常曉峰，戴長雷，趙佚鑫，王思聰

(1. 黑龍江大學(xué)寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；2. 黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080；3. 黑龍江大學(xué)中俄寒區(qū)水文和水利工程聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150080；4. 哈爾濱市磨盤山水庫管理處，黑龍江 哈爾濱 150001)

黑龍江中下游中俄跨國界含水層俄羅斯側(cè)所在的水文地質(zhì)單元是典型的跨國界含水層。它位于黑龍江流域東部，西為小興安嶺，北為外興安嶺，東為錫霍特山，南為長白山，由中國、俄羅斯兩國共同享有，是黑龍江流域3個(gè)中俄跨國界含水層中的一個(gè)。此前，只對(duì)該含水層的中國側(cè)進(jìn)行過地下水資源區(qū)劃，俄羅斯部分的相關(guān)研究成果較少[1]。為了更好地對(duì)該含水層俄羅斯側(cè)進(jìn)行水文地質(zhì)條件分析，并分析其對(duì)三江平原的影響，因此有必要把該含水層俄羅斯側(cè)作為研究區(qū)，對(duì)其進(jìn)行區(qū)域特征分析。

1 研究區(qū)所在流域水文地質(zhì)分區(qū)

1.1 研究區(qū)所在流域位置與范圍

研究區(qū)位于黑龍江流域中下游，是中俄共同享有的跨國界含水層，其名字也因此而定。黑龍江流域位于亞洲東北部。按源頭劃分，可分為南北兩源：南源為額爾古納河，其上源為克魯倫河；北源為石勒喀河，其上源為鄂嫩河?？唆攤惡印⒍跄酆泳l(fā)源于蒙古國北部。南北兩源在中國黑龍江省漠河縣以西的洛古河村匯合后，稱為黑龍江。自西向東沿途接納北岸的結(jié)雅河、布列亞河、阿姆貢河以及南岸的松花江、烏蘇里江等支流，在俄羅斯尼古拉耶夫斯克(廟街)附近匯入鄂霍次克海韃靼海峽[2]。若以克魯倫河為源計(jì)算，黑龍江全長5498 km，位居世界第六；若以中國境內(nèi)的海拉爾河為源計(jì)算，黑龍江全長4440 km，位居世界第十。黑龍江流域非常遼闊，面積為184.3萬km2，位居世界第十，比中國境內(nèi)面積最大的長江流域還要大[3]。

1.2 研究區(qū)所在流域水文地質(zhì)分區(qū)

水文地質(zhì)分區(qū)是對(duì)一個(gè)地區(qū)水文地質(zhì)條件的高度概括性總結(jié)，它綜合反映研究區(qū)域的水文地質(zhì)特征、區(qū)域地下水與周圍介質(zhì)相互作用下的形成規(guī)律和分布規(guī)律。進(jìn)行水文地質(zhì)分區(qū)時(shí)需考慮的因素包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石性質(zhì)、含水層和隔水層的產(chǎn)狀、分布及其在地表的出露情況、地形地貌、氣象和水文因素等。

研究區(qū)所在的黑龍江流域可劃分為9個(gè)水文地質(zhì)區(qū)，分別為蒙古高原干旱氣候帶水文地質(zhì)區(qū)、松嫩平原濕潤氣候帶水文地質(zhì)區(qū)、西北山區(qū)凍層帶水文地質(zhì)區(qū)、外興安嶺凍層帶水文地質(zhì)區(qū)、結(jié)雅河平原濕潤氣候帶水文地質(zhì)區(qū)、布列亞山地濕潤氣候帶水文地質(zhì)區(qū)、阿姆貢河平原海洋氣候帶水文地質(zhì)區(qū)、三江平原海洋氣候帶水文地質(zhì)區(qū)、長白山濕潤氣候帶水文地質(zhì)區(qū)(見表1、圖1)。其中，研究區(qū)所在水文地質(zhì)單元位于“三江平原海洋氣候帶水文地質(zhì)區(qū)”[4]。

表1 黑龍江流域水文地質(zhì)分區(qū)編號(hào)及名稱

圖1 黑龍江流域水文地質(zhì)分區(qū)示意圖

2 研究區(qū)所在流域中俄跨國界含水層

跨國界含水層是指其組成部分位于不同國家的含水層。進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界各地專家與學(xué)者在跨國界含水層這一研究領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步。教科文組織的國際水文計(jì)劃于2008年發(fā)布的首份跨國界含水層地圖中，初步標(biāo)定了亞洲的12個(gè)跨國界含水層。但此次標(biāo)定仍遺漏了很多跨國界含水層，需進(jìn)一步完善[5]。以亞洲地質(zhì)圖等資料為基礎(chǔ)[6-7]，中國學(xué)者對(duì)中國地下水資源及跨國界含水層做了很多研究[8]。中國地質(zhì)大學(xué)(北京)韓再生教授團(tuán)隊(duì)根據(jù)跨國界含水層規(guī)模的大小，在亞洲標(biāo)定了67個(gè)跨國界含水層，包括49個(gè)區(qū)域跨國界含水層和18個(gè)局部跨國界含水層[9]。

