高淑清

(黑龍江綏化水文局，黑龍江綏化152000)

綏化市是黑龍江省重要的商品糧和畜牧業(yè)發(fā)展基地。但目前水資源問題已經(jīng)成為各項經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的制約因素，而且由于水資源的不合理開發(fā)利用所產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題也日漸突出。同時，水資源開發(fā)利用規(guī)劃、評價工作薄弱、滯后，與高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會需求不相適應(yīng)，以往相關(guān)的分析評價工作，很少開展地下水系統(tǒng)分析工作。

為了進(jìn)行地下水資源合理開發(fā)利用研究和正確認(rèn)識地下水資源開發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)之間的相互關(guān)系，為更準(zhǔn)確的評價地下水資源奠定基礎(chǔ)，本文在綜合分析、參閱大量資料的基礎(chǔ)上，運用地下水系統(tǒng)理論，對綏化市平原區(qū)地下水系統(tǒng)進(jìn)行合理劃分，確定不同層次地下水系統(tǒng)的區(qū)、級。

1 綏化市平原區(qū)地下水系統(tǒng)概述

綏化市平原區(qū)位于松嫩平原中東部，是東面環(huán)山，西面與嫩江平原接壤，南北水繞的盆地。盆地是在長期的內(nèi)、外動力地質(zhì)作用下，形成現(xiàn)在的地質(zhì)、地貌和含水層及其結(jié)構(gòu)格局。該盆地自上白堊紀(jì)以來，沉積了白堊系明水組、四方臺組和第四系砂、砂礫石、黃土狀土層。其中第四系中更新統(tǒng)砂礫石綏化承壓水盆地，含水巖組顆粒較粗，富水性較強(qiáng);分布在通肯河、呼蘭河河谷的潛水含水巖組，上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)沖積砂、砂礫石，富水性好。這些含水層的地質(zhì)體(含水層)構(gòu)成了該區(qū)的地下水賦存系統(tǒng)。而系統(tǒng)內(nèi)含水層的形成與分布主要受地質(zhì)結(jié)構(gòu)控制，因此，盆地地質(zhì)結(jié)構(gòu)是控制地下水賦存系統(tǒng)發(fā)育的主要因素。

綏化市平原區(qū)是一個由山前向西南傾覆的儲水盆地。在盆地東北部近山前地帶地下水標(biāo)高200～220 m，而在西南部地下水排泄地帶地下水位標(biāo)高僅110～120 m，總水位差為90～100 m。可見，地下水從山前地帶的高標(biāo)高區(qū)到松花江的低標(biāo)高區(qū)存在很大的勢能差。在這種勢能差驅(qū)動下，地下水由高標(biāo)高地帶向低標(biāo)高地帶流動，產(chǎn)生區(qū)域地下水流場，進(jìn)而形成了綏化市平原區(qū)的區(qū)域地下水運動系統(tǒng)。在天然條件下，自然地理因素(地形、水文、氣象)控制著地下水水勢場，因而是控制地下水流動系統(tǒng)的主要因素。

2 含水層系統(tǒng)劃分

從宏觀角度來看，綏化市平原區(qū)是一個大型含水層系統(tǒng)。它是一個包含第四系孔隙水、白堊系孔隙—裂隙水的地下水含水層系統(tǒng)。地下水含水層系統(tǒng)邊界是由周邊的各種弱透水層、基巖巖體、阻水?dāng)鄬咏M成。含水層系統(tǒng)內(nèi)有白堊系、第四系含水層(組)，各含水層之間在平面或剖面上有著直接或間接的水力聯(lián)系，并共同構(gòu)成區(qū)內(nèi)地下水的儲存空間與徑流通道。在分布范圍上，白堊系含水層分布較小，且埋藏較淺，只有在缺水區(qū)才被作為供水含水層。第四系含水層分布范圍較大，且有潛水和承壓水含水層之分，是本區(qū)域的主要地下水開采層。

