大庆市承压地下水动态变化特征及其控制对策

慕　山，于翠玲

(大庆市水利规划设计研究院，黑龙江 大庆 163311)



大庆市承压地下水动态变化特征及其控制对策

慕山，于翠玲

(大庆市水利规划设计研究院，黑龙江 大庆 163311)

摘要：根据大庆市深层地下水开采量及埋深等数据资料，分析了大庆市深层地下水动态变化规律，总结了近几年地下水开发利用情况,分析了降水量、蒸发量、工农业开采量及生活用水量等影响因素对深层地下水埋深的影响程度，提出了措施和建议，其目的是为合理布局开采井位置和制定完善的水资源调控方案提供理论依据。

关键词：承压地下水；含水层；开发利用；动态特征；控制对策

1区域基本概况

大庆市位于黑龙江省西部，松嫩平原中部，辖5区和4县58个乡镇12个林牧场。幅员面积21 219 km2，占全省总面积的4.7%，其中市区面积5 107 km2。

大庆市地处松嫩平原，全市总的地势为东北高、西南低，地形平坦，一般地面高程在120～160m，自然坡降在1/5000～1/3000左右，地貌呈缓坡状，局部地貌分布有起伏的沙丘、湖泊、沼泽、湿地、盐碱低洼地等构成了本区地形地貌的基本特征。

大庆市地处中纬度欧亚大陆东岸，属中温带半湿润、半干旱季风气候区。四季冷暖分明。春季多风少雨，夏季雨热同期，秋季晴朗气爽，冬季寒冷干燥。多年平均气温2.2～4.4℃，极端最低气温-39.2℃，极端最高气温39.8℃。全市多年平均降水量420.0mm，降水量年内分配不均。大庆市降水表现出明显的季风性特征，7—9月份降水量丰沛，占全年降水量的60%左右，区域降水年际变化存在着较明显的丰枯交替现象。

2承压地下水含水层特征

2.1承压地下水含水层分布

大庆市位于松辽盆地的北部，是一个中新生代大型的断拗陆相沉积盆地，地层沉积总厚度可达6 000 m以上，在漫长的地质构造运动作用下，使大庆地区地下岩层形成中部为隆起构造——大庆长垣构造，两侧为凹陷构造——三肇凹陷和齐家古龙凹陷。经钻探证实：大庆市上部地层分布有第四系、第三系泰康组、大安组、依安组、晚白垩系明水组承压地下水含水层，各组岩层中沉积有较为发育的砂砾石层、砂砾岩、中粗砂岩含水层系，其中蕴藏着丰富的地下水资源。第四系白土山组孔隙承压含水层主要分布于大庆市的林甸县、杜蒙县和肇源县；第三系泰康组砂砾岩含水层，主要分布于大庆的西部地区，呈条带状分布；第三系大安组砂砾岩含水层，主要分布于大庆南部的肇州县至吉林省大安市一带；白垩系上统明水组含水层，广泛分布于区域内。第三系泰康组承压含水层和第四系白土山组承压含水层，都具有分布面积广、厚度大、水量丰富、补给源充足、易开采等特点，目前已做为大庆市地下水开采的主要目的层。

2.2承压地下水资源开发利用

大庆市境内无江无河，地下水资源成为工农业生产和城市生活主要供水水源。20世纪60年代油田开发初期工业和居民生活为目的的形成集中开采，20世纪80年代初农田灌溉、农村生活为目的的分散开采，全市地下水总开采量仅为2.6×108m3，其中城镇工业及生活用水1.63×108m3。20世纪90年代初承压地下水开采量增加到3.8×108m3，比80年代增加1.5倍。90 年代中期开始全市灌溉面积进一步扩大，加之乡镇企业的兴起，特别是油田开采进入中后期，使地下水的开采规模更加扩大。1997年全市地下水总开采量达到5.79×108m3，为80年代承压地下水开采量2.2倍。工业用水开采量2.35×108m3。进入21世纪以来，由于加强地下水资源管理和大力开发地表水资源，地下水开采量在逐步下降，2003年大庆市承压地下水开采量为5.47×108m3，2014年大庆市承压地下水开采量为5.03×108m3。

