三江平原地下水循环演化特征_徐梦瑶

第34卷第2期人民黄河Vol．34，No．2 2012年2月YELLOW RIVER Feb．，2012【水资源·水环境】三江平原地下水循环演化特征徐梦瑶1，2，梁秀娟1，2，王益良1，李强1，姜佳浃1（1．吉林大学环境与资源学院，吉林长春130026；2．吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室，吉林长春130021）摘要：对三江平原20世纪50—60年代、70—80年代和90年代至今的地下水资源量进行了调查对比，结果表明：低山丘陵区和平原区主要接受大气降水的补给，平原区还接受丘陵区的地下水侧向流补给及河水补给，排泄在早期以蒸发为主，后期以人工开采为主；三江平原地下水循环演化是从20世纪70—80年代开始发生负均衡变化的，而在农业经济发展的90年代负均衡更加显著，形成了一些地下水超采区。

关键词：地下水循环；地下水开采；三江平原中图分类号：P641文献标识码：A doi：10．3969/j．issn．1000-1379．2012．02．023Evolution Characteristics of Groundwater Circulation in Sanjiang PlainXU Meng-yao1，2，LIANG Xiu-juan1，2，WANG Yi-liang1，LI Qiang1，JIANG Jia-jia1（1．College of Environment and Resources，Jilin University，Changchun130026，China；2．Key Laboratory of Groundwater Resources and Environment，Ministry of Education，Jilin University，Changchun130021，China）Abstract：The changes of groundwater resources in Sanjiang Plain were compared in different decades，i．e．the periods of1950－1960s，1970－1980s and since1990．In the study area，hilly areas and plains are replenished mainly by precipitation．Hilly plains also receive lateral recharge of groundwater and river supply．Evaporation is mainly discharge way in the early days．Then withdrawal becomes the major drainage method．Evo-lution of groundwater in Sanjiang Plain begins to be negative balance since1970－1980s．The greater withdrawal in1990s with the development of agricultural economy happens which has formed groundwater overdraft districts．Key words：groundwater cycle；groundwater exploitation；Sanjiang Plain三江平原是由黑龙江、乌苏里江和松花江3条大江冲积而成的低平沃土，地域广阔，农业经济发达，是我国重要的商品粮基地。

随着多年来经济的发展，地下水的开发利用显著增多，导致地下水位下降、沼泽湿地减少、径流量锐减、水循环条件变差等一系列环境地质和生态环境问题。

目前，已有不少学者就三江平原各地区地下水资源进行了研究。

刘东等［1］对853农场未来年降水的变化趋势进行了预测，提出可以充分利用降水偏多期的雨洪资源，积极开展地下水人工补给。

姚章村等［2］提出利用“闸池井机、沟管洞缝”模式人工补给回灌地下水。

秦华联等［3］研究了佳木斯市井灌稻面积和地下水承载能力，提出要限制过度打井灌溉，大力发展地表水灌溉，利用水库供给城市用水，以减小城区地下水的开采压力。

刘强等［4］认为三江平原垦区缺乏富有建设性的地下水资源开发利用总体规划和市场意识。

杨湘奎等［5］将三江平原划分为3个区域，提出“浅中深含水层联合开发、中深含水层联合开发、深层地下水开发”3种开发利用地下水的方案。

刘正茂等［6］提出要对地下水位进行实时监测，使地下水位降幅控制在一定范围内，适度开发地表水资源，实现地下水与地表水联合调度的目标。

笔者研究了三江平原的地下水循环演化特征，旨在分析该区地下水补排现状和地下水动态特征，找出其变化规律和影响因素。

1研究区概况三江平原位于黑龙江东北部，总面积约为10．89万km2，沼泽与沼泽化土地面积约为240万hm2。

黑龙江干流在平原的河长为406km，松花江干流在平原的河长为357km，乌苏里江流经平原河段从松阿察河口至与黑龙江汇合口全长为478km。

该区年降水量为500 600mm，主要集中在6—8月，年蒸发能力为1200 1500mm。

三江平原自中生代以来，经历了多次以大面积沉积为主的间歇性沉降运动，沉积了厚度较大的第三系和第四系河湖相含水层，形成了平原目前的总体格局。

第四纪地壳运动塑造了三级层状地形，形成了一个巨型的低凹潜水－微承压水盆地。

三江平原分布着广阔的孔隙潜水，主要分布于各江河的河漫滩或河流一、二级阶地沼泽洼地内，构成了沙砾石松散堆积收稿日期：2011-08-19基金项目：教育部高校博士点基金资助项目（2001830044）。