依據(jù)含水層的地質(zhì)時代和儲水介質(zhì)類型，將綏化市平原區(qū)含水層系統(tǒng)劃分為兩個含水層亞系統(tǒng)，即第四系孔隙含水層亞系統(tǒng)、白堊系孔隙—裂隙含水層亞系統(tǒng)。

表1 綏化市平原區(qū)含水層系統(tǒng)劃分表

2.1 第四系孔隙含水層亞系統(tǒng)

2.1.1 第四系孔隙潛水含水層

2.1.1.1 高平原中更新統(tǒng)沖洪積砂礫石與黃土狀土含水巖組

中更新統(tǒng)潛水含水層巖組主要分布于高平原。含水巖組由不連續(xù)分布的砂、砂礫石組成，富水性貧富相差懸殊，在砂礫石缺失區(qū)，上部的黃土狀土和下部的白堊系基巖風(fēng)化帶也成了當(dāng)?shù)厣钣盟墓┧畬?。肇東以南的砂土波狀高平原，局部含水層分布有薄層和砂礫石層，厚度一般為3～6 m富水性中等，單井涌水量在100～1 000 m3/d，水位埋深5～10 m。其他地區(qū)如明水、青岡、望奎等第四系承壓水盆地之外的砂土波狀高平原，含水層多為黃土狀土，水量貧乏，單井涌水量＜100 m3/d，局部底下有白堊系風(fēng)化裂隙帶，單井涌水量可達(dá)100～1 000 m3/d。

2.1.1.2 河谷上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)沖積砂、砂礫石含水巖組

呈帶狀分布于呼蘭河干流及其支流的河漫灘及階地。含水層為現(xiàn)代河流沖積的砂和砂礫石層，含大量泥質(zhì)，間夾黏性土薄層或透鏡體。呼蘭河河谷，含水層顆粒粗或厚度大，富水性強(qiáng)，單井涌水量多為1000～3 000 m3/d或＞3 000 m3/d;通肯河及河流的支谷，含水層顆粒細(xì)、厚度薄，富水性弱，單井涌水量多為100～1 000 m3/d或 ＜100 m3/d。

2.1.2 第四系孔隙承壓含水層

高平原承壓水盆地中更新統(tǒng)沖湖積砂、砂礫石含水層巖組分布于綏化、海倫等承壓水盆地及肇東—五站一帶，是高平原承壓水盆地的主要含水層。第四系不但厚度較大(多為20～70 m)，而且具有粗細(xì)相間的雙層或多層結(jié)構(gòu)。含水層厚度，多為5～20 m，水位埋深一般為2～10 m，地形低洼地帶自流。該含水層的下部隔水底板多為白堊系泥巖或泥質(zhì)砂巖，頂板多為上荒山組或上更新統(tǒng)的黃土狀土。含水層之上覆蓋有20～40 m的中、上更新統(tǒng)黏性土層，周邊被白堊系弱透水層包圍，地下水補(bǔ)給條件不佳，大氣降水只能通過上覆黏性土層越流補(bǔ)給該含水層。

綏化承壓水盆地，含水層由砂、砂礫石組成，厚10～30 m。上覆亞黏土、下伏泥巖，構(gòu)成隔水頂、底板，頂板埋深10～40 m，水位埋深5～20 m。由北向南含水層厚度增大，頂板埋深增加。由東北向西南，富水性增強(qiáng)，承壓水頭埋深變淺。

海倫承壓水盆地，含水層由砂、砂礫石組成，厚多為5～10 m。上覆亞黏土，下伏泥巖，構(gòu)成隔水頂、底板，頂板埋深15～20 m。水位埋深7～15 m，富水性較弱。

肇東—五站承壓水盆地，含水層以砂為主，厚10～15 m。上覆亞黏土，下伏泥巖，構(gòu)成隔水頂、底板，頂板埋深20 m左右。水位埋深5～15 m，富水性較弱。