从地下水资源50多年开发数据分析，20世纪80、90年代期间大庆市地下水开采量为高速增长时期，也是地下水供需矛盾显现和加剧时期，地下水伴随地下开采增量水位持续下降，地下水降落漏斗区和超采区及形成。到了21世纪，随着大庆节水型社会的建成，大力开发利用地表水资源，地下水开采量基本处于下降状态。

3承压地下水水位动态演化特征及影响因素

3.1承压水水位动态演化

从上世纪60年代开始，由于受石油开发的影响，大规模开发利用承压地下水资源，从东部开采明水组含水层发展到西部开采第四系白土山组和泰康组含水层，1960—1975年由于水源地下水开采量的逐步增加，西部水位由最初的9.1m下降到25.7m，东部水位由最初喷出地表5m下降到32.0m，这一时期每个水源地水位降深所形成的单个漏斗已经基本相连，地下水漏斗雏形基本成形；1976年到1985年由于承压地下水开采量逐步增加，西部水位下降到29.5m，东部水位下降到33.5m，这一时期地下水漏斗基本形成，并不断扩大，但水位下降速度缓慢；1986—1998年由于承压地下水开采量增加较大西部水位下降到34.2m，东部水位下降到44.0m，这一时期地下水漏斗基本稳定，水位下降速度加快；1998年到2014年西部漏斗和东部漏斗由于受地下水开采量减少的影响，水位在不断回升，西部水位最高回升到22.2m，东部水位最高回升到38.5m。

图1西部地区泰康组承压水降落漏斗剖面线

3.2承压地下水水位动变化特征及影响因素

根据区域大庆市多年承压地下水监测井所处的地貌单元、地质特征，水位变化特征受区域气象、水文、水文地质、人文因素等等条件影响。

3.2.1降雨入渗-蒸发对水位变化影响

在漏斗区外分别选取大庆市内潜水井和承压水井，分析2000—2014年每年各月地下水埋深数据结果。多年平均降水量为420.0 mm，2000年年降水量为296.84 mm，为枯水年，2012年年降水量为524.8 mm，为丰水年。2000年1—5月，潜水井埋深和承压井埋深呈增加趋势，潜水井埋深最大值出现在5月；6—10月，潜水井埋深和承压井埋深都减小，承压井埋深最大值出现在11—12月，埋深变化不大。相比多年水位埋深平均值，潜水为3.55 mm，承压水为8.35 mm，潜水井埋深下降了1.1 m，承压井埋深下降了0.47 m。

2012年1—5月，潜水井埋深和承压井埋深都增大，5月潜水井埋深达到最大值；6—8月，潜水井埋深持续降低，承压水埋深持续增加，8月潜水埋深最小，承压井埋深最大。9—12月，潜水井深逐渐增大，承压井埋深逐渐减小。

从枯、丰水年水位变化分析，潜水井埋深和承压井埋深都有不同程度的变化。丰水期降水大蒸发小，潜水井埋深和承压井埋深均减小，枯水期降水小蒸发大，潜水井埋深和承压井埋深均增大；承压井埋深变化滞后于潜水井埋深；丰水年相对枯水年来说地下水埋深均偏低。埋深受气候变化影响明显，与降水量及蒸发量的相关性均较大。

3.2.2农业灌溉对水位变化影响

主要分布在城市、乡镇承压集中开采区外部。这一区域地下水的动态变化主要受农业灌溉开采和气象因素的影响。大庆市境内无江无河，农业灌溉主要以开采地下水作为灌溉水源，截止2014年底全市共有农业灌溉机电井18548眼，根据地下水多年监测资料分析可以看出，地下水水位每年在1—4月份逐渐下降，但降幅较小，到了5—6月份，由于地下水开采量加大，加上气温高降雨少蒸发量大，承压地下水位的降幅也增大。每年大都在5月中旬6月中旬，出现年内水位的最低值。进入7月份后，由于降雨量的增加，蓄水工程和水田的对地下水补给，承压地下水水位开始逐渐回升，9—10月份水位升至最高。之后水位开始缓慢回落。大庆市开采地下水近些年机电井数量见表1。

