影響地下水位的因素分為自然因素和人為因素。在自然條件下, 由于氣候因素在多年中趨于某個(gè)平均狀態(tài),因此地下水的補(bǔ)給量與排泄量在多年中保持平衡。本文通過(guò)數(shù)據(jù)研究泰州市城區(qū)河道封閉工程(即人為因素)影響地表水從而間接影響地下水位變化,分析地下水監(jiān)測(cè)井代表性發(fā)生改變,對(duì)保證地下水資料延續(xù)性提出相關(guān)建議。
泰州市城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城區(qū)水生態(tài)環(huán)境改善很多,但城區(qū)河道“水淺”“水死”“水臟”現(xiàn)象仍然存在。在非汛期,城區(qū)水位僅為1.8~2.2m。冬春季節(jié)枯水期,城區(qū)河道河岸裸露,不少小型河道幾乎干涸見(jiàn)底。城區(qū)東西向河道老通揚(yáng)運(yùn)河,被泰州引江河“攔腰截?cái)唷保潜?28國(guó)道流域控制線上的水利工程長(zhǎng)期封閉,在冬春季節(jié),城區(qū)水體普遍處于滯流狀態(tài),無(wú)法得到交換,造成了“水死”。城區(qū)部分河道污染嚴(yán)重,水質(zhì)劣于五類的河道已占52%;有些河道水體生態(tài)嚴(yán)重退化,個(gè)別河道甚至變成臭水溝,幾乎不見(jiàn)水生植物。為改變上述情況,泰州市主城區(qū)實(shí)施河道封閉工程。
目前泰州市城區(qū)河道封閉工程完工,該工程由三個(gè)工程組成,即增加城區(qū)調(diào)水能力的閘泵站工程,提高城區(qū)通南片蓄水和防洪能力的控制工程,改善河道水質(zhì)、提高河道水環(huán)境容量的河道綜合整治工程。城區(qū)一天增加長(zhǎng)江水源200萬(wàn)m3,形成城區(qū)通南片相對(duì)獨(dú)立的水系,蓄住城區(qū)水源,使城區(qū)河道水位常年保持在2.6m左右的景觀水位。
圖1 靈敏度實(shí)驗(yàn)圖表
圖2 地下水監(jiān)測(cè)井地層柱狀圖
圖3 2010年泰州市海陵區(qū)泰州站工程完工前地下水位、河道水位、降水量過(guò)程圖
圖4 2017年泰州市海陵區(qū)泰州站工程完工后地下水位、河道水位、降水量過(guò)程圖
為了對(duì)分析區(qū)域的地下水變化進(jìn)一步說(shuō)明,選擇泰州地下水位監(jiān)測(cè)站的觀測(cè)資料。泰州地下水位監(jiān)測(cè)井位于泰州市主城區(qū),與河道水位、降水量站點(diǎn)相距100m,建立于 1961年2月,從有觀測(cè)資料至今,沒(méi)有出現(xiàn)觀測(cè)資料缺失和井干的情況,資料系列的一致性較好,且透水靈敏度試驗(yàn)證明該井的監(jiān)測(cè)條件良好。因此對(duì)泰州地下水監(jiān)測(cè)站的資料進(jìn)行系統(tǒng)分析。靈敏度試驗(yàn)圖表與地下水監(jiān)測(cè)井地層柱狀圖見(jiàn)圖1、圖2。
為更好地分析泰州市城區(qū)河道封閉工程(即人為因素)影響地表水從而間接影響地下水位變化,選取工程完工前、后各一年的水文數(shù)據(jù)(主要是降水量相近年份)進(jìn)行比較分析。
工程完工前(2010年)河道的年平均水位2.38m,年最高3.81m(7月14日),年最低1.81m(1月25日);地下水年平均水位3.36m,年最高4.30m(7月13日),年最低2.99m(12月3日),年變幅1.31m;年降水量1102.1mm,最大連續(xù)不降水日達(dá)27d(11月15日至12月11日),年蒸發(fā)量827.3mm,見(jiàn)圖3。
工程完工后(2017年)河道的年平均水位2.55m,年最高2.97m(9月25日),年最低2.09m(8月13日);地下水年平均水位3.95m,年最高4.45m(9月25日),年最低3.63m(8月5日),年變幅0.82m;年降水量1113.1mm,最大連續(xù)不降水日達(dá)26d(11月20日~12月15日),年蒸發(fā)量918.6mm,見(jiàn)圖4。
泰州市城區(qū)河道在自然條件下以及河道封閉工程完工狀態(tài)下,在豐水年、平水年河道水位全年低于地下水位,即地表水常年接受地下水補(bǔ)給,并未因河道封閉工程完工改變河道成為地下水的排泄出路。本文采用專業(yè)淺層地下水監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、河道水位數(shù)據(jù)、雨量站數(shù)據(jù),排除其他因素的較小影響。著重通過(guò)降水入滲、淺層地下水與地表水相互作用兩個(gè)因素對(duì)淺層地下水位的影響,分析得出以下結(jié)論:因?yàn)樗こ淘诳菟诔橐退Ц吆拥浪?,豐水期及時(shí)排出澇水,強(qiáng)降水的到來(lái)提前預(yù)降河道水位,河道水位常年穩(wěn)定2.6m左右,間接使得淺層地下水位穩(wěn)定,造成淺層地下水的年變幅變小、最低水位極值出現(xiàn)的時(shí)間發(fā)生改變,封閉工程實(shí)施前地下水年最低水位出現(xiàn)在枯水期,封閉工程實(shí)施后地下水年最低水位出現(xiàn)在主汛期。
(1)應(yīng)尋找同一類型的淺層地下水,打?qū)S镁M(jìn)行觀測(cè),使資料的連續(xù)性和代表性得以延續(xù)。
(2)相對(duì)獨(dú)立的小水系,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的資料累積,便于研究水利工程影響地表水量,進(jìn)而分析淺層地下水與地表水的相互作用關(guān)系