上述各承壓水盆地，由于地處河間地塊，在盆地內(nèi)又有河流通過，因此，與河谷潛水及河水存在較密切的水力聯(lián)系。各承壓水盆地邊界均與弱透水的松散巖類孔隙含水層接觸，可接受潛水側(cè)向徑流補(bǔ)給。承壓水頂板厚度多為10～20 m，巖性多為黃土狀土，隔水性能較差，屬弱透水層，因此，這些盆地中的下部承壓水與上部潛水有較密切的水力聯(lián)系，形成自上而下的越流補(bǔ)給系統(tǒng)。

2.2 白堊系孔隙—裂隙含水層亞系統(tǒng)

白堊系含水層一般埋藏較深，富水性較差，多數(shù)地區(qū)供水意義不大。被開采的含水層主要分布在高平原，含水層為上統(tǒng)的四方臺組和明水組。

主要分布于低平原邊緣和高平原的西緣，頂板埋深為40～100 m，局部 ＜40 m或100～200 m。含水層以明水組粉細(xì)砂巖、含礫砂巖為主，局部為砂礫巖，泥質(zhì)微膠結(jié)，較疏松，含水層一般有3～5層，單層厚度多為5～12 m，累計厚度一般20～40 m，局部50～70 m。明水組含水層上段以粉細(xì)砂巖為主，以明水縣為中心，分布比較穩(wěn)定，由北向南，粒度變粗，由粉細(xì)砂巖變?yōu)楹[中細(xì)砂巖，層數(shù)減少，由三層漸變漸變?yōu)橐粚樱塾嫼穸龋?6 m。含水層下部巖性為中細(xì)砂巖，累計厚度20 m左右，局部地段，由于構(gòu)造隆起不利于地下水的賦存，富水性較弱。復(fù)向斜軸部及小型構(gòu)造盆地含水層相對較厚，富水性增強(qiáng)，富水性由盆地邊緣向中心，由向斜構(gòu)造兩翼向軸部逐漸加強(qiáng)，單井出水量從100 m3/d增大至1000 m3/d。

3 含水層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按照主要含水層系統(tǒng)的上、下疊置關(guān)系，確定綏化市平原區(qū)含水層系統(tǒng)是一種“雙層結(jié)構(gòu)含水層系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)類型，見圖1。

雙層含水層系統(tǒng)由第四系孔隙含水層和白堊系—裂隙含水層組成。上部第四系孔隙含水層在不同的地區(qū)賦水條件差異較大。在綏化承壓水盆地含水巖組為中更新統(tǒng)砂礫石，含水巖組顆粒較粗。含水層厚度，盆地中心一般在10～30 m，富水性較強(qiáng)(1000～3 000 m3/d)，盆地邊緣較薄。其他地區(qū)一部分含水巖組為中更新統(tǒng)亞黏土，下部為不連續(xù)分布(呈條帶狀或局部片狀)的砂、砂礫石，厚度＞(1～3 m)，還有相當(dāng)一部分地區(qū)含水巖組為黃土狀土，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)村生活用水的主要供水層，含水條件差。砂礫石層富水性中等，黃土狀土富水性差。砂、砂礫石含水巖組，單井出水量一般在300～1000 m3/d;黃土狀含水巖組單井出水量＜100 m3/d。分布在通肯河、呼蘭河河谷的潛水含水巖組，為上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)沖積砂、砂礫石，富水性好。

圖1 綏化市平原區(qū)含水層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布圖

雙層結(jié)構(gòu)含水層系統(tǒng)的下部是白堊系孔隙裂隙層間承壓水層和構(gòu)造裂隙含水帶(脈)。白堊系含水層產(chǎn)出條件極為復(fù)雜，既有層狀或似層狀的含水層，也有脈狀富水帶(脈);儲水空間既有孔隙—裂隙，也有單一的裂隙。含水層巖性差異較大，白堊系上統(tǒng)明水組、四方臺組多為泥質(zhì)弱膠結(jié)的粉細(xì)砂巖和中細(xì)砂巖，為富水性不均勻的孔隙裂隙層狀或似層狀含水層。