位于黑龍江流域的中俄跨國界含水層一共有3個(gè)(見圖2)。由陰影圈定的部分為三個(gè)跨國界含水層的大致位置和范圍，自西向東分別為額爾古納河中俄跨國界含水層、黑龍江中游結(jié)雅河、布列亞河平原中俄跨國界含水層、黑龍江中下游中俄跨國界含水層，編號(hào)分別為A、B、C。

由于此前學(xué)術(shù)界對(duì)額爾古納河中俄跨國界含水層與黑龍江中游結(jié)雅河、布列亞河平原中俄跨國界含水層的研究力度不足，兩地的相關(guān)研究成果較少，因此，只能根據(jù)現(xiàn)有的黑龍江流域地形圖、黑龍江流域地表水分區(qū)圖等相關(guān)資料，初步判斷含水層的大致位置和范圍。額爾古納河中俄跨國界含水層位于黑龍江流域西北部，東為大興安嶺，西為博爾曉沃奇內(nèi)山，中部為額爾古納河沿岸谷地，因其位于額爾古納河沿岸而得名。黑龍江中游結(jié)雅河、布列亞河平原中俄跨國界含水層位于黑龍江流域中部，東為布列亞山，北為外興安嶺，西側(cè)與南側(cè)邊界為小興安嶺，其范圍包括了結(jié)雅河與黑龍江、布列亞河與黑龍江匯流河口，也因此而得名[10]。黑龍江大學(xué)寒區(qū)地下水研究所出版的《黑龍江(阿穆爾河)流域水勢研究》在對(duì)黑龍江流域水文地質(zhì)區(qū)劃進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述了黑龍江中下游中俄跨國界含水層位置與范圍等特征[11]。

圖2 黑龍江流域三個(gè)中俄跨國界含水層位置示意圖

3 研究區(qū)所在水文地質(zhì)單元特征分析3.1 位置與范圍

研究區(qū)所在的水文地質(zhì)單元即為黑龍江中下游中俄跨國界含水層，它是典型的跨國界含水層。該含水層的巖性包括砂石、砂礫石、含礫砂、亞黏土等。其東、西、南、北部邊界由低山丘陵地區(qū)的各種弱滲透性地層、巖漿巖體、阻水?dāng)鄬咏M成，構(gòu)成含水層的隔水邊界。下部邊界為泥巖層或完整基巖，構(gòu)成含水層的底部隔水邊界。上部平面邊界主要為砂土、粉土等，有利于大氣降水的入滲和蒸發(fā)。由東、西、南、北邊界及上部與下部邊界構(gòu)成了完整的水文地質(zhì)單元。

對(duì)該含水層范圍進(jìn)行確定，需綜合分析區(qū)域自然地理特征(包括河流水系、地形地貌、氣候降水等)與區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征(包括行政區(qū)劃、重要城市等)，并參考《中國河湖大典(黑龍江、遼河卷)》[12]、《亞洲地下水系列圖》[13]等資料。

該含水層位于黑龍江流域的東部，西為小興安嶺，北為外興安嶺，東為錫霍特山，南為長白山，總面積為27.15×104km2。其中，俄羅斯側(cè)包括猶太自治州、哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)西南部、濱海邊疆區(qū)西北部，面積為16.26×104km2，占總面積的59.89%。(見圖2、圖3)。

圖3 黑龍江中下游中俄跨國界含水層范圍示意圖

3.2 俄羅斯側(cè)與中國側(cè)

研究區(qū)所在的黑龍江中下游中俄跨國界含水層可按照行政區(qū)劃、地表水區(qū)劃、地下水區(qū)劃等3因素進(jìn)一步劃分。

該含水層按行政區(qū)劃因素劃分，可劃分為俄羅斯側(cè)(研究區(qū))與中國側(cè)。進(jìn)一步劃分，可劃分為中國黑龍江省、俄羅斯猶太自治州、哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)、濱海邊疆區(qū)等4個(gè)一級(jí)行政分區(qū)及包括中國佳木斯市、俄羅斯比羅比詹市、哈巴羅夫斯克市、阿穆爾河畔共青城市在內(nèi)的53個(gè)二級(jí)行政分區(qū)(見表2)。

