松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价重要进展(精)

表1松嫩平原沙化土地分布统计表Table 1Distribution of desertified lands in Songnen pla i n沙地总面积／km 2轻度沙地／km 2占沙地比例／％中度沙地／km 2占沙地比例／％重度沙地／km 2占沙地比例／％向乌沙地5845．01636．228．03441．358．9767．513．1扶余沙地938．761．26．5830．988．546．65．0舍力沙地833．8326．139．1507．760．9泰来沙地1126．2592．652．6388．534．5145．212．9杜蒙沙地4478．42414．453．92045．545．718．50．4齐齐哈尔沙地623．4360．557．8263．042．20．0合计13845．55390．938．97476．954．0977．87．1松嫩平原土地沙化现状与动态变化张哲寰1，赵海卿2，1，李春霞3，刘强1，马宏伟1，朱巍1，张庭秀3（1．沈阳地质矿产研究所，辽宁沈阳110033；2．中国地质大学水资源与环境学院，北京100083；3．吉林省地质调查院，吉林长春130061）摘要：松嫩平原沙地主要分布于松嫩平原的中西部地区，包括松嫩沙地和科尔沁沙地的一部分．沙地分布区处于半干旱地区，年降水量在350～450mm ，是松嫩平原生态环境变化的敏感地区．采用RS 和GIS 集成技术，对松嫩平原1986年和2001年的沙地进行遥感解译，结合野外调查，研究松嫩平原沙地分布的现状及其动态变化.结果表明，松嫩平原土地沙化有进一步发展的趋势，2001年沙地面积比1986年增加了861．1km 2，沙地平均每年以0．44％的速度扩展.其中，重度沙地变化率最大，中度沙地面积数量增加最多，轻度沙地略有减少.关键词：松嫩平原；土地沙化；动态变化松嫩平原位于松辽平原的北部，南部以松辽分水岭为界与辽河平原相连，总面积18．3×104km 2．松嫩平原沙化土地主要分布于松嫩平原的中西部地区，包括松嫩沙地和科尔沁沙地的一部分，地理坐标为东经121°29′～125°48′，北纬44°05′～47°50′.行政范围包括黑龙江省的泰来、齐齐哈尔、大庆、杜尔伯特、富裕、肇源、肇东、肇州，古林省的白城、洮南、通榆、镇赉、长岭、乾安、人安、扶余及内蒙古自治区的科尔沁右翼中旗等17个市县（旗）．松嫩平原沙地地处半干旱地区，由东北向西南，降水量由45mm 减少至35mm ，蒸发量则由1550mm 上升到1850mm．沙地分布区生态环境十分脆弱，是松嫩平原生态环境变化的敏感地区.近20年来人类不合理的经济活动加剧了松嫩平原土地沙漠化的进程．1土地沙化现状与特征土地沙化是指在干旱、半干旱地区，由于自然因素和人为因素的影响，疏松砂质地表的土壤山现以风沙活动、沙丘不同程度活化为主要标志的土地退化过程．通过RS 和GIS 集成技术，对松嫩平原1986年和2001年的沙地进行遥感解译．结合野外调查，研究松嫩平原沙地分布的现状及其动态变化．结果表明，松嫩平原目前有沙化土地13845．5km 2，占松嫩平原土地面积的7．5％．其中轻度沙化面积5390．9km 2，中度沙化面积7476．9km 2，重度沙化面积977．8km 2髴（见表1和图1）.收稿日期：2007－12－10；修回日期：2008－04－07．李兰英编辑．基金项目：中国地质调查局“松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价”项目（编号1212010430352）资助．髴沈阳地质矿产研究所．松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价报告．2007．·水文／环境地质·文章编号：1671-1947（2008）03-0202-07中图分类号：P941.73；P14文献标识码：A地质与资源GEOLOGY AND RESOURCES第17卷第3期2008年9月Vol.17No.3Sep.2008松嫩平原沙化土地主要分布在松辽分水岭北侧、嫩江两岸低平原及第二松花江、洮儿河、霍林河漫滩、阶地．沙地分布区气候自西南向东北由半干旱向半湿润气候过渡，土地沙化程度随气候向半湿润区过渡逐渐减轻．松嫩平原沙地以固定、半固定沙丘为主，流动的沙丘较少．沙化的主要方式是草场和耕地的土壤风蚀、土质沙化和地面覆沙，流动沙丘前移比较少见［1］．沙化程度以中度和轻度沙化为主，占沙地面积的92．9％；重度沙化面积占7．1％．松嫩平原沙化土地土层薄、黏性土含量低，多砂质或砂壤质，有机质含量低，养分贫乏，土壤保肥能力和抗风蚀、水蚀能力差．轻度沙化的土地，有近1／4的面积有明显的风蚀或流沙斑块，并有少量的小型沙堆，自然植被覆盖率30％～50％，土层有效厚度一般在10～20cm，土壤中的黏粒占20％左右．中度沙化土地，其1／4的沙质地表上有少量的斑块状流动沙丘、风蚀坑或吹扬的灌丛沙堆，自然植被覆盖率在10％～30％，土层有效厚度小于10 cm，土壤中的黏粒占10％左右．重度沙化土地，约有1／2的沙质地表上有密集连成片的流动沙丘，抛物线型沙丘或吹扬的灌丛沙堆，自然植被覆盖率小于10％，第3203表层只有几厘米的细土粒或是浅黄色的沙砾直接暴露地表．根据沙地区域分异，全区可划分为6个沙地：向乌沙地、扶余沙地、舍力沙地、杜蒙沙地、泰来沙地和齐齐哈尔沙地．向乌沙地是松嫩平原最大的一片沙地，西起通榆县的向海，向东南延伸至太平川后折向东，经长岭县再折向东北至乌兰图嘎，全长逾220km，宽45～65km，为由多条沙垄组成的弧顶向南凸的巨大弧型沙垄（丘）带．沙垄相对高差10～15m，垄顶较平，略有起伏，最长可达20～30km，最宽3～5km．沙丘多呈桌状和长凳状，丘顶浑圆，高差一般在10～30m．沙垄、沙丘多数为固定或半固定状态，有植被覆盖．但有的沙垄植被遭破坏，风蚀严重，形成许多风蚀坑及风蚀沟．向马沙地具有沙垄（丘）与垄（丘）间洼地、泡沼相间分布的独特的地貌景观，尤其是太平川以东的沙地，洼地宽度从几百米至几千米不等．垄间洼地或湖泊周围分布着面积不等、形状各异的盐碱地．杜蒙沙地位子嫩江东侧的低平原，以杜尔伯特蒙古族自治县境内最为集中，向东包括大庆、肇源西部和林甸南端，是松嫩平原第二大沙地．沙地由一系列北西至南东向的沙带组成，南北长约160km，东西宽约60 km，相对高度10～2m．沙地的北部多为耕地，沙化形式以春季土壤风蚀和地面覆沙为主；中部多为草地和林地，草场退化严重，局部地段有流沙；南部和东南部也多为耕地，并有防护林带保护，但防护林不完善，土壤风蚀沙化随处可见．在大庆西部有大量的风蚀沙坑和严重退化的沙地草场，也有耕地沙化撂荒的现象．扶余沙地位于第二松花江两岸，以右岸的扶余一带较为集中，沙地主要为密集的沙丘群，多为被林地覆盖的固定沙地，裸露的沙丘多集中在沙带的迎风侧和风口处．沙地目前多有防护林保护，但在林网不健全或风口处，也有明显的风蚀和小片流沙．沙化程度以轻度为主，沙化和仍在发展的沙地约占沙地总面积的4．3％．舍力沙地位于洮儿河下游两岸的大安市舍力镇和镇赉南部一带，以舍力一带最为集中，在洮儿河下游漫滩和平原上形成一系列由西北向东南方向延伸的沙带，长约72km，宽约25km．沙丘大部分为固定或半固定状态，土地沙漠化程度以土壤风蚀的轻度沙化为主.近年来，林带破坏严重地段，土地沙漠化有所发展．泰来沙地沿嫩江西侧呈南北向分布于泰来县和镇赉东北部，是松嫩平原沙漠化最为严重的地区，东西宽约40km，南北长约100km.因防护林网尚不健全，春季土壤风蚀强烈.在大风作用下，沙质土壤由岗上向岗下移动，形成小片流沙和风蚀坑．风蚀坑在不断扩大，覆沙由薄变厚．在江桥镇的嫩江沿岸有流动沙丘，流动沙丘面积167hm2，占该沙地总面积的0．15％．齐齐哈尔沙地位于齐齐哈尔、富裕一带，沿滨洲铁路以北的嫩江两岸断续分布．由于耕地的防护林保护较好，沙化程度较轻．沙漠化方式主要为春季土壤风蚀和局部地表覆沙．2土地沙化的动态变化松嫩平原土地沙漠化有进一步发展的趋势，沙化土地面积在扩大，沙地面积平均每年以0．44％的速度在扩展．不同程度沙化土地变化有所不同，其中轻度沙化面积略有减少，中度沙化面积增加最多，重度沙化面积发展最快（见图2）．在过去的15年里，土地沙化面积增加了861．1km2，平均每年增加57．4km2．与1986年相比，沙地面积增加了6．6％，年均增长率为0．44％．其中，重度沙地面积增加了173．