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地下水补给与排泄条件分析

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:与此同时,也应掌握该地段长江水位变化情况,和降水量分布等水文气象资料作为分析依据。本地段地下水的补给及排洪条件是较为简单地以大气降水补给的,一般是补给区与分布区一致,径流途径短;以河流侧向补给为主的,多与河流呈互补关系。汛期流量占全年流量的73%,其中7、8两月最大。4月底至5月初也出现过地下水位最高的现象。

地下水补给与排泄条件分析

(一)概述

要了解松散堆积层中孔隙水的水文地质特征、补给关系,了解与长江的相关性及其影响范围,应该沿江两岸布置观测剖面,它应由若干观测井组成。而且必须采用工程手段,对观测井的地层剖面结构予以揭露,并对地下水位作长期动态观测。与此同时,也应掌握该地段长江水位变化情况,和降水量分布等水文气象资料作为分析依据。剖面上既要有查清上部孔隙潜水特征的浅井,也要有了解下部孔隙承压水特征的深井。但限于本课题任务及经费不足以及其他各种原因,难以完全按照上述要求进行。我们只好利用前人资料并相对集中在一个地区,自建少量观测井,利用民井和鄂钢、黄冈堤防段钻井,在不到一个水文年期间获得第一手资料并进行了分析,所以,研究的精度要受到某些影响,在此予以说明。这次我们选取黄冈南湖农场长孙堤—黄州鄂州樊口作为研究地段。

地下水与大气降水、地表水是一个不可分割的整体,三者相互转化、紧密联系,构成一个完整的水资源系统。地下水受大气降水和地表水的双重补给。本地段地下水的补给及排洪条件是较为简单地以大气降水补给的,一般是补给区与分布区一致,径流途径短;以河流侧向补给为主的,多与河流呈互补关系。

调查区在气候上属亚热带湿润区,气候温和湿润,四季分明,雨量充沛,故为地下水补给提供了丰富的补给来源。(附雨量、气温统计表表2-1,2-2)

表2-1 多年平均降雨量统计表(单位:mm)

表2-2 黄冈县黄州(沿长江北岸一带)月平均气温(1959—1980年)

本区自3月份开始进入雨季,一直延续到8月份,最盛期在6月份,这6个月的降水量占了全年的74%左右。

长江5—10月为汛期,4月为涨水过程,11月为退水过程,12月至次年3月为枯水期。汛期流量占全年流量的73%,其中7、8两月最大。非汛期只占了27%,其中1、2两个月流量最小。在鄂城—黄冈一带,长江水位最低在2月份为12.98米,最高水位出现在7月份为22.07米,差幅9.09米。(见水位、径流量统计表表2-3)

表2-3 长江多年平均水位、径流量统计表(水位:m,径流量m3

从地形条件看,南北两侧的低山—丘陵属补给区,岗地为径流区,河谷平原为排泄区,以长江为渠道排泄出境。

各河段地层剖面结构及水文地质特征:

①武汉青山东区

②鄂城樊口段

③黄冈黄州段

④黄石段

蕲春

另据资料介绍,黄梅一带堆积物厚达20~30米,下部卵石层,中部砂壤土夹淤泥质层,上部为3~6米粉砂质粘土,局部有细砂层透镜体。

从上述各地段地层剖面,由武汉青山至黄梅,沿长江两岸一级阶地的组成物,具明显的二元结构。上部河漫滩相细粒级物较为稳定,呈层状分布,形成隔水层;下部为河床相粗粒级物的透水储水层。

(二)孔隙潜水

本区长江一级阶地上的河漫滩相细粒级堆积物,层位稳定,厚度都在10米以上,在这套岩层中赋存孔隙潜水,因其和农业生产关系密切,所以是这次调查研究的重点。为了搞清孔隙潜水的径流状态,在不同地段利用一些民井作为长观井,并在鄂城樊口—黄冈黄州地段,配合深井,自建4口浅井专作观察。实践证明,自建浅井对潜水的观测资料可靠、准确,民井则因人为因素干扰较大,准确性受到影响。