表2 黑龍江中下游中俄跨國界含水層行政區(qū)劃

該含水層按照地表水條件因素進(jìn)行劃分，需考慮河流與水系的特征并盡可能保持其完整性。因此，可劃分為4個(gè)地表水分區(qū)。其中，松花江流域全部位于中國側(cè)，黑龍江干流下游區(qū)全部位于俄羅斯側(cè)，黑龍江干流中游區(qū)、烏蘇里江流域由中、俄兩國共同享有(見表3)。

表3 黑龍江中下游中俄跨國界含水層地表水分區(qū)

該含水層按照水文地質(zhì)條件進(jìn)行劃分，需考慮地形、地貌特征與滲透系數(shù)、降水入滲系數(shù)等水文地質(zhì)參數(shù)、氣候條件等?？蓜澐譃?個(gè)地下水評(píng)價(jià)分區(qū)。其中，小興安嶺山前濕潤氣候帶水文地質(zhì)區(qū)完全位于中國側(cè)，外興安嶺山前凍層帶水文地質(zhì)區(qū)、錫霍特山前海洋氣候帶水文地質(zhì)區(qū)全部位于俄羅斯側(cè)，其余分區(qū)由中、俄兩國共同享有(見表4)[14]。

表4 黑龍江中下游中俄跨國界含水層地下水評(píng)價(jià)分區(qū)

3.3 研究區(qū)與其所在水文地質(zhì)單元另側(cè)之間關(guān)聯(lián)

將黑龍江中下游中俄跨國界含水層俄羅斯側(cè)作為研究區(qū)，則該含水層中國側(cè)為研究區(qū)所在水文地質(zhì)單元的另一側(cè)。俄羅斯側(cè)與中國側(cè)共同處在黑龍江中下游中俄跨國界含水層，該含水層河流水系發(fā)達(dá)，地勢低平，且主要受季風(fēng)氣候影響。由表3、表4的區(qū)劃結(jié)果，中、俄兩側(cè)共同享有2個(gè)地表水分區(qū)與3個(gè)地下水評(píng)價(jià)分區(qū)。因此，中、俄兩側(cè)水量交換頻繁，總體呈現(xiàn)出水量從中國側(cè)沿黑龍江干流下游自西南向東北流向俄羅斯側(cè)的態(tài)勢。

從中國側(cè)到俄羅斯側(cè)的水量交換方式大致可分為三類。一是通過黑龍江干流中游段橫截面進(jìn)行運(yùn)輸，二是通過烏蘇里江干流段橫截面進(jìn)行運(yùn)輸。這兩類運(yùn)輸方式又可分為兩種情況，分別為通過河道、通過河道底部下方進(jìn)行水量交換。三是通過黑龍江干流下游段接收來自中國側(cè)三江平原的水量，即中國側(cè)的部分水量排泄到黑龍江干流中游段與烏蘇里江段，隨后沿河流運(yùn)輸，并從黑龍江干流下游段向俄羅斯側(cè)補(bǔ)給水量。

4 結(jié) 論

本文把黑龍江中下游中俄跨國界含水層俄羅斯側(cè)作為研究區(qū)。以黑龍江流域?yàn)楸尘埃瑢?duì)其位置與范圍、水文地質(zhì)條件進(jìn)行闡述，并根據(jù)其水文地質(zhì)條件將其劃分為9個(gè)水文地質(zhì)分區(qū)，其中研究區(qū)所在水文地質(zhì)單元大致位于“三江平原海洋氣候帶水文地質(zhì)區(qū)”內(nèi)。黑龍江流域有3個(gè)中俄跨國界含水層，而黑龍江中下游中俄跨國界含水層即為研究區(qū)所在的水文地質(zhì)單元。隨后，對(duì)該含水層進(jìn)行具體位置與范圍的確定，并從行政區(qū)劃、地表水區(qū)劃、地下水區(qū)劃三因素對(duì)該含水層作出更詳細(xì)的說明，總結(jié)出在該含水層內(nèi)中俄兩國共享2個(gè)地表水分區(qū)與4個(gè)地下水分區(qū)。最后，對(duì)研究區(qū)與研究區(qū)所在水文地質(zhì)單元另一側(cè)(即俄羅斯側(cè)與中國側(cè))進(jìn)行討論。對(duì)黑龍江中下游中俄跨國界含水層俄羅斯側(cè)進(jìn)行區(qū)域特征分析，將有助于今后對(duì)其進(jìn)行地下水與地表水交換方面的研究，并對(duì)其他地區(qū)典型跨國界含水層區(qū)域特征分析提供思路參考和方法借鑒。