地下水循环特征和地下水动态特征分析

田 娜

(辽宁省辽阳水文局，辽宁 辽阳 111000)



地下水循环特征和地下水动态特征分析

田 娜

(辽宁省辽阳水文局，辽宁 辽阳 111000)

辽阳县通过开展调研，对相关资料及以往地下水工作成果资料收集整理，在此基础上依据地下水开发利用特点并考虑水文地质条件等因素，对辽阳县进行研究分析了水文地质条件及地下水的循环特征和地下水的动态特征。分析看出辽阳县的地下水开发现状空间分布不均，首山集中开采区形成地下水漏斗、其他地区散户地下水开采，地下水利用以农业灌溉用水为主，存在着地下水管理系统不完善，地下水开发利用总量控制薄弱。文章分析对确保维系地下水资源可持续利用和保护生态环境具有十分重要的意义。

水资源；水文地质；地下水循环特征；地下水动态特征

1 基本概况

辽阳县地处辽东半岛中部，东部为丘陵山区，西部为沿河平原，地势平坦，其中平原地区分布在兴隆镇、刘二堡镇、小北河镇、黄泥洼镇、唐马寨镇、穆家镇、柳壕镇等地区，占全县总面积34%；山丘区分为丘陵区和山地，其中丘陵区主要分布在首山镇东南部、下达河乡东北部、河栏镇西北部。山地从隆昌镇与吉洞峪满族乡西部交界处的老光山起，沿着辽阳县与海城、岫岩、凤城、本溪的交界线至寒岭镇，平均海拔553.5m，山丘区占全县总面积的66%。辽阳县属于温带大陆性季风气候，年平均气温为8.4℃，年平均降水量为735.3mm，多年平均蒸发量为508mm[1-2]。辽阳县境内河流较多，太子河贯穿全境，浑河为辽阳县与辽中县界河，其中流经辽阳县境内流域面积在10km2以上河流共80条，流域面积50km2以上的河流共17条。主要河流有浑河、浑沙河、太子河、细河、兰河、汤河、河栏沟河、汤河西支、王家堡子河、八盘岭河、柳壕河、兵马河、北地河、南沙河、判甲炉河、杨柳河、运粮河等[3]。

2 含水层与地下水类型

辽阳县境内地质构造极为复杂，其形迹以东西向构造和新华夏系构造为主体构成地质骨架，此外还有华夏系或华夏式系构造、北西向构造与旋卷构造等。辽阳县属华北地层区辽东分区，地下水的分布主要受地层岩性、地质构造、地形地貌和水文气象等因素控制。自新生代以来，特别是第四纪以来，制约辽阳县全县不均匀升降的新构造运动影响着河流的发育与走向，控制着松散堆积物的发育及特征，决定了区域地下水的分布、含水类型及富水条件。根据地下水的赋存岩组(含水岩组)可以将地下水划分为变质岩类裂隙水、碎屑岩类裂隙水和裂隙孔隙水、火成岩类裂隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水、松散岩类孔隙水等多种类型[4]。

2.1 松散堆积层孔隙水

根据含水层分布的连续性、结构、岩性的稳定程度及其各地段岩层的富水性，划分为分布比较稳定的孔隙潜水、富水性不均匀局部具有供水意义的孔隙承压[5]水。

2.1.1 分布比较稳定具有一定供水意义的孔隙潜水

1)水量极丰富(单井涌水量>5000 m3/d)：分布于黄泥洼、刘二堡等一带的太子河冲积扇。含水层主要岩性为砂、砾卵石、中粗砂、中细砂，第四系厚度100-300m，层位稳定，透水性强，渗透系数一般在37-52m/d，单井涌水量大，5000-10000 m3/d，大者可达20000 m3/d。

2)水量丰富(单井涌水量1000-5000 m3/d)：分布于南沙河扇等地段。地层岩性为南沙河冲积的一套砂砾层堆积物，含水层主要岩性为中粗砂、砾卵石，含水层一般4-50m，单井涌水量为1500 m3/d，渗透系数12-35m/d。

3)水量中等(单井涌水量100-1000 m3/d)：分布在首山镇等山前倾斜平原及各河支流的小型狭窄山间河谷。含水层主要岩性为砂砾石、混黏性土，含水层厚度2-6m，单井涌水量18-1000 m3/d，渗透系数不超过20m/d。山间谷地，由于河流切割多见溢出泉，流量在0.07-0.67L/s。

2.1.2 富水性不均匀，局部具有供水意义的孔隙承压水

主要分布于首山等太子河两岸山前倾斜平原。含水层分布不稳定，主要岩性为中上更新统黏性土中夹有砂砾石层及透镜体，厚度不稳定，2-5m，当有砂砾石夹层或透镜体处，单井涌水量可达207 m3/d。

