工程勘察項目地下水水位變化幅度分析

吳高權(quán)

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四七隊，湖南 長沙 410129）

地下水水位受氣象、水文、人為等因素的影響較大，具有一定的周期性及隨機性，一般隨著降水量的增加而升高，隨著取水量的增加而下降，其變化幅度因地理環(huán)境不同而不同[1，2]；其中，氣象因素主要表現(xiàn)在降水和蒸發(fā)上，地下水水位在枯水期下降，在豐水期上升；水文因素表現(xiàn)為山塘水庫等地表水對地下水下滲補給的影響，地表水量豐富地下水上升，反之則下降；人為因素主要指地下水開采對地下水位的影響，調(diào)查區(qū)的開采主要包括灌溉用水及生活用水的開采，開采量大則地下水水位下降，反之則上升。通過觀測井的長期水位觀測，可以完善區(qū)域水文地質(zhì)資料，有助于了解觀測點地下水的排泄、徑流、補給條件，可以比較直觀地反映出地下水的變化規(guī)律；可用于指導(dǎo)勘察成果中場地地下水水文參數(shù)的提出，對后期的工程設(shè)計及施工具有積極意義。

1 氣象水文特征

圖1 月平均降雨量趨勢圖

長沙屬亞熱帶溫濕氣候帶，具明顯的季風(fēng)氣候特征，降雨較豐沛，雨季大部分集中在4-9月份，約占年降水的65%以上，降雨量大于蒸發(fā)量。場地范圍及附近的地表水主要為溪水、溝渠、山塘和水庫，主要來源是大氣降水，主要流向由北往南；地下水主要包括上覆土層中的松散層潛水和基巖裂隙水兩類，補給來源主要為側(cè)向徑流補給及大氣降水等地表水下滲補給。根據(jù)收集到的氣象資料，長沙月平均降雨量如圖1所示。

2 觀測成果分析

地下水水位的觀測方式有鉆井觀測和水準(zhǔn)觀測等傳統(tǒng)方式[3，4]；隨著科技的進(jìn)步，地下水水位自動監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)成熟，在地下水水位長期監(jiān)測中得到了普遍應(yīng)用。本次基于成本控制，采用傳統(tǒng)觀測方式對固定觀測井進(jìn)行了為期一年的地下水水位觀測，觀測時間段為2019年6月至2020年6月，觀測頻率為月均1-2次，雨天一般選在雨后2-3天再進(jìn)行觀測，主要觀測地下水水位的埋深。根據(jù)場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)查成果，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，本次選取4個觀測井對地下水水位進(jìn)行了觀測，4個觀測井的基本情況如表1所示。

表1 觀測井基本情況表

根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，各觀測井的水位埋深變化情況分別如圖2-圖5所示。

圖2 觀測井1水位埋深趨勢圖

該觀測井整體地勢較高，地表水由西北側(cè)往東南側(cè)匯集流動，地下水主要補給來源為降水、水庫等地表水下滲補給及側(cè)向徑流補給，地下水類型主要為基巖裂隙水。根據(jù)上圖可知，該觀測井一年內(nèi)地下水埋深變化趨勢與降水量趨勢總體一致，僅局部時間段異常，地下水埋深走勢呈“U”型，枯水季節(jié)時地下水水位變化幅度總體不大；該觀測井地下水水位最大變化幅度約為7米。

圖3 觀測井2水位埋深趨勢圖

該觀測井整體地勢稍低，地表水由東側(cè)往西側(cè)匯集流動，地下水主要補給來源為降水、水庫等地表水下滲補給及側(cè)向徑流補給，地下水類型主要為基巖裂隙水及松散層潛水，其中基巖裂隙水具承壓性。根據(jù)上圖可知，該觀測井一年內(nèi)地下水埋深變化趨勢與降水量趨勢總體一致，僅局部時間段異常，地下水埋深走勢呈“U”型，枯水季節(jié)時地下水水位變化幅度較小；該觀測井地下水水位最大變化幅度約為4米。

圖4 觀測井3水位埋深趨勢圖

該觀測井整體地勢較高，地表水由東北西三側(cè)往南側(cè)匯集流動，地下水主要補給來源為降水、水庫等地表水下滲補給及側(cè)向徑流補給，地下水類型主要為基巖裂隙水。根據(jù)上圖可知，該觀測井一年內(nèi)地下水埋深變化趨勢與降水量趨勢大概一致，局部時間段異常，地下水埋深走勢呈“V”型，枯水季節(jié)時地下水水位仍有較大的變化幅度；該觀測井地下水水位最大變化幅度約為7米。

該觀測井整體地勢較高，地表水由西北側(cè)往東南側(cè)匯集流動，地下水主要補給來源為降水、水庫等地表水下滲補給及側(cè)向徑流補給，地下水類型主要為基巖裂隙水。根據(jù)上圖可知，該觀測井一年內(nèi)地下水埋深變化趨勢與降水量趨勢大概一致，地下水埋深走勢呈“V”型，枯水季節(jié)時地下水水位有一定的變化幅度，但變化幅度不大；該觀測井地下水水位最大變化幅度約為5米。

圖5 觀測井4水位埋深趨勢圖

比較以上四圖可知，各觀測井的地下水埋深變化趨勢與月平均降水量趨勢總體上是保持一致的，但每個觀測井又有自己的一些特點。枯水季節(jié)1號觀測井與2號觀測井地下水水位上下波動，未出現(xiàn)3號觀測井與4號觀測井的“V”型低點；每個觀測井水位異常出現(xiàn)的時間沒有一致性，基本上是隨機的；地層情況基本相同的1號、3號、4號觀測井，地下水水位變化趨勢沒有相關(guān)性；2號觀測井的地下水水位在枯水季節(jié)時波動較為平緩，且時間跨度較其他三個觀測井的要長，可能的原因在于該觀測井所處地勢低，地下水補給充分，且該基巖裂隙水具有承壓性。

3 結(jié)語

（1）根據(jù)本次觀測成果，結(jié)合勘察期間的地質(zhì)調(diào)查情況及區(qū)域水文地質(zhì)資料，黃花鎮(zhèn)勝利村及其附近地下水水位的年變化幅度一般為4米-7米，局部區(qū)域可達(dá)8米，地勢高的地方水位年變化幅度一般較大。

（2）地下水水位的變化與降雨等地表水有關(guān)聯(lián)，具有一定的周期性，豐水季節(jié)水位高，枯水季節(jié)水位低；地下水水位的變化還具有一定的隨機性，主要表現(xiàn)在不同地勢條件，不同地質(zhì)條件，不同開采條件等影響下，地下水水位的變化幅度是不同的。

（3）工程建設(shè)過程中的高挖低填對地下水的影響很大，可能會造成原有的地下水資料不適用于當(dāng)前的工程條件，需引起重視；鑒于一般道路建設(shè)要先于其他工程建設(shè)，可考慮在道路建設(shè)過程中設(shè)置地下水長期監(jiān)測點，為后續(xù)的工程建設(shè)提供詳細(xì)可靠的地下水資料。