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承德地区地下水分布特征及动态变化趋势分析

2013-09-04张向宇张晓红

地下水 2013年4期
关键词:承德地区承德市侧向

袁 杰,张向宇,张晓红

(河北省承德水文水资源勘测局,河北 承德 067000)

承德市位于河北省东北部,市域面积39 519 km2,境内有滦河、潮白河、辽河、蓟运河四大水系。2011年承德市地表水资源量18.741 7亿 m3,地下水资源量17.1亿 m3,其中滦河山区地下水资源量为 13.637亿 m3,潮白、蓟运河地下水资源量为2.561 1亿 m3。重复水量 13.734亿 m3。2011年地下水资源量比2010年多5.136亿 m3。承德市水资源受降雨及地貌等因素影响,时空分布不均,年际变化较大。承德市多年平均降水量为212.22亿 m3,年降水深533 mm。多年平均径流量32.89亿 m3。全区径流量年内分配与降水量基本一致,多年平均径流量70%集中在汛期(6-9月),最大降水量与最大径流量一般出现在7月。

1 水文地质条件

承德地质分区属高山水文地质亚区,地下水主要赋存于河谷第四系冲洪积松散堆积含水层中,为孔隙水。按含水特性可分为基岩裂隙含水岩组和松散岩类孔隙含水岩组两种类型

基岩裂隙含水岩组,裂隙水分布在地形陡峭的分水岭部位,地开坡度大,风化壳厚度薄,降水很快以地表径流流失,入渗量小,地下水较贫乏,而山坡坡角或地势低洼部位以及河谷部位,风化壳相对厚一些,易于大气降水的入渗补给,地下水较丰富,断裂(层)影响带或岩体与围岩接触部位是裂隙水的主要富集地带。富水性因岩性和裂隙发育程度不同,差异性较大。主要分布于山区河谷地带、山间盆地及坝上地区。较大河谷的中下游地带,河谷较为宽阔,局部形成河谷盆地,含水层较厚,为孔隙水的富水地段,是城镇厂矿的主要供水水源。该含水岩组是承德地区最具有开采价值的主要含水岩组。

承德地区地下水一般不具承压性,属于潜水,含水层多是单一含水层,含水层厚度约为5~13 m,埋深为 1~9 m。河谷内地下水与地表水水力联系密切,地下水与地表水的流向一致,相互转化,相互补充,但含水层水量调蓄能力较弱,其富水程度与地表水流量大小密切相关。雨季地下水获得充沛的补给,储存量增加,水位上升。枯水季节,消耗量大于补给量,存储量减少,水位下降。

2 地下水站网与地下水动态变化趋势

承德水文水资源勘测局目前实有地下水监测井19眼,其中浅井19眼,深井0眼;基本井16眼、开采井3眼。其中城市井3眼、水源地井1眼。下面我们以波罗诺地下水监测站代表区为例,研究承德地区的地下水动态变化趋势。

代表区为滦河支流兴洲河,波罗诺地下水监测站,其位于丰宁县东南部,左边为潮河。丰宁县地处冀北山地,西部处于内蒙古高原南沿,南部属燕山山脉,地形自西北向东南倾斜。毫松坝、宜肯坝从境内东北延伸到西南,把全县自然分成为坝上和坝下两个地形区。坝上平坦开阔,起伏和缓。坝下山峦起伏,峰岭连绵。最高峰云雾山海拔2 047 m。河流交错.川谷纵横,低山、丘陵广泛分布,海拔在600~1 000 m。本区地下水径流方向与地形一致,呈北西——南东向,2011年波罗诺站地下水平均埋深6.83 m。表层以粘质砂土夹薄层细砂为主,向下为亚粘土、细砂、中砂、粗砂、砾石交互沉积。地下水主要贮存于第四系含水层中,主要接受降水入渗和侧向径流补给。地下水排泄以人工开采和侧向流出为主。

2.1 代表区年内变化趋势分析

承德市地下水开采井基本都是傍河取水,距离河道较近,波罗诺地下水观测井,在兴洲河右岸(面向下游),地下水年内动态变化特征主要受降水、河道侧向径流补给及地下水人工开采影响。从2月份开始,地下水位逐步上升,至9月份达到最高;随着非汛期的到来,降水量减少,地河道侧向径流补给减弱,地下水位逐渐下降,至2月份达到最低点。研究区地下水埋深年内变化趋势见图1。