1.动态变化

(1)浅井观测结果

在长江南岸樊口薛家沟一带,我们打了3口浅井:①阶地前缘杜沟村——井距长江岸边约900米,地面高程20.38米,岩性为棕褐色亚砂土、亚粘土、黄棕色亚砂土,井深6米;②阶地中部郑家湾(得胜二队)——井距长江岸边约1300米,地面高程20.38米,岩性黄褐、棕黄色亚砂土,黄棕色亚粘土,灰色粘土,井深5米;③阶地后缘李家墩村鄂钢泵房院内——井距长江岸边约1500米,地面高程19.66米,岩性为棕黄色亚砂土,暗灰色粘土,含螺壳,已属河湖相沉积,井深5米。

这些浅井,于1986年4月上旬建成后,逐日观测或隔日观测,现以杜沟村井和得胜二队井资料为例,其特征如下:

①由潜水位动态变化曲线看:

(a)4月下旬以前,水位较为平稳而略有升高;

(b)4月28日水位急剧升高,由埋深1.79米升至埋深0.19米(阶地前缘),或由2.24米升至0.55米(阶地中部),3天内上升1.6米或1.69米;

(c)5月初至6月中旬,水位缓慢下降,由0.2米→1.59米,或由0.59米→1.71米,分别下降了1.39米和1.12米;

(d)6月中旬以后,又转为上升,开始幅度小,而在6月20—22日又有1次地下水位急剧上升的情况。此后至7月下旬,地下水位波动大,有升有降;

(e)由7月下旬起至8月底,地下水位转为逐渐下降。(附地下水位埋深记录表表2-4)

表2-4 1986年4月5日—8月30日孔隙潜水水位埋深记录表 埋深:距地表(m),高程:高于黄海基面(m)

②孔隙潜水水位埋深,距地表最浅时间出现在6月中下旬,距地表仅有0.17~0.39米,其维持时间不长,约1~3天。4月底至5月初也出现过地下水位最高的现象。

本地区自3月即跨入雨季,那么孔隙潜水水位变化与同期降水量的分布关系如何?(见降水量与潜水水位对照表表2-5)

从动态曲线图及对照表可以看出,孔隙潜水水位的变化与降水量分布情况,两者是息息相关的。①4月上、中旬虽有降雨,但量小,所以地下水位缓慢抬升,下旬雨量骤然增大,而且降雨时间集中,此时地下水也猛然上升,4月29日至30日下大雨量达79.1毫米,潜水水位由1.79米升至0.19米,5月初至6月上旬降雨稀少,地下水也随之渐渐下跌;②6月中旬雨量增多,地下水位又开始抬高,6月20—21日两天内,连降大雨,量达105.5毫米,地下水位于21日也突然上涨,由1.28米升至0.17米,升高1.11米;③6月下旬至7月上旬,地下水水位形成波浪状振动,与该期间的间歇性雨、晴相间天气有关;④7月下旬以后雨量稀少,地下水又开始逐渐下降;⑤在实际观测中,也明显看到:下雨后不久,孔隙潜水水位立即上升,若有连续的较大降水过程,地下水位急剧上升,甚至会漫出地表,天晴后水位逐渐下降;⑥由上述也可知道,地下水位降低的原因之一,是因为天晴、气温高、水分蒸发量大且快、地下水以蒸发的形式排泄,故而水位降低;⑦地下水位上升的时间,要比降雨期晚大约1~2天;⑧3月上旬至8月底共5个多月,孔隙潜水由17.81→19.54米,变幅为1.67米,不超过2.1米。

表2-5 1986年1—8月降雨量与孔隙潜水对照表

注:孔隙潜水观测井分别位于阶地前沿杜沟村和阶地中部郑家湾;表中1为杜沟村井,2为郑家湾井

综上所述可以认为:孔隙潜水水位的升降,主要与晴雨天气、降水量的多少、气温的高低有关。

长江从4月份起,进入涨水过程,5月份以后为汛期。那么,孔隙潜水与长江水关系又如何呢?

由长江水位动态曲线图表明,两者是不对应的,有时两者在动态曲线图表现为反向。如在3月中旬至4月上旬期间,江水上涨而孔隙潜水却下降。更主要的是,在这段时间(3月至6月中旬),孔隙潜水水位高程在17.5米至19米之间摆动。与此相应的同时期,长江水位却在17米以下,就是说,孔隙潜水水位一直高于长江水位,当然江水就无法影响潜水。需说明的是,今年(1986年)江水位偏低,是偏枯水年情况,如若在偏丰水年或平水年3—6月长江水位上涨超过17米时,情况便会发生变化,江水将对潜水产生影响。

