齐齐哈尔城区地下水动态监测综述

王翠翠

(齐齐哈尔市水资源中心，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

0 引 言

掌握地下水变化规律，意义在于全面、准确、科学地反映齐齐哈尔地区地下水状况及其发展趋势，为合理有效地开发利用地下水，必须掌握地下水动态，加强地下水监测工作，从而摸清其资源动态，掌握、控制和预报其变化规律，监测其发展趋势，制定相应对策，为以后更合理开发利用保护地下水资源，科学合理地控制、规范地下水开采，不断改善和保护生态环境，科学配置水资源决策提供依据，对保障用水安全以及生态安全具有十分重要的意义。

1 工作完成情况

多年以来，齐齐哈尔市水资源管理处在齐齐哈尔市区开展了地下水动态监测工作，在地下水动态研究方面，主要做了以下工作：

1)全面系统地搜集了区域气象、水文、地质、水文地质、环境污染，国民经济发展等方面的资料。

2)对市区内市政水源地开采井、自备水源开采井进行了全面系统的调查。

3)逐年设置、完善了区域第四系潜水和承压水的动态观测网点，对水位、水质等要素进行了观测；对区域地下水动态监测点进行了高程和位置测量。

在工作中，主要采用了地下水动态监测、水质分析、监测点位置高程测量、水源井调查等手段，布设了第四系地下水监测点，主要选用民井、生产井和农灌井进行地下水动态监测，地下水动态监测项目主要为水位与水质的长期监测，水位观测采取专业与群众相结合的方式，群众每月观测六次，水资源管理处专业人员定期进行质量检查，并在每年的枯、丰水期进行统一观测。水质监测为枯、丰水期各取样一次进行分析，对水样的采取、保存和送检等均按GB12998和GB12999标准，样品的检验方法，按国家标准《生活饮用水标准检验方法》执行，监测标准按《地下水质量标准》GB/14848—93执行。

2014—2016年完成主监测要工作量有：2014年布设地下水水位监测点24个，其中水位统测点24个，枯水期统测23点次(承压水15点、潜水8点)、丰水期统测23点次(承压水15点、潜水8点)，水位连续监测点21个(承压水14点、潜水7点)；水质监测点22个，枯水期取水样13套(均为承压水)、丰水期21套(承压水13个、潜水8个)。2015年布设地下水水位监测点31个，其中水位统测点31个，枯水期统测22点次(承压水14点、潜水8点)、丰水期统测29点次(承压水13点、潜水16点)，水位连续监测点21个(承压水14点、潜水7点)；水质监测点22点，枯水期取水样13套(均为承压水)、丰水期21套(承压水13个、潜水8个)。2016年布设地下水水位监测点29个，其中水位统测点29个，枯水期统测29个(承压水14点、潜水15点)、丰水期测27点(承压水13点、潜水14点)，水位连续监测点18个(承压水11点、潜水7点)；水质监测点14点，枯水期取水样13个(均为承压水)、丰水期13个(均为承压水)。

2 地质概况

2.1 地形地貌

齐齐哈尔市位于松嫩平原西部，地势由北西向南东缓缓降低，海拔141-167m，地形呈缓波状起伏，中西部多分布有近南北及北北西向垄状沙丘。

区内地貌按成因类型分为流水地貌与湖成地貌，按成因形态分为冲积—洪积倾斜低平原、冲积河谷平原、冲积—湖积低平原。中心城区主要为冲积—湖积阜岗状、波状低平原及冲积河谷平原高、低漫滩地貌景观。

2.2 地质概况

工作区位于小兴安岭——松嫩地块之松嫩中断(坳)陷带的西部断阶区。区内自中生代以来强烈下陷，从而接受了厚层的白垩系和古近系、新近系陆相碎屑物的堆积。到第四纪，受新构造运动的影响，大小兴安继续隆起，山前高平原也随之上升，低平原相对下降，在白垩系、古近系、新近系之上，又沉积了巨厚的第四系河湖相松散堆积物，其厚度由北西向南东逐渐增厚，本区是沉积厚度较大的地区，据扎龙屯(QH63)钻孔揭露，第四系厚度达206.57m。区内前第四系地层未出露，第四系地层下部为新近系大安组地层。

区内前第四纪地层包括：白垩系上统嫩江组、明水组；古近系始—渐新统依安组、新近系中—上新统大安组。第四纪地层包括：下更新统泰康组、中更新统林甸组、上更新统齐齐哈尔组、雅鲁河组、大兴屯组；全新统中下部湖积层、冲湖积层、中下部冲积层；上部湖沼沉积层、上部冲积层、上部风积层。

2.3 地下水资源概况

1)地下水类型和分布。地下水的赋存条件及分布规律受地貌、地层岩性、气象水文等条件的控制和影响。区内第四系松散堆积物沉积厚度大，含水层岩性以中粗砂、砂、砂砾石为主，颗粒粗、孔隙发育，为地下水的赋存提供了良好的空间，按埋藏条件和水力特征，将区内第四系地下水划分为第四系孔隙潜水、第四系孔隙承压水两个含水岩组。

