基于孔隙潜水的阿城区地下水变化量及其影响研究

王秀苹，田治中

(1.哈尔滨市阿城区双丰灌区管理站，黑龙江 哈尔滨 150040；2.哈尔滨市双城区水政水资源管理办公室，黑龙江 哈尔滨 150100)

基于孔隙潜水的阿城区地下水变化量及其影响研究

王秀苹1，田治中2

(1.哈尔滨市阿城区双丰灌区管理站，黑龙江 哈尔滨 150040；2.哈尔滨市双城区水政水资源管理办公室，黑龙江 哈尔滨 150100)

阿城区具有良好的水文地质条件，地下水开发潜力巨大。本文计算降水、入渗等补给量和地下水开采量，并就开采量对地下水量和水位的影响进行了分析，在计算区范围内，地下水流场没有发生大的变化，不会引起该区域内地下水水位的持续下降，也不会产生严重的环境问题。

阿城区；地下水；孔隙潜水

1 研究区概况

阿城区具有较好的水文地质条件，地下水资源较为丰富，尚有较大开发潜力。经过水文地质勘探证实，区域浅层发育有较厚的第四系细砂、中粗砂、砂砾石含水层。这些含水层埋藏较浅，含水特征较好，是境内可供开采的供水水源[1]，同时，地下水水质较好，属于低矿化度重碳酸钠钙型水，水量、水质基本达到工业、农业、生活用水标准。

2 地下水量的计算

2.1 研究区地质条件

2.1.1 地质特征

阿城区北部属于堆积平原蜚克图河漫滩区。中东部平原河谷属于平原亚区海沟河漫滩。中部堆积平原区属于阿什河漫滩。南部属于剥蚀低山区山间河谷亚区。

2.1.2 地下水动态变化规律

区域地下水的补、径、排条件主要受水文气象及地质地貌因素的制约，不同地貌水文地质单元有各自的特征。孔隙潜水含水层埋藏浅，局部地段含水层直接出露地表，主要接受大气降水、汛期洪水渗入补给、江河侧向补给，及相邻高平原孔隙承压水的侧向补给，河漫滩上分布的池塘、鱼池及水稻田等人工水体渗入亦为补给来源之一，孔隙潜水径流较滞缓，向河流的偏下游方向流动。孔隙潜水的主要排泄方式是向河流径流排泄，其次为蒸发和人工开采。

2.2 地下水天然补给量的计算

2.2.1 评价对象及计算分区

研究区均属于孔隙潜水，根据阿城区区域分布情况，把区域分为四个研究区，进行分析论证，详见表1。

研究区1：位于阿城区北部堆积平原蜚克图河漫滩区，覆盖蜚克图镇的新荣村、蜚克图村、镇兴村、兴立村的部分面积，区域面积37.5 km2。

研究区2：位于阿城区中东部平原河谷平原亚区海沟河漫滩，覆盖料甸镇烈火村，红星镇海星村的部分面积，区域面积29.88 km2。

研究区3：位于阿城区中部堆积平原区阿什河漫滩，包括阿城原种场，区域面积13.52 km2。

研究区4：位于阿城区南部剥蚀低山区山间河谷亚区，包括交界镇博展村，区域面积16.6 km2。

2.2.2 计算原则与资料条件

评价方法采用补给量法计算地下水补给资源，采用开采系数法计算地下水资源可开采量。

区域内已经进行了不同目的的水文地质及水资源调查评价工作，基本查明了分析区地质构造、水文地质条件、地下水循环特征，为本次水资源论证提供了基础依据。

表1 计算分区详表

2.2.3 地下水天然补给量计算

(1)大气降水入渗补给量。大气降水入渗补给量由式(1)计算，计算结果见表2。

表2 大气降雨量计算表

(1)

式中：Q降为大气降水年渗入量，m3/a；F为大气降水渗入计算面积，m2；a为多年平均降水渗入系数；x为多年平均降水量，m。

(2)地下径流侧向补给量。地下径流侧向补给由式(2)计算，计算结果见表3。

(2)

式中：Q径为地下径流渗入量，m3/a；K为含水层平均渗透系数，m/d；I为地下水水力坡度，B为垂直地下水流向的计算断面宽度，m；M为天然情况下，潜水含水层厚度，m；T为地下水径流补给时间，取365 d。

表3 地下径流侧向补给量表

(3)河道渗漏补给量。河道渗漏补给量是指当江河水位高于河岸地下水位时，江河水单侧渗入补给地下水的水量。鉴于计算分区地质构造、水文地质条件、地下水循环特征的差异，河道渗漏补给量只计算1区和3区。河道渗漏补给量计算公式见式(3)，计算结果见表4。

(3)