5km2，增长了21．6％，年均增长1．44％；中度沙地面积增加了753．3km2，增长了11．2％，年均增长0．75％；轻度沙地面积减少了56．6km2，减少了1．2％，年均减少0．08％（见表2）．从沙化土地面积增加的速度分析，齐齐哈尔沙地和泰来沙地发展较快，沙地面积比1986年分别增加了91．3％和17．1％，年平均增加6．09％和1．14％；向乌沙地、舍力沙地、杜蒙沙地面积变化不大．从不同程度沙化土地变化情况分析，齐齐哈尔沙地的中度沙化土地发展最快，面积增加了近3倍，年均增加26．2％．泰来沙地重度沙地发展较快，重度沙地面积比1986年增加了2．6倍，年均增加17．9％．杜蒙沙地中度沙化土地发展较快，中度沙地面积比1986年增加了60％，年均增加4．06％．从行政区看，齐齐哈尔市、泰来县、大庆市及肇源县沙地面积增加较快，增加的沙地主要是中度和轻度沙地．其中大庆和齐齐哈尔市沙地面积增加了1倍以上，每年平均增加约7％；通榆县、杜尔伯特、前郭县以及内蒙境内原来沙化严重的地区沙地面积变化不大；长岭县、肇东市和肇州县沙化土地面积有所减少．从沙化面积发展的地理分布上看，原来沙化比较严重的地区，如向乌沙地、杜蒙沙地和舍力沙地，经过几十年的治理，沙化面积基本得到控制，虽有小幅度增加，但每年发展速度均小于0．25％.而北部的齐齐哈尔沙地和泰来沙地发展较快，发展速度分别为6．09％和1．14％．地质与资源2008年2043土地沙化的影响因素影响土地沙化变化的因素，既有自然因素，也有人为因素．干旱的气候、风大，林草覆率低和丰富的沙源是土地沙化形成的自然因素，经济活动增强、滥砍滥伐、过度垦植和水资源大量开发是加剧土地沙化进程的人为因素．3．1气候因素松嫩平原沙地地处半干旱地区，年降水量在350～45mm，年蒸发量在1550～1850mm，蒸发量是降水量的3~4倍．特别是春季，降水只占全年降水量的10％左右，大部分地区的湿润指数都在0．1以下，是一年中最干旱的季节．春季干旱的同时又有强风，松嫩西部春季平均风速达5．1m／s．全年平均大风日数为26．3天，其中春季为17．1天，约占全年的60％［2］．春季植被刚进入生长季，盖度低，沙质地表裸露，在大风频繁作用下，极易发生强烈的风沙活动．自1951年以来，松嫩平原气温平均升高了2℃左右（图3）［3］，降水量减少了70～90mm，蒸发量增加了80～100mm．气温升高、降张哲寰等：松嫩平原土地沙化现状与动态变化第3期205沙地沙化程度1986年2001年面积变化年均变化率／％向乌沙地总面积5635．25845．0209．80．25轻度1524．31636．2111．90．49中度3413．73441．327．50．05重度697．2767．570．30．67扶余沙地总面积828．1938．7110．60．89轻度61．261．2中度786．2830．944．70．38重度41．846．64．70．76舍力沙地总面积806．4833．827．40．23轻度69．9326．1256．224．45中度736．5507．7－228．8－2．07泰来沙地总面积962．01126．2164．21．14轻度460．7592．6131．91．91中度461．9388．5－73．5－1．06重度39．4145．2105．817．90杜蒙沙地总面积4426．84478．451．60．08轻度3129．12414．4－714．7－1．52中度1271．92045．5773．74．06重度25．918．5－7．4－1．90齐齐哈尔沙地总面积325．9623．4297．56．09轻度272．6360．587．92．15中度53．4263．0209．626．19合计总面积12984．413845．5861．10．44轻度5456．55390．9－65．6－0．08中度6923．67476．9753．30．75重度804．3977．8173．51．44表2松嫩平原沙化土地变化表Table2Changes in area of desertified land in Songnenplan from1986to2001水量减少为土地沙化提供了自然条件．3．2地质因素新构造运动、地表砂质土壤丰富和水系变迁是松嫩平原土地沙化的主要地质因素．第四纪以来，松嫩平原新构造运动显著，地壳升降运动频繁，先后有9次波动，3个较大的振荡旋回［4］．更新世晚期，老断裂复活及新构造隆起导致松辽分水岭的形成［5］．分水岭的抬升使早期地层出露地表，同时引起河床摆荡与河流相沉积物的裸露，为沙地的形成提供了地质条件．松辽分水岭的隆起使松辽水系解体，改变了第二松花江、嫩江及辽河水系的分布，使第二松花江、嫩江向东流，辽河向南流，导致原本属于这两个流域的长岭、通榆南部和双辽北部地区变成了无常年性河流的的干旱缺水区．全新世随气候的变化，沙地经历了多次稳定期与活化期［6］，这与气候变化及河流改道有直接关系，并形成了冲积-湖积平原、沙垄和垄间洼地相间分布的独特的地貌景观．用14C、热释光及考古等方法对沙地古土壤和风成沙进行测年，得到本区沙地土壤年龄在全新世初期（11000a．B．P）到晚期（1200a.B．P．）［7］，即形成于松辽分水岭形成的同期或之后．丰富的地表砂质土壤为风沙提供了物质基础，松嫩沙地的沙源来自松花江、嫩江、洮儿河、霍林河的冲积河谷平原及西南的科尔沁沙地．科尔沁沙地第四纪松散沉积物一般厚100mm左右，最大厚度超过180m，粒级集中在0．5～0．01mm之间，以中细砂为主，直接出露地表，分布于松花江、嫩江、洮儿河、霍林河等河谷平原的沙地．第四纪松散沉积物厚度一般70～90m，其上部粒级多为0．25～0．1mm［8］．已有的沙地土层薄、含量单位：ｋｍ２．地质与资源2008年206黏粒含量低，多砂质或砂壤质，抗风蚀能力低．这些沙地及已有的固定、半固定沙丘为松嫩平原西部土地进一步沙化提供了充足的沙源．3．3经济因素人类活动加剧了土地沙漠化的发展．历史时期的松嫩沙地曾是河湖纵横、树木葱笼的森林草原．20世纪中叶以后，随着人口剧增及过垦、过牧、过樵，对沙质土地造成严重破坏，耕地风蚀面积不断扩大，土地沙漠化迅速扩展．目前沙区内已有人口490多万人，大小牲畜570万头，过度放牧造成了草原的严重退化和沙化．如齐齐哈尔市1960年有草原200×104hm2，目前仅剩113．3×104hm2，在草原面积减少近一半的同时，牲畜的数量却由120多万头增至210多万头髴.与此相应，齐齐哈尔沙地在过去的15年里增加了6．09％，成为沙地面积发展最快的地区．20世纪70～80年代建设起来的防护林网，在经济利益的驱动下，近年来部分地区采伐很快，更新补充造林没有跟上，对本来就林网较稀，功能不完善的防护林来说更降低了其防护能力．乡、镇、国有林场无计划地采伐，以及农村房前屋后的树木及道路两旁的林带的采伐，导致大量林地消失，风沙再起，沙丘复活，土地沙化在局部地区扩大．目前，松嫩西部沙地森林覆被率仅10％左右，且分布不均，较低的林草覆盖率是导致松嫩平原土地沙化的又一重要因素．3．4水资源过度开发为开发利用水资源，流经沙地的河流，其上游都修建了水库，如洮儿河上游的察尔森水库，霍林河上游的向海水库、红山水库等，嫩江上游修建的尼尔基水库．水库截留了河道上游来水，使河道径流减少，河床、河漫滩的沙性物质裸露地表，成为土地沙化的沙源．大量开发地下水导致地下水位下降．潜水位下降使土壤的含水率和湿度降低，土壤干燥，地表植被枯萎退化，促进土地沙化的发展．而水位埋藏浅，长期保持土壤的含水率和湿度，地表植被生长茂盛，可以抑制土地沙化的发生．通过2005年的地下水潜水位变化图与土地沙化图叠加分析显示，二者具有一致性．即土地沙化发展较快的地区，潜水水位下降幅度都很大．如土地沙化发展较快的大庆市、齐齐哈尔市和泰来县，在20世纪70年代潜水水位大多在2～5m，许多地方小于2m.而2005年5月的潜水水位大多在5～10m，潜水位普遍下降了3～5m髴．4结论与讨论（1）通过RS和GIS集成技术，对松嫩平原1986年和2001年的沙地进行遥感解译，结合野外调查，结果表明，松嫩平原目前有沙化土地13845．5km2，占松嫩平原土地面积的7．5％．其中，轻度沙化面积5390．9km2，中度沙化面积7476．9km2，重度沙化面积977．8km2．（2）松嫩平原沙化土地面积平均每年以0．44％的速度在扩展，尤其是齐齐哈尔沙地扩展速度达到每年6．09％．在过去的15年里，沙地总面积增加了861．1 km2，比1986年增加了6．6％．其中，重度沙化面积增加了173．