浅层地下水动态及其影响因素 前言 研究目的与意义
阐述海岸带地下水动态监测之作用与意义（其一，对土壤盐分运移的影响；其二，对植被空间分布和演替的影响；其三，对农田排水），评述前人在该地区的工作，结合拟展开的工作，重点分析已有的不足，点名本次工作的意义
2 材料与方法
地下水监测井空间布点的原则、监测的方法，所可能获得数据和分析方法
1. 监测井的布设
根据不同的土地利用方式在黄河三角洲海积冲积平原区布置了7口地下水动态监测井，其中有5口井分布于东营市垦利县的黄河口镇，剩下的2口井位于河口区的孤岛镇（图1和表1）。之中的3口井中安装有地下水动态监测系统（型号为ecolog OTT 800），能够实时监测浅层地下水的水位温度和盐分动态，设备以30分钟为间隔监测地下水动态，每天监测48次，通过GPRS信号向位于中国科学院烟台海岸带研究所内的服务器发送数据，分别在每天的0时、6时、12时、18时各发送一次相应时间间隔内的12个数据文件。每个数据文件包含7组内容，分别为地下水位（m），地下水温度（℃），电池电压（伏特V，可以指示设备电量及工作状态），地下水电导率（ms/cm），地下水盐度（ppt），地下水总溶解固体（TDS，g/L）和数据传送的GPRS移动信号。其中电压和移动信号每6小时测一次，地下水盐度和TDS是由电导率根据经验公式计算出的，此过程在监测设备内完成。其余5口井还未安装在线监测设备。
图 1监测井井位分布图
在黄河口镇中心轴线沿着黄河由东至西布置5口井，分别为井2、井7、井3、井1和井4，它们之间直线距离分别为3.67Km、1.89Km、9.74Km和1.63Km。井2位于中国科学院黄河三角洲湿地生态环境试验站内，井1在黄河农场的大田内，这两口井都设有地下水动态监测设备（ecolog OTT800），安装时间分别为2013年10月和2014年5月。井3、井4、井7位于承包农户的农田内。相应的位置关系可见表1。
孤岛镇的两口观测井（井5、井6）毗邻，直线距离约260m，距黄河故道约2km。井5旁为稻田，安装有地下水动态监测系统（ecolog OTT800）,安装时间为2014年7月；井6则在荒地内，主要植物为芦苇。
表 监测井位置及土地利用方式
井号 井1 井2 井3 井4 井5 井6 井7
编号 1 2 3 4 5 6 7
经度 118°49'57.67
\118°58'43.95
\
纬度
高程m
位置
37°42'34.23
\37°45'53.04
\37°45'55.78
118°55'2.63\\118°49'12.1437°41'58.09
\\118°40'34.6337°55'20.86
\\118°40'45.0137°55'23.35
\\118°56'17.7237°46'08.18
\\
距黄河约4.5Km，距渤海约
2.002 20Km
距黄河和渤海分别约为3Km、
1.025 15Km
距黄河约为2 Km，距海岸约
2.259 18Km 3.226 据黄河约为5 Km，距海约20 Km
距黄河故道约2 Km，距渤海约
4.540 26 Km
距黄河故道约2.5 Km，距渤海约
1.526 26 Km
距黄河约2 Km，距渤海海岸约
1.613 18Km
土地利用方
式 小麦和玉米轮作 荒地 小麦大豆轮
作 棉花 水稻 荒地 水稻
3、结果与分析部分
2. 地下水位动态及其影响因素
2.1 地下水埋深动态
研究区域位于黄河三角洲海积冲积平原区，地下水埋深动态主要受大气降水、地表水、渠系入渗的影响, 即与气象、水文等因素有关, 主要为蒸发型。一般年内变化可分几个阶段, 每年在棉花春播前的3～4 月春灌开始, 地下水位开始升高, 出现一个小峰值; 5～6 月, 为枯水期, 水位下降, 6 月底达到最低值; 7～9 月为丰水期, 水位上升, 8 月水位达到最高值; 10 月至次年2 月为调整期。根据在线监测的数据，绘制井1、井2和井5的地下水埋深动态变化曲线（图2），并统计了这三口井的地下水位（表2）。忽略1号井10月7日地下水埋深的突变，由图中三井的地下水埋深曲线可以看出，井1、井2、井3显示出相似的峰值位置和变化趋势。其中井2具有明显的周期变化，且以月为周期，再者井2离渤海较近，可以说明潮汐作用对其地下水动态有着显著的影响；井3的地下水动态具有相似的变化规律，但远没有井2那么明显，说明潮汐作用对井5的地下水动态也具有一定的影响；井1未见以月为周期的地下水动态变化规律。根据表2的地下水埋深统计分析，井1、井2和井5的地下地下水埋深平均值分别为1.727m，1.514m，0.760m，相应的地下水位为0.275m，-0.489m和3.78m，这在一定程度上反映了滨海平原地区浅埋深、水位高的特点。根据井1和井2的埋深可以看出受海潮影响距海越近，地下水埋深越小，而受地形的影响离海越远，地下水位越高。井5地下水的浅埋深高水位则是由其地形和土地利用方式造成的，濒临黄河河道和水稻田，有充足的水源补给地下水，使其地下水埋深处于较浅的水平，而抬高的河床则使其水位较高。从观测期内的地下水变幅来看井1和井2的变幅较大，分别为2.378m和1.907m，井5的观测期较短（约6个月），在此之内有0.76m的地下水变幅，变幅较小。虽然有很大的地下水变幅，然而结合图2却发现井1的地下水位相对平稳，看不出
