3地表水和地下水转化关系分析
由于近年来挠力河流域水田面积不断增加，人工开采地下水资源量大于地下水可开采量，导致地下水位下降明显，湿地面积不断萎缩、结构破坏及功能退化，生态环境状况发生不可逆转的破坏，水循环模式发生着相应的改变，径流的产汇过程和时空分布规律发生着相应的变化、地表水和地下水资源之间转化关系同样会有所改变，因此研究本流域地表水和地下水之间的转化关系及转化量，对于研究本区域水资源循环机理以及对水资源合理配置和可持续利用具有很重要的实
际意义。
挠力河为左岸的较大支流之一，发源于脉北坡，境内七里嘎山。
干流由西南流向东北，经、，于从左岸注入乌苏里江，主要支流有七星河、、等。
挠力河上游为山丘区，坡度较陡，中下游为平原区和平洼区，流经的是三江平原腹地。
从1956 年开始，10万转业官兵开发北大荒。
先后在宝清县境内外建起国营农场群。
在县境内有 4 个国营农场，其中八五二农场场部设在南横林子，在境内开荒约10万hm2，八五三农场场部设在小清河，在境内开荒7万hm2，五九
七农场场部设在双柳河，境内开荒6万hm2，龙头农场场部设在龙头乡，在县境内开荒1万hm2。
合计县内国营农场开荒共约24万hm2。
另外，县外的国营农
场也进入县境抢开了大量荒地。
到1980年代初期，挠力河流域中宝清站和保安站以上的沼泽率分别降到20% 和17%，宝清站至莱咀子站间的沼泽率为43%。
到1990 年代末，挠力河上游
的沼泽率已不足10%，中下游已降至17.1%。
四个年代挠力河流域湿地面积的状况：1965年为97.46万hm2，1981 年68.2万hm2，1989 年59.60万hm2，1996 年52.26万hm2，可以看出，1960到1980年代，湿地面积变化非常明显，1980年代以后，变化比较缓慢。
天然状态下区内地下水主要通过蒸发、排向沼泽和江河等方式排泄。
在人类活动影响下，主要城市和以地下水为主要灌溉水源的灌区，地下水位下降明显，改变了河水与地下水的天然补排关系，增大了江河水向地下水的转化量。
3.1主要江河代表性测站地表径流变化特征分析
根据挠力河流域菜咀子水文站1956-2014年系列资料，1956-1964年期间以丰水年为主，年平均径流量28.97亿m3；1965-2000年径流量减少，多年平均仅
为11.82亿m3，年径流量平均每年减少了17.15亿m3，相对减少了59.2%。
2001-2014年平均径流为8.05亿m3，相对于1965-2000年这一时间系列径流量减少了3.77亿m3，相对减少31.9%，速率相对减小。
根据挠力河上游宝清水文站1955-2014年系列资料，1956-1964年期间以丰水年为主，年平均径流量8.32亿m3；1965-2000年径流量减少，多年平均仅为3.77亿m3，年径流量平均每年减少了4.55亿m3，相对减少了54.69%。
2001-2014年平均径流为2.82亿m3，相对于1965-2000年这一时间系列径流量减少了0.95亿m3，相对减少25.2%。
根据七星河保安水文站1957-2014年系列资料，1957-1964年期间以丰水年为主，年平均径流量3.07亿m3；1965-2000年径流量减少，多年平均仅为1.47亿m3，年径流量平均每年减少了1.6亿m3，相对减少了52.12%。
2001-2014年平均径流为1.08亿m3，相对于1965-2000年这一时间系列径流量减少了0.52亿m3，相对减少32.5%。
综合上述计算分析，根据挠力河流域多年降水资料及流域地下水开发利用程度来看，地表径流减少是有一定原因的，一是降水量减少，相应径流量也有所减少；二是大规模开荒种田，土地利用类型大大改变，原有湿地系统遭到破坏，水循环方式也随之变化，径流量明显减少；三是大规模开发水田，通常打井种稻，地下水开采量增大，由于地下水位下降，也增大了地表水向地下水的转化量，而大量开发利用于农田灌溉的水量，有多数通过蒸发方式消耗于大气中，回到河道的水量有限，也加剧了河道径流量的衰减。
通过菜咀子水文站与上游宝清水文站、保安水文站地表径流量减小速率的对比来看，由于挠力河中游地段大面积开荒种稻，大量开采地下水，改变中游地段的水循环模式，导致地表水补给地下水的资源量随之变大，故地表径流减小的幅度较上游地表径流减小的幅度大。
大规模开采地下水资源，而且挠力河中游地区地形平坦开阔，河谷地段岩性为Q4卵砾石，颗粒较粗，地表水和地下水之间的水力联系十分密切，会导致天然条件下江河水季节性补给地下水的状况，即地表水和地下水互补型，转化为江河水常年补给地下水的状况，随着地下水资源的不断开采，这种转化趋势还会进一步增强。
图3.1 挠力河干流菜咀子测站年径流量变化曲线
图3.2 挠力河干流宝清测站年径流量变化曲线
图3.3 七星河保安测站年径流量变化曲线
3.2地表水和地下水资源的转化量
河流渗漏补给地下水的水量大小不仅与河水位、地下水位的高低有关，而且与河床沉积物及浅层含水层的岩性有关。
本次研究的目的层是河床沉积物和潜水含水层，河流横向剖面概化如图3.4所示。
在挠力河及其支流不断流的情况下，河流渗漏补给地下水为饱和流运动，根据地下水动力学的基本定律—达西定律，河流渗漏补给地下水单宽流量及总量可表示为:
式中：—河流补给地下水的单宽流量（m3/d）；
—河床沉积物与含水层的等效渗透系数（m/d）；
—垂直于断面的水力坡度；
—断面含水层平均厚度（m）；
—断面的宽度（m）；
—河流补给地下水时间（d）。
图3.4 河流横剖面示意图
图中，及分别为河床沉积物、潜水含水层的垂向、水平渗透系数，为河床沉积物的平均厚度，为透过河床沉积物的河水在潜水含水层中渗流至长观井所经过的路径长度，取为河床沉积物底板至长观孔的距离。
垂直于河床沉积物与含水层层面的等效渗透系数则可采用公式(4-3)计算得到:
计算河段的划分将会直接影响着计算精度。
河水的垂直入渗是通过河段内上、下断面的水面宽所构成的水体，与河床相接触而完成的，因此，在划分河段时，应尽可能使同一河段具有形态均匀、河床处于同一地质单元的特点。
本次研究中，根据挠力河河床沉积物透水性、河道形态以及河道两侧农作物种植情况分别将挠力河及其主要支流七星河划分为若干个子河段，每个子河段包括地下水动态观测井，以直线作为子河段的范围界定标志，并给予编号，如图3-5所示。