南水北调中线沙河至黄河段沿线地下水位变化规律探究

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1、南水北调中线沙河至黄河段沿线地下水位变化规律探究　　摘要：地下水问题是南水北调中线工程建设遇到的三大关键技术难题之一，研究揭示沿线地下水动态变化规律对保证工程安全具有重要意义。2010年-2012连续3年在丰、枯水期，利用22眼监测井对中线沙河至黄河段沿线分别开展了地下水位监测，并收集整理了沿线40km范围内的11眼国家级地下水位长期监测资料。通过对这些监测数据分析，初步认为中线沙河至黄河段沿线地下水位变化趋势虽然总体上比较平稳，但由于沿线水文地质、工程地质条件复杂（膨胀土渠段、上层滞水分布广泛

2、等），存在较多风险渠段，如遭遇强降雨等外界不利因素，地下水仍可能会对工程安全造成威胁。关键词：南水北调；地下水；工程影响中图分类号：P64；TV68文献标识码：A文章编号：南水北调中线沙河至黄河段起点位于河南省鲁山县薛寨村北，终点在荥阳市西北王村，线路长234.910km[1]。渠线沿伏牛山、嵩山东部的低山丘陵和黄淮平原的过渡地带北上，沿途地貌为丘陵、岗地和河谷平原相互穿插分布。该段工程沿线地下水埋深较浅，赋存类型包括：碳酸盐岩岩溶裂隙水，分布在宝丰西南；基岩裂隙水，分布在鲁山及陉山；其他地段为

3、松散岩类孔隙水，富水性中等[2]。由于沿线工程地质、水文地质条件复杂，特别是在膨胀土、不利地层组合、深挖方等工程地质条件下，高地下水位或者地下水位变动可能对工程建设和运行安全造成影响，因此研究地下水位变化规律及对工程安全的影响具有重要意义。1资料收集1.1近三年地下水位实测资料2010年5月对中线沙河至黄河段开展了为期一周的浅层地下水位调查工作，调查渠段总长240km，调查获得浅层地下水位109处，平均2km一个控制水位点；2010年10月针对5月第一次水位测量情况，选取埋深小于10m的79处井

4、位，进行了第二次水位调查，监测井次统计表见表1。2011年5月再次对沙河至黄河段开展了为期一周的浅层地下水位调查工作，共调查水位点103个，平均约2km一个水位观测点。为了分析沙河至黄河段沿线地下水位年内变化规律，本文选择了22眼观测井（见表2），自2011年2月至10月对沿线地下水位进行逐月观测，取得了9个月的观测数据。2012年5月又对沿线开展了为期2天的浅层地下水位调查工作，共调查地下水位点39个。10表1中线工程沙河至黄河段沿线地下水位实测数统计1.2地下水位多年历史监测资料为了分析沿线

5、地下水年际变化规律和趋势，根据监测井的分布、监测层位、资料完整情况等因素，收集整理了中线工程沙河至黄河段沿线40km范围内的11眼国家级地下水长期监测井资料，见表3[3]。国家级监测井资料按照地下水监测规范要求，专人测量，监测频率每5日1次，每月6次。监测资料时间跨度最早从1965年开始，部分为20世纪80、90年代起进行监测。1.3近三年实测地下水位变化情况分析根据2010年5月、10月监测数据、国家级和省级长系列监测资料，经测算延展，推测出沙河至黄河段沿线历史最高和最低水位值，绘制了中线沙河

6、至黄河段沿线地下水位图，见图1。根据2010年-2012年4次地下水位实际调查监测数据，对监测点位不同时间地下水位进行分析，初步得到相应渠段近3年地下水位的变化情况，见图2，表4。由图1可以看出，从2010年5月-2012年6月，各点地下水位变化不大，同年中丰水期地下水位略高。由图2可以看出，2011年5月份水位与2010年同期相比，多数井位数据略高，2012年同期水位又有所下降。表3中线工程沙河至黄河段沿线国家级长期监测井基本情况10图12010年沙河至黄河段沿线地下水位变化曲线2地下水位变化

7、规律分析2.1地下水位年内变化规律分析2.1.1长期监测井地下水位年内变化分析国家级长期监测井数据系列长采集相对密集，更能直观地看出地下水位在一年时间内的变化过程。选择了4101230001号国家级监测井（新郑市）作为代表，绘制该井典型年份和多年平均地下水位年内变化图，见图3。从图中可以看出，多年年内水位在1月开始缓慢下降，至6月水位达到年内最低，然后转而上升，至10月上旬达到汛后最高水位，因此呈“单峰单谷型”水位动态过程。图34101230001号国家级监测井（新郑市）多年年内地下水位变化曲线

8、2.1.2专门监测井地下水位年内变化分析沙河至黄河段共设专门观测井22眼，根据水位资料分析，多数专门观测井年内最高水位出现在9月-10月或者3月，最低水位出现在6月-7月。图4为宝丰县杨庄镇乌鸾照村监测井，地下水位年内变化规律明显，2月开始缓慢下降，至5月降至年内最低，之后逐渐回升，到9月达到一年内的最高水位，年变幅约2.0m。图4宝丰县杨庄镇乌峦赵村地下水位年内变化曲线Fig.4Variationofgroundwaterlevelin10WuluanzhaoVillage，Yangzhuan