式中：Q河为单侧河道渗漏补给量，m3/s；K为渗透系数，m/d；I为水力坡度；依照稍缓于地形坡度原则确定；B为断面长度，m；M为含水层厚度，m；T为补给时间，取45 d。

(4)渠灌田间入渗补给量。渠灌田间入渗补给量由式(4)计算，在1～4计算区中，只有计算分区1需计算田间入渗补给量，计算结果见表5。

(4)

式中：Q田为渠灌田间渗入量，m3/a；Qa为田间灌溉水量，m3/a；β为灌溉田间入渗系数。

表4 河道渗漏补给量表

表5 渠灌田间入渗补给量表

(5)地下水总补给量。为降水入渗补给量、侧向径流补给量、河道渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量之和。计算公式见式(5)。

(5)

式中：Q总为地下水总补给量，m3/a。

2.3 地下水可开采量的计算

根据《黑龙江省地下水资源开发利用规划细则》要求，进行地下水可开采量计算与评价至少要用两种或两种以上方法，本次计算阿城区地下水可开采量采用开采系数法和平均布井法。

2.3.1 开采系数法

多年平均地下水可开采量[3]等于开采系数与多年平均现状条件下总补给量的乘积。计算公式见式(6)，计算结果见表6。

(6)

式中：Q可开采为地下水可开采量，m3/a；ρ为地下水开采系数。

表6 开采系数法地下水水资源可开采量计算成果表

2.3.2 平均布井法

平均布井法[4]是根据区域水文地质特征，含水层特性，以及当地多年地下水开采规律，确定单井涌水量、影响半径、年开采时间，在计算区内平均布井，用这些丼年内开采量代表区内可开采量。采用平均布井法计算的地下水可开采量成果见表7。

表7 论证区地下水可开采量计算成果表

3 计算区地下水的影响

3.1 对地下水资源量的影响

根据计算区规划年发展指标分析，2015年计算区地下水需求量小于计算区地下水可开采量，没有出现超采现象。从长期对地下水资源量分析看，节水工程建设采用的是高效节水形式，与常规灌溉方式比较用水量较小，同时开发利用区域地下水，可以通过降雨、湖泡侧向补给量补给，用水量对地下水资源以有利影响为主，不利影响是暂时和可避免的。

3.2 对地下水位的影响

根据区域水位预测分析，计算区开采后地下水流场没有发生大的变化，计算区1水位降深一般为1.11～1.33 m，计算区2水位降深一般为2.11～2.65 m，计算区3水位降深一般为2.11～2.66 m，计算区4水位降深一般为2.32 m，非开采期水位又能恢复到初始状状。因此，节水工程取水不会引起计算区内的地下水水位持续下降，也不会产生严重的环境地质问题。

4 结 论

孔隙潜水是阿城区地下水的重要表现形式，也是阿城区重要的可供生产生活使用的地下水资源。结合降水、入渗等补给方式、计算地下水的可开采量，并对其可能产生的影响进行合理分析，得出以下结论：

(1)阿城区地下水天然补给量总体趋势见表8。

表8 地下水水资源总补给量表

(2)阿城区地下水开采后，地下水流场没有发生大的变化，不会引起该区域内地下水水位的持续下降，也不会产生严重的环境问题。

[1] 曲艳媛,庞广珠,曹玉华. 浅析水资源对阿城经济发展的影响[J]. 黑龙江科技信息,2011(8):115.

[2] 金成基. 黑龙江平原区小城镇地下水环境质量评价及特征污染物分析[D].长春：吉林大学,2011.

[3] 都基众，肖国强. 地下水降落漏斗的控制与恢复[J] . 地质与资源，2005， 14 (1 ) : 53-57.

[4] 徐鹏源. 东京城镇地下水资源评价[D].哈尔滨：黑龙江大学,2014.

Study on the change and impact of groundwater inAcheng district based on pore water

WANG Xiuping1,TIAN Zhizhong2

(1.HarbinAchengDistrictShuangfengIrrigationDistrictManagementStation,Harbin150040,China;2HarbinShuangchengDistrictWaterAdministrationandResourceBureaux,Harbin150100,China)

Acheng district has a good hydrogeological conditions and tremendous groundwater development potential.Some parameter were deduced, which included precipitation and infiltration recharge and groundwater resources. Meanwhile the influence of underground water quality and water level were analyzed.The conclusion shows that In the calculation field there is no significant change in the groundwater flow field, which neither cause a continuous decline in the groundwater level, nor does it cause serious environmental problems.

A Cheng district; underground water; pore water

王秀苹(1975-)，女，黑龙江宾县人，助理工程师，主要从事水利工程内业整理工作。E-mail：627291058@qq.com。

TV21

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2096-0506(2017)04-0040-04