1985年12月下旬,野外调查时,正遇鄂州市组织居民挖土筑路。在芦洲村(临江乡政府)和樊口薛家沟一带,见亚粘土之下为灰—深灰色细砂层。当时挖至此层时即出水,可知它为含水层,它可代表当时当地的孔隙潜水水位。此细砂层离地表的高度,在芦洲村约为3米(地面高程为20.46米),薛家沟为2.5米(地面高程为19.9米)。在同一时期对附近民井,如临江乡政府大院内的水井和临江轧钢厂内水井(以上两井为我们设置的长观井)水位测定埋深分别为3.24米和2.27米(高程为17.22~17.46米),和细砂层所代表的水位是一致的。薛家沟附近,长江岸边(高程20.5米)自然剖面所见(由上至下):

①暗红、褐黄、褐色等亚粘土:厚3.2米

②黄褐、灰-深灰色细砂层夹亚砂土(有水渗出):厚3.4米

③灰色亚砂土:厚0.25米

④褐色亚粘土:厚0.43米

⑤灰黑、褐色粘土层:可见厚1.2米

此剖面中的②层即为上述细砂含水层。

孔隙潜水枯季最低水位高程在1117~17.5米,相当于含水层的下部。所以当长江水位上涨升至17米以上,但水头未超过地下水位,却达到了含水层的高度,由于侧向渗透和含水层毛细管作用,将会对地下水有一定影响,使水位上升并对土壤产生影响。若当长江水位高于孔隙潜水水位时,便会形成壅水补给,这一般出现在平水年6月下旬以后江水水位达到19米以上时。

我们设在长江北岸黄州洪家湾建新七队的浅井水位情况也证实了这点。该井位于一级阶地中部,距长江边约800米(离大堤仅500米左右)。岩性为灰黄、棕黄色细砂,棕黄色粉砂,灰黄色细砂,黄棕色亚砂土,井深8米,地面高程23.02米。此处孔隙潜水埋藏较深,4月初建井后,一直未见水,直至7月初方见出水(见附表2-6)以后逐日升高。可这段时间降水量减少,但孔隙潜水水位却在升高,这只有用长江水对潜水的影响才能加以解释。因为这一期间,长江水位仍在上升,且水头一直高于孔隙潜水水位,并对其形成壅水补给所致。据访问,长江大水年份,这一带地表低洼处会冒水,也是这个原因。

上述情况可表明汛期孔隙潜水的动态变化。

表2-6 黄州建新七队地下水与长江水位对照表

(2)民井观测结果

于长江南岸的樊口一带有两个观测井,一个在芦洲村临江乡乡政府大院内,距江边约600米,地面高程20.46米。岩性为亚粘土、细砂层,井深4~5米,自1985年10月开始观测。一个在薛家沟原临江轧钢厂内,岩性同上,地面高程19.65米,井深约4米,自1986年3月开始观测。

1985年10月中旬,水位较低,以后略有升高,从11月上旬至次年2月底,水位较为稳定,埋深在3.16~3.47米(高程为17.53~17.22米)之间波动,幅度很小,约0.3米,最低水位出现在3月上旬(3月1日至10号、日,埋深为3.42~3.47米)。

我们知道10月份以后,降水量稀少,雨量也不集中,这是地下水位的变化缺少雨季那种骤升猛跌的现象,而表现为平稳的波动,因而再次证明大气降水与孔隙潜水之间的因果关系(见附表2-7)。同时这一时期气温降低,地下水埋深也增大,以蒸发的形式排泄的量也减少,补给与排泄处于基本平衡的状态。

表2-7 1985年10月—1986年8月孔隙潜水水位记录表(高程:黄海基面m)

长江水位自10月初至12月底,由20.62米直线下降到12.24米。1986年1月底为11.46米,2月份平均水位为12.38米,3月中旬(16日)11.50米,可见从10月中旬以后,直至次年4月枯水季节孔隙潜水水位一直高于长江水位。从11月份起变成了地下水补给长江水。

3月中旬以后地下水位开始上升,此后动态和上述浅井情况一致。

自1985年10月起至次年3月民井观测结果,可作为枯水季节孔隙潜水动态变化情况。

根据浅井和民井观测资料,可以认为:

