辽宁省地下水动态成因类型分析

金 速，张 静，王咏林



辽宁省地下水动态成因类型分析

金 速，张 静，王咏林

（辽宁省地质环境监测总站，沈阳 110032）

根据辽宁省2006—2010年地下水水位实际监测数据，分析地下水水位动态变化规律、形成原因及发展趋势，再结合地下水动态变化的自然与人为影响控制因素，以及地下水的补给、径流、排泄条件等，将辽宁省地下水动态成因类型划分为：气候型、开采型、灌溉型、水文型和径流型，经过较为全面系统的统计分析计算，绘制出地下水动态变化历时曲线，对五种地下水动态成因类型分别予以较为详细的综合分析研究，总结出辽宁省地下水动态变化规律特征。

地下水；水位；动态

0　前言

地下水含水层经常与环境发生物质、能量和信息的交换，时刻处于变化中。所谓地下水位动态，就是地下水在与环境相互作用时，地下水的水位随时间作有规律的变化（崔可锐等，2010；沈自力等，2010）。

在时间和空间上，诸多因素共同作用，使地下水水位动态发生变化，根据辽宁省多年地下水位动态监测结果分析，以及野外实地调查研究，将地下水水位动态变化影响因素划分为自然因素和人为因素两大类。自然因素包括：气象、水文、地质、土壤、生物等因素。对潜水动态而言，气象和水文是主要影响因素，土壤和生物因素是次要影响因素；而对于深层承压水来说，地质因素的作用则是主要的影响因素（翟远征等，2012；杨耀栋等，2011；郝芳华等，2013；张长春等，2003）。人为因素是指与人类生产、经济活动等有关的因素。人类活动通过增加地下水新的补给来源或排泄去路，会较大程度地改变地下水的天然状态。因此，人为因素可分为两种类型：一种是疏干（开采、排泄）型，另一种是充水（灌溉、补给）型（张冠儒等，2011；李霄燕等，2015；冯国财等，2011；王焰新等，2005）。

1　地下水位动态成因类型的划分

辽宁省地下水动态成因类型的划分，主要是依据我省长期地下水位动态历时曲线的特点，分析地下水位动态变化规律、发展趋势，结合地下水的自然及人为影响因素，最终确定辽宁省地下水动态成因类型主要有五种：气候型、开采型、灌溉型、水文型、径流型。

当降水入渗，对地下水动态的影响起主导作用时，地下水的动态成因类型就为气候型；当人类工程经济活动，开发利用地下水对其动态变化起主导作用时，地下水动态成因类型就为开采型；当人工回灌渗入地下水，对地下水动态变化起主导作用时，地下水动态成因类型就为灌溉型；当江河沿岸地下水动态变化，受地表水位涨落影响较大时，地下水动态成因类型就为水文型；当地下水以径流排泄为主时，地下水动态成因类型就为径流型（曹成立等，2010）。当然，地下水动态成因类型不是一成不变的，由诸多影响因素综合作用，随着时间的推移，各类型是可以相互转变的，以下就对各类型予以详述。

2　地下水位动态成因类型分述

2.1气候型

该类型分布广泛，含水层埋藏深，包气带岩石渗透性较好。气候型地下水动态特征是：地下水水位及其动态要素，均随着降水量的变化而变化，水位峰值与降水峰值一致或稍有滞后。年内地下水水位变幅值较大（刘显峰等，2010；王稳江等，2014；王丽亚等，2013）。

辽宁省气候型地下水，主要分布于辽东、辽西山地和辽河平原东、西部山前倾斜平原，黑山——北镇一带及中部旱田分布区，对该类型而言，大气降水和蒸发是影响地下水位动态变化的主要因素。在下辽河平原东、西斜坡带，主要受大气降水补给影响；下辽河平原中部旱田区，地下水埋藏较浅，除受大气降水入渗补给外，还受蒸发作用的影响。

该类型地下水位动态表现为，1—5月或6月，降水量小，地下水位逐渐在下降，虽然6月雨季来临，但受滞后作用的影响，水位一般7月开始逐渐上升，7—9月份降水量剧增，地下水位增高，并于8、9月直至延续到10月上旬处于高峰水位值，通常8月上旬出现最高水位值。9月以后降水量减少，地下水位开始下降，10月中旬水位开始缓慢下降并延续到年底。该动态类型明显反映出降水量与地下水位变化的正相关性，其动态曲线呈单峰型，具峰窄谷宽的特点（图1）。

图1　丹东D1号监测点地下水位动态曲线图Fig.1 Groundwater Table Dynamic Curve Diagram at No.D1 Monitoring Site in Dandong

