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西辽河平原地下水资源功能区划的初步探讨

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摘要:地下水功能区划是整个地下水功能评价工作的目标,本次功能区划工作为功能层目标功能和综合功能区划,目标功能区划又可以分为资源功能、生态功能和地质环境功能区划。本文仅对地下水资源功能区划进行初步探讨

关键词:西辽河平原;地下水;资源功能区划

地下水的资源功能是指具备一定的补给、储存和更新条件的地下水资源供给保障作用或效应,具有相对独立、稳定的补给源和地下水资源供给保障能力。区划时遵循的原则是综合评价图中资源功能“强”和“较强”区划归等级分区,定名为“资源功能较强―强区”;资源功能“一般”区划归等级分区,定名为“资源功能一般区”;资源功能“较差”和“差”区划归等级分区,定名为“资源功能弱区”;上述为二级分区,在此基础上,“资源功能较强―强”区根据地下水资源功能是资源占有性、再生性、调节性和可利用性的综合反映,又分为3个三级分区,“资源功能一般区”只有一个区,“资源功能较弱―弱”区分为4个三级分区,开发利用时应根据这些指标的具体情况考虑。西辽河平原资源功能区划结果见下图。

1. 资源功能较强―强区

1.1 老哈河上游可集中开采区(B1―Ⅰ1)

老哈河上游段河水补给地下水,降水入渗系数为0.35,地下水补给能力强。含水层厚度为100m~170m,岩性为砂砾石、中粗砂、中砂,地下水储存空间较大,目前的地下水位埋深为1m~3m,资源占有性强,单位涌水量>30m3/h・m。水质优良,为Ⅲ级,资源可利用性和再生性强,大气降水的补给系数为0.26,地下水消耗后有便利条件得到有效补充。

由于具备上述特点,对该区的地下水可集中开采,即使在枯水年由于地表水和大气降水补给不足暂时出现地下水位下降问题,在丰水年时也可因得到及时补给而回升,充分发挥其

调蓄能力,不会出现资源紧缺状况。但在扩大开采过程中也应考虑该区地下水与地表水之间的转化问题,开采程度较小,地下水位埋深较小时,由于水位高差的关系,地下水补给地表水,地表水在流经上游区时不会有大量的减少;开采程度较大,地下水位埋深较大时,地表水补给地下水,地表水垂直和侧向补给加大。如果开采程度不节制,地下水位下降程度过大,会造成大量地表水对地下水的渗漏补给,减少上游地表水对中下游的补给。

1.2 盆地中西部可采区(B1―Ⅱ1)

该区位于研究区中西部,主要为西辽河平原的上游区,含水层厚度50m~170m,岩性为

泥质砂砾石、砂卵石,中粗砂,中细砂、粉细砂等,地下水位埋深1m~3m,单位涌水量为10m3/h・m~30m3/h・m,地下水资源较为丰富。地下水有大气降水和地表水的双重补给,补给强度较大。

图1 西辽河平原资源功能区划图

目前,该区的大部分区域为地表水灌区,由于地下水的补给状态由天然河流的线状源变为面、W状源,地表水在上游入渗量大量增加,地下水位居高不下。针对资源功能的特点和该区地下水的实际情况,该区的地下水可适当扩大开采。但考虑到西辽河平原地下水的流向是自西南向东北,而到中部变为近东西方向的特点,为避免减少对中下游区的地下水补给,应控制开采程度。而且该区的北、西和南部三面为科尔沁沙地,周边地势高,地下水在适当加大开采的同时,注意强度不宜太大,避免地下水位下降过快,出现袭夺周边地区地下水的现象。

1.3 霍林河冲洪积扇混合开采区(B1―Ⅲ2)

该区位于霍林河冲洪积扇区,含水层厚度为90m~120m,岩性为泥质砂砾石、砂卵石,中粗砂,中细砂、粉细砂等,富水性极强,地下水资源较为丰富,单位涌水量大于30m3/h・m。入渗补给系数为0.23,地下水补给系数较大,地下水储量较为丰富。地下水水质为Ⅲ或Ⅳ级,主要表现为矿化度较高。由于位于山前,地下水的调节性和再生性强,为I级,地下水消耗后可得到及时补充,针对矿化度高的问题,可与附近低矿化度的地下水混合开采用于农业灌溉。

2. 资源功能一般区

西辽河平原东北部适量开采区(B1―Ⅲ1)

该区位于研究区西辽河,含水层厚度为50m~100m,含水层岩性为中粗砂,中细砂、粉细砂等,地下水储存资源不太丰富。小部分地区的富水性较强,单位涌水量为10m3/h・m~30m3/h・m,大部分地区的富水性一般,单位涌水量为5m3/h・m~10m3/h・m。地下水的可用性、再生性一般,而且该区地下水的调节性较弱。但该区入渗补给系数0.23~0.35,地下水的补给强度较大,在开采后中可得到有效补给。