5km2，增长了21．6％；中度沙化面积增加了753．3km2，增长了11．2％：轻度沙化面积减少了56．6 km2，减少了1．2％．（3）近50年来，松嫩平原气温升高、降水量减少为土地沙化提供了气候条件．人类活动的增强，水资源人量开发，加剧了土地沙化的进程．（4）沙化土地的发展和地下水位下降在区域上具有一致性，说明地下水下降对土地沙化有重要影响.合理地开发地下水资源，保持一定的地下水位对防止土地沙化有积极作用．参考文献：［1］李宝林，周成虎．东北平原西部沙地沙质荒漠化的遥感监测研究［J］．遥感学报，2002，6（2）：117—122．［2］刘惠清，许嘉巍．吉林省西部土地沙化动态变化［J］．地理研究，2004，23（2）：249—256［3］张哲寰，马宏伟，刘强，等．松嫩平原近20年土壤盐渍化的动态变化及驱动力分析［J］．地质与资源，2007，16（2）：120—124．［4］张殿发，林年丰．松嫩平原第四纪以来生态环境演化的影响因素［J］．吉林地质，2000，19（1）：23—29．［5］孙广友．松辽平原中部第四纪地壳运动与平原发育［A］．见：中国东北平原第四纪自然环境形成与演化［C］．哈尔滨：哈尔滨地图出版社，1990．44—50．［6］乌兰图雅．科尔沁沙地风沙环境形成与演变研究进展［J］．干旱区资源与环境，2002，16（1）：28—31．［7］裘善文，李取生．东北平原西部沙地古土壤与全新世环境演变［J］．第四纪研究，1992，（3）：224—232．［8］肖荣寰．松嫩沙地土地沙漠化研究［M］．长春：东北师范大学出版社，1995．张哲寰等：松嫩平原土地沙化现状与动态变化第3期207（下转第234页）髴沈阳地质矿产研究所．松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价报告．2007．CURRENT SITUATION AND CHANGING TREND OF THE LAND DESERTIFICATIONIN SONGNEN PLAINZHANG Zhe-huan 1，ZHAO Hai-qing 2，1，LI Chun-xia 3，LIU Qiang 1，MA Hong-wei 1，ZHU Wei 1，ZHANG Ting-xiu 3（1．Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources ，s henyang 110033，China ；2．College of W ater Resources and Environment ，China University of Geosciences ，Be ij ing 100083，China ；3．Jilin Institute of Geological Survey ，Changchun 130061，China ）Abstract ：The desertified lands in Songnen plain are distributed mainly in the center and west of the plain ，including the Songnen desert land and a part of Horqin desert land．The desertification is located in the semiarid area ，where the annual precipitation is 350－450mm ，with sensitive ecologic environment．The desertification of Songnen plain in both 1986and 2001are interpreted by RS and GIS technique．Combined with f i eld investigation ，the current situation and changing trend of the desertification is studied．The result reveals that the desertification in Songnen plain is in a developing trend．From 1986to 2001，the area of desertified land increased 861．1km 2，in an expanding rate of 0．44％annually．The heavily desertified land changed in the greatest expanding rate．The area of moderate desertified land increased the most ；while that of the lightly desertified land decreased a little．Key words ：Songnen plain ；desertification ；changing trend作者简介：张哲寰（1968—），女，工程师，1994年毕业于长春地质学院水文地质工程地质专业，主要从事水文地质环境地质工作，通信地址沈阳市北陵大街25号，邮政编码110033，E-mail／／syzzhehuan＠cgs．gov．cn洗液，且假设钻孔孔壁不存在漏水时，钻孔产生径向伸张、缩径．4结论高地应力条件下的钻进过程是个复杂的过程，其中最常见的问题就是钻孔容易发生缩径变形，严重的甚至会发生孔壁垮塌事件．文中建立的高地应力下钻孔数理模型以及各参数的计算公式，可以广泛应用于钻孔孔壁稳定性的评估中，有着实际性的指导意义．参考文献：［１］吴家龙．弹性力学［M ］．上海：同济大学出版社，２００１．［2］钱家欢．土力学［M ］．南京：河海大学出版社，１９８８．［3］韩旭里，秦宣云．高等数学教程［M ］．长沙：中南大学出版社，２０００．ESTABLISHMENT AND APPLICATION OF THE MATHEMATICAL MODELFOR HIGH GROUND STRESSXU Yao-jian（1．School of Geosciences and Environmental Engineering ，Central South University ，Changsha 410083，China ；2．Department of Resources Engineering ，Hunan College of Engineering and Technology ，Changsha 410151，China ）Abstract:Hole shrinkages commonly take place under high ground stress．They are usually assessed only by on-the-spot analysis and experiences ，which are not enough for the prediction and accurate calculation of shrinking．Amathematical model of drilling hole in high ground stress area is established in the paper ，thus the calculation formulas for of stress ，strain and displacement are derived．With these formulas ，the parameters of drilling holes in high ground stress area are calculated ，and the stability of the holes is estimated．Key words ：high ground stress ；model ；stress ；strain ；displacement作者简介：徐耀鉴（1964—），男，江西上饶人，高级工程师，中南大学地质工程硕士，现从事地质、水工环、钻探等方面的教学和科研工作，通信地址湖南省长沙市水渡河湖南工程职业技术学院资源工程系，邮政编码410151，E-mail／／xyjqwy＠163．com（上接第207页）地质与资源2008年234。