2.2开采型

该类型主要分布在强烈开采地下水的地区。开采型地下水动态特征是：地下水动态要素明显随着地下水开采量的变化而变化，在降水的高峰季节，地下水水位上升不明显或有所下降，当开采量大于地下水的年补给量时，地下水水位逐年下降（王仕琴等，2008；王振山等，2009；苏英等，2007）。

辽宁省开采型地下水，主要分布于沈阳、辽阳、锦州等市的工业和市政集中开采地区，对该类型而言，集中开采地下水构成了地下水位动态变化的主要影响因素，而大气降水的多少对地下水位的变化起到一定的调节作用。地下水开采量增加时，漏斗范围增大和漏斗中心水位降低；当开采量基本稳定时，漏斗范围和漏斗中心水位变化不大。

从地下水位动态曲线上看，每年年末至下一年雨季之前，以强烈开采为主要影响因素，1—5月份由于开采量较大，水位处于持续下降状态，而在7—9月为大气降水集中时期，影响地下水位动态变化因素由开采为主转为降水补给为主，因而地下水位上升。该类型动态曲线特征多呈波浪起伏状，参见图2。

图2　沈阳S1号监测点地下水位动态曲线图Fig.2 Groundwater Table Dynamic Curve Diagram at No.S1 Monitoring Site in Shenyang

图3　锦州J1号监测点地下水位动态曲线图Fig.3 Groundwater Table Dynamic Curve Diagram at No.J1 Monitoring Site in Jinzhou

2.3灌溉型

该类型分布于引入外来水源的灌区，包气带土层有一定的渗透性，地下水埋藏深度不十分大。灌溉型地下水动态特征是：地下水水位明显地随着灌溉期的到来而上升，年内地下水高水位期常延续较长（王延恩，2011；张建芝等，2010）。

辽宁省灌溉型地下水，主要分布于辽河平原的沟帮子至海城一线以南，浑河、太子河冲洪积扇，辽、浑、太河间地块的水田区。灌溉水入渗是地下水动态变化的主要补给影响因素，大气降水起到了进一步增强入渗补给作用。在插秧之前，开采地下水育苗或泡田，构成了影响地下水位动态变化的排泄因素。该类型动态曲线类型呈单峰型，具峰宽谷窄或峰谷相当之特点，参见图3。

该类型地下水位动态变化表现为，1—3月水位逐渐缓慢下降，4—5月中旬由于开采地下水用于育苗、泡田，水位处最低值，5月下旬至6月上旬进入插秧时间，水位迅速上升，6月中旬至7月上中旬正是大量灌水季节，此时又处于大气降水集中时期，地下水得到二者的充分补给，水位稳定于高水位，并且通常于7月下旬至8月初，出现最高水位值，8月下旬随着灌水停止和大气降水的减少，地下水位则随之下降，一直延续到年底。

2.4水文型

水文型又可分为：常年补给型；季节补给型。水文型地下水主要分布在河、渠、水库等地表水体的沿岸或河谷中，地表水与地下水有直接的水力联系。地表水水位高于地下水水位，年地下水水位变化随地表水水位的变化而变化，但幅度小于地表水位变化幅度。

水文型地下水动态特征是：年地下水水位变化随江河等地表水水位变化而变化，但幅度小于江河等地表水位变化幅度。地下水水位随地表水水位升高（或降低）、流量增大（或减小）、过流时间延长而上升（或下降），地下水位峰值和起伏程度随远离地表水体而逐渐减弱（董建明等，2011）。

辽宁省水文型地下水，主要分布于辽河、浑河、太子河、双台子河、柳河、绕阳河、大凌河、小凌河等沿岸狭长地带，其宽度受河流水位、河床岩性、地质地貌条件及沿岸地下水开采程度等因素控制。该动态类型的地下水与河水的互补关系密切，河水的入渗补给与径流排泄作用，是地下水位动态变化的主要影响因素。

河水位的涨落控制了地下水位上升下降的动态变化特征，地下水位与河水位动态变化具有相关特征，其动态变化曲线波峰多呈尖角状，参见图4。

该类型地下水位动态变化表现为，1—4月地下水位低平，趋于逐渐缓慢下降状态，5—6月随着河水位逐渐上升，地下水位处于缓慢上升，到了7月至8月上中旬，因河水迅猛上涨，地下水位则大幅度上升，并随着河水洪峰的出现，地下水位出现最高水位值，地下水高水位值比河水位洪峰值的出现，一般要滞后3—5天，高水位值持续 5—10 天左右之后，随着河水位的急剧下落，地下水位也随之相继开始下降，至9月份后地下水位呈缓慢持续下降，一直延续到12月末。该类型动态变化曲线图显示，地下水位随河流水位的升降而升降，地下水位动态变化曲线与河水位动态变化曲线形状基本一致。

