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浅析唐山大洪桥水源地地下水动态变化及其对农业生产的影响

2019-09-17文士茵

山西农经 2019年13期

文士茵

摘 要:大洪桥为第4系松散岩类孔隙水水源地,该水源地日均开采量约为5万 m3,各水源井均开采第4系松散岩类孔隙水,第4系厚度为100~150 m,主要开采砂砾石、卵砾石层孔隙水。上部孔隙含水层,岩性为中粗砂,由于多年超量开采,已形成地下水位下降漏斗,漏斗中心在大洪桥水厂院内。论述了水源地的基本情况、地质条件、第4系含水层动态变化及其影响。

关键词:唐山北郊水源地;含水类型;动态特征;水环境与农业

文章编号:1004-7026(2019)13-0093-02         中国图书分类号:S273.1        文献标志码:A

通过对1994—2017年大洪桥水源地地下水进行动态分析可以发现,位于大城山南麓的T016井,由1994年初的-29.81 m下降至2017年末的-44.72 m,下降率为0.65 m/年。地下水位持续下降将会导致土壤盐渍化,地下水资源量也会持续减少。随着灌溉面积的扩大,为了满足农作物的灌溉需求,农业对水资源的需求量越来越大。

1  水源地概况

大洪桥为第4系松散岩类孔隙水水源地位于唐山市开平区越河乡境内,水厂院内及附近加压站共有水源井22口,各水源井均开采第4系松散岩类孔隙水,第4系厚度100~150 m,主要开采砂砾石、卵砾石层孔隙水[1]。

2  地质环境条件

2.1  地质构造

还乡河—陡河(古滦河)冲洪积扇内各含水组的形成,主要受还乡河的控制。含水组从扇顶部至边缘,颗粒由粗变细,单层厚度由厚变薄,层次由单一到多层,总厚度由薄变厚,地下水类型由潜水变为承压水。靠近冲洪积扇中上部为卵砾石含水组,中下部为粗砂砾石含水组,下部和两扇交界地带为中细砂夹砾石含水组。大洪桥水源地分布于冲洪积扇的中下部及两扇交界地区,含水层为粗砂,含水层厚度约为40~80 m,水位埋深约20~40 m,渗透系数为5~20 m/d,单位涌水量一般为10~25 m3/(h·m),最大可达100 m3/(h·m)以上。

2.2  地下水补径排条件

2.2.1  地下水补给

研究区第4系的地下水主要靠大气降水、地表水体下渗、灌溉回归及地下水侧向径流补给。研究区内第4系广泛分布,顶部含水组直接接受大气降水补给,是该区地下水主要来源。陡河流经研究区,是该区最主要的下渗补给的地表水体,石榴河和一些大小坑塘洼地对地下水补给也起一定的作用。研究区内有大量耕地,每年旱季开采地下水或利用地表水进行灌溉,灌入农田的水有相当一部分渗入地下。研究区除北部、西北部的地下径流侧向补给外,周围的地下水以地下径流的方式补给该区。

2.2.2  地下水的径流和排泄

研究区内第4系含水层组,第Ⅰ、Ⅱ含水组之间缺少稳定的隔水层,水力联系密切,是当前农业开采的主要含水层。第Ⅱ、Ⅲ含水组之间有10~40 m的稳定粘性土层,影响了两个含水组水力联系,水位差10~20 m。

研究区地下水在距地表处4.36~45.17 m处,水位标高为10.64~-30.76 m。以大洪桥水源地14#水源井为中心形成了地下水水位开采降落漏斗,漏斗中心水位埋深45.17 m,标高-30.76 m,漏斗边缘水位标高0 m左右,漏斗形态呈现不规则的椭圆状。

研究区地下水以人工开采为主要排泄方式。农业开采以第4系孔隙水为主,工业开采以奥陶系灰岩水为主,第4系孔隙水次之。石炭-二叠系含水层通过矿坑排泄。除人工排泄外,地下径流在调查区外天然排泄。但由于超量开采,下降漏斗数量不多[2]。

3  第4系含水层地下水动态变化及其影响

3.1  第4系含水层地下水动态特征

地下水动态变化受降水量、地下水开采、陡河河水水位及地下水开采漏斗的影响。由1994—2017年的监测资料可知,23年来调查区地下水水位呈下降趋势。

研究区年地下水位的动态变化为“两峰两谷”。每年春季干旱少雨,工农业大量开采地下水(尤其是农业开采),水位急剧下降,下降幅度为3~5 m。年最低水位在5月下旬—6月上旬。7—9月为雨季,农业开采量大大减少,补给量增加,水位回升。8月底—9月初出现第1次高水位,10—11月又进行农业灌溉,水位再次下降,但仍高于最低水位。12月到翌年2月,农业灌溉停止,地下水位恢复,水位相对稳定,2月底为地下水的第2次高峰期,略高于第1次高水位。由2001—2017年的降水量与地下水水位关系可知,二者存在滞后性,滞后周期约为6~7个月。

3.2  地下水位下降对农业的影响

大量开采地下水形成地下水位降落漏斗,周围地下水向灌区补给,灌溉水中的盐分无法外排,逐步向深层渗入,灌区周围侧向补给的地下水中的盐分也在灌区聚集。

在长期大量利用地下水灌溉,缺乏排水措施(水盐自灌区排出)的情况下,水分蒸发后,盐分大部留在土壤中,使土壤含盐量增加,地下水的矿化度日益严重,土壤盐渍化的面积增大[3]。

水资源是人类赖以生存的首要资源,农业的发展更加离不开水。由于地下水位持续下降,客观上造成了水资源的进一步短缺。随着灌溉面积的扩大,为了保证农作物正常生长,农业灌溉需要越来越多的水资源。目前,农业用水仍占全国总供水量的70%。因此,目前唐山市水资源供给仍较为紧缺,应采取相关措施防止农业生态环境进一步恶化。

4  结论

(1)大洪桥水源地为第4系松散岩类孔隙水源地,水源地富水性强,但各地区分布不均,单位涌水量为4.42 m3/(h·m)和117.5 m3/(h·m),水質良好,属于Ⅰ类水。

(2)研究区内地下水动态变化受降水量、地下水开采、陡河河水水位及地下水开采漏斗的影响,地下水位的动态变化分为“两峰两谷”,调查区地下水水位与降水量有明显关系,并存在滞后性。

(3)地下水位下降引发土壤盐渍化,导致农业生产难以为继,水资源短缺。

参考文献:

[1]河北省地下水基础环境状况调查与评估报告[R].石家庄:河北省环境地质勘查院,河北省环境科学研究院,2014.

[1]宋利震,庞国兴,马丙太,等.唐山西郊地区地下水多年动态变化分析[J].地下水,2010,32(6):106-107.

[3]解相学,资源保护与经济可持续发展[M],北京:中国档案出版社,2005.