黑龙江省地下水资源评价黑龙江省地下水资源评价黑龙江省地质环境监测总站黑龙江省水资源丰富，但分布不均衡。

北部和东部山区降雨充沛，地表迳流发育，西部和东部的松嫩平原、三江平原及兴凯湖平原赋存丰富的地下水资源。

由于受所处地理位置及区域经济发展水平影响，我省80个市（县）水资源开发利用程度参差不齐，缺水地区主要为大庆、哈尔滨、绥化等大中型城市及鸡西、七台河等矿区。

水资源缺乏已制约了上述城市经济发展速度，严重缺水地区已影响居民的日常生活饮用。

黑龙江省地处祖国的东北部，幅员辽阔，山环水绕。

黑龙江和乌苏里江控制北部和东部疆界，松花江如一条玉带从西南向东北横贯黑土大地。

连绵起伏的大小兴安岭、张广才岭、老爷岭、太平岭及那丹哈达岭将松嫩平原、三江平原、兴凯湖平原和逊河平原围隔起来。

在平原中形成大型的地下水贮水盆地，在广大的丘陵山区形成风化裂隙、构造裂隙、孔洞及溶洞等蓄水构造。

根据黑龙江省地下水循环的总体特征及地形地貌、含水岩组的特点，将全省地下水划分为三级资源区（资源区、亚区、子区）。

首先按地下水流域及汇水范围划分六个地下水资源区；按地形地貌划分十一个亚区。

黑龙江省地下水资源区划分表资源区符号面积亚资源区符号面积黑龙江中上游流域地下水资源区Ⅰ10.64Ⅰ19.30逊河平原地下水亚资源区Ⅰ21.33松花江上游流域地下水资源区Ⅱ17.10丘陵山区地下水亚资源区Ⅱ14.95松嫩平原地下水亚资源区Ⅱ21.21松花江中游流域地下水资源区Ⅲ8.10丘陵山区地下水亚资源区Ⅲ17.81松花江中游地下水亚资源区Ⅲ20.29松花江、黑龙江、乌苏里江下游汇流流域地下水资源区Ⅳ6.22丘陵山区地下水亚资源区Ⅳ11.85Ⅳ24.38乌苏里江中上游流域地下水资源区Ⅴ3.01丘陵山区地下水亚资源区Ⅴ12.01兴凯湖平原地下水亚资源区Ⅴ21.00绥芬河流域地下水资源区Ⅵ0.78丘陵山区地下水亚资源区Ⅵ0.78根据含水介质组成特征及赋存条件，将我省地下水可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水和基岩裂隙水等三种基本类型。

（2005—2015年）大庆市矿产资源规划大庆市人民政府二○○六年五月（2005—2015年）大庆市矿产资源规划规划编制单位：大庆市国土资源局黑龙江省齐齐哈尔矿产勘查开发总院规划编制人员：崔威王景路张建庆缪晓宇秦玉乐刘媛媛规划编制时间：2006年5月目录一、总则 (1)（一）编制规划的目的、依据、指导思想 (1)（二）编制规划的基本原则 (2)（三）规划适用范围、期限、基准年 (4)二、矿产资源及其开发利用的形势 (4)（一）区域经济发展状况 (4)（二）矿产资源勘查、开发利用与保护现状 (5)（三）矿产资源需求和保证程度分析 (10)三、规划目标 (13)（一）2010年规划目标 (13)（二）2015年远景目标 (15)四、矿产资源勘查、开发利用与保护 (15)（一）矿产资源调查评价与勘查 (15)（二）矿产资源开发利用与保护 (18)五、矿山生态环境保护和恢复治理 (22)（一）总的要求 (22)（二）新建矿山生态环境保护 (23)（三）生产矿山生态环境治理和保护 (24)（四）闭坑矿山生态环境恢复治理 (25)六、矿产资源勘查、开发利用和矿山生态环境的调查与监测 (25)（一）矿产资源储量动态变化、勘查和开发利用状况的调查与监测 (25)（二）矿山生态环境状况及恢复治理的调查与监测 (26)（三）矿业秩序、矿业权市场建设的调查与监测 (26)七、规划实施管理措施 (27)（一）加强矿产资源规划实施管理 (27)（二）完善矿产资源规划立法，加强执法检查和监督 (28)（三）依靠科技进步，提高矿产资源开发利用和管理水平 (29)（四）加强宣传教育，营造良好的社会氛围 (29)附表1 大庆市矿产资源储量表附表2 大庆市矿产资源开发利用现状表附表3 大庆市主要矿产品产量、需求量及其预测表附表4 大庆市矿产资源调查评价规划表附表5 大庆市矿产资源勘查规划分区表附表6 大庆市矿产资源开采规划分区表附表7 大庆市矿区（床）最低开采规模规划表附表8 大庆市主要矿产资源最低开采规模表附表9 大庆市矿山生态环境恢复治理规划表附表10 大庆市自然保护区、文物保护单位一览表（2005—2015年）《大庆市矿产资源规划》编制说明附图：大庆市矿产资源分布与开发利用现状图1：250000 大庆市矿产资源开发利用与保护规划图1：250000一、总则（一）编制规划的目的、依据、指导思想1、编制规划的目的矿产资源是国民经济和社会发展的重要物质基础，矿业是国民经济的基础产业。