图4　抚顺F1号监测点地下水位动态曲线图Fig.4 Groundwater Table Dynamic Curve Diagram at No.F1 Monitoring Site in Fushun

2.5径流型

辽宁省径流型地下水，主要分布于山区及山前地带，地形高差大，地下水径流条件较好，补给面积辽阔，地下水埋藏深度较深，或含水层上部有隔水层覆盖的区域。地下水蒸发排泄微弱，以径流排泄为主，地下水水位变化平缓，年变幅很小，地下水位峰值多滞后于降水峰值。

雨季接受降水入渗补给后，各处地下水位上升幅度不等。接近排泄区的低处，水位上升幅度小；而远离排泄区的高处，水位上升幅度大，因此，水力坡度增大，径流排泄加强。径流排泄不断进行，使各处水位变幅减小，水位渐趋稳定（刘中培等，2012）。

此类地下水动态的特征是：年水位变幅大而不均（由分水岭到排泄区，年水位变幅由大到小），水质季节变化不明显，由于盐分随径流带走，从长远看水质趋于淡化。

地下水水位动态的主要影响因素是大气降水，由于丘陵山区地形较陡，其径流条件良好，因此径流条件成为次要的影响因素，地下水常以泉的形式排泄。丰水期降水量大，地下径流增大，泉水流量相对增大，而在枯水期降雨量小，泉水流量随之减小。

如丹东D7号监测点，每年1—5月份泉水流量逐渐下降，7月由于大气降水的补给使地下径流增大，泉水流量随之增大，到8月份达流量高值，9月份随着大气降水及其地下径流量的减少，泉水流量缓慢下降，直至翌年的5—6月份。纵观多年动态曲线，基本上都处于同一变化特征。主要特征值：历年平均流量0.45L/s，最大流量1.89L/s，最小流量0.09L/s，历年流量变幅为1.8L/s，曲线形状为单峰状，参见图5。

图5　丹东D2号监测点地下水位动态曲线图Fig.5 Groundwater Table Dynamic Curve Diagram at No.D2 Monitoring Site in Dandong

3　结论

根据气象、水文、地质、土壤、生物，以及人类生产、经济活动等自然与人为控制因素，结合辽宁省地下水位动态变化规律、发展趋势，将地下水动态成因类型划分为气候型、开采型、灌溉型、水文型、径流型。

气候型地下水动态类型主要分布于辽东、辽西山地和辽河平原东、西部山前倾斜平原；开采型地下水动态类型主要分布于沈阳、辽阳、锦州等市的工业和市政集中开采地区；灌溉型地下水动态类型主要分布于辽河平原的沟帮子至海城一线以南，浑河、太子河冲洪积扇；水文型地下水动态类型主要分布于辽河、浑河、太子河、双台子河、柳河、绕阳河、大凌河、小凌河等沿岸狭长地带；径流型地下水动态类型主要分布于山区及山前地带，地形高差大，地下水径流条件较好，补给面积辽阔，地下水埋藏深度较深，或含水层上部有隔水层覆盖的区域。

总之，影响地下水水位动态变化的因素是比较复杂的，无论自然因素，还是人为因素，均使地下水位动态发生规律性、周期性、趋势性、随机性的变化，即地下水位动态的变化，是受自然和人为等诸多因素综合作用的结果。

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The Genetic Type of Groundwater Dynamic Change in Liaoning Province

JIN Su， ZHANG Jing， WANG Yonglin
（Liaoning Station of Geo-Environment Monitoring， Shenyang 110032）

The dynamic change regularities， formation cause and developing trend of groundwater level in Liaoning Province were analyzed based on the monitoring data of groundwater level from 2006 to 2010. The origin of groundwater dynamic conditions was classified into climate type， exploitation type， irrigation type， hydrological type and runoff type， in combination with the natural and human controlling factors together with groundwater recharge， runoff and discharge conditions. Through comprehensive and systematical statistical analysis， the duration curve of groundwater dynamic conditions was drawn， more detailed comprehensive analysis was made as the above-mentioned five types and the change and regularities of groundwater dynamic conditions were summarized. Keywords: Groundwater； Water level； Dynamic change

P641

A

1007-1903（2016）02-0064-05

10.3969/j.issn.1007-1903.2016.02.013

辽宁省地质环境监测管理与调查项目（辽地发［2011］12号）。

金速（1962- ），女，教高，长期从事水文、工程、环境地质方面的生产与科研工作。E-mail∶lnjinsu@163.com