2.2 碎屑岩孔隙裂隙水

辽阳县境内在八会镇大岔沟有分布。含水层主要岩性为侏罗系砂页岩、泥灰岩、砾岩、流纹岩及安山岩，岩层发育构造层间裂隙，一般泉出露较少，流量多<0.1L/s。

2.3 基岩裂隙水

2.3.1 分布极不均匀的构造裂隙水

1)涌水量0.1-1.0L/s地段：在辽阳县山丘区河栏沟、八会、隆昌、吉洞等分布。含水层主要岩性为震旦系砂岩、石英岩、下辽河群变粒岩、板岩、片岩、千枚岩、大理石岩，岩层构造裂隙发育，多网格状节理及构造断裂破碎带，富水能力较强，沿节理裂隙、构造破碎带有泉出露，涌水量多在0.1-1.0L/s，在断裂破碎带附近，充水性尤强，泉流量可达22.9-1004L/s。

2)涌水量<0.1L/s地段：在河栏镇塔子岭等分布。含水层主要岩性为上辽河群盖县组、大石桥组中段的片岩类，岩层构造裂隙不发育，富水性微弱，多出露下降泉，涌水量一般多<0.1L/s。

2.3.2 分布较为均匀的风化裂隙水

在河栏沟、八会、隆昌、吉洞等地有分布。含水层主要岩性为下辽河群、鞍山群片岩、石英岩、变粒岩、浅粒岩、混合岩、混合花岗岩等，发育较为均匀的风化裂隙，地下水多成面状流出成泉。岩浆岩风化裂隙地下水多沿山坡脚及地形低洼处呈面渗出及由裂隙流出，泉的天然流量都<0.11 m3/d。

2.4 碳酸盐岩裂隙溶洞水

2.4.1 泉流量>1000 m3/d

在甜水峪一带有分布。含水层主要岩性为震旦系中统碎屑灰岩，岩层的层间裂隙、构造裂隙节理发育，并沿上述裂隙有强烈的岩溶作用，深、浅部均有溶蚀作用。受岩性、岩石结构、构造断裂及地貌的控制，裂隙发育不均匀，各地富水性有明显的差异[6]。

2.4.2 泉流量100-1000 m3/d

在吉洞峪一带有分布。含水层主要岩性为寒武系厚层灰岩、竹叶状、涡卷灰岩等，灰岩多见三组节理，岩溶沿层面及裂隙发育不均一，岩石富水性相差较大。地下水多沿层面裂隙及溶洞呈上升泉形式涌出。

3 地下水特征

3.1 地下水循环特征

1)补给特征。地下水的补给来源因地下水的类型不同而有一定的差别。东部山丘区基岩裂隙水主要补给来源为大气降水补给，在山间小河谷平原区还存在灌溉入渗补给及山前侧向补给。西部平原区松散岩类孔隙水的补给来源除大气降水补给外，还有农田灌溉入渗、河道渗漏补给及侧向径流补给等，其中部分农田灌溉采用地下水，在抽取地下水进入农田后，部分地下水回渗进入含水层补给地下水。在城镇集中地下水源区，由于地下水的集中规模性开采，导致地下水位低于河水位，使大量的地表水入渗补给地下水(即袭夺河水量)，人为的增大了河道渗漏补给量[7]。

2)径流特征。地下水的径流条件取决于地貌条件及含水层的特征。东部山丘区由于地形陡峭，地下水水力坡度较大，径流距离较短，降水大部分形成径流，向地形低洼部位径流汇集，汇入沟谷，少量降水渗入补给。西部平原区，地下水动力条件好，含水层透水性强，地下水径流条件好，地下水运移方向均指向河流。首山镇地区由于地下水强烈开采，径流加快，改变了地下水流向。在浑河、太子河下游段，地下水水力坡度较缓、地下水径流处于相对滞缓状态。

3)排泄特征。山丘区地下水主要以河川基流的形式排泄，成为地表径流的一部分，此外，尚有部分地下水开采及河谷平原的潜水蒸发。平原区地下水的主要排泄方式为人工开采，占排泄量的大部分，其次为潜水蒸发，以及沿河地带的河道排泄、侧向流出排泄[8]。

3.2 地下水动态特征

地下水水位动态变化是受地形地貌、地层岩性、气象条件、水文条件及人工开采等因素综合影响的结果。辽阳县境内地下水动态类型主要可以划分为降水入渗—蒸发型、水文型和开采型。

