西部内陆河流域湿地保护研究:水文地质条件及典型模式

3.2.1　含水层的类型、埋藏与分布

湿地保护区出露的均是全新统和上更新统地层，垂向上就目前勘探深度内（200.00 m以内），仅揭露中更新统地层，因此，含水层介质性质决定了区内地下水属第四系松散岩类孔隙水，呈连续的、横向为无限边界含水层系综合体。西部黑河滩含水层岩性为单一大厚度砂砾卵石层，其余大部分地带为多层结构的砂、砂砾石及砂砾卵石，单层厚度一般20～30 m，第一承压含水层顶板埋深一般为20 m左右，最浅为5m。从已有勘探资料分析，上部全新统潜水含水层埋藏度10～30 m，含水层岩性以各类砂为主、单层厚度一般0.5～2 m，总厚度小于20 m，其间所夹亚砂土、亚粘土富水性很弱，但对湿地植物根系吸取水分仍有一定价值。中部上更新承压含水层埋藏深度一般30～80 m，厚度一般50～60 m，承压水顶板埋深15～20 m，含水层岩性为泥质砂砾卵石、砂砾石。下部中更新统含水层埋藏深度大于80 m。含水层厚度60～80 m，顶板埋深75～80 m，隔水顶板岩性为亚粘土，厚度2～4 m。含水层岩性为泥质砂砾卵石及砂砾石。上部全新统潜水与中部上更新统承压水之间无明显界线，统称浅层地下水；中部上更新统承压水与下部中更新承压水之间有一层较稳定的粘性土，所以将下部中更新承压水称为深层地下水。潜水水位埋深在流泉村一带小于1 m，大部分地段1～3 m，湿地保护区东北部火车站一带及黑河滩局部地段大于3 m。

3.2.2　地下水的补给、径流与排泄

湿地保护区地下水的补给来源主要为南部地下径流侧向流入，黑河河水入渗，渠系、田间灌溉水入渗及少量大气降水、凝结水入渗。地下水自南向北运移，水力坡度2.5～4.0‰。部分地下水在城区以北以泉的形式溢出地表，转化为河水，部分地下水继续向北径流，最终排泄于黑河河床。

地下径流侧向流出、泉水溢出、陆面蒸发、蒸腾以及人工开采是地下水的主要排泄途径。

3.2.3　含水层的富水性

湿地保护区内地下水开采井深度一般100～120 m，该深度内主要开采层为上更新统含水层及部分中更新统含水层。含水层富水性主要受含水层岩性制约。原地区福利院—谢家湾—迎宾大道以西单井涌水量大于10000 m3/d，以东地段单井涌水量5000～10000 m3/d；在承压水顶部亦有表层潜水分布，含水层岩性为中细砂、粉细砂，厚度一般0.5～2.0 m，单井涌水量100～1000 m3/d。

3.2.4　地下水化学特征

湿地保护区内浅层地下水水质较好。流泉村以北、新河与城区—市福利院—瓦窑分支渠之间，水化学类型为HCO3—Ca—Mg型，新河以西、城区—市福利院—瓦窑分支渠以东、流泉村以南为HCO3—SO4—Ca—Mg型。矿化度、总硬度、氟含量等由南而北逐渐降低。造纸厂—流泉村—东泉村小学以南矿化度1.00～2.40 g/L，总硬度658.00～1019.10 mg/L，氟含量0.24～0.73 mg/L；以北地带矿化度小于1 g/L总硬度220～500 mg/L，氟含量0.24～0.73 mg/L。

3.2.5　地下水动态

1.潜水水位动态

1）年内动态

年内潜水水位的变化过程反映了径流、灌溉对动态的影响：5月水位开始上升（图4-5），7月底上升至最高水位，8月开始下降，9月份降至最低，10月随区域水位上升，潜水水位也开始逐渐上升，11月份冬灌时水位上升速度较快，11～12月上升至高水位并持续到翌年3～4月份。

