0 引言.
建三江地區而積1.12x10'k耐,是黑龍江、松花江、鳥蘇里江匯流沖積洪積三角低平原區,由于地表復蓋薪性土厚7一20m,而地下水位埋深2一4m,形成弱承壓地下水。上川_紀90年代以來,井灌快速發展,集中連片,形成千萬畝巨人井稻灌區,可與都江堰,i.史杭灌區.媲關。
但如此高強度開采地下水,由于薪性土層阻礙豐富降水\\(年平均570mm\\)補給,使地下水明顯下降,平均年降0.3-0.5m,出現了以創業農場最為典型的灌“超采”區.。近年來,引起國家相關部門重視,計劃開展地表水與地下水聯合調控模式性建設與研究,以保證本地性水資源安全可持續開發。筆者一直從事三江平原水利建設與研究,為此對地表水與地下水聯合調控方案論述,以供商榷。
1 地表水與地下水聯合調控方案
本區旱在上世紀90年代末,亦是井灌發展初期\\(1995一1999年\\)地下水下降特別快,出現人而積對口抽.另井,嚴重超采,通過計算機模擬,2000年后將以年降1.5m速度持續下降\\(以典型區創業農場為例\\)。墾區井灌經歷了1995-1999年發展,2000-2003年停滯徘徊,2004一至今,井灌快速發展。通過歷年地下水動態分析發現3個新的變化規律:①地下水位是隨井灌而積增加而下降,但亦隨井灌而積穩定,地下水位亦趨于穩定,實現采補平衡,受降水等影響,尚呈起伏升降;②隨井灌而積發展,地下水下降,地下水補給量反而遞增,補給量與地下水位下降成正相關;③隨井灌而積發展,地下水位下降,地下水位埋深增人,給水度遞增,地下水庫容\\(給水度亦可視為地下容水系數\\)與地下水位埋深呈超正比例相關。見圖to因此,在井灌發展中隨著地下水位下降,擴人地下庫容,增加補給量,減緩和減少地下水位下降。而井灌穩定后,開采量不變,而伴隨地下水位下降,補給量遞增,逐步接近、等于開采量,達到采補平衡。同時,伴隨地下水位下降,地下庫容擴人,水位降率降低,逐步接近或等于“0",地下水位停比下降。而受年降水豐枯影響,地下水位還會起起伏伏,但穩定在多年平均降水的水位中,采補平衡,實現可持續開采。
年尚出現補人于采現象,水位上升分別0.09,0.06,0.12m0但由于本場及周邊井灌基本飽和,今后很快穩定,為此地下水位可由起伏下降向起伏穩定發展。
2010年,創業農場井灌水田達3.6x10'h耐,按畝開采量318m3/a計,開采總量達1.72x10m3,開采降深2.83m}給水度0.1140那么補給升2.92m,可得出補給量1.77x10}耐,補采。歷年地下水開采量與補給量計算見表2。從表2可知,2010一2012年平均年補給量為1.60x10}m3,是自然補給量\\(地下水埋深約3m時\\)4倍;是1997年地下水埋深4.14m時補給量0.570x10}m3的3倍;是2003年地下水埋深8.26m時補給量0.920x10}m3近2倍??梢婋S地下水位下降,補給量隨之增加,補給量與地下水位降成正相關。
隨井灌而積發展,地下水位下降,開采量成倍增加,而開采降深不僅沒有成倍增人,反而出現開采降深變小,這就是開采的含水層給水度變人\\(含水層顆粒變粗,橫向補給增多\\)的緣故。如地下水埋深約3一5m時開采量1.0x10m3時,開采降深5一7m,給水度0.025一0.03;地下水埋深約10一11m時開采量1.5x10m3時,開采降深3-4m,給水度0.07一0.11;地下水埋深人于12m開采量>1.7x10m3時,開采降深反而<3m,給水度>0.11,如2012年地下水埋深變化在13m左右,開采量1.85x10m3時,開采降深僅2.51m,給水度變為0.1380與地下水埋深4.14m\\(1997年\\)L-匕,地下水埋深增加3.14倍,給水度增加5.5倍。因此,典型區創業農場近20年生產實踐證明井灌成倍發展,地下水下降,補給量卻成倍增加,地下調y庫容\\(給水度\\)成倍擴人,地下水沒有持續下降,而是隨井灌而積趨穩定而地下水位亦趨于穩定,達到新的采補平衡,證明上世紀90年代末研究成果判斷的證確。產生這種與歷來常規地下水資源評價出入的卞要原因,是與沒有考濾本地性特殊的得天獨厚的水文地質與水動態平衡機理有關\\(圖2\\)。
因為本區具有開采后產生激發巨人補給條件,即開采后地下水位可快速人幅度下降,很快改變了地下水動力流網狀態\\(局部、中間、區域三人流動系統\\),改變本區局部流動系統方向,實現內部、周邊江河水橫向補給;利用巨厚\\(100-300m含水層\\)第一、第一極強和強徑流帶功能\\(含水層粒徑粗,同一體,通透性好\\)激發周邊人江人河補給;又通過深層中間流動和區.域流動系統,激活第三、第四較弱甚至極弱徑流帶補給,實現全三江平原及周邊向該性的近中遠距離地下調水,尤其激發三人江河地上水對地下水新補給。而由于江河水位相對穩定,水量豐沛,建三江.周邊降水資源豐富,地表水多且地下水位高而形成龐人多系統、多層次、多渠道的新補給途徑和新補給源,實現地下局部、中間、火域與外地上地下水近、中、遠距離地下巨量調水。僅按典型性創業農場已獲1.3x10。耐激發補給量\\(約為自然補給量4倍\\)的80%計,建三江地區即可獲22x10耐激發補給量,加上自然補給14x10m3,共計36x10m3。按畝開采量300m'/a計\\(考慮竹水灌溉因素\\),可滿足80x10'h耐水田用水,形成“灌降引補”地下調水為卞的生態水利。
2 結論
地下水下降,至今尚沒有出現人們不能接受的經濟、資源、環境、生態問題,允許持續發展。而由于當地降水資源還沒有充分利用,水灌溉還有潛力,所以地下水位還不穩定,只要再稍加采取措施,可很快達到采補平衡,筆者預測地下水埋深可穩定于巧m0但是否滿足環境生態要求,還可進一步研究。
綜上所述可以得出,地表水與地下水聯合調控研究新思維、新途徑,不僅是建三江地性為典型的三江平原井灌發展實踐的特殊貢獻,而且是足以打破我國歷來傳統地下水資源評價,也給水資源合理利用研究提出了新思維、新途徑。
參考文獻
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