第四系孔隙承压水含水层岩性以粗砂、中砂为主，次为圆砾。厚度大，一般111.6-117m，最小101m，最大129.95m。较上层潜水含水层颗粒细、厚度大。含水层垂向变化规律大体为：上部颗粒粗，中下部颗粒细，上部岩性以圆砾、粗砂为主，次为中砂、细砂等，中、下部岩性以中砂、细砂为主，圆砾、粗砂次之，广布于全区。含水层水平方向变化规律大体为西部及东南部厚度小，中部及东北部厚度大。

孔隙承压水含水层上覆有粉质黏土、淤泥质粉质黏土层，厚度一般<7m，最大15.61m，最小不足1m，局部缺失，相变为粉土、含粉土细砂等相对隔水层，因此潜水和承压水两含水层水力联系较为密切。含水层顶板埋深一般40-70m。底板埋深100-150m，底板为新近系依安组泥岩，最大揭露厚度28m。承压水头高度26.68-69.01m，水头埋深一般1.88-11.66m。该含水层赋存条件好，厚度大，富水性强，水量丰富，补给来源较充足，水质好，且埋深浅，水头高，较易开采利用，具有较长的开采历史和较高的开发利用价值，是齐齐哈尔市城区工业及居民生活用水水源地。

据钻孔抽水试验资料，富水性按219mm口径，第四系潜水降深5m、承压水降深15m时单井换算水量划分为>3000m3/d富水区和1000-3000m3/d较富水区两个区。

第四系孔隙潜水单井涌水量>3000 m3/d的富水区分布在嫩江西岸地区，梅里斯—齐齐哈尔以北的低平原区与河谷漫滩区，大民屯—兰屯以北地区及昂昂溪以西的漫滩区与局部低平原地带，占全区面积一半以上，钻孔单井换算水量3053.85-10604.06m3/d，个别孔<3000 m3/d。单井涌水量1000-3000 m3/d的较富水区位于分布面积小，位于嫩江东岸大民屯与昂昂溪间的河谷漫滩区，单井涌水量为1054.08-2465.42 m3/d。

第四系孔隙承压水单井涌水量>3000 m3/d的富水区分布在西部、中部和东部绝大部分地区。单井换算水量3429.16-14309.09m3/d。单井涌水量1000-3000 m3/d，仅分布在东北部长沟、克钦湖一带和南部大兴屯局部地带，单井换算水量1217.11-1899.46 m3/d。

2.4 地下水补给、径流及排泄条件

1)上部潜水的补给、径流、排泄。第四系孔隙潜水主要是大气降水垂直渗入补给，地下侧向径流补给，地表水渗入补给等，以蒸发、侧向径流、越流、人工开采等方式排泄。

区内大部分地区包气带薄且不连续，地形坡度小或低洼易积水，易于接受大气降水的垂直渗入而转化为潜水。据齐齐哈尔市水资源管理处1990-2013 年齐市地区地下水动态监测报告，潜水水位动态与降水量的变化相吻合，表明第四系潜水主要是受大气降水的垂直渗入补给。

嫩江纵贯全区，河床与潜水含水层连通，互补关系密切，嫩江水位常年高于中心城区潜水位，在现有开采条件下，靠近中心城区的嫩江段江水补给地下水。河谷平原与碟状低平原区的地表水淹没渗入补给，都是地下水的补给来源。

工作区与邻区属同一地下水含水系统，地下水通过多层厚层透水性好含水层连通径流，进行侧向地下水径流补给。

受地貌条件的控制，潜水区域流向大体与地面坡度一致，江西岸由西北流向东南，江东岸由北北东流向南南西，水力坡度小，为0.0009-0.0002，径流较缓慢，尤以碟状低平原径流条件最差。

区内大多数潜水水位埋深0-4m，且包气带土层易形成毛细作用，因此，蒸发是主要的排泄方式，同时侧向地下径流排泄、部分地区向下部承压水越流排泄、枯水季节江西潜水向河流排泄及人工开采都是该区潜水重要的排泄途径。

该区大部分地区潜水位高于承压水位，而且隔水层薄，所以上部潜水对下部承压水有越流补给。

2)下部承压水的补给、径流、排泄。下部承压水的补给主要为上部潜水的越流补给、地下径流补给，主要排泄方式是以侧向迳流的形式向邻区排泄，局部通过天窗越流补给上层潜水，人工开采也是其排泄的重要方式。承压水含水层埋藏于潜水含水层之下，不能直接接受大气降水入渗补给，其补给来源主要是上层潜水通过弱透水层或“天窗”越流补给承压水，承压水含水层顶板隔水层较薄，且有些地段岩性相变为粉土、或含粉土砂的弱隔水层，局部地段有连通的“天窗”，部分地区潜水位高于承压水位，从而构成潜水对下部承压水的越流补给，其次为邻区的侧向径流补给。承压水流向在江西岸为北北西流向南南东，江东岸为北北东流向南南西。径流规律也是由西北部扇形地补给区向东南过渡为补给径流区的规律。由于中心城区及富拉尔基区，对下部承压水集中大量长期开采，成为主要排泄方式，其次是越流向上部潜水排泄及向南侧邻区侧向流出[1]。