4 地下水(流)系統(tǒng)劃分

綏化市平原區(qū)是包含兩個含水層的盆地，各含水層都具有各自相對獨立的水流系統(tǒng)，在剖面上形成了淺層、中層和深層相互聯(lián)系、又相互獨立的地下水流系統(tǒng)。淺層地下水受地貌條件控制，常形成局部地下水流;中、深層地下水在一些地段形成中間性地下水流，在另一些地段則形成區(qū)域地下水流;淺層、中深層地下水流系統(tǒng)在平面上的分布范圍是不一致的，地下水流系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)系錯綜復(fù)雜，有著各種形式的水力聯(lián)系。盆地地下水總體的流動趨勢是從補(bǔ)給區(qū)向盆地中心排泄區(qū)匯流，最后通過松花江干流、呼蘭河干流及河谷潛流流出盆地。

將綏化市平原區(qū)作為一個地下水系統(tǒng)，其分布范圍與含水層系統(tǒng)分布范圍一致。在垂向上可分為淺層和中、深層兩個地下水流動系統(tǒng)，且分布范圍不一致。根據(jù)淺層地下水的主要控水因素—流域水系、地下水之間的水力聯(lián)系及水循環(huán)條件，以潛水區(qū)域地下水分水嶺為界，將淺層地下水系統(tǒng)劃分為呼蘭河、通肯河一個淺層地下水系統(tǒng)。中、深層承壓地下水系統(tǒng)則按照承壓含水系統(tǒng)及水流特征，劃分為一個高平原第四系孔隙承壓水地下水系統(tǒng)。

4.1 淺層地下水系統(tǒng)

淺層地下水流場受地形和水文系統(tǒng)控制，與地表水聯(lián)系密切，地下水流自分水嶺向控制水系基準(zhǔn)面徑流，最后通過松花江干流河水及河谷潛水排出區(qū)外。

4.1.1 呼蘭河、通肯河地下水系統(tǒng)

分布于海倫、綏化地區(qū)，西部邊界為嫩江與呼蘭河地下水分水嶺，屬零流量邊界，東部含水層系統(tǒng)與小興安嶺山區(qū)基巖相接觸，大部分屬于隔水或弱透水邊界，山區(qū)河流為測向補(bǔ)給邊界，南部邊界為松花江干流，是地下水排泄邊界。

該系統(tǒng)第四系孔隙潛水不豐富，地下水的主要補(bǔ)給來源是大氣降水和小興安嶺山區(qū)的地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給，由高向低，從臺地向呼蘭河、通肯河河谷及開采漏斗區(qū)方向徑流，一般地區(qū)水力坡度2‰～8‰，在綏化、海倫承壓水盆地潛水下滲補(bǔ)給承壓水，并在承壓水盆地低的一側(cè)頂托補(bǔ)給上層潛水，最終流向松花江河谷排出區(qū)外。此外，潛水與白堊系地下水之間也有相互補(bǔ)給關(guān)系，一般在靠近小興安嶺地區(qū)，潛水位高于白堊系地下水位，淺水下滲補(bǔ)給白堊系地下水。

4.2 中、深層承壓地下水系統(tǒng)

4.2.1 高平原第四系孔隙承壓水

高平原第四系孔隙承壓水系統(tǒng)包括海倫、綏化、肇東承壓水盆地，含水層時代為中更新統(tǒng)砂礫石，有相對獨立的局部地下流系統(tǒng)，同時又通過上層潛水或河谷潛水相互聯(lián)系。這些承壓水盆地一般處于河間地塊，盆地內(nèi)有河流通過，承壓水頂板厚度較薄，多為10～20 m，部分20～30 m，巖性多為黃土狀土，隔水性能較差，屬弱透水層，因此，這些盆地中的承壓水與上部潛水及河水有著較密切的水力聯(lián)系，形成自上而下的越流補(bǔ)給系統(tǒng)。同時，各承壓水盆地邊界均與弱透水的松散巖類孔隙潛水含水層接觸，可接受地勢較高處潛水的側(cè)向徑流補(bǔ)給。地下水一部分從高水頭向低水頭徑流排出承壓水系統(tǒng)，一部分向開采漏斗區(qū)匯集被開發(fā)利用。

