肇东市地下水资源开发利用评价分析

孙 鑫，由剑波，陈福彬

(1.肇东市水利勘测设计队，黑龙江肇东151100;2.肇东河道管理处，黑龙江肇东151100;

3.肇东市水务局，黑龙江肇东151100)

1 自然地理概况

肇东市位于黑龙江省西南部。南与哈尔滨市隔江相望，东与呼兰、兰西毗邻，西临安达、肇州、肇源，北部与安达接壤。全市土地面积3 905 km2，多为平原区，其中耕地面积20.13万hm2。人口93万人。地面海拔高程在120～230 m，呈西北高东南低走向。多年平均降水量448 mm，蒸发量1 638 mm，地下水储存量3.07亿m3。

2 地下水补给量分析计算

计算方法和依据是黑龙江省水利厅1999年10月《黑龙江省地下水资源开发利用规划工作技术规则》及1982年11月水利电力部水文局《地下水资源调查和评价工作技术细则》。肇东市地下水资源评价对象 第四系孔隙潜水及与潜水有较密切水力联系的第四系孔隙弱承压水，并以现状条件(1997年地表水、地下水开发利用状况)为评价基础，具体计算了多年平均地下水总给量及合理条件下的可开采量。

2.1 计算参数的确定

计算参数是地下水水均衡议程中各项补给项的重要计算依据。规划中根据肇东市地下水动态观测资料选择性地进行了动态分析计算，并结合前人的试验成果、全省的经验数据，综合分析而最终确定的。

2.2 给水度(μ)

给水度是指饱和岩土层在重力作用下，自由排出重力水的体积与该饱和岩土层相应体积的比值。根据肇东市实际情况，采用地下水动态分析法结合一般经验值分析确定。经筛选，选取2眼地下水位埋深较浅、系列较长的潜水长观井水位埋深资料，绘制降水量柱状图和同期地下水位埋深过程线图。经计算1号井μ值为0.027，2号井μ值为0.029。

2.3 多年平均降水入渗系数(α)

多处平均降水入渗系数为多年平均降水入渗补给地下水的水量与多年平均降水量的比值。本次调查中采用地下水动态分析法，结合黑龙江省一般经验值进行分析确定。计算中各区域的多年平均年降水量是利用1956～1997年多年平均降水量等值图，采用面积加权平均法求得。经计算分析，得出肇东市各区域多年平均降水入渗系数成果。

2.4 地下水水力坡度(I)

地下水水力坡度是指沿渗透途径水头损失与相应的渗透长度的比值。在根据地下水动态观测资料绘制出肇东市潜水等水位线和承压水等水压线的基础上，通过计算求得。

2.5 渠系渗入系数(m)、渠灌田间渗入系数(β)

渠系渗入系数为渠道水渗入补给地下水的水量与渠首引水量的比值;渠灌田间渗入系数可利用渗流理论公式及渠系有效利用系数计算确定;渠系渗入系数和渠灌田间渗入系数均参照黑龙江省一般经验值，根据肇东市渠系灌溉区地表岩性分析确定。M=0.25，β=0.15。

2.6 渗透系数(K)、影响半径(R)

渗透系数为水坡度等于1时的渗透速度(m/d);影响半径为钻孔抽水试验当水位降深、涌水量稳定时，地下水位下降的影响范围的半径。因本次调查使用的水文地质钻孔资料多为上世纪60～70年代实测资料，受当时设备技术条件所限，反映出的渗透系数和影响半径大部分与实际情况不一，计算中主要参照黑龙江省一般经验值分析确定的。

2.7 开采系数(ρ)

开采系数(ρ)的确定原则:①对于开采条件良好，地下水动态特征是埋深大，水位连年下降的超采区，取值范围为0.85～0.95;②对于开采条件一般地下水埋深较大，取值范围为0.75～0.85;③对于开采条件较差取值范围为0.6～0.7。

3 地下水补给量计算

总补给量包括:大气降水入渗补给量、地表水体渗入补给量和其他补给量。其中，地表水体渗入补给量、渠灌田间渗入补给量和渔塘(芦苇)渗入补给量等;其他补给量主要指山前侧向径流流入量。肇东市地处松嫩平原腹地，没有山前侧向径流流入量。肇东市地下水总补给量为上述五项之和，即30 748×104m3/α。

地下水排泄量包括潜水蒸发量、河道排泄量、侧向流出量、越流排泄量、地下水实际开采量，各项排泄量之和为总排泄量。地形、地貌、及地质条件决定了地下水的赋存、运移，也限定了地下水的补给、径流、和排泄条件。补给条件:本市潜水以接受大气降水入渗补给为主，低平原弱承压水以接受大气降水入渗及侧向径流补给为主。地下径流条件:昌五台地由于地势高，起伏较大，地下水水力坡度大，地下径流好，低平原地势平坦，地下水水力坡度小，地下径流条件较差，河漫滩区潜水因距松花江较近，与江水互补互排，补排迅速，但地势低平，径流条件一般。排泄条件:低平原弱承压水及河滩区潜水以垂向蒸发排泄为主，河漫滩区潜水枯期还以侧向径流方式向松花江排泄，台地区潜水因地下径流条件较好，主要以纵向径流方式排泄，此外，人工开采也是地下水排泄的一种主要方式。地下水动态类型可分为渗入－蒸发型、渗入－径流型、渗入－径流－蒸发型。其地下水动态随季节变化明显。