3 地下水水质变化趋势

对地下水动态变化特征及规律加以分析，并运用时间序列方法对地下水水位动态予以预报。对地下水动态变化的影响因素进行分析。

第四系潜水和承压水水化学均属中性低矿化淡水，主要水化学类型相近，阴阳离子皆以HCO3-、Ca2+、Mg2+、Na+为主，其主要水化学组份有随季节的、年度的、多年的变化规律。

历年水化学观测资料表明，1990-2013年承压水中的溶解性总固体、总硬度、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、Cl-、总铁检出含量呈逐年上升趋势，Na+和pH值呈下降趋势；高锰酸盐指数、NO3-、NO2-、NH4+的含量变化规律不强，但呈上升趋势。丰、枯水期离子含量变化，Mg2+、SO42-、总硬度分区是丰水期高于枯水期，其它指标离子含量多是丰水期高于枯水期。

4 地下水质量评价

第四系潜水质量，对于饮用，有逐年下降趋势；对于农业，除极个别地点外，都适宜灌溉。第四系承压水，基本可作生活用水；对于工业，均适宜锅炉用水。

本次评价采用了模糊数学法将区内第四系潜水和承压水划分为水质优良区、水质较好区、水质较差区、水质极差区。潜水各级水质分别占监测区总面积的2.24 %、0%、65.95%、24.61%。承压水各级水质分别占监测区总面积的0.19%、96.23%、0%、1.12%。承压水各级水质分别占监测区总面积的0.19%、96.23%、0%、1.12%。潜水2011年与1998年相比，承压水2011年与1990年相比，水质总体向变差的方向发展。潜水质量较差—极差区分布面积大，主要分布在榆树屯、边屯、建华区的曙光四队、高峰村、星光四队、大民镇、昂昂溪、大五福玛、扎龙屯、梅里斯等地。承压水较差—极差区分布于车辆厂、北郊变电所、富位尔基区纺织厂、北大仓酒厂、榆树屯化工厂及昂昂溪水勘院基地。

本次评价还采用了综合污染指数法将区内第四系潜水和承压水划分为未污染区，轻污染区、中污染区和重污染区。潜水各级水质分别占监测区总面积的2.47 %、87.55%、8.89%、1.09%。承压水各级水质分别占监测区总面积的60.08%、23.83%、15.35%、0.74%。潜水2011年与1998年相比，承压水2011年与1990年相比，水质污染程度总体向加深加重的方向发展。潜水中—重污染区主要分布在建华区高峰村、二家屯、向阳村、扎龙、榆树屯、大五福玛及顾店等地。承压水中—重污染区主要分布于种畜场、北郊变电所、建华水厂、北大仓酒厂、富区铁西水源等地。

第四系承压水根据工业锅炉用水水质标准进行评价。其结果，2011年与1990年两期水质对比，有些变化，北郊变电所、金锣肉联、啤酒厂由锅垢少的水变为锅垢多的水，铁锋水厂由软沉淀物的水变为硬沉淀物的水，北郊变电所由不起泡的水变为半起泡的水，水质相对变差。

5 地下水动态预报

运用时间序列方法对齐齐哈尔市区2014年至2016年地下水水位进行预测，共有13个符合预测条件的地下水水位监测点(其中承压水水位监测点11个，潜水水位监测点2个)，各监测点未来5年水位枯丰水期大体保持一致，丰水期集中在8-10月，枯水期集中在3-5月。

承压水中龙沙水厂和黑化污水站水位较低，四水源水位较高。中心城区承压水水位监测点除水文队试验场预测水位略有下降外，其他监测点水位均为上升趋势，富拉尔基区北钢电炉分厂、黑化污水处理站、二三二处预测水位略有下降，三水源与四水源预测水位呈上升趋势。潜水水位监测点预测水位均呈上升趋势[2]。

6 建 议

城市地下水动态研究，是城市环境水文地质工作的重要组成部分。通过对目前地下水动态监测现状的统计归纳，对今后工作提出以下建议：

1)健全地下水动态观测网点。地下水动态观测网点是地下水观测研究的基础。观测网点由基本观测网点和专用观测网点组成。前者主要是控制掌握区域性大面积的地下水动态变化规律，发展趋势；后者则为重点研究某些专门性问题。基于资金及环境条件所限，以往的观测工作几乎全部选用开采或民用井人工观测，受其观测井主要用途所限及人为因素所限，所取得的观测成果不能完全反映出地下水的动态情况。受观测井位所限区域内未形成较完善的地下水动态观测网，今后宜专门布设监测用的钻孔，进行了自动化专门性观测，减小人为误差，全面建立健全和完善基本观测网点和专门性观测网点，为地下水观测研究工作提供完善的基础条件[3]。

2)在重点地段开展专门性的地下水动态研究。在区内地表水体附近宜按线分别布设第四系潜水和承压水动态监测点，以便进一步查明地表水与地下水的补排关系、影响范围，影响程度等。