綏化承壓水盆地分布面積較大，向東北延伸至丘陵地區(qū)，盆地有內(nèi)呼蘭河通過，地下水可接受山丘區(qū)地下水的側(cè)向徑流補(bǔ)給和降水入滲補(bǔ)給，由盆地南北兩側(cè)向呼蘭河谷及下游徑流，排泄于呼蘭河與松花江河谷潛水。水力坡度在呼蘭河上游為2‰左右，下游為0.5‰左右。受綏化市集中開采影響，在其周圍形成了約120 km2的地下水位下降漏斗，漏斗中心水位埋深48.30 m，累積降深12.25 m，從而改變了其周圍的地下水流場，使漏斗周圍地下水向漏斗中心匯集。

海倫承壓水盆地位于海倫市與通肯河之間，含水層由砂、砂礫石組成，厚5～10 m。上覆亞黏土，下伏泥巖。地下水主要接受降水入滲和東部潛水徑流補(bǔ)給，并由東北向西南徑流，排泄于通肯河谷潛水，稅利坡度2‰～3‰。在海倫市周圍，由于地下水開發(fā)程度高，形成了面積約30 km2的局部地下水下降漏斗，漏斗周圍地下水向漏斗中心匯集，漏斗中心水位累積降深已達(dá)22.0 m。

肇東成壓水盆地面積較小，承壓水接受西南、西北和東北3個方向的潛水徑流補(bǔ)給，向東南方向徑流排泄，水力坡度3‰左右。

5 區(qū)域地下水循環(huán)

5.1 淺層地下水循環(huán)

高平原降水較多，地下水主要接受大氣降水和來自小興安嶺的側(cè)向徑流補(bǔ)給，順地勢由高向低匯入各自流域水系河谷，并排泄于河中，最終匯入松花江干流。地下水在徑流途中部分下滲補(bǔ)給下部承壓水，在局部低洼處接受承壓水的頂托越流補(bǔ)給。

跨越不同地貌單元的河谷潛水，是溝通地下水的紐帶，除接受降水和潛水補(bǔ)給外，還通過河谷接受山區(qū)地下水補(bǔ)給及灌溉回滲和承壓水頂托補(bǔ)給。

5.2 中、深層承壓水循環(huán)

高平原承壓水盆地的第四系承壓水直接接受周圍潛水的側(cè)向徑流補(bǔ)給和潛水自上而下的天窗或越流形式補(bǔ)給，以徑流形式向河谷方向運動，并補(bǔ)給河谷潛水。

5.3 地下水總循環(huán)

綜上所述，綏化市平原區(qū)地下水的主要補(bǔ)給源是大氣降水的垂直滲入，其次為山區(qū)地下水的側(cè)向徑流和地表水的滲漏。其中大氣降水入滲是最普遍的地下水補(bǔ)給形式。主要排泄方式是蒸發(fā)、河流排泄、側(cè)向徑流及人工開采。

綏化市平原區(qū)地下水系統(tǒng)的輸入系統(tǒng)由降水入滲、河水入滲、側(cè)向徑流和灌溉水回滲補(bǔ)給組成，其中以降水入滲占主導(dǎo)地位。輸出系統(tǒng)由潛水蒸發(fā)、向河流排泄、側(cè)向徑流排泄和人工開采組成，其中潛水蒸發(fā)和人工開采占主導(dǎo)地位。運轉(zhuǎn)系統(tǒng)則是由淺層地下水系統(tǒng)和中深層地下水系統(tǒng)組成。

［1］韓振新，等.黑龍江省水文地質(zhì)志［M］.哈爾濱:黑龍江人民出版社，2000.

［2］中國地質(zhì)調(diào)查局.全國地下水資源及其環(huán)境問題調(diào)查評價技術(shù)要求［S］.北京:中國地質(zhì)調(diào)查局，2006.

［3］孫才志，等.松嫩盆地地下水資源分布特征、開發(fā)潛力及21世紀(jì)用水對策［J］.自然資源學(xué)報，2001，16(04):354-359.