殷玉忠;刘佩贵
【摘 要】为实现构建水位和水量双指标相结合的地下水水资源控制管理模式,以安徽省阜阳市为例,分析了阜阳市地下水动态特征,制定了研究区浅层下水水位水量适宜区间,并分析了现状条件下研究区地下水水位水量的适宜性.研究结果表明:研究区北部平原区浅层地下水适宜水位埋深确定为1.5～3.0m,枯水期或春季可适当调整,但建议最大埋深不宜大于3.8m,南部平原区浅层地下水适宜水位埋深可确定为1.0～3.0m,局部地区根据具体要求可做适当调整;现状条件下,阜阳市浅层地下水水位埋深基本位于制定的适宜水位埋深区间内,间接反映出,在现有开采井布局、作物种植结构和灌溉制度前提下,该区浅层地下水开采量较适宜,同时间接验证了制定的地下水适宜水位埋深的合理性.
【期刊名称】顾长卫作品《安徽地质》
【年(卷),期】2017(027)004
【总页数】5页(P289-293)
【关键词】适宜水位区间;适宜开采量;浅层地下水;适宜性
【作 者】叶公好龙告诉我们什么道理殷玉忠;刘佩贵
【作者单位】安徽省地质环境监测总站, 安徽合肥 230001;合肥工业大学 土木与水利工程学院, 安徽合肥 230009
感恩妈妈的唯美句子【正文语种】中 文
【中图分类】P641.74
0 引言
地下水资源评价的核心内容之一是确定地下水的可开采量[1]，但随着认识的深入，与之相近的安全开采量、可持续开采量等概念也逐渐被提出来，如王振龙等就在前人研究的基础上提出了满足地下水4个功能条件的地下水安全开采量概念[2]。学者们对地下水水位也做了相关研究，如杨泽元等提出了生态安全地下水位埋深的概念[3]，刘波等提出了地下水安全开采动态控制水位的概念[4]。但是，地下水水位和开采量之间是相互影响、相互制约的，
实际情况下，地下水水位或水位埋深直接综合反映了地下水系统的补给、径流、排泄变化情况，通过对其动态监测数据的分析，可以快速、便捷的了解和掌握地下水的均衡状况。但上述研究仅侧重于水量或水位一个方面，为此，叶勇等提出了以地下水控制性水位结合地下水可开采量进行双重管理地下水的手段[5]，闫学军等提出了地下水水位—水量“二元”指标管理新模式[6]。但是对二者之间探讨与分析的系统性不足，为此，本文以安徽省阜阳市为例，在详细分析研究区地质及水文地质条件、水资源开发利用状况等基础上，分析了地下水动态特征，制定研究区潜水含水层地下水水位和水量适宜管理区间，并分析现状条件下研究区地下水水位、水量的适宜性，实现了地下水位与水量双指标结合的地下水资源管理模式。
1 研究区概况
研究区位于安徽省西北部，位于淮河中游，属冲积平原地带，区内水系发育如图1 。
图1 研究区地理位置示意图Fig.1 Geographic location of the study area
研究区第四纪地层发育，分布广泛，主要以冲积类型为主，全区几乎为松散岩类孔隙含水
于途因为英雄池深被乔晶晶称为岩组所覆盖，以埋深40m且分布稳定的黏性土为界，大致可分为潜水含水层和承压含水层如图2。潜水含水层大水体入渗补给、侧向补给和承压含水层越流补给。主要排泄方式有潜水蒸发、人工开采、河流侧向排泄和向承压地下水系统越流排泄等。随着研究区农业井灌的发展，人工开采在排泄组成比例中有增加的趋势。天然条件下，地下水水平径流自西北向东南方向，与研究区地势倾向和河流流向基本一致，研究区地势平坦，地下水水力坡度为1/2500～1/10000，水平运动较滞缓。
承压含水层由新近系—中下更新统黏性土、砂及半固结钙泥质砂砾层组成，具承压性质，砂层厚度变化大，根据埋藏深度还可进一步划分为第一承压含水层水层因上部隔水顶板的渗透性较差，承压水位的变化主要受开采量大小控制，且三个含水层之间水力联系不明显。
由图3 可以看出，研究区每年1～2月份降水量较小，地下水水部由上更新统亚黏土、亚砂土、粉砂和细砂组成，直接接受大气降水入渗补给，对降水变化反应灵敏，地下水位变化与降水量变化关系密切，季节性变化明显，雨季水位上升，枯季水位下降；其次接受地表（40～150m）及第二承压含水层（150m以下）。深层孔隙水的主要补给来源有邻层的越
流补给和邻区的侧向补给。主要排泄途径为向上越流补给潜水及向下游侵蚀基准面排泄和人工开采。天然条件下，深层孔隙水随着埋藏深度加大，地下径流也趋于滞缓微弱。深层孔隙水地下水径流方向与浅层孔隙水基本一致，总体上由西北向东南方向，地下水水力坡度为1/3000～1/10000，局部地段由于开采影响，水力坡度变大。
不同埋藏条件下地下水动态变化特征如图3 所示。潜层地下水动态与水文气象关系密切，地下水水位随降水量的增大而抬高；承压含位较低，随着降水量逐渐增多，水位也相应的升高，6月至9月为汛期，降水量大，约占全年的70%～80%，到8月份左右水位达到最高，此后水位又随降水量的减少而降低，呈现出与降水周期基本一致的趋势（受入渗补给时间因素的影响，时间上略有滞后性），特别是2010年后，降水量明显减少，地下水水位下降幅度明显增大。因此，研究区浅层地下水水位动态特征一般为降水入渗型。