1.大气降水是孔隙潜水的主要补给来源,其次则是河水、湖水、农田灌溉水等的补给。

2.潜水水位随季节变化而波动,水位埋深最浅时期出现在雨季的6月下旬到7月上旬,距地表为0.2~0.8米(长江北岸黄州一带埋藏较深,达6米左右)。水位埋深最低时间,出现在旱季的2月下旬到3月上旬,埋深可达3.5米,年际变幅约在3.5米左右。

3.在汛期,长江水位涨到某一高度(具体数据视孔隙潜水含水层高度而定),如樊口一带水位在17米以上,将会对孔隙潜水产生影响,当江水位超过19米以上,江水位高于潜水位时,将会对孔隙潜水产生壅水补给作用,时间约在7月至10月初。这些只是根据1986年水文条件而确定的。

4.湖水补给,其范围限于对湖泊周围农田地下水的补给。另外,灌溉用水对农田孔隙潜水也起补给作用,时间则在农作物生长需水季节。

5.在枯水季节,河湖水位低于潜水水位时,后者将补给前者。依据1986年水文条件,在樊口一带自11月份起至次年4月份,为地下水补给江水。

6.孔隙潜水的水平运动较差,径流不畅,其排泄途径,蒸发是主要方式之一,且蒸发量与水位埋深有关,埋深增大,蒸发量即减少。

7.在樊口一带,孔隙潜水水位一直高于下部孔隙承压水水位,由于垂向渗透作用,也将产生越流排泄。

其他地区民井测试条件

上述孔隙潜水动态变化规律,在鄂东沿江一带是普遍存在的,因此对各民井的观测资料无需一一论述,现将其观测数据列表如下:

表2-8 鄂东沿江各地孔隙潜水水位记录表(www.xing528.com)

续表

(三)孔隙承压水

1.概述

本区长江两岸,在孔隙潜水之下,普遍有孔隙承压水的分布。承压含水岩组,由全新世下部河床相砂砾卵石组成,其中砂砾占75.94%,粉粒18.01%,粘粒6.05%。承压水顶板由上部河漫滩相粘土、亚粘土、淤泥质土、夹亚砂土、细粉砂组成,其中粒径0.05~0.005毫米占53.83%,大于0.05毫米仅占16.35%,小于0.005毫米粘土颗粒占29.81%。下部与顶板两者岩性截然不同,所以透水性能极不一致,前者透水性好、储水作用强,后者隔水性差,起着隔水作用。

江河床底部,除少部分为基岩直接裸露外,其余绝大部分为疏松砂砾组成的现代河流冲积物。河底沙砾层的厚度,在武汉附近为23.5米(平均值),广济为35米,九江为37米。武汉附近河床滚动组分:高程为-10.11米至-10.74米,所含百分数为15%,九江高程为-32.04米,所含百分数为46%。基岩顶板高程武汉为-15米,武穴为-30米,九江为-35米。由于长江河道流势,是受地质构造控制,系构造裂隙经流水切割而成,所以河道深切。黄石附近最深达基石以下51米,长江深泓一般都下切到海平面以下。枯水位时深泓的平均水深在武汉至河口段之间,为19.7米,阳逻水位17米,平均水深12.9米;团风洲头水位16米,平均水深9.4米,团风洲尾水位15米,水深16米;黄州洲头水位15米,水深9.4米,洲尾水位15米,水深13.1米;鄂城水位15米,平均水深17.1米,平均深泓高程都在-10米以下。一级阶地阶面高程大多数在20米左右,而承压含水层的顶板层厚度却有25米左右,含水层厚度也大,由此可见,承压含水岩层与河底砂砾石是相连的,也就是说与江水相沟通。

由于河流水动力作用,承压含水岩层顶板起伏变化,厚度不定,含水岩层的厚度同样变化大,所以各地水文地质特征不一。

2.孔隙承压水动态变化

在鄂城樊口—黄冈黄州重点研究地段,于南岸,我们利用鄂城钢铁厂二号深井,在北岸用我们施工的井,作为长观井,枯水季每隔5天观测一次,汛期则逐日观测或隔日观测。此外在黄州长孙堤,利用黄冈县堤防总段的观测井和南湖农场的机井,也作为长观井。

(1)鄂城樊口薛家沟鄂钢二号井

该井揭穿含水层至基岩层顶板,井深41.8米,透水层厚12.4米。它位于一级阶地中部,距长江岸边约1400米,地面高程19.9米。井建于1972年,一直未曾使用。于1986年3月上旬开始观测。(附图)其动态变化情况如下:

由3月8日至4月10日水位有波动,埋深在7.65米~8.25米之间跳到(高程12.25~11.65米);

4月10日至5月10日,地下水位逐步上升,埋深由8.08米升至5.88米(高程有11.82米~14.02米),上升了2.2米;

5月10日至5月28日,水位下降,由5.88米~6.65米(高程有14.02~13.34米),下降0.67米;

④从5月28日起至7月底,孔隙承压水稳定上升,由6.56米升至1.41米(高程为13.34~18.49米)在2个月的时间内共上升5.15米;

⑤整个8月份孔隙承压水处于下降阶段,至8月31日,水位埋深为4.03米(高程15.87米),共下降2.62米。

我们知道本含水层与河床沙砾石层是相连通的,两者当然有水力联系,其相应关系如何?长江4月份进入涨水过程,5月份以后为汛期,其水位变化情况是:

从3月初至4月初水位形成一个“S”形的波动,由3月5日的12.3米—3月10日的12.17米—3月25日的13.42米—4月4日的12.55米;

4月5日至5月7日,水位急剧上升(其中于4月25日有一个短暂小幅度的下降),水位高程由12.60米升至17.29米,1个月上涨4.71米;

5月8日以后到5月21日,江水急剧下降,在14天时间内下降了3.02米;

④从5月21日起至7月20日,江水形成跳跃式上升,幅度大,速度也快,水位由14.27米上涨到22.54米,2个月时间上升8.27米;

⑤江水在形成短暂波动后,于7月30日起快速下落,水位由22.23米下降到8月22日的16.63米,在23天时间内下降5.6米;

将长江水位动态曲线图与孔隙承压水水位动态曲线图加以对比的话,从4月10日以后,两者是极为一致的,从上述两者在变化过程的②—⑤是相对应的:长江水位上升,孔隙承压水水位也随之上升,江水水位下降,孔隙承压水水位也跟着下跌,这种正相关反映出两者的内在水力联系,也即相互补给关系。再从两者水头高度看,自3月下旬起,江水水位一直高于地下水位。因此可以说,汛期孔隙承压水主要受江水的补给。但在8月15日以后至月底,地下水水位高于江水位,这是因江水下降快,而地下水径流较慢所致。

在两者相互对应中,也存在着差异:从时间上看,两者的变化不是同步的,地下水位的变动要晚于江水位的变化,就鄂钢二号井而言,要晚大约3~7天,这是由地下水径流需要的时间所决定的。从变动幅度看,江水位变幅要大于地下水位变幅,因而在动态曲线图上,江水位曲线要陡些。

1986年汛期,长江水位最高为22.54米,同期孔隙承压水最高达到18.49米(埋深1.41米)由3月至8月孔隙承压水变幅为6.84米。

在4月10日以前两者对应动态曲线对应差,而且地下水位的变化要早于江水,此时江水位与地下水位差值不大,孔隙承压水的补给受江水影响小,而恰恰相反,枯水季是地下水补给江水。

根据长江多年平均水位、径流量统计资料所做的曲线图,与地下水位动态图对比,大体上也是相对应的。将长江多年平均水位与1985年9月至1986年8月一个水文年江水位对比的话,可以看出:在这一个水文年内,逐月的江水位均低于多年统计数据,所以本课题调查期间,恰遇偏枯水年;从多年统计值看,在3月份江水位就高于地下水位,而本水文年度,则在4月起,江水位始高于地下水位,推迟了1个月(见表2-9)。

表2-9 长江与孔隙承压水月平均水位对比表(黄海基面:m)

(2)黄州原种场深井

该井位于长江北岸一级阶地的后缘,距江边约1700米,地面高程21.3米。为我们自建的深井,揭穿含水层至基岩顶板,于3月底建成开始观测。

根据井水位变化所做的动态曲线图与南岸鄂钢二号井水位动态曲线图,以及长江水位动态曲线图,自4月10日以后,基本上是吻合的,其升降变化见下表:

表2-10 长江水位与孔隙承压水位变化对照表

在4月10日之前,很明显地表现与江水不对应。本井为缓慢上升,江水则呈“S”形波动。与鄂钢二号井的差异还在于水位变化的时间和幅度上,以及在4月10日后水位才受江水影响。这些情况的产生,可能是由于其处在阶地后缘,距长江较远和江水影响减弱,以及其北侧为三级阶地(由中更新统组成),和湖泊(西湖和东湖)相接,补给关系较为复杂所致。