大庆市地下水开采现状及环境地质问题探讨田辉;郭晓东;刘强;都基众【摘要】大庆市主城区长期过量开采承压水,致使地下水水位持续下降,形成地下水降落漏斗.依据调查资料,分析了大庆市主要的环境地质问题.面对地下水降落漏斗、地面沉降、饮水型地方病、土地盐碱化、湖泡污染等环境地质问题,提出相应的保护措施.%The excessive mining of confined water in a long period causes the continuous decline of groundwater levels in Daqing City, forming the groundwater conical depression. Based on survey data, the main geological environment problems in Daqing City are analyzed. To deal with the groundwater cone of depression, land subsidence, water-type endemic disease, land salinization, lake pollution and other environmental geological problems, the countermeasures are put forward.【期刊名称】《地质与资源》【年(卷),期】2012(021)001【总页数】4页(P139-142)【关键词】地下水降落漏斗;环境地质问题;大庆市【作者】田辉;郭晓东;刘强;都基众【作者单位】沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳 110034;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳 110034;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳 110034;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳 110034【正文语种】中文【中图分类】P641.8;X141大庆市位于黑龙江省西部，松嫩平原腹地,地域平坦开阔，面积5113km2.地理位置处于北纬45°46′～46°55′、东经124°19′～125°12′之间.平均海拔 146m.地貌类型单一，属于松嫩平原中部冲-湖积低平原.受地貌和构造的有利影响，构成了良好的地表和地下径流汇水盆地，对地下水的形成和储藏提供了极为有利的条件［1］.由于地表水资源贫乏，地下水一直是大庆市工业、生活用水的主要供水水源，特别是油田西部地区，自大庆油田开发建设以来，地下水担负着油田的主要供水任务.30多年的地下水开采，已形成了较大范围的地下水位降落漏斗［2］.大庆市有多个含水层，主要开采层有：第四系底部砂石含水层，主要有哈尔滨组潜水和白土山孔隙承压含水组，哈尔滨组孔隙潜水含水层分布于整个大庆市，白土山组孔隙承压含水层主要分布于大庆市的林甸县、杜蒙县和肇源县；第三系泰康组砂砾岩含水层，主要分布于大庆的西部地区，呈条带状分布，为主要开采目的层；第三系大安组砂砾岩含水层，主要分布于大庆南部的肇州县至吉林省大安市一带；白垩系上统明水组含水层，广泛分布于大庆市［3］.这些含水层，特别是第三系泰康组含水层和第四系白土山组含水层，都具有分布面积广、厚度大、水量丰富、补给源充足、易开采等特点，水质基本达到油田注水和工农业及居民用水标准，目前已做为大庆市地下水开采的主要目的层.大庆市开发建设40多年来，地下水资源是主要的供水水源之一.1980年全市地下水总开采量仅为2.6×108m3.其中农业灌溉及农村生活用水量0.57×108m3，城镇工业及生活用水1.63×108m3，仅占全市地下水总补给量的14.4%，占全市可开采量的25%.1990年地下水开采量增加到3.8×108m3，比1980年增加1.5倍，占全市地下水总补给量21.1%，占全市可开采量37.9%.20世纪90年代全市水田面积进一步扩大，加之乡镇企业的兴起，特别是油田开采进入中后期，对地下水的开采规模更加扩大.1997年全市地下水总开采量达到5.69×108m3，为1980年地下水开采量2.19倍，为1990年地下水开采量的1.5倍.其中城镇生活用水量0.79×108m3，占全市总开采量的13.8%；农村用水开采量2.55×108m3，占全市总开采量44.8%；工业用水开采量2.35×108m3，占全市总开采量41.3%.2003年大庆市地下水开采量为5.78×108m3.其中，城镇生活用水0.80×108m3，占13.9%；工业用水2.35×108m3，占 40.7%；农业用水2.62×108m3，占45.4%❶赵海卿.松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价.沈阳地质调查中心，2007..2008年大庆市地下水开采量为6.32×108m3.其中，城镇生活用水1.04×108m3，占16.4%；工业用水3.38×108m3，占 53.4%，农业用水2.00×108m3，占31.6%.由于大庆油田采区长期超量开采地下水，在大庆已形成了长垣东西两侧2个水位下降漏斗以及泰康组承压含水层降落漏斗.3.1.1 长垣西部漏斗长垣西部区主要开采第四系孔隙承压水，水位降落漏斗北起杜尔伯特蒙古族自治县泰康镇，南到大同区大同镇，西起杜尔伯特蒙古族自治县敖林西伯乡四家子牧场，东至南二水源东部第四系泰康组含水层缺失边界范围内.漏斗平面呈肾状，南北长约115km，东西宽约35km，漏斗呈长椭圆形，面积约3600km2.长垣西部地区第四系承压水原始水位埋深大多小于5m，仅局部为5～10m.自1963年水位开始下降，到1972年，地下水开采量达0.55×108m3/a，漏斗中心水位埋深达20.90m，地下水位下降了9～14m，开始出现地下水降落漏斗（见表1）［4］.1972年之后开采量逐年增加，到1976年开采量达1.41×108m3/a，漏斗中心水位埋深达29.70m，此阶段降落漏斗迅速发展，降落漏斗面积2500km2，漏斗中心水位比1972年下降了9.88m.从1986～1988年间，开采量略有减少，到1988年开采量为1.76×108m3/a，漏斗中心水位相应有所回升，中心水位埋深为33.50m.1990年以后地下水开采量又逐年递增，地下水位又随之下降.1992年开采量为2.4×108m3/a，漏斗中心水位埋深为36.90m，水位累计下降约30m.1997年地下水开采量为2.19×108m3/a，漏斗面积4000km2，漏斗中心位于独立屯水源地.2001年开采量2.81×108m3/a，漏斗中心水位下降到41.70m.之后，水位趋于稳定，且有所回升.2004年地下水开采量1.086×108m3/a.2005年漏斗中心水位埋深37.19m，位于独立屯水源地，其范围和形状未发生明显变化，漏斗面积约3600km2.2009年漏斗中心水位埋深35.15m（TC1735），位于前进水源地，其范围和形状未发生明显变化.3.1.2 长垣东部漏斗长垣东部主要开采白垩系明水组孔隙承压水，水位降落漏斗西起大庆长垣东翼，东至安达市市区、忠本镇一带，北起大庆水库（黑鱼泡水库），南至安达市升平镇北约50km.漏斗平面呈倒鸭梨状，长轴南北向约55km，短轴东西向约40km，面积约1340km2.大庆长垣东部漏斗产生于1970年.1970年地下水开采量0.28×108m3/a，水位埋深25.0m，开始出现降落漏斗.到1984年开采量达0.35×108m3/a，漏斗中心水位埋深33.5m.1984年以后开采量逐年增加，到1993年开采量达0.38×108m3/a，漏斗中心水位埋深下降到42.8m，至1997年水位下降到53.4m.近年来水位有所回升.2001年开采量0.27×108m3/a，漏斗面积1575km2，漏斗中心水位埋深41.7m.2009年开采量0.27×108m3/a，漏斗面积 1340km2，漏斗中心水位埋深45.5m（见表 2）［4］.3.1.3 泰康组承压水漏斗大庆市不仅第四系承压水出现大范围的降落漏斗，在泰康组承压水中也出现大面积的水位下降漏斗，泰康组承压水降落漏斗也是自20世纪70年代开始出现，到2000年前后，漏斗中心水位下降了30多米（见图 1）.上述可见，地下水降落漏斗的规模直接受开采量大小的控制，水位的变化与开采量的变化呈正相关［5］.当地下水开采量保持一定时，漏斗面积和水位埋深则保持相对稳定.大庆油田区由于超量开采地下水，水位大幅度下降，含水层被疏干，导致承压含水层上覆土体释水压密而诱导地面沉降［6］.大庆油田区地面沉降主要发生在大庆长垣东西两侧的地下水水位下降漏斗区.从地面变形等值线可以明显地反映出地面沉降区与地下水水位下降漏斗中心区完全吻合.在大庆长垣西部漏斗中心区，最大沉降量99 mm；东部漏斗中心区，地面沉降量达71 mm.饮水型地方性氟中毒是一种慢性全身性蓄积性中毒性地方病.它是由于在高氟环境中，长期摄入过多的氟而引起的.氟中毒主要侵害牙齿及骨骼、神经、肌肉、肝、肾和甲状腺等系统与器官.病人轻者牙齿变黄、变脆、残缺、腰腿酸疼，重者肢体畸形、瘫痪卧床、丧失劳动和生活能力.病区主要分布在地势低洼、地下水埋藏浅、地下水径流滞缓的低平原地区.患病率大于50%的重病区集中分布在肇东县、肇源县和肇州县.本区氟中毒属饮水型氟中毒，病区潜水和局部承压水中氟含量高于国家饮用水标准.本次调查结果显示，氟离子含量普遍大于1 mg/L，最高达6.5 mg/L.第四系中更新统承压水局部也有高氟水分布.这是引起地方性氟中毒发病和流行的主要原因. 多年来，病区通过大规模改水降氟，使地方性氟中毒得到了有效控制，但还没有达到根治的程度，还有65.31%病区需改水降氟.因此地方性氟中毒的防治工作还很艰巨.需要说明的是，改良水质、降低水中氟含量最有效的方法是更换水源，但必须在高氟潜水的下部，埋藏有低氟承压水.而在高氟潜水下部的承压水含氟量也超标的地区，如大庆的龙凤，地下水含氟量1～2 mg/L，这些地区不具备更换水源的条件，只能采取化学方法进行改水.土壤盐渍化的形成是气候、地形地貌、水文地质及水文等因素综合影响的结果，同时人类活动也会影响盐渍化发育的速度与程度.研究区干旱的气候条件、岩石风化物作用于水和碳酸产生的苏打、黏重的母质、封闭或内闭流低洼地造成的排水不畅和地下水埋藏浅而累积盐分，是发生土壤盐渍化的主要因素.大庆市土地盐碱化面积达86 914.57 hm2，占该县总土地面积的16.98%.按盐碱化程度，重度盐碱化面积达37 114.58 hm2，占盐碱化总面积的42.7%.盐碱土的化学类型以苏打型占绝对优势，其次是氯化物苏打型、硫酸苏打型和硫酸氯化物型，再次之是氯化物型.苏打型盐碱土主要组成了轻、中度盐碱土，其他类型盐碱土则主要组成了重度盐碱土.大庆市地表水系不发育，区内没有较大河流通过，大量的工业污水和生活污水排入了周围大小湖泡，致使湖泡污染严重，多为Ⅴ类水体❶赵海卿.松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价.沈阳地质调查中心，2007..主要超标组分见表3.据调查资料，大庆市被污染的湖泡有127个.湖泡污染使得大庆市有限的地表水资源也失去了使用功能.造成水资源严重浪费的同时，还间接的造成了土壤和地下水的污染.（1）长垣西部区，随着地下水开采量的减小并稳定在1.05×108m3/a，地下水降落漏斗面积稳定在3600km2，水位埋深稳中上升；长垣东部区，随着地下水开采量的减小并稳定在0.27×108m3/a，地下水降落漏斗面积稳定在1340km2，水位埋深稳中上升.（2）地下水降落漏斗的规模直接受开采量大小的控制，水位的变化与开采量的变化呈正相关.当地下水开采量减小时，漏斗面积缩小，水位埋深变浅；当地下水开采量保持一定时，漏斗面积和水位埋深则保持相对稳定.（3）地下水漏斗的产生和发展直接原因是由于地下水的超采.控制漏斗发展，必须加强地下水资源的管理，深层地下水的开采量必须控制在一定范围［7］.（4）合理利用水资源、地下水和地表水开发并举.市区外围地下水开采程度低，开发潜力大，应增加地下水的开采量，提高农田灌溉率，同时充分利用地表水利工程，开发利用地表水.（5）饮水型地方病问题十分突出.建议使用水质较好的第四系下更新统承压水及大安组承压水.希望能引起相关部门的重视，为百姓改水工程已迫在眉睫.（6）加强生态建设，保护生态环境，减少地面植被的破坏，保护湿地，发挥生态环境的自我调节功能，减少地表和土壤对潜水面的渗透污染.【相关文献】［1］刘文忠，王立勇，陈兴国，等.大庆市地下水化学特征［J］.黑龙江水专学报，2009（1）:113—115.［2］高淑琴，苏小四，杜新强，等.大庆西部地下水位降落漏斗区水资源人工调蓄方案［J］.吉林大学学报：地球科学版，2008，38（2）:261—267.［3］赵春梅，齐刚，李颖.大庆市地下水中铁、锰变化规律及形成［J］.黑龙江环境报，2002（1）:27—29.［4］田辉，郭晓东，都基众，等.大庆市地下水漏斗现状分析［J］.地质与资源，2011，20（5）:339—342.［5］都基众，肖国强.地下水降落漏斗的控制与恢复［J］.地质与资源，2005，14（1）:53—57. ［6］于长生.大庆市地面变形现状调查研究［J］.科技信息，2009，35.［7］张业雪，张雷.四平市区地下水位降落漏斗演变及控制［J］.吉林水利，2009（7）:47—48.。