该区主要为农区,依靠地下水灌溉,地下水的开采量较大,现状年地下水的开采系数大于85%,西辽河平原开采强度较大的通辽市位于该区。在这种开采状况下,该区出现了舍伯吐和科尔沁两个水位下降区,通辽市的地下水位降落漏斗就位于科尔沁水位下降区。为维持工农业的发展,地下水的现状开采状况还将继续,而且还可能加大,而为避免地下水位下降区的不断扩展,在大气降水因素不能改变的条件下,只能考虑加大周边地区对该区的地下水补给,同时通过控制水资源浪费和加大废水利用等措施,减少典型区域对地下水的开采。目前,地下水的开采潜力模数为1~3×104m3/km2・a。

3. 资源功能较弱―弱区(B1―IV1)

3.1 山前适量开采区(B1―V2)

该区位于大兴安岭山前台地,含水层厚度为20―50米,含水层岩性为上更新统残坡积的砂碎石等,地下水储量不丰富,单位涌水量小于1m3/h.m。降水入渗系数为0.15,补给强度有限。由于含水层空间有限,该区的资源调节性差。山前位置坡降较大,地下水的径流速度较快,更新相应较快。但由于为牧区,人畜长期对地下水的污染,使得水质状况较差,主要为V级。

3.2 乌力吉沐仁河下游适量开采区

该区位于研究区的东部,为典型的地表水灌溉区。由于大范围面状和网状的地表水补给,再加上大气降水的作用,同时,该区地下水开采强度又比较低,为1~3×104m3/km2・a,造成地下水位较浅,小于1m。由于蒸发强烈,地下水位埋深小,使得地下水的矿化度较大,水质大部分地区为Ⅳ级,部分地区为V级。

该区的含水层厚度为30m~60m,岩性主要为泥质细粉砂、泥质粉砂等,地下水储存量一般,富水性较弱,单位涌水量小于1m3/h・m。由于主要为农区,而农业又依赖地表水灌溉,所以地下水的开采潜力较大,综合潜力模数为5~10×104m3/km3・a。

地下水位埋藏过浅,会增加蒸发消耗量,使地下水资源白白浪费,针对上述情况,对乌力吉沐仁河下游的地下水可适量开采,把部分地区的地表水灌溉改为地下水灌溉,使地下水位有一定程度的下降,大量的地表水可以排向下游的水资源开采强度较大区和科尔沁沙地缺水区,使这些地区优先利用地表水,减少地下水的开采。但该区的地下水的调节性和再生性一般,大气降水补给系数为0.10,补给强度较低,因此,应注意开采量不宜太大,避免出现地下水过量消耗,出现地下水紧张状况并影响向下游的补给。

3.3 科尔沁沙地适量开采区

该区位于研究区的中北部,地表环境大部分是沙丘和沙地,地下水位埋深小于1m。含水层厚度为50m~110m,从北向南,含水层结构比较复杂,岩性为粉砂,细粉砂,泥质粉砂等,期间有2~6层粘性土分布,资源占有性一般,单位涌水量较弱,大部分地区小于1m3/h・m。沙丘洼地处地下水位埋深较浅,蒸发强烈,导致地下水V化度较大,地下水质量降低,大部分地区为V级,可用性差。粘性土层的存在,使得该区的地下水补给强度降低,地下水资源的再生性弱,而且调节性差。

3.4 黄土丘陵地下水限制开采区(B1―Ⅳ2)

该区位于研究区的南部黄土丘陵区,黄土丘陵与科尔沁沙地接壤的陡坎高度有10m左右,说明黄土部分的高度至少有10m。含水层厚度为20m~50m,含水层岩性为粉细砂、细砂、中细砂等,其间夹有2~3层粘土层,该区的地下水位埋深>5m,地下水储量不丰富,单位涌水量小于1m3/h・m。地下水质量等级为V级。由于黄土的原因,降水入渗系数为0.12,补给强度极小,地下水消耗后不能得到及时、有效恢复,地下水资源的再生性差。而且黄土丘陵区地下水的调节性差。

4. 结语

地下水功能评价是在地下水资源评价的基础上进行的,是地下水资源评价的延伸和拓展。按地下水资源评价分区要求,确定评价范围,评价时既考虑了西辽河平原的整体性,又考虑了三、四级地下水系统,同时还考虑了地下水循环系统的完整性和相对独立性。本次地下水功能评价采用层次分析法,运用“地下水功能评价计算系统”(简称GFS系统)进行评价。评价结果可对农业、水利、工业、牧业、林业等各部门具有一定的指导意义。

参考文献:

[1] 西辽河平原地下水资源及其环境问题调查评价报告.

[2] 西辽河平原(内蒙古部分)地下水资源及其环境问题调查评价报告.

[3] 地下水功能评价技术要求(中国地质调查局).