林甸灌區水文地質條件分析

倪萬勝，陳志剛

(黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江大慶163000)

1 地下水類型區水文地質特征

灌區位于松嫩低平原近東部邊緣，區域地形平坦，微向西傾，該區域普遍蘊藏上更新統大興屯組級配不良砂層孔隙潛水，向西南部變為承壓水。含水層厚度由東2 m向西增至為65 m，間夾多層粉質黏土大透鏡體或薄層，水位埋深3～7 m，主要補給來源側向徑流及降水入滲，排泄于側向徑流、人工開采和蒸發，地下徑流緩慢，交替遲緩。

第四系承壓水主要分布于林甸一帶低于平原區和烏裕爾河一級地區。含水層為上更新統大興屯組及中更新統林甸組級配不良砂，上部被厚度20～60 m的湖相粉質黏土隔水層所覆蓋，構成良好的承壓水盆。含水層厚度10～40 m，水位埋深3～5 m，富水性豐富，單井涌水量1 000～3 000 m3/d，該含水層與下伏太康組級配不良砂承壓含水層具有密切水力聯系。

灌區內地下水含水層埋藏深度為34.0 m，蓋曾主要為低液限黏土，地下水以側向徑流補給為主，向下游徑流及人工開采為其排泄途徑，地下水流向自北東流向西南，水力坡度0.45‰。

本灌區主要地下水類型為下部更新統級配不良砂層中的孔隙承壓水一種類型。灌區第四系厚度90～150 m，含水層多層疊置，累計厚度80～120 m，下、中更新統級配不良砂和上層更新統級配不良砂組成，下、中更新統級配不良砂層顆粒粗、厚度大，粗、細顆粒呈交替變化，并且含泥質較多，多處見低液限黏土透鏡體。

本次勘察所揭露的含水層為上更新大興屯組級配不良及中更新統級配不良砂層孔隙潛水和孔隙承壓水，上部大興屯組級配不良砂層厚度2 m左右，顆粒細，透水性較差，水量很小，單井涌水量＜5 m3/h，無集中供水，下部級配不良砂層富含孔隙承壓水，地下水埋深3.56～4.09 m，含水層厚度20.0～26.0 m，井徑為300 mm，設計降深7 m，單井推算涌水量為1 132.10～1 524.10 m3/d，屬水量較豐富區。

2 地下水補給量及可開采量

2.1 地下水補給量計算

灌區范圍內沒有天然河流，北部雙陽河為季節性河流。因此，地下水補給量計算考慮了降雨入滲補給量、側向徑流補給量和灌溉回滲補給量，通過計算灌區地下水補給量為58 864 m3/d，成果見表1。

表1 灌區地下水補給量計算成果表 m3/d

2.2 地下水可開采量計算

2.2.1 平均布井法計算公式

式中:Q推為推算單井涌水量，m3/d;N為計算區內布井數，個，F為計算區面積，m2;R為選用的單井影響半徑，m，本次取500 m。

2.2.2 開采系數法計算公式

式中:Q允為允許開采量，m3/d;Q補為區內補給量，m3/d;β為開采系數，取0.7。

兩種方法計算成果見表2。

表2 兩種方法計算成果表

3 地下水資源量評價

林甸灌區地貌為低平原，與典型區相同，且典型區為林甸灌區的一部分。上述計算過程所選用的參數為典型灌區參數數據，在計算可采用量過程中主要參考了已有工程的經驗資料，選取經驗值。

采用兩種不同方法計算了灌區內地下水可開采量，平均布井法大于天然補給量，開采系數法小于天然補給量，采用開采系數法確定本區地下水可開采量為41 204 m3/d。

4 地下水水化學特征及水質評價

灌區內上部淺層地下水水質較好，礦化度和總硬度偏高，因水量小，沒有集中供水不做評價。下部深層地下水水質較好，地下水水化學類型為HCO3－Na·Ca·Mg型，礦化度 為 620.59 ～746.53 mg/L，總 硬 度 為，387.85 ～420.38 mg/L，屬低礦化度淡水。

灌溉用水水質評價:區內地下水水溫5.0～6.5℃，不宜直接抽水灌溉，需采取增溫措施后抽水灌溉;礦化度低，屬良好的灌溉水源;灌溉系數K值在1.2～18，在排水條件好時適于灌溉。

鹽度、堿度均為超過規定的含量，灌溉對農作物不會產生鹽堿災害。

5 地下水開采技術條件及合理開發建議

林甸灌區面積164.47 km2。淺部含水層2 m左右，巖性為級配不良砂，富水性差，單井涌水量僅有4.48 m3/h，不具備集中開采條件，且礦化度相對較高，不適宜灌溉用水。

中、下部承壓水含水層厚度大，埋藏深。含水層一般為20～26 m，主要由級配不良砂組成，單井涌水量較大，地下水位埋深為3.56～4.09 m，水質較好，適合農田灌溉用水。

根據本灌區地下水埋藏條件，開采井應以管徑為主，管井井徑為300 mm，井深70～90 m為宜，沉淀管長度8～10 m，濾水管30 m，下置深度60～80 m，濾水管周圍以礫料填充，填礫高度高于濾水管頂部4～6m，取水設備采用揚程較大的潛水泵。井的布置以平面交錯布置為宜，井間距＞1 220 m，按確定的允許開采量及單井推算涌水量計算，總布井數控制在35眼以內，開采量應＜41 204 m3/d。

由于灌溉回滲補給量占總的補給量的2/3以上，且地下水為承壓水，上部土層較厚，回滲時間較長，故灌溉初期，井數及可開采量按側向補給及降水量計算，并采取逐步布井，逐漸開采的原則進行。

[1]黑龍江省水利水電勘測設計研究院.林甸灌區初步設計報告[R].哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2009:69－81.