松嫩平原（吉林省）地下水动态特征及类型的研究张文强;张晶;侯伟;白鸽;王雪;张楠【摘要】根据松嫩平原（吉林省）地下水动态观测资料进行分析，对区内的主要供水含水层的动态特征进行了描述，并对其进行了动态类型的划分，结合地下水动态的主要影响因素将为研究区地下水动态预测及地下水资源管理提供了依据。

%According to the observational data analysis of groundwater dynamic in Songnen Plain, the dynamic characteristics of the main supply aquifers was described, and the dynamic pattern was divided, combining main inlfuence factors of groundwater dynamic, the basis was provided for the groundwater dynamic forecast and groundwater resource management in this study area.【期刊名称】《吉林地质》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P100-104)【关键词】地下水;动态特征;动态类型;影响因素【作者】张文强;张晶;侯伟;白鸽;王雪;张楠【作者单位】吉林省地质环境监测总站，吉林长春 130021;吉林省地质环境监测总站，吉林长春 130021;吉林省地质环境监测总站，吉林长春 130021;吉林省地质环境监测总站，吉林长春 130021;吉林省地质环境监测总站，吉林长春130021;吉林省地质环境监测总站，吉林长春 130021【正文语种】中文【中图分类】P641.7松嫩平原区是全国重要的商品粮基地，也是全国重要的工业基地——东北老工业基地之一。

高中地理第五章《植被与土壤》综合题专题训练 (12)一、综合题（本大题共30小题，共600.0分）1.阅读图文资料，完成下列要求。

黑土是大全枯枝落叶或草本植物难以腐化、分解，经历较长时间形成的肥沃土壤。

三江平原地区是我国重要的黑土分布区，黑土层厚度达30厘米，是我国优质大米生产基地。

20世纪50年代以来，黑土区水土流失和风力侵蚀日益加重，黑土变薄。

近年来，当地采用秸秆覆盖等方式，对黑土起到良好的保护效果。

如图为三江平原位置示意图。

（1）从气候角度简析三江平原黑土形成的条件。

（2）分析三江平原大米优质的自然原因。

（3）说出“秸秆覆盖”对三江平原黑土的积极作用。

2.在下面的框示图中填上适当的内容，说明生物对成土母质的改造作用。

3.阅读材料，回答下列问题。

茶树是富锰植物，茶叶中积累了大量的锰，且茶叶中近30%的锰能以Mn2+的形态溶入茶水中，因此，饮茶是人体摄取锰的重要方式。

但产自不同地区的茶叶锰含量有很大差异，为此，某同学进行了“土壤pH对茶叶从土壤中吸收锰元素的影响”的研究性学习。

他主要从以下两个方面展开研究：①茶叶锰含量与叶龄的关系；②茶叶锰含量与土壤pH的关系，得到如表中的数据。

茶叶锰含量（mg/kg）及对应土壤的pH表（1）不考虑人类活动的影响，土壤中的锰元素主要来自土壤成分中的______。

A．矿物质B．有机质C．水分D．空气（2）随着叶龄的增长，茶叶锰含量显著增加，表明生物在土壤形成过程中具有作用。

（3）从不同叶龄茶叶锰含量与土壤pH的关系中可以看出，不同叶龄茶叶锰的含量与土壤pH______（填“正”“负”或“不”）相关。

（4）一般来说，茶叶的质量与其锰含量成正比，根据上述材料，你认为茶树最适宜种植在______（填“中性”“酸性”或“碱性”）土壤中。

4.读我国某区域示意图，回答下列问题。

（1）说出图中甲地的气候类型和自然植被类型。

（2）请说出图中甲地的典型自然土壤类型及该类土壤的特点。

松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价重要进展(2003-2005年一、项目基本情况松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价项目是2003年由中国地质调查局下达,沈阳地质矿产研究所、吉林省地质调查院、黑龙江地质调查院、吉林大学共同承担的一项基础性区域水文地质调查工作。

其中,吉林地调院和黑龙江地调院承担各省区的调查任务,吉林大学承担地下水数值模拟与齐齐哈尔地区地下水水质评及预警系统研究。

项目周期为三年(2003-2005。

工作区为松嫩盆地,总面积18.7万平方公里。

总体目标任务:进一步查明松嫩平原地下水系统的空间分布与结构;重点查明第四系含水层系统近20年来地下水补给、径流、排泄变化特征及其演化趋势;开展与地下水有关的环境地质问题的调查评价;建立地下水系统数值模拟模型和重点地区水质评价预警模型,对地下水资源与调蓄能力进行评价;开展第三系大安组含水层地下水形成条件及开发利用前景调查;建立松嫩平原地下水资源及其环境问题空间数据库;提出地下水可持续利用与地质环境保护方案;为地下水资源宏观管理和决策提供可靠的科学依据,为全国地下水资源及其环境问题综合评价提供基础资料。

二、工作进展与完成的工作量按照计划项目设计书的安排,按年度划分为三个阶段,将黑龙江、吉林两省工作区按年度划分为三个工作区,每年完成一块。

在每年的工作区内确立重点工作内容和重点工作地段,当年完成本年度的野外调查和室内资料汇总、整理和综合研究工作,并完成资料录入建库工作。

目前野外调查工作已全部结束,成果编制和文字编写工作正紧张有序地进行。

(一野外工作野外工作自2003年6月开始,截止2005年10月中旬,吉林省地质调查院和黑龙江省地质调查院承担的野外调查任务全部结束,并于10月20日至11月7日通过了沈阳地质矿产研究所组织的野外验收,质量均评为优秀。

三年主要开展了地下水开采现状及其环境地质问题调查,水文地质钻探和物探,地下水样品采集,地下水动态长期监测,地下水位统测等工作。

（ Ｖ） 松嫩干流亚系统。
ｍ ３
，
（ 一 ）地 下 水 开 采 现状
全区 ２ ０ ０ ３年地下水开采量为 ５ ７ ． ５ ３亿 全区地下水资源量总体虽不超采 。但部
４ ． 完善水事决策机制 为了克服水利 部门管水量 、 环 境保护 规水 资源 的开发利用和保护 。
分城市地下水开采量 已经超过了可利用资 部门管水质 ， 统一安排 常规水资 源和非常 源量 ， 形成局部的地下水开采漏斗 。
（ 二） 地下水分布特征
四、 结 论 松嫩 盆地 的地 下 水是 一个 统一 的 系 各亚 系统 水 资源 剩余 资源量 由多 到 嫩江流域 高 松 嫩 盆地 的水 资源虽 相对 来 说 比较 统。松嫩盆地地下水系统 的输入 由降水 入 少依次为嫩 江流域 山前平原 、 松花江流域 高平原 、 松嫩干流 、 中央 丰 富 （ 地 下水天然 资源量 为 １ ４ ２ ． ９ ６ Ｘ 渗、 河水 入 渗 、 灌溉 水 回渗 和侧 向地 下 径 平原 、
３ ． 防治 污染 ， 实现污水资源化 松嫩 盆地 在水 资源 的开 发利 用 过程
根据盆地浅部 区域地下水分布 的主要
应 把城市污水资 源化作为稳定 的第二 控水因素—— 流域水 系、 地质构 造、 地貌条 染 了地表 水或 其他 含水层 然 后再 进入 所 中， 水源 ， 同时应 积极 引资 金 ， 开放供 水 及污 件以及 区域性地下水分水岭 ，可将松嫩盆 利用 的地下含水层 中。
上分 布有嫩江 、五大连池 、齐齐哈尔 、 大
农业用水 ： 要 在坚持 国家扶持农业 政
策 的前 提下 ，一方面逐 步提高农业 水价 、
本 区地下 水温度在 ５ ￣ Ｃ ７ ℃之 间 ， 年 按用水 量收取水费 ， 另一方 面按灌溉 面积

