宝清县地下水动态特征及动态类型分析

王 犇

(黑龙江省水文水资源中心 佳木斯分中心，黑龙江 佳木斯 154002)

0 引 言

地下水动态反映了地下水要素随时间的变化情况，为了合理利用地下水或有效防范与地下水有关的生态环境问题的发生，必须掌握地下水动态[1]。宝清县地处黑龙江省东北部，完达山北麓，县内山区平原分布比例大致为6∶4，本文仅讨论宝清县平原区的浅层地下水动态。

对潜水来说，自然因素是主要的，但在某些地区人为因素起着重要影响作用。其中，自然因素包括气候及气象、水文、地质、土壤、生物等；人为因素包括修建水利工程、地下水开采以及人工回灌和人为污染等[2]。本文依据宝清县的区域特性和监测数据进行动态特征分析，并选取若干眼代表井进行典型井动态类型分析。

1 区域自然概况

宝清县隶属黑龙江省双鸭山市，县属行政面积13 443 km2，地理坐标为E131°14′16″-E133°27′48″，N 45°47′18″-N 46°53′55″。宝清县西北以七星河为界，与双鸭山市、友谊县、富锦市为邻；西南以完达山的那丹哈达岭为界，与桦南县、七台河市、密山市接壤；东南以完达山脊为界，与虎林相连；东北以七里沁河为界，与饶河为邻[3]。

宝清地处黑龙江省东部，三江平原的南缘，东、南、西三面被完达山北脉及其余脉那丹哈达岭环抱，平均海拔高程100 m左右。根据地貌成因类型及形态特征，可划分为剥蚀低山丘陵、剥蚀堆积山前台地、堆积平原及熔岩台地4种地貌类型[4]。县内中小河流16条，大中型水库两座，主要河流有挠力河、内七星河和新七星河，均属乌苏里江穆棱河口以下的挠力河水系。

2 地下水动态特征

宝清县行政区内的第四系砂砾石含水层分布范围广泛，有着补给条件良好、补给来源充足、富水性较强和便于开采等特点。据宝清水文站观测，2019年宝清水文站观测年降水量775.3 mm，相比多年平均增加41.8%，为丰水年；年蒸发量659.8 mm，相比多年平均减少22.7%。在天然状态下，地下水动态具有明显的年际周期性和年内季节性变化规律。下面分别就年内和年际两个方面分析宝清县地下水动态特征。

2.1 地下水年内动态

在天然状态下，地下水年内动态主要受降水和下垫面条件影响。每年11月份至翌年4-5月份，受气温下降、地表冻结影响，垂直方向水量交换微弱，主要为水平方向径流排泄和补给，且排泄占据主导作用，地下水位缓慢下降并达到最低水位；随着气温回升、冻土消融、降水量变大，降水入渗量也随之变大并成为主要补给来源，地下水位开始普遍升高，并于8-9月份达到峰值；此后降水量逐渐减少，径流排泄和蒸发排泄占据主导作用，地下水位呈下降趋势。以上过程为该区域天然状态下一个水文年内的地下水水位动态，但农业灌溉区受人为开采影响在丰水期水位常呈断崖式下降，局部地区会出现越流补给现象，并于开采期过后水位逐渐回升[5]。

全县平原区浅层地下水动态监测总面积为5 064.48 km2。2019年宝清县上升区(年末差大于0.5 m区域)面积为1 389.10 km2，占总监测面积的27.4%，上升区蓄水量增加0.71×108m3，主要分布在宝清县西北区域；其他地区水位变化相对稳定。全县平原区浅层地下水蓄水量增加0.68×108m3。

全县平原区浅层地下水埋深变化在0.02～22.78 m之间，与前一年的年末差为-0.47～3.32 m之间，地下水水位平均上升0.39 m；年变幅在0.47～10.79 m之间，部分地区受季节性抽水影响变幅较大，年平均变幅0.38 m。分析区内监测站分布见图1。

