬高。

在松嫩平原，水文因素对地下水动态的影响范围主要分布在河谷，影响程度取决于河水对地下水的补给强度和补给时间的长短。春汛期3～4月间，时间短，河水变幅小，对地下水影响不明显;夏汛7～8月份间，河水位升高大，影响范围较大，有时可涉及整个河谷。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;丰水年可高出5～8 m，甚至淹没漫滩的绝大部分，高水位期一般持续15～30天，期间河水大量补给地下水，引起地下水位明显升高。

图2 松花江漫滩区地下水水位动态变化曲线

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响降水渗入补给的强弱。一般地势低，水位埋深浅，降水补给量大的地区，水位变化明显且频繁;地势高，水位埋深大，降水补给量小(水位埋深＞40 m的地区，几乎没有降水渗入补给)的地区，水位变化平稳和迟缓。由于西部山前倾斜平原地下水的补给条件好于中部低平原，中部低平原地下水的补给条件又好于东部高平原，因此，西部山前倾斜平原水位变化最明显，中部低平原次之，东部高平原水位变化迟缓和平稳。地形地貌还通过控制降水再分配和地下径流的强弱，影响地下水位的变化。地形起伏变化复杂，迂回曲折减缓了地表水径流，延长了入渗时间，增加了对地下水的补给，同时也削弱了地下水径流强度，进而使地下水位变化比地形简单地区明显。

1.4 地质与水文地质条件

地层岩性影响地下水的渗透循环能力，在砂砾石扇形地、砂土河谷平原、砂砾石台地、浅丘状(岗状)砂砾石高平原，包气带和含水层颗粒粗，降雨渗入补给率大，透水性强，地下径流通畅，循环快，剥弱了降水渗入引起水位升高而出现的峰值，水位年变化多在1 m左右。黄土状土波状高平原、砂土波状高平原、砂土低平原包气带和含水层颗粒细，透水性弱，降水渗入补给率小，地下径流迟缓，降水渗入补给引起水位变化明显，一般出现1～3 m的明显峰值。此外，地质结构也对地下水的动态有影响，如承压含水系统，封闭性越好，补给来源越单一，补给区、径流区、排泄区分带越明显，地下水水位动态变化越小，峰值较低并迟后于降水时间长。反之补、径、排分带不明显，峰值滞后于降水时间短，地下水动态变化则大。

2 影响地下水动态的人为因素

人为因素对地下水动态的影响有正反两方面的作用。

一类是人们为了开发利用和控制地下水动态所采取的一系列措施，如打井抽水、人工回灌等，是针对地下水有目的有计划的活动;另一类活动虽然其出发点并不是针对地下水动态的，但活动本身派生出对地下水动态影响的效果来，如灌溉农田、工矿企业用水、各种排水工程、引水蓄水工程等，这类活动队地下水的影响广泛而深刻、持续时间长，并会随国民经济的不断发展而不断扩大。

人类活动对地下水动态的影响将随着人类活动的增强而越来越大。其中最主要的是人工开采、农田灌溉及水利工程建设。人类活动不仅影响地下水量变化，更重要的是影响地下水水质。如哈尔滨、长春、绥化、大庆、松原等城市，由于长期抽取地下水，均形成了规模不等的水位下降漏斗。春季农灌期大量开采地下水，使枯水位大大降低，甚至造成雨季无法恢复，破坏了地下水的动态平衡。夏季降雨期抽水，则干扰了雨季高水位的形成。

由于人为过量开采地下水，从上世纪70年代，哈尔滨市地下水位开始出现下降，1980～1982年，分别形成了以重型机械厂、电焊条厂、松江罐头厂、市冰球厂和道里煤气公司为中心的五个小型地下水位下降漏斗，总面积100 km2左右。1985年五个小漏斗互相扩展连成一个以重型机械厂为中心(TC1188)的水位下降漏斗，面积扩大到160 km2。1987年，水位出现大幅度下降，漏斗中心下降速率达0.8～1.7m/a，最大达 2.74 m/a，外围下降速率在 0.2 ～ 1.0 m/a，漏斗面积约200 km2，并以0.5～0.75 km/a的速度向南和西南扩展。在此期间平房区也形成了面积约30 km2的小漏斗，漏斗中心位于东安机械厂。1990年，漏斗面积扩大到260 km2，漏斗中心水位累计下降27.3 m，水位下降速率为0.74 m/a。

图3 哈尔滨市漏斗中心水位变化曲线

在水库、引水渠道和灌区周围，由于水库蓄水、渠道输水和农田灌溉，人为增加了地表水对地下水的补给，使地下水位升高。如向海水库，扎龙水库、北引嫩干渠、引洮干渠、引拉干渠、前郭灌区、查哈阳灌区、洮儿河灌区等地，其周围地下水位明显抬高，形成次生盐渍化与沼泽化。一般水库或渠水位抬高1～3 m，地下水位也相应升高0.5～2 m，影响范围可达 0.2～1 km。

图4 齐齐哈尔市第四系承压水漏斗区水位动态曲线图

3 结语

松嫩平原独特的气候、地理和水文地质条件，使地下水的动态变化有其自身的特点，对地下水动态变化的影响因素虽是多方面的，但各因素之间又是互相联系密不可分的，气象因素起到了决定性的作用。在连续丰水年，降水入渗量较大，地下水位较高或处于饱和状态时，开发利用等人为因素对地下水位动态变化的影响较小。在非近江区，气象因素对地下水的动态变化起决定作用;在近江区，丰水时的江水侧渗补给和漏斗区的开采激发补给也是引起地下水动态变化的重要因素;在枯水年或连续枯水年，降水入渗补给量减少，人工开采对地下水动态的影响较大。因此，人类活动必然会不同程度地改变地下水的天然状态，关键是人们应该及时了解和掌握其变化的特征和规律，以便对其进行科学利用和保护，实现该地区地下水资源的可持续利用。

［1］赵海卿等 松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价［R］.沈阳地质调查中心.2007.

［2］郭秀珍等 松嫩平原西北部地下水动态及环境问题 黑龙江环境通报2005

［3］何宇 等 黑龙江省地下水动态分析 水利科技与经济2009

［4］杨湘奎等 松嫩平原(黑龙江)地下水资源及其环境问题调查评价报告［R］.2006.

［5］庞健等松嫩平原地下水动态及趋势预测 东北水利水电1994