表1　深层地下水机电井数量统计表

3.2.3水源地集中开采发对水位变化影响

水源集中开采承压对地下水水位的影响，主要分在城市和城镇水源地集中开采区。目前大庆市承压水集中开采区有6个，承压水地下水集中开采区2000多km2，其中以大庆市城市地下水集中开采区为主要的开采区域。地下水主要水源地开采地下水情况见表2。

表2　大庆市地下水水源地建设统计表

在地下水集中开采区域内，根据多年地下水动态监测井数据看出，地下水位同开采初期相比均呈现下降趋势，开采初期降幅较小。随着开采量增大降幅增大。大庆市区地下水由于集中开采，在长垣东西两侧已经形成了地下水降落漏斗，漏斗规模和水位变化与开采量呈正相关，承压水位最大埋深基本出现在7—10月份。西部漏斗区水位埋深逐年增大，1975年水位埋深20.18m，最大埋深出现在1995年，水位埋深35.94m(前进水源)，平均年下降0.78m，2000年以来科学开发利用地下水资源，水位逐步在回升，2014年水位埋深24.13m，平均年上升0.59m；东部漏斗区由原始喷出地表从1970—1996年水位下降由21.9m下降到37.5m，平均年下降0.62m，从1996—2000年水位下降由37.9m下降到48.3m，平均年下降2.08m，2000年至今，地下水位开始缓慢回升。

依据多年的地下水监测资料分析，可以看出，区域内地下水水位与区域近年开采量的加大及降雨量的多少有着密切的关系。大庆市区域内承压地下水水位总体呈下降趋势，随着农村种植结构改善，农村的需水量也日益加大，对地下水的开采量增大，因此造成地下水水位的逐步下降，随着生活水平的不断提高和城镇化规模的不断扩大，城镇水源地集中开采区水位也会逐步下降。而大庆市区由于大力开发利用地表水，科学开发利用地下水，集中开采水源地下水开采量逐步减少，地下水水位逐步在恢复。

图2　前进水源年度开采量与水位变化关系图

图3　西部漏斗区水位与开采量关系图

4控制对策与措施

1)发展节水型工业和农业，建设节水型社会。节约用水是节约水资源的有效途径，要将行政手段与经济手段有机结合起来，采取有效措施将大庆市建成节水型社会。

2)国民经济发展要注重产业布局的合理性，充分考虑当地的水资源情况，避免盲目建设造成的区域水资源失衡。

3)漏斗区经过近几年的限量开采已经收到了明显的效果，承压地下水水位有明显的回升趋势，应继续加大管理力度，制定合理的水资源开发方案，科学调配地表水和地下水。特别是漏斗区要结合地质条件和资源量，调整地下水源的开采方案，达到水位回升的目的，使有限的水资源发挥出最大的效益。

4)继续加强和完善对地下水资源的动态监测工作，合理布置监测井，及时准确地掌握地下水资源的量、质等动态变化，为地下水资源的合理开发利用提供依据。

5)运用经济杠杆和价值规律理论，制定合理的水价，调节用水量的需求。提高工业用水重复利用率，大力发展高效节水灌溉农业，推广先进的生产和生活器具，加强污水处理力度，实施污水资源化。

6)走科学治水之路，推动水资源管理信息化建设。大庆建市20年来，坚持依靠科技进步，实施科学治水，工农业生产和人民生命财产安全得到保障,但是随着大庆市社会经济的不断发展，必须有现代化水资源管理作保障，及时准确地提供水量水质信息、水工程信息和水环境信息等水资源信息，以科技创新为动力，实现水资源的可持续发展。

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文章编号：1007-7596(2016)04-0136-04

[收稿日期]2016-03-28

[作者简介]慕山(1964-)，男，吉林德惠人，大庆市水利规划设计院院长，教授级高工，本刊编委；从事水文地质、水资源监测、水资源配置、水环境治理、农业节水灌溉等，大庆市专家委员会委员，水利部水资源论证报告评审专家，参与完成国家“863”重大项目一项，获省部级科技进步二等奖2项，获黑龙江省优秀工程咨询成果一等奖2项；于翠玲(1975-)，女，黑龙江讷河人，大庆市水利规划设计院设计分院院长，高级工程师，从事水文水资源、供水排水、水资源管理、水资源开发利用等。

中图分类号：TV211.1+2

文献标识码：B