明显的季节变化，仅在10月7日由于大田的大水漫灌使得地下水位突然急剧升高；而井2的地下水由于潮汐作用而呈现出较为剧烈的震荡变化，但在大的趋势上与井5都呈现出一定的季节性上涨和消落的水位动态特征（如7-9月份）。
表 1地下水动态统计分析表
井号 井1 井2 井5
监测数据量 地面高程 10574 19967 7419
2.002 1.025 4.540
地下水埋深
最大值 2.438 2.244 1.204
最小值 0.060 0.337 0.156 变幅 2.378 1.907 1.048 平均值 1.727 1.514 0.760
地下水 平均水位 0.275 -0.489 3.780
2014/1/7 19:302014/4/1 3:302014/6/23 11:302014/9/14 19:302014/12/7 3:300.00.5 井1 井2 井3地下水埋深 (m)1.01.52.02.53.0
图 2地下水埋深动态曲线
2.2 地下水埋深影响因素
黄河三角洲地区地下水位动态受降水、蒸发、黄河径流量、海洋潮汐、地形地质条件及引黄灌溉等多重因素交互影响、共同作用，其中降水对该地区地下水位的影响面最广、程度最深，是区域地下水位(浅层)动态变化的主要影响因素。根据三口在线监测井的监测结果可做如下因素分析：井2的地下水动态基本吻合三角洲地区地下水动态变化的普遍规律，此外还受潮汐作用的显著影响，井5的观测时期较短，但可以看出7-9月丰水期地下水位较高的特点，同时也可以看出潮汐作为一个重要的影响因素对地下水动态的作用。井1距离黄河和渤海相对较远，地表水和潮汐对其影响较小，可以认为其地下水动态是降水与灌溉综合作用的结果，结合井位所处大田耕作方式（小麦玉米轮作），3-4月份春灌地下水位上升，六月份种植玉米，地下水同时受到灌溉和降水的补给地下水位上升，10月上旬种植小麦需要大量的灌溉水，从而导致地下水位急剧上升。综上，结合三口监测井的地下水动态，可以看出，影响其地下水动态的主要因素为潮汐、灌溉、以及降水。
3. 地下水盐分动态及其影响因素
3.1 地下水盐分动态
黄河三角洲海积冲积平原区潜水含盐量年内变化总体较为稳定，降水、灌溉或其它人为扰动会影响局部地区的水质变化。此外，黄河三角洲生态补水、刁口河流路恢复过水试验、海洋潮汐等对相关
区域潜水水质也有一定影响。图3为井1、井2和井3的地下水电导率的动态曲线，表3为相应的统计值。由图3可以看出井1电导率在10月上旬大水灌溉前相对比较平稳，而灌溉后电导率突然减小，之后又快速的回升；井2电导率全年平稳；井5在7-9月有较大的动态变化之后趋于稳定。结合表3可以看出井2总溶解固体平均值高达28.81g/L，已接近海水的水平，且变幅较小，考虑到井2离渤海较近，地下水位动态直接受海潮的影响，可以认为该处地下水与海水有直接的水力联系；井5的TDS也高达25.63g/L，其盐分动态变化与地下水位同步，水位越高，盐分越低；而井1由于处于已耕种多年的大田，且远离渤海，地下水盐分及其赋水土层长期在灌溉作用下得到淡化和淋洗，所以TDS较其他两口井低，为15.73g/L。
表 2地下水电导率统计分析表
井号 井1 井2 井3
总数据量 10440 19991 7419
平均值 15.732 28.813 25.631
最小值 0.62 24.76 14.06
最大值 20.37 31.81 27.7
变幅 19.75 7.05 13.64
30TDS (g/L)20100 井1 井2 井52013/10/102013/12/102014/2/102014/4/102014/6/102014/8/102014/10/102014/12/10时间
图 3地下水电导率动态图
3.2 影响因素
浅层地下水矿化度的形成、含量及动态变化与其地质构造、地层岩性、古地理及古气候环境、气象、水文、降水及地表水体的深入补、地下水侧向补给和地下水中主要离子的溶解度以及蒸发浓缩作用、地貌等因素的综合影响有直接关系。根据井1所处的地形地貌及其地下水盐分的动态规律，可以看出影响其地下水盐分的主要因素为灌溉入渗稀释和地下水盐分的对流补给；井2地下水稳定的高含盐量，可能是由于海水入渗补给造成的，此外夏季高温丰水期地下水盐分升高，可能是降水将土壤盐分淋洗至浅层地下水的缘故；井5地下水盐分在丰水期随水位的升高而降低，是因为井旁稻田有蓄积降水的效果，从而直接入渗稀释地下水。
4、结论