1)降水入渗—蒸发型。地下水水位变化主要受降水入渗及潜水蒸发影响，水位变化基本上遵循大气降水的变化规律。年内地下水水位变化呈现一峰一谷，地下水水位的年际变化与年度降水量大小密切相关。地下水补给来源以大气降水渗入为主，排泄以蒸发为主。低水位出现于每年的3—5月，高水位出现在每年的7—9月，水位变化稍滞后于降水变化，地下水位的高峰值略滞后于降水量的高峰值，见图1。

图1 降水入渗—蒸发型动态曲线(常家庄观测井)

2)开采型。辽阳县境内地下水开采还存在季节性开采，利用地下水灌溉水田区、菜田区。其地下水位动态主要受大气降水和开采的控制。5月初—6月初，由于地下水的大量开采，使地下水位急剧下降，至5月末6月初，水位达到最低点。7—9月上旬，由于雨季大量降水的入渗补给，同时地下水开采量减少，水位上升。9月中旬以后，水田停止用水，地下水位缓慢上升，至9月下旬，水位达到最高点，见图2。

图2 开采型地下水动态曲线(六弓台观测井)

4 结 语

通过对辽阳县自然环境和水文地质条件结合多年的地下水工作成果资料的分析，可以得出辽阳县部分地区地下水已经严重超采，形成漏斗，一些地区的地下水严重短缺成为了经济社会发展的瓶颈。为此，目前首要任务之一就是要保护好辽阳县珍贵的地下水水资源，需要实行最严格、最完善、最健全的水资源管理体制和制度建设来确保地下水资源可持续开发利用，保护生态环境、提高人居生活品质，在开发利用地下水水资源的时候一定要做到水资源开发利用和保护可持续、协调发展。继续探索地下水开采量的控制与监管，建立完善的地下水取水工程监督体系；完善地下水监测设施网络建设，实现监测信息化管理；明确用水次序，避免水权纷争，提升社会对地下水的关注度，提高公众对地下水资源的保护意识。

[1]李学森.凌河流域水资源现状及保护措施[J].水土保持应用技术，2015(03)：36-37.

[2]高素丽.辽阳市水资源开发利用和管理保护对策[J].水土保持应用技术，2011(04)：45-47.

[3]柴雅丽，霍延召.朝阳市水资源供需矛盾分析及解决途径[J].水土保持应用技术，2015(03)：44-45.

[4]王殿武，迟道才，张玉龙，等.北方农业节水理论与技术研究[M].北京：中国水利水电出版社，2009：2-5.

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[6]包宇.大凌河流域朝阳区段水环境恢复治理对策[J].水土保持应用技术，2011(06)：39-40.

[7]郭福厚，梁凤国.辽宁省湿地资源保护的对策分析[J].水土保持应用技术，2006(01)：33-34.

[8]郎俊，孙晓菊，朱茂森.抚顺市构建节水型社会的必要性及措施[J].水土保持应用技术，2012(05)：29-30.

Analysis of Groundwater Circulation Characteristics and Dynamic Characteristics of Groundwater

TIAN Na

(Liaoyang Hydrological Bureau of Liaoning Province, Liaoyang 111000, China)

Through the investigation and research, the related information and previous groundwater achievements about Liaoyang County were collected. According to the characteristics of groundwater development and utilization and the factors of hydrological and geological conditions, the hydrogeological conditions and circulation and dynamic characteristics of groundwater are studied and analyzed in the paper. The analysis shows that groundwater is distributed unevenly in spatial development, a groundwater funnel was formed in Shoushan area mined deeply, groundwater is explored in other parts of the retails, underground water is used priority to agricultural irrigation water, there are groundwater management system is not perfect, the groundwater exploitation and use of total control is weak. The paper is very important to ensure the sustainable utilization of groundwater resources and to protect the ecological environment.data and previous working information of groundwater about Liaoyang County were collected and researched, based on the characteristics of groundwater exploitation and utilization and consider hydrogeological conditions and other factors, study of Liaoyang County Analysis of the dynamic characteristics of hydrogeological conditions and groundwater cycle characteristics and groundwater, analysis shows that the Liaoyang County, on the present situation of groundwater development uneven spatial distribution, Shoushan concentrated mining area groundwater funnel, other parts of the retail of groundwater exploitation, underground water in agricultural irrigation water is given priority to, there are groundwater management system is not perfect, the groundwater exploitation and use of total control is weak.

water resources; hydrological geology; characteristics of groundwater circulation; dynamic characteristics of groundwater

1007-7596(2016)10-0004-03

2016-09-24

田娜(1982-)，女，辽宁辽阳人，工程师，从事水文情报预报、水资源等。

TV211.12

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