图1 代表区地下水埋深年内变化趋势图

2.2 代表区年际变化趋势

近年来,受地下水开采逐年增加的影 响,导致研究区地下水开采量与径流量大于补给量,除丰水年份略有回升外,地下水位逐年下降,地下水埋深从2003年的6.83 m逐渐升高到到2010年的6.92 m。研究区地下水埋深年际变化趋势见图2。

图2 代表区地下水埋深年际变化趋势图

山丘区水资源的特点之一就是地下水与地表水之间存在着复杂而密切的水力联系,地下水和河水的转换比较频繁,在地形较高、河床较低的地段,河流接受地下水的补给;在地下水开采量较大、河床较高的地段,则河水补给地下水。一般情况下,从季节上看,在丰水期河水补给地下水,枯水期地下水补给河水。

地下水的补给源于降雨入渗,河道的侧向补给,地下水的排泄最主要的是补给河道基流和人为开采。北方山区的取水井基本全部为傍河取水模式,取水井设在河滩地上,与河道距离较近,因此,在汛期,影响地下水水位变化的因素主要为河流对地下水的侧向补给,以及降水。在非汛期,影响地下水位变化最主要的因素人工开采。

一般情况下,北方山区傍河取水井地下水水位变化直接受河道水位变化影响,尤其汛期,在降水汇入河道后,使河道水位迅速抬高,当河道水位高于地下水水位时,河水补给地下水。地下水水位变化的时间和幅度受取水井与河道距离以及所处位置水文地质条件影响。地下水水位变化另一影响因素是人工开采,由于汛期水量充足,地下水的补给来源充分,所以人工开采的影响被削弱。

3 结语

承德市开展地下水工作较晚,并且站点少,观测年限短,北方山区地下水条件复杂,本文以典型水文地质区河北省滦河地下水系的兴洲河—浅层地下水系统为代表对承德地区地下水的分布特点以及动态变化趋势进行了研究。该区域系山区浅层地下水区,以农业开采为主,以大气降水、河流侧向补给为主要补给项,以地下水开采为主要排泄项,径流比较强烈,总体来看地下水位受河流侧向补给、人工开采影响较大,该研究区在北方地区具有一定的典型性和代表性。

通过以波罗诺站为代表区域2003年以来的地下水资料进行分析得出结论如下:承德地区地下水水位动态变化受降水和河水影响,呈周期性变化。地下水位1-5月份逐渐下降,6-7月份受降水影响,水位于6月份开始回升,上升幅度约为 0.50~4.0 m,9、10 月份水位达到最高,10 月份以后到年底,水位缓慢下降,水位有较强的季节变化特征,受大气降水因素影响较明显。丰水年地下水位上升,枯水年地下水位下降。

本区地下水资源在地理分布上的不均匀性也是其主要特点,这是由水文气象条件及下垫面条件不一致所造成。近年来工农业特别是农田灌溉充分利用了基岩袭隙水,即排入河谷中的地表“清水”,开发利用沟谷中“表流”采用渠引或水库蓄引。山区地下水由于受补、径、排条件的制约,其多向较大的河各、构造破碎带、岩溶大泉汇集,此汇集带埋深浅,水量大.易开采,成为具有开发远景的水源地,对工农业经济建设的发展具有重要意义。

[1]王占升,河北省承德水文与水资源勘测局,承德市水文特性分析.海河水利.2007.

[2]王孟民,吴文君,管华.承德市水资源管理办公室.承德市城市地下水开发模式的探讨.水科学与工程技术.2005.

[3]王孟民,吕铁峰,张东来.承德市水资源管理办公室.承德市水资源合理开发与优化配置.河北水利.2005.

[4]陆永新,高玉鼎,河北省承德水文与水资源勘测局.承德典型水文地质区域地下水预测预报模型研究.2011.

[5]河北省承德市水资源公报.承德市水资源管理办公室.2011.

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