4 地下水可开采量

地下水可开采量是在经济合理、技术可行的开采条件下，不发生因开采而造成地下水位下降、水质恶化、地面沉降等环境问题，不对生态环境造成不得影响的、有补给保证的、可供开采的地下水量。

按照《黑龙江省地下水资源开发利用规划工作技术规则》的要求，进行地下水可开采量计算评价时至少用两种方法，根据肇东市的水文地质条件，计算中采用了开采系数法、平均布井法及开采模类比法。

4.1 开采系数法

由于本市对浅层地下水有一定的开发利用水平，水文地质条件比较清楚，并积累了较长系列的地下水位动态观测资料，通过对多年平均支地下水实际开采量、地下水位动态特征、现状条件下总补给量等三者之间紧密相关，互为平衡因素的分析，确定邮合理发，则多年平均地下水可开采量等于开采系数与多年平均现状条件下总量的乘积。经计算，全市部分规划分区平均布井法计算的可开采量约为1.1亿m3/α。

4.2 开采模数类比法

为了对极弱富水区和弱富水区开采系数法计算的可开采量成果进行校核，采用开采模数类比法进行计算，即选择实际开采量较接近总补给量，且多年来没有造成环境地质问题，水量没有明显的规划区的实际模数，作为可开采模数，比拟到水文地质条件相似的规划区，用以计算该规划区的可开采量。经计算，采用开采模数类比法计算的全市富水性欠佳规划区的可开采量为10 741×104m3/α。

通过对比分析，3种方法计算结果比较接近，确定采用布井法的计算结果作为各规划区地下不可开采量，不适用平均布地规划区的可开采量采用开采系数法计算成果。经汇总，肇东市多年平均地下水可开采量约为2.17亿m3/a。补给模数:总补给模数为7.01万m3/a。

5 人类活动对地下水资源的影响分析

肇东市地处全省多年平均年降水等值线低值区，却位于蒸发等值线高值区，自然条件较为恶劣，确有“十年九旱”。由于境内天然河流不发育，只有松花江一条边界河流，因利用松花江水投资大，困难多，多年来一直靠开采地下水，找井抗旱。由20世纪50年代初挖大口井取水抗旱保苗，到70年代大搞机电井建设，肇东开采地下水经历了由土井到机电井，由畜力提水到动力提水，由城镇郊区菜田灌溉到乡村农田灌溉的发展过程。

肇东市浅层地下水资源比较贫乏，目前农村主要为浅井或深井开采，以满足农村农村生活、农业灌溉用水的需求;城镇则以工业及城镇生活用水为主，多采用中深井开采。开采的含水层主要为中细、中粗砂孔隙潜水、孔隙弱承压水及黄土状亚黏土孔隙潜水。开采后最大水位深:河漫滩区砂砾石孔隙潜水一向为1.5～3.0 m;低平原区弱承压水一为2.5～10.0 m，台地区潜水为3.0～8.0 m。从地下水系列长观资料的统计分析看，大部分地区地下不开采后单井涌不量及水质变化不明显。没有引起任何环境地质问题。西南部台地即AII1－1区，目前主要系农村生活、坐滤水种用水及旱灌用水，只在局部富水区有少量或水田，开采分散。东部台地即AII2－1区，目前，主要用于解决农村生活、坐滤用种用水，开采量很小，地下水位变化不大，没有引发环境地质问题及水质污染。东南部低平原即AIII2－1区，目前，是农村生活、农业灌溉及工业用水开采，开采后最大水位埋深＜8 m，平均下降1～2 m，水位年变幅1～2米，这是因为姜家一带正好位于肇东市地下水的东南部汇流出口，补给条件好，地下水补排形成了新的动态平衡。今后宜慎重增加地下水的开采量。中部低平原即AIII3区目前主要系农村生活、旱灌、坐滤水种等用水，局部富水区有少量或水田。由于肇东市浅层含水含水层薄且不连续，浅层水含氟量较高，城镇生活及大部分工业用均采用深层水，浅层水开采量较小。当前，全区浅层地下水动态变化不显著，水位年变幅0.5～1.5 m，也没有发生其他环境地质问题，但城镇生活、工业用水的集中超量开采，致使肇东镇深层水地下水位持续下降，因缺乏实际监测资料，尚无法量化该镇 深层水现状。北部低平原即AIII4－1区，之前，主要系农村生活、坐滤水种等少量分散用水，地下水水位埋深2.5～4.5 m，水位年变幅1 m左右，主要系农村生活、农业灌溉开采，开采量较小，地下水位变化不大，很有开发潜力。

［1］ 周红艳，李金海.牡丹江市区地下水资源潜力评价与开发利用区划［J］.黑龙江水利科技，2005，33(03):73－74.

［2］ 王洪波，何子峰，王俊伟.黑龙江省地下水供水量统计方法［J］.黑龙江水利科技，2004，32(01):42.

［3］ 黑龙江省水利厅.黑龙江省地下水资源开发利用规划工作技术规则［R］.哈尔滨:黑龙江省水利厅，1999.

［4］ 地下水资源调查和评价工作技术细则［R］.北京:中国水利电力部水文局，1982.