图2 研究区水文地质剖面图Fig.2 Hydrogeological section of the study area
图3 一号观测井地下水水位变化过程线Fig.3 Groundwater level changing curve from monitoring well No.1
2 地下水适宜水位和开采量确定依据
2.1 地下水适宜水位区间确定依据
区域地下水水位的高低直接决定了周边生态环境的可持续发展状况及环境地质问题发生的严重程度，相互之间存在密切的联系。地下水水位过高会引起土壤次生盐渍化或沼泽化等问题，过低则会引起土壤干化问题，影响植被和农作物正常生长，破坏生态平衡，降低农作物产量。因此地下水水位应该控制在一个合理的区间，在此定义为适宜水位区间。如果地下水水位在多年动态调节条件下处于适宜水位区间，生态环境可向良性方向发展，否则可能会向恶性方向发展。
综合考虑研究区地下水系统的特点、地形地貌、地质及水文地质条件和地下水不合理开发利用产生的环境地质问题等因素，研究区地下水适宜水位控制管理分区划分为北部平原区和中南部平原区。
2.1.1 北部平原区
北部黄泛平原区主要包括界首市和太和县。受历史黄泛影响，该地区岩性以较粗的细砂、粉砂、黏质砂土为主，土壤及地下水中可溶性盐类含量较高，易发生次生盐渍化问题。因
此，地下水水位不宜太高，但也不能太低，太低将影响作物生长的正常需水，综合考虑以上两个因素，制定适宜水位控制区间：
（1）满足农作物正常生长：研究区农作物以小麦、大豆为主，小麦根系发育层为0.2～1.5m，大豆根系发育层0.19～1.4m[7]，毛细水上升高度一般为1.8～2.0m[8]。因此，对农作物生长需水而地下水适宜水位埋深可以控制在1.5～2.5m。
（2）控制土壤次生盐渍化：从理论上分析，为有效地控制土壤中盐分的积累，地下水水位越低，蒸发量越小，发生土壤次生盐渍化的可能性越低。现状条件下，研究区地下水水位埋深大多在2.5m左右。根据安徽省五道沟试验站水文地质参数的研究，蒸发极限埋深约为3.8～5.1m[9]。因此，从控制土壤次生盐渍化角度分析，地下水适宜水位埋深可以控制在大于3.8m。但阜阳市北部平原区属于易盐渍化区，需要兼顾作物生长需水及地质环境问题，同时考虑含水层的调蓄功能。
因此，综上分析，阜阳市北部平原区浅层地下水适宜水位埋深确定为1.5～3.0m，枯水期或春季可适当调整，但建议最大埋深不宜大于3.8m。
2.1.2 中南部平原区
研究区中南部地区包括阜阳市区、临泉县、阜南县和颖上县，地势低平，多为河间平原和平原洼地，土壤类型主要为砂礓黑土，含有较多碳酸钙。地下水埋深1～2m，雨季上升到1.0m以内，有时接近地表，甚至有短期地表积水[10]。地下水水质良好，矿化度低于0.5g/L，可作灌溉或饮用水[11～12]。
砂礓黑土质地黏重，干时板结干裂，湿时膨胀阻水[10,12～13]，赋存其中的土壤水具有保水性能差、供水性能差、渗透性能差的特点，这是该地区农作物易旱、易涝渍的主要原因[10]。砂礓黑土一般无盐碱化威胁[14～15]，地下水位不宜降的过低，否则会加重旱情。因此，主要原则是合理调控地下水水位，汛前防止干旱，汛中增加地下水的补给量，汛后避免产生涝渍、土壤盐渍化。综合考虑以上三个因素，制定适宜水位控制区间：
（1）有利于降雨入渗补给：根据安徽省五道沟水文水资源试验站多年观测资料，对于砂礓黑土来说，最佳地下水埋深约为3.0m，此埋深可使降雨最大限度地补给地下水[12]。
大学四年个人总结（2）满足农作物正常生长：根据阜阳市地区砂礓黑土试验以及安徽省五道沟试验相关成果，从防止作物受旱要求出发确定适宜地下水埋深：主要农作物小麦、玉米、大豆防旱要求的地下水埋深1.0m左右，农作物抗旱极限地下水埋深3.0m左右[12]。从提高农作物产量
要求出发的适宜地下水埋深：小麦以0.5～1.2m为宜，大豆以0.5～0.8m为宜，玉米以0.5～1.0m为宜，棉花以0.8～1.5m为宜[12]。
（3）控制土壤次生盐渍化：地下水埋深应大于毛细水上升高度，对于含盐量不高的砂礓黑土来说，若地下水埋深小于毛管水强烈上升高度，虽然也不可避免会有积盐，但较微弱，基本不会影响大多数作物生长。
综上分析，阜阳市中南部平原区浅层地下水适宜水位埋深可确定为1.0～3.0m，局部地区根据具体要求可做适当调整。
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