地下水资源合理开发利用调查评价工作报告一、项目背景地下水资源是我国重要的水资源之一，对农田灌溉、城市供水和工业生产起着至关重要的作用。

然而，随着经济社会的发展，地下水资源的开发利用面临着一系列挑战和问题。

为了合理开发利用地下水资源，保护环境、可持续发展，需要做好地下水资源的调查评价工作。

二、调查工作1. 调查范围本次调查主要针对某地区的地下水资源进行评估和调查。

2. 调查内容•地下水资源地质特征分析•地下水水质情况调查•地下水水位变化观测•地下水开采利用情况调查3. 调查方法•野外实地调查•采集地下水样品进行水质分析•利用遥感技术获取水文地质信息•调查问卷调查当地居民对地下水资源的认识和利用情况三、评价工作1. 地下水资源评价指标•地下水资源总量•地下水水质•地下水补给能力•地下水开采利用率2. 评价方法•地下水资源量评价采用Piper图分析•地下水水质评价采用水质指数分析•地下水补给能力评价采用水平衡线分析3. 评价结果•地下水资源总量较为充足•地下水水质整体较为良好•地下水补给能力较强•地下水开采利用率较高四、利用建议1. 合理利用地下水资源•制定地下水资源开发利用规划•控制地下水过度开采•推广节水灌溉技术2. 加强地下水水质监测•增加水质监测点位•定期监测地下水水质•加强对地下水污染源头的管理3. 宣传教育•加强对地下水资源重要性的宣传•提高当地居民对地下水资源的保护意识五、结论通过地下水资源合理开发利用调查评价工作，我们发现该地区地下水资源在总量、水质等方面都具有较好的潜力和优势，但也存在一定的开发利用问题和亟待解决的挑战。

我们提出了一系列的利用建议和措施，希望能够实现地下水资源的可持续开发利用，为当地经济社会的可持续发展做出积极贡献。

松嫩平原(吉林)地下水开发利用现状与对策田辉;郭晓东;赵海卿;张梅桂【摘要】在论述松嫩平原(吉林)自然地理条件、水文地质条件及地下水开采利用现状的基础上,总结地下水开发利用中存在的问题.针对存在的问题,提出了地下水资源可持续利用的对策.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】3页(P45-47)【关键词】地下水;开发利用;现状;对策【作者】田辉;郭晓东;赵海卿;张梅桂【作者单位】吉林大学地球科学学院,吉林长春130026;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳110034;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳110034;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳110034;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳110034【正文语种】中文【中图分类】TV213.9松嫩平原(吉林)位于吉林省中西部，南以松辽分水岭与辽河平原相隔，西以大兴安岭东缘交界，北与黑龙江隔松花江干流、嫩江相望，东以长白山—大黑山丘陵为界。

行政区隶属于长春市、松源市、白城市、吉林市、四平市所辖的农安县、九台市、德惠市、榆树市、宁江区、扶余市、乾安县、长岭县、前郭县，洮北区、镇赉县、洮南市、通榆县、大安市、公主岭市及舒兰市部分[1]。

1 自然地理条件1.1 地形、地貌松嫩平原(吉林)为松辽沉降堆积盆地的一部分，地势总趋势是南高北低，东西两侧高，中间低，为北北东向延伸且缓倾的半封闭不对称的簸箕状负地形，东西两侧海拔标高200～300m，中部的乾安大布苏、花敖泡海拔标高为120m。

全区地势可进一步划分为东部高平原、中部低平原、西部山前倾斜平原和河谷平原四个部分。

1.2 气象、水文工作区属于北温带大陆性季风气候，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季凉爽早霜，冬季寒冷漫长。

据气象资料，多年平均气温4.9℃～5.5℃，最高气温出现在7月份，极端最高温度34.8℃～39.5℃。

最低气温出现在1月份，极端最低气温－38.1℃～－39.8℃。

全区日照时数2630～2930，相对湿度52%～61%，全区降水多年平均为399.7～576.7 mm，降水主要集中在6～9月份，占全年降水的60%～80%，蒸发量全区1638.9～1833.4 mm，是降水的2.8～4.6倍。

