李月兴，宋治杰，方振兴，夏海涛

(黑龙江省科学院火山与矿泉研究所，哈尔滨150090)

二龙眼泉位于黑龙江省五大连池市药泉山东南侧山脚下，为天然出露的泉群。其地理坐标为东经:126°07′40″，北纬:48°38′50″。该泉年平均流量约为 10000 m3/d，是稀有的偏硅酸矿泉。二龙眼泉是当地主要的供水水源，在工农业生产和人民生活中起着举足轻重的作用。随着城镇规模的扩大和当地矿泉产业的发展，对此处水资源的开采逐年增加，人们也越来越关注当地矿泉水资源的管理［1，2］。对当地地下水资源进行系统研究，强化矿泉水资源管理，实现二龙眼泉可持续利用，已成为各级政府管理部门关注的热点。

在泉水地下水管理中，泉域内的降水量与泉水流量的关系是一个关键性的问题。泉域不同区域的降水量对泉水流量的补给状况，不同区域的降水经过入渗、汇流、形成泉水出露地表的时间等，都是进行泉域开发利用规划和保护的基础性工作［3，4］，所以进行降水量与泉水流量的时滞研究，对于利用降水量预测泉水流量有着非常重要的意义。

1 五大连池水文地质概况

五大连池自然保护区位于小兴安岭山地与松嫩平原接壤的岗阜状高平原地区，直属黑龙江省黑河市。区内地形东、北、西地势较高，中南部相对较低，主要地层有第四系玄武岩、亚黏土，白垩系泥岩、砂岩及寒武系板岩、片岩，三者均呈不整合接触。侵入岩为燕山期二长花岗岩—钾长花岗岩及印支期黑云母花岗岩—黑云母二长花岗岩［5］。由于长期遭受地质构造和风化侵蚀作用，这里岩层破碎，节理、裂隙比较发育，很少有充填物质，非常有利于大气降水的下渗补给。

药泉山矿水区位于五大连池火山活动较早的南部地区，为构造隆起区。区内断裂发育，中部有东西向压扭性断裂;北东向压性断裂和北西向张扭性断裂两组大断裂既切断了东西向断裂，又阻挡了矿水区与外界的水力联系;加之白垩系泥岩盖层的存在，使矿水区形成独立于区域水文地质单元，受断裂控制的似三角形封闭的地下水循环区域。

图1 药泉山地区水文地质简图Fig.1 Hydrology geological sketch of Yaoquan mountain

2 试验设计与方法

本试验选择二龙眼泉水出流较为集中的区域展开研究，选取地质条件稳定边界清晰的断面进行定时定点测量。本试验选择旋浆式流速仪在每月中旬进行流量测定。降水数据由五大连池市气象局提供。

3 结果分析

3.1 五大连池降水分析

五大连池自然保护区属于温带大陆性季风季候区。根据五大连池市气象观测站1967—1998年资料，多年平均气温为0.5℃，多年平均降水量为514.3 mm，雨期一般集中在6—8月份［6］。本试验以2013年降水量为研究数据，进行分析，其降水分布趋势如图2所示。

图2 五大连池2013年降水分布Fig.2 Precipitation distribution of Wudalianchi in 2013

当地2013年平均降水为51.09 mm，由上图可知，降水主要集中在7—8月份，占全年降水量的59.94%，1月份和12月份的降水量最低仅有5 mm左右，由此可见当地降水量具有鲜明的季节变化。

3.2 二龙眼泉流量分析

二龙眼泉群历史悠久，涓涓流水长年不息，一直为附近居民的生活水源，经过一个水文年检测，其数据如下所示。

图3 二龙眼泉2013年流量趋势Fig.3 Flow distribution of Erlong spring in 2013

从上图可知，二龙眼流量的年度分布情况与降水量极其相似，均出现了明显的季节变化。其流量峰值出现在10月份，与降水峰值相比有一定的滞后性。

3.3 二龙眼泉降水时滞性分析

3.3.1 峰值时段法

由以上数据可知五大连池降水量年内呈明显的峰值分布，汛期降水量最大，非汛期降水量较少，由于受降水量分布的影响，与之对应的泉流量也存在类似于降水量的周期变化规律。利用2013年的降水、泉流量趋势如图4所示。

图4 降水与泉流量分布趋势图Fig.4 Distribution of precipitation and Erlong spring flow

从上图可知，月均降水量峰值出现在7月，月均泉水流量峰值出现在10月，月均泉水流量峰值明显滞后于月均降水量峰值，时滞时间约为3个月。很显然根据上述分析所得到二龙眼泉流量滞迟时间，并不是真正的时滞时间。一次降水过程对泉流量的影响异常复杂，降水后3个月内对泉流量的影响最大，随着时间的推移，其影响愈来愈小，直至消失，实际时滞时间比3个月要长。为进一步分析降水量对泉流量的滞迟效应，利用二者的相关性，分析二龙眼泉流量的时滞时间。

3.3.2 相关分析法

设某月平均泉流量，受到n月前降水的影响，以此计算降水量与泉流量的相关系数，降水量对泉流量的影响越大，其相关系数越大，反之相关系数越小。当相关系数小于等于零时，月份的降水量对泉流量没有影响，由此得到的正相关系数个数即为时滞时间。经计算所得的数据如表1所示:

表1 泉流量与降水量相关性分析结果Tab.1 The relationship between spring flow and precipitation

由表1可知，泉流量与降水量具有4个正相关系数，即时滞时间为4个月，其中前推第3月的相关系数最大，表示前推第3个月的降水量对泉流量影响最大，然后此次降水对泉流量的影响逐渐减弱。由于本试验仅为一年的观测数据，所以时滞性研究还需进一步探讨。

4 结论

第一，五大连池二龙眼泉流量年内分布趋势具有明显的季节性，其峰值出现在10月份，与当地降水量变化趋势相近，具有明显的相关性。

第二，采用峰值时段法得到的降水对泉流量的时滞时间为3个月。采用数据的相关分析法得出，降水对流量的影响时滞为4个月，其中前推3个月的降水量对泉流量的影响最大。

第三，由于缺乏二龙眼泉流量的历史数据，所以其降水对泉流量的时滞性研究还需进一步探讨。

［1］ 束龙仓，朱元升.地下水允许开采量确定的风险分析［J］.水利学报，2003，(3):77—80.

［2］ 邹鸿远，孙卫.地下水资源利用的经济分析［J］.陕西师范大学学报(自然科学版)，2001，29(5):140—143.

［3］ 郝永红，黄登宇.娘子关泉水流量的GM(1，2)时滞预测模型［J］.中国岩溶，2004，(23):44—47.

［4］ 吴春吉，张政治.山西柳林泉局部区域溶质运移二维数值模拟［J］.水利学报，2001，(8):38—43.

［5］ 韩建超，张海燕.五大连池药泉山地下水循环特征的水化学证据［J］.节水灌溉，2012，(8):23—30.

［6］ 张海燕，孟立志.黑龙江省五大连池自然保护区地质资源及地质环境综合调查报告［R］.哈尔滨:黑龙江省水文地质工程，2009.