图1 宝清县地下水监测站分布示意图

2.2 地下水年际动态

宝清县地处三江平原南缘，县内农业经济发达，尤其是在垦区。农业灌溉区在灌溉期间集中大量地开采地下水，造成垦区地下水超载，但灌溉期过后地下水位逐步回升并趋于平稳。通过分析宝清县内现有监测井资料，境内垦区虽为地下水超载区，但对境内地下水位年际动态影响较小。宝清县地下水动态年际分析选取一致性、可靠性、代表性较好的本德北站。本德北站地下水位动态主要受降水影响，地下水位埋深与降水过程逐年变化对比见图2。

图2 地下水位埋深与降水过程逐年变化对比图

从年际变化看，2001-2019年平均地下水位基本趋于平稳，地下水位处于动态平衡状态；19年间平均地下水位变化在0～7.66之间；埋深最大值出现于2012年5月，主要受2011年特枯水年持续影响导致；埋深最小值出现在2019年8月，同样是受连续的强降雨影响。

3 地下水动态类型

按照补给、径流和排泄的地下水循环过程分析，影响本地区地下水水位动态的因素主要为补给和排泄环节。其中，补给主要为降水入渗补给、侧向径流补给和地表水补给；排泄主要为潜水蒸发、人工开采和侧向径流排泄。本文依据宝清县的区域特性和监测数据进行典型井动态及动态类型分析讨论，本地区地下水动态类型可大致分为以下几种类型：

1)降水入渗型：九七站。该地区包气带渗透性较好，人为影响因素小，地下水埋深主要受降水补给影响，埋深随降水变化而变化，水位峰值与降水峰值一致或稍有滞后，年内水位变幅相对较大，埋深过程线见图3(a)。

2)水文型：宝清站。该站位于挠力河沿岸的宝清水文站，该监测站受河水涨落影响显著。由图3(b)可看出，该区域地下水位与地表水位同受降水影响并有着一致的变化趋势。地表水与地下水有着直接的水力联系，地下水常年补给地表水，地表水季节性补给地下水。1-4月份、10-12月份地下水位呈缓慢下降趋势；5-9月份受降水补给，地下水位的峰值和起伏程度相对河水位变化不明显。

3)开采型：朝阳站。朝阳监测站位于宝清县朝阳镇朝阳乡，属于水稻农业灌溉区，水田地一般于4-5月份进行春灌，此时地表水流量一般不足以满足灌溉需求，大多开采地下水进行灌溉，导致地下水位普降，且降速较快、降深较大。地下水位在农业用水期(5-8月份)变幅较大，农业用水期过后地下水位有所回升并稳定。见图3(c)。

4)越流型：东旺站。该站位于山前台地区，地下水埋藏较深；本地区又是灌溉取水区，当开采含水层水位下降至低于相邻含水层时，形成水头差，相邻含水层透过弱隔水顶板对该含水层进行越流补给。水位动态亦随开采层变化，但变化幅度较小、变化平缓。见图3(d)。

5)综合型：五九七24队站。该站位于五九七农场七星河沿岸，该地区地下水动态主要受降水补给和人工开采影响。4月中下旬水田农业灌溉区开采地下水进行灌溉，地下水埋深呈显著的下降趋势；5-9月份受降水补给逐步回升，但在持续的人工开采影响下水位峰值较为平缓；10-12月份呈缓慢下降趋势。见图3(e)。

图3 地下水动态类型

4 结论及建议

2001-2019年间，宝清县地下水位基本处于动态平衡状态。2019年为丰水年，与2018年相比，2019年宝清县平原区浅层地下水位呈上升趋势，地下水资源量增加0.68×108m3。影响本区地下水水位动态的主要因素是气象，其次是人为和水文因素。气象因素决定了长期的动态趋势，而人为因素则只是在局部地区和短期内起控制作用。

农业灌溉大量开采地下水是导致宝清县地下水超载的重要影响因素，宝清县境内大量地表水过境，可采取加大地表水开发利用和开展地下水压采等措施缓解地下水超载现状。天然状态下降水是影响地下水动态的最主要因素，但农业灌溉集中、大范围的开采导致局部区域一定时间内地下水位普降，因此必须要及时了解和掌握地下水动态特征和规律，以便合理开发利用本地区的地下水资源。