作者简介：徐梦瑶（1986—），女，吉林长春人，硕士研究生，研究方向为地下水科学与工程。

通讯作者：梁秀娟（1964—），女，吉林长春人，教授，研究方向为地下水资源模拟与开发利用。

E-mail：lax64@126．com·36·层含水体，由山前向低平原逐渐变厚，富水性相应从弱到强。

地下水大多为承压水或微承压水，地下水埋深变化大，从平原向山前由浅到深，变幅为1 3m。

各含水层间无隔水层，可视为一巨厚的连续含水体，其水文地质特征垂向变化不明显。

河谷平原（集中在佳木斯、双鸭山、七台河和鸡西一带）分布有第三系和白垩系碎屑岩含水层，含水层厚度为35 130m。

承压水头北部高、南部低，地下水埋深为1．87 17．72m，南侧边缘较深，北部较浅。

富水性受岩相和含水层岩性控制，河流相地区含水层厚度大、粒度大、富水性较好，湖相地区含水层厚度小、粒度细、富水性差。

山区分布有基岩裂隙水。

宝清县南部低山区分布有基岩风化裂隙潜水，含水层厚20 30m，水位埋藏深度较大，富水性强。

研究区南部丘陵区的风化裂隙潜水富水性中等，丘陵前缘含水层厚度为20 30m，泉流量小于0．1L/s；基岩风化裂隙承压水分布于丘陵外围的山前台地，与低山丘陵区风化裂隙水相连通，接受侧向流补给，排泄于河谷平原沙砾石含水层或第三系含水层，地下水埋深为5 30m。

2地下水循环特征三江平原的低山丘陵区和平原区主要接受大气降水补给，平原区一级阶地、二级阶地还接受丘陵区地下水侧向流及河川径流补给。

地下水总体由西北流向东南，局部受构造控制流向有所变化。

同江—富锦—集贤一线以西地区，第四系孔隙水和裂隙孔隙水分别从绥滨凹陷区的西部、南部由山前地带向东北部松花江和黑龙江汇流区流动；同江—富锦—集贤一线以东地区，第四系孔隙水和裂隙孔隙水从前进凹陷南部山前地带及西部残山（残丘）前缘地带向北东方向的黑龙江与乌苏里江汇流区流动，最终通过黑龙江干流及河谷潜流流出盆地。

浅部基岩裂隙水接受大气降水入渗补给后，一部分排泄于地表，另一部进入深部裂隙，通过径流排泄于第四系孔隙水中。

地下水动态与均衡分析可以用来帮助查清地下水的补给与排泄，确定含水层之间以及含水层与地下水体的关系［7］。

三江平原属于大型汇水区，其地下水动态类型有降水入渗－蒸发型、水文型、开采型。

研究区地表水和地下水之间存在着密切的补排关系。

在沙砾质河谷平原，河水流量增加，水位上涨，河水位高于地下水位时，会对地下水进行补给，使地下水位上升，河水流量减少，水位降低；河水位低于地下水位时，地下水补给河水，会导致地下水位下降。

河水是地下水的重要补给来源，河水年际动态变化将直接导致地下水位年际动态变化，地下水循环具有水文型动态特征。

在沙砾质扇形平原及泥沙质低平原广大地势低平区，地下水位埋藏浅，受降水影响，雨季地下水获得大量补给，地下水位上升，蒸发作用强烈，潜水水位动态变化具有降水入渗－蒸发类型特征。

开采型主要分布在黏土质平原中部，大量开采地下水导致水位大幅下降，随着雨季的来临、开采量减少，降水入渗补给量增大，地下水位开始上升。

地下水在局部区域也进行着小循环。

3地下水循环演化根据三江平原地下水循环条件的变化，将地下水循环演化分为3个阶段：第1阶段为地下水自然循环阶段（20世纪50—60年代），地下水基本没有开采，完全处于自然状态；第2阶段为地下水开采循环阶段（70—80年代），地下水开始开采，但规模不是很大；第3阶段为地下水过量开采阶段（90年代至今），地下水被大规模开发利用，诱发一系列地质和生态环境问题。

3．1演化情况（1）地下水自然循环阶段。

在20世纪50—60年代，三江平原地广人稀，地下水基本未得到开发。

地下水的补给项有降水入渗补给和山前侧向流，总补给量为34．74亿m3/a，97．05%来自大气降水入渗补给；地下水排泄项有地下水蒸发和河道排泄，总排泄量为34．71亿m3/a，地下水蒸发排泄量占92．26%（见表1）。

平原内部沼泽遍布，地下水位埋藏很浅，地下水主要消耗于蒸发。

在没有人类大面积活动干扰的前提下，三江平原地下水交替较缓慢，黑龙江流域排泄量略大于补给量，而松花江和乌苏里江流域则恰好相反。

综合全区来看，地下水处于平衡状态，地下水资源丰富，总补给量和总排泄量基本持平。

这一阶段地下水完全受控于自然环境，地下水循环完全遵循自然规律。

表120世纪50—60年代三江平原年平均地下水资源量万m3/a流域补给量降水入渗山前侧向流总补给量排泄量蒸发河道排泄总排泄量补排差松花江102292．24628．3106920．595735．410988．5106723．9196．6黑龙江72074．5964．173038．668485．74672．873158．5－119．9乌苏里江162750．04654．3167404．3155984．211218．4167202．6201．7合计337116．710246．7347363．4320205．326879．7347085．0278．4（2）地下水开采循环阶段。