图4-5　1—3、2—3号动态观测曲线

年内水位变幅1.42～2.84 m（据湿地区内流泉村86号观测孔2004—2007年动态观测资料）。由南而北水位变幅逐渐减小，谢家湾至三闸一社以南1.00～3.00 m，以北小于1.00 m。

（2）年际动态

地下水位在2001年以前一直处于下降状态，至2001年降至最低水位，与1989年相比，下降幅度1.26 m，年平均下降0.10 m/a。近年来地下水位处于持续缓慢上升状态（图4-6）。2007年与2001年比较，水位上升0.87 m，年平均上升0.145 m/a（表4-9）。

图4-6　86号孔（湿地区内流泉村）多年动态曲线

表4-9　86号孔地下水位（月平均）高程（m）

2.承压水水位动态(www.xing528.com)

1）年内动态

湿地保护区内无承压水动态观测点，根据离湿地保护区最近的上秦镇东王堡和梁家墩田家小庙1—1、2—1（深层承压水），1—2、2—2（浅层承压水）观测孔资料，反映出年内动态变化特征属于开采性动态类型，（图4-7、4-8）。深层承压水与浅层承压水水位呈同步变化。5月份农业灌溉开采开始，地下水位开始下降；7月底降至最低水位，8～9月大面积农灌开采结束，水位开始回升；10～11月达到最高水位并持续至翌年3～4月。年内变幅深层承压水为4.43～8.81 m。

图4-7　1—2、1—2、1—3号孔2007年动态曲线

图4-8　2—2、2—2、2—3号孔2007年动态曲线

2）年际动态

多年动态特征呈缓慢上升趋势。主要表现在年最高水位基本保持不变，年最低水位逐年上升，水位年变幅逐年减小（图4-9）。年变幅由2004年的12.61 m降至2007年的8.78 m（表4-10）。

图4-9　2—2孔2004—2007年动态曲线

表4-10　1—1、1—2观测孔2004—2007年地下水位变幅统计表

潜水水位与承压水水头动态特征在灌溉期变化趋势相反，据湿地保护区外围深层承压水（1—1、2—1观测孔）、浅层承压水（1—2、2—2观测孔）、潜水（1—3、2—3观测孔）动态观测资料显示：灌溉期受开采影响，作为主要开采层的承压水水头下降，受灌溉入渗影响的潜水水位却处于上升状态。非灌溉期，随着区域水位的上升，潜水与承压水变化趋势逐渐趋于相同，只是潜水上升时间滞后于承压水1～2个月。灌溉期，承压水水头低于潜水水位6～8 m；非灌溉期，区域上承压水水头高于潜水水位1～2 m，局部地段（梁家墩田家小庙2号孔）承压水头低于潜水水位。表明灌溉期承压水对潜水已无明显的补给关系，潜水主要接受灌溉等地表垂向入渗补给。非灌溉期受承压水越流与侧向径流的补给。

3.泉水动态

位于湿地保护区西部黑河道班泉3长期观测资料显示：其流量动态受黑河径流影响的特征较为明显，1—7月份，随着河流径流量的减少，泉水流量呈减少趋势，7月下旬至9月份，河流径流量及降水的增加，泉水流量也随之增加，10—12月份，随着雨季的结束、河流径流量的逐渐减少，泉水流量也随之减少。由于泉3存在着人为的引、排水现象，因此泉3年平均流量不能真实地反映实际动态变化特征。此变化态势仅供参考。

与湿地保护区水文地质条件相近的九眼渠泉6动态特征显示：不论泉水流量年内动态以及多年动态均与黑河出山径流量动态无明显的关系（图4-10、图4-11）。年内流量动态主要受开采影响。多年流量动态呈消减趋势（图4-12）。

图4-10　泉6与黑河（1991—2007年）多年月平均流量曲线

图4-11　泉6与黑河（1991—2007年）年平均流量曲线

图4-12　泉6实测流量动态曲线