该井3月底水位埋深为8.785米,汛期7月底水位最浅,埋深为2.04米,变幅达6.745米(附表2-11)。

表2-11 1986年3—8月江水与孔隙承压水水位对比表(黄海基面:m)

(3)黄冈长孙堤浅井

该井在黄冈县城(黄州)之东长孙堤段罗家湾村,它位于巴河西岸,距河床约500米,河段离河口长江处约6公里,地貌上为由洪—冲积物构成的一级阶地上。

我们利用黄冈县堤防总段施工的观察孔进行水位动态观测。垂直河谷方向共有3个观测井,每井相距约20~30米,井深分别为14.31米、13.22米和12.94米。均未打穿含水层。地面高程为22.67米、21.11米和20.76米。

此处松散堆积层剖面结构上,没有稳定的隔水层,而淤泥质土、亚粘土、粘土均呈透镜体状或团块状分布,夹于砂层之中。砂粒一般上粗下细,于巴河西岸,自然剖面为(由上至下):

褐色淤泥有机质亚砂土        厚0.2~0.7米

黄色中细粒砂层           厚0.2~0.4米

灰色细粒砂与淤泥质沙土交互层   厚0.2~0.3米

黄褐色中粒砂层,含灰黑色淤泥质团块可见厚度5米

在观测井旁有一民井,井深约4米,岩性为上部黄褐色亚砂土,厚约0.5~1米,下部为黄色中细粒砂层。从剖面结构看,因缺隔水层,故地下水不具承压性,考虑其与江河水关系密切,所以放在这里叙述。

本地段的北侧为丘陵地带,巴河上游属低山区,系前震旦变质岩分布区,岩层遭受构造变动强烈,风化剥蚀厉害,植被发育差,加之大别山区暴雨较多,所以水土流失严重,河床淤积已高出地面。

由于本区处在季风气候地带,降水不稳定,河流水情具有南北向过渡性质(见表2-12)。巴河是以夏汛为主,春汛其次。四月中下旬雨量增多,巴河汛期开始。7、8月暴雨盛行,洪峰陡涨陡落,9月以后即进入枯水期。与长江相比,巴河水情来退时间均早。巴河流量变化较大,最大流量可达年平均流量的20~100倍(甚至有达300 400倍的),多年平均流量53.2米3/秒,最大流量5600米3/秒,最小流量为0米3/秒。最大流量夏季3个月都可能发生,而最大水月多出现在6月或7月,连续最大3个月水量出现在5~7月。在这种情况下,长孙堤一带地下水的情况如何呢?根据1985年9月至1986年8月观测资料:

表2-12 巴河流域月平均降雨量统计(1959年至1980年)单位:mm

1985年9月初至10月5日,水位上升,由18.15米升至20.163米,1个月的时间升高2.013米。

从10月5日起至次年的4月中旬,水位一直下降,10月5日至11月底的这段时间,下降速度较快,后期缓慢。前期35天下降了4.42米,后期至4月18日共140天的时间只下降了1.18米,因此可以认为,这段时间地下水位是较为平稳的(由于3月份观测资料被观测人员遗失,这个月动态曲线以虚线表示)。推测地下水位此时埋深最深高程约在14.5~14米之间。

由4月15日至5月27日,地下水经历了一个波浪式摆动过程,水位变化由14.56米—15.77米—14.98米,变幅只有1米左右。

④从5月7日起到7月19日,水位一直在上升,开始上升速度慢,中期速度加快、幅度也大,末期则出现跳动,其水位高程变化是:(a)开始14天内只上升0.29米;(b)中期21天内升高4.88米;(c)末期18天时间上升0.37米。地下水埋藏最浅也出现在这段时间(7月中旬)高程为20.52米。

⑤由7月下旬至8月5日,地下水处于下降阶段,前后期速度缓慢、幅度小,中期则急速下降,5日以后,紧接着又是上升。

⑥地下水年变幅为6.5米。

地下水这种变动情况与巴河水情关系怎样?

巴河9月以后即进入枯水期,9月后期河床水位急剧下降,地下水也很快下降。这一点可以从附近民井水位变化得到证实,该井每年10—11月开始干涸,至次年4月方始出水,与巴河水势有明显的关系。我们元月初实地观察时,见巴河已干涸,只在低洼处才能见到水。根据动态曲线图推测,11月中旬起将是地下水补给江水了,所以这以后的水位较为稳定。

在汛期(4月下旬起)两者的对应关系是相当明显的,动态曲线图形完全一致,巴河水涨地下水也升高,河水下降地下水位也降低,只不过地下水位的变动时间较河水晚2~4天,曲线较为平滑,而河水动态曲线起伏明显,这是河水上升下降速度快,而地下水运动速度缓慢表现的结果。并且从4月中旬以后,巴河水位就高于地下水位(巴河已进入汛期阶段)因而地下水受河水的补给是可以肯定的(见表2-13)。

表2-13 1986年5—9月黄冈长孙堤一带地下水位与巴河水位记录表 单位:m

从上表还可以看到:5月初至6月10日,和8月20日至9月底这两个时期,下游水位高于上游水位。据分析,这种反常现象是由于巴河下游及河口段,河水受湖水(土司港为湖水的排洪口)和长江水的顶托倒灌,以及前段时期属于巴河春汛期间,水量不大,后段时期巴河已开始进入枯季,水量也不大,而在6月中旬至8月上旬,正是巴河夏汛盛期,水量最大,所以上游水位自然高于下游水位。由此也就形成了长孙堤一带,地下水既受巴河水影响,也受下游河段江湖水的顶托倒灌影响。长孙堤是黄冈县防洪的重要险段,汛期长江水涨巴河水也涨,两者相遇,由于江水(还应加上湖水排泄)的顶托、倒灌,致使巴河水难以排出,河水进一步抬高,也进一步加强了河流的侧向侵蚀,地下水迅速上升,又由于没有较好的隔水层阻挡,造成地下水上冒至地面或者河水淹没地表而成灾。

(4)南湖农场井

南湖农场地处一级阶地后缘,位于长孙堤观测井的西南方,距巴河约3.5公里,西北角距白潭湖约1600米,南距长江约4公里,地面高程18.46米。我们利用一机井作为长观井,深约22米,未打穿含水层,据访问资料,上为亚砂土、亚粘土、含炭化木的淤泥质土,厚约14米,下为中粒砂及砂石。当挖至砂层时即往上冒水,水头高约2~3米,水量较大,抽水后10分钟,便可恢复到原来水位。可见此井为承压水井。

该井自1985年10月开始观测,迄今已有一个水文年,水位动态曲线变化较为平缓,由10月上旬开始,地下水缓慢下降,直至次年3月中旬,水位埋深由2.73米下降至4.30米(高程为14.16米,也是埋藏最深的位置),5个月仅降低31.57米(高程16.11米),4个月内才上升1.95米,尔后又是缓慢下降,持续到8月底。

这里地下水的年际变动幅度只有1.95米,表明地下水位还是较为稳定的(来水的补给较为稳定),受季节和河水的影响较弱。地下水位变动起伏较大的这段时期,其动态曲线图大致与巴河夏汛水位动态曲线图相应,说明还是受到河水一定的影响。由此看来,此处地下水的补给关系较为复杂,受多方面的影响,河水补给居于次要地位。

(5)其他观测井资料

表2-14 黄石棉纺厂深井观测记录表(单位:m)

综上所述可以认为:一级阶地中的松散堆积层下部孔隙承压水与江河水关系密切,在汛期(4—10月)河流的侧向补给是这类地下水的主要补给来源,在枯季则为地下水补给江水。此外,是下伏基岩裂隙水的越流补给(它既有垂向,也有侧向以及地形起伏所引起的),再是上覆岩层中孔隙潜水的越流排泄所形成的补给,如果上覆隔水层遭破坏,将会形成大气降水或地表径流的直接补给。在不同的地区,阶地上的不同部位,距河床的远近,三者所起的补给作用也不一样。

调查区沿江两岸全新统沉积层具二元结构,上部河漫滩相沉积物层位稳定、厚度较大,形成较好的隔水层,所以上部孔隙潜水与下部孔隙承压水,两者没有直接连通,而且孔隙潜水水位一直高于孔隙承压水水位,7月底至8月上旬短暂时间,在阶地中部承压水高于潜水,后者对前者不会造成影响,见1986年3—8月长江、孔隙承压水、孔隙潜水水位对照表。

表2-15 1986年3—8月长江、孔隙承压水、孔隙潜水水位对照表  (黄海基面:m)

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