第34卷第3期2023年5月㊀㊀水科学进展ADVANCES IN WATER SCIENCE Vol.34,No.3May 2023DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.03.004中国东北三省地下水储量时空变化特征及其影响因素分析王子龙,孙昌鸿,姜秋香,刘传兴,单家珣(东北农业大学水利与土木工程学院,黑龙江哈尔滨㊀150030)摘要:为完善区域地下水开发利用措施㊁规划区域地下水资源管理,利用GRACE 卫星评估2002 2017年中国东北三省地下水储量变化规律㊂结合GRACE 和GLDAS 估算地下水储量变化,与实测地下水储量变化对比验证,并探究其影响因素㊂结果表明:GRACE 模拟地下水储量变化与实测地下水储量变化相关性较强,为0.72;地下水储量在2013年盈余最大,2008年亏损最大,平均增长率为2.23mm /a,秋冬两季有明显亏损,夏季发生盈余;地下水储量空间分布有明显差异性,2013年前东北少西南多,2013年后东北多西南少,黑龙江省变化较为明显,辽宁省和吉林省受旱灾影响亏损过多;降水量和农业用水量变化与地下水储量变化极显著相关,冬季地下水储量变化与降雪显著相关㊂研究东北三省地下水储量时空变化对中国乃至全球水资源优化配置和生态环境可持续发展具有参考价值㊂关键词:地下水储量变化;GRACE;GLDAS;降水量;农业用水中图分类号:P228;S127㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001-6791(2023)03-0360-14收稿日期:2023-01-04;网络出版日期:2023-06-01网络出版地址:https :ʊ /kcms2/detail /32.1309.P.20230531.1450.004.html基金项目:国家自然科学基金资助项目(52179035);黑龙江省自然科学基金资助项目(YQ2019E004)作者简介:王子龙(1982 ),男,山东胶州人,教授,博士,主要从事寒区水土资源高效利用方面研究㊂E-mail:wangzilong2017@ 通信作者:姜秋香,E-mail:jiangqiuxiang2017@ 地下水作为水资源的重要组成部分,影响着作物生长㊁土壤质地以及生态环境平衡[1]㊂地下水储量作为衡量水资源量的重要评价指标之一,探究其时空变化情况及影响因素已成为亟须解决的科学问题[2]㊂此外,地下水储量的观测可用于地下水文研究和水文灾害预警[3]㊂因此,研究地下水储量变化特征对探究东北三省水储量时空分布及理解跨流域大尺度水资源优化配置有重要意义㊂目前,相比于传统的地下水储量监测方法,重力反演与气候实验(Gravity Recovery and Climate Experi-ment,GRACE)卫星技术打破了传统地基观测成本高㊁气象站点监测结果分布不均等局限性,解决了大尺度水文数据获取难的问题,数据较为精确且监测尺度统一㊂国内外学者将GRACE 卫星广泛应用于全球㊁区域和流域陆地水储量监测,进而计算地下水储量[4-6]㊂其中,国外学者针对流域范围的陆地水储量研究集中于亚马孙河流域和密西西比河流域,国内学者则关注于长江㊁黄河㊁雅鲁藏布江㊁黑河以及珠江等流域[7-10]㊂部分学者也通过监测欧洲和北极地区的陆地水储量来分析当地的水文气候特性[11-12],开展对寒旱地区的地下水储量估算研究,如印度㊁中国北方地区及华北平原地区等[13-15]㊂中国东北三省包括黑龙江省㊁辽宁省和吉林省,总面积约78万km 2,分布范围为38ʎ36ᶄN 53ʎ36ᶄN,118ʎ36ᶄE 135ʎ06ᶄE,属温带大陆性季风气候,是中国重要的商品粮基地㊂地下水资源总量相对丰富,但地下水供水量基本消耗地下水资源一半左右,年际变化不稳定且空间分布不均,部分地区中度缺水[16]㊂因冬季寒冷,监测地下水较为困难,长期存在数据稀缺问题,对评估地下水资源和识别地下水影响因素有一定的限制㊂对于东北三省水储量的研究,大部分学者停留于利用GRACE 卫星监测陆地水储量,分析地下水储量㊀第3期王子龙,等:中国东北三省地下水储量时空变化特征及其影响因素分析361㊀时空变化特征及其影响因素的研究仍然有限㊂本文基于GRACE新一代数据产品RL06结合GLDAS水文模型反演地下水储量,并与基于实测地下水数据所估算的储量变化对比验证,通过离散小波变换法研究东北三省地下水储量的变化趋势,运用Mann-Ken-dall突变检验法分析地下水储量的季节变化,借助相关分析法和频谱图研究自然因素和人类活动对其变化的影响㊂1㊀数据来源与处理方法1.1㊀GRACE数据GRACE卫星由美国国家航空航天局(NASA)和德国宇航中心(German Aerospace Center,DLR)合作研发,是监测并记录重力场变化的重力卫星[17]㊂主要为地球系统科学提供高分辨率平均时变地球重力场模型;利用GPS无线电掩星(Radio Occultation)技术获取全球温湿度剖面图;为研究海洋㊁冰川冰盖质量变化和水储量变化提供高精度的重力场模型[18]㊂GRACE数据产品主要由美国得克萨斯大学空间研究中心(Center for Space Research,CSR)㊁德国地学研究中心(Geo Forschungs Zentrum,GFZ)和美国喷气动力实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)3家机构对外开放,可在ICGEM(International Centre for Global Earth Models)中心下载(http:ʊicgem.gfz-potsdam.de/se-ries)㊂本文采用GFZ中心提供的RL06月重力场数据,扣除高频非潮汐大气和海洋的质量变化影响[19],时间范围为2002年4月至2017年6月,共163个月(部分月份缺失),空间分辨率为1.00ʎˑ1.00ʎ㊂对GRACE月重力场数据进行预处理,运用海洋模型和GRACE Stokes系数所估算的1阶重力系数替换原有系数;采用高精度卫星激光测距(Satellite Laser Ranging,SLR)得到的月估计值替换原有的C20球谐系数㊂基于Swenson提出的去相关滤波器法去除GRACE数据南北条纹误差,以半径为300km的高斯滤波平滑信号噪声,滤波后的数据截取为60阶次,由此计算出球谐系数,并去除沿海区域海平面信号泄露的影响㊂将球谐系数转换为空间分辨率更高的0.25ʎˑ0.25ʎ栅格数据,同时利用gmt_cs2grid函数估算数据处理过程中的偏差和泄漏从而降低误差㊂上述处理过程基于冯伟设计的开源程序GRACE_Matlab_Toolbox(GRAMAT)[20],完善部分代码后计算陆地水储量为等效水高度,单位为mm㊂1.2㊀GLDAS数据GLDAS(Global Land Data Assimilation Systems)是由美国国家航空航天局戈达德空间飞行中心(GSFC)与美国海洋和大气局国家环境预报中心(NCEP)联合研发提供[21],数据可在美国宇航局戈达德地球科学数据和信息服务中心GES DISC下载(https:ʊ)㊂GLDAS数据集中包含CLSM和NOAH2个陆面模型和VIC水文模型㊂本研究从GLDAS-2NOAH模型数据中提取出逐月土壤水分数据,空间分辨率为0.25ʎˑ0.25ʎ,时间序列为2002 2017年㊂为削减GRACE后处理过程中信号和精度改变引起的误差,使其与真实陆地水储量近乎相似㊂对数据进行2种处理,一是将GLDAS格网数据进行同GRACE处理方法相同的滤波平滑处理,二是对0~2m土层的土壤水分求和并距平㊂比较2种处理后的GLDAS模型数据,算得尺度因子可以反映出GRACE信号衰减幅度,其中距平处理得到的土壤水分变化即为土壤水储量变化㊂本文采用单一尺度因子恢复法,2种处理方法得到的GLDAS数据之间残差平方和最小时,计算得尺度因子为1.94㊂将其与GRACE估算的陆地水储量相乘,得到最终的陆地水储量变化估计值[22]㊂1.3㊀实测地下水和影响因素数据本文根据‘中国地质环境监测地下水位年鉴“获取东北三省的地下水位实测数据,时间范围从2005 2015年共计119个月(部分月份缺失)㊂研究区实测地下水类型选取为潜水和承压水,选取的地下水位数据362㊀水科学进展第34卷㊀为地下水水位变幅㊂地下水实际监测点位于东北三省36个城市,共计56个监测点,基本覆盖整个研究区,部分监测点地下水位实测值如表1所示,研究区地下水位监测点位置分布如图1所示㊂表1㊀中国东北三省部分地区地下水位变幅Table1Groundwater level variation in some areas of the three provinces of Northeast China 省份监测点监测时间水位/m黑龙江哈尔滨市香坊木材厂2012-060.15齐齐哈尔市铁峰区新发村2012-070.41鸡西市国土资源大厦2012-090.40辽宁沈阳市康平小城子乡孟家村2013-040.13大连市甘井子区辛寨子2011-050.90鞍山市海城市高坨镇三道村2014-080.27吉林长春市体育馆旁2013-110.57白城市洮儿河王家塘坊2009-100.04四平市条子河车站2007-010.17图1㊀研究区地貌和地下水监测点位分布Fig.1Geomorphology and groundwater monitoring site distribution in the study area㊀㊀降水数据来源于中国气象数据网(http:ʊ/)和国家青藏高原科学数据中心(http:ʊ/zh-hans/),2种数据的精度同为0.1mm㊂本研究选取了位于黑龙江省的气象站降水量逐日变化资料,将其整理汇总为月度数据㊂基于较高分辨率的‘中国1km分辨率逐月降水量数据集(1901 2020)“获取吉林省和辽宁省的降水数据[23-24]㊂根据降水数据集计算得黑龙江省的月值降水量与气象站点的降水量较为相符,可用于计算东北三省的月度降水数据㊂潜在蒸散发数据来源于国家青藏高原科学数据中心,本研究根据‘中国1km逐月潜在蒸散发数据集(1990 2020)“获取黑龙江省㊁吉林省和辽宁省的潜在蒸散发数据[25-26],精度为0.1mm㊂地表径流数据来自GLDAS的CLSM陆面模型,时间分辨率为1d,空间分辨率为0.25ʎˑ0.25ʎ,时间范围为2003 2017年㊂将其整合处理为月值数据后,计算得地表径流量㊂人口数据来源于国家青藏高原科学数据中心的‘全国各地区常住人口规模(2007 2018)“[27]和‘全国各地区人口出生率㊁死亡率㊁自然增长率(2001 2008)“[28]㊂农业用水量数据来源于黑龙江省㊁吉林省和辽宁㊀第3期王子龙,等:中国东北三省地下水储量时空变化特征及其影响因素分析363㊀省的水资源公报㊂1.4㊀数据处理方法1.4.1㊀水量平衡原理陆地水储量包含有地表径流量㊁地下水量㊁土壤水量㊁雪水储量及植被冠层储水量[29]㊂由于GLDAS 监测植被含水量和冰川积雪储量变化量相对于陆地总水储量变化量微小,参考已有研究在计算水储量变化时将其忽略㊂同时地表水受水循环的作用处于相对稳定状态,探究水储量变化时也基本可以忽略[30-31]㊂由此,构建水量平衡方程如下:ΔS GW =ΔS TW -ΔS SM (1)式中:ΔS GW 为地下水储量变化,mm;ΔS TW 为陆地水储量变化,mm;ΔS SM 为土壤水储量变化,mm㊂为便于验证,需要给实测地下水数据乘以给水度,给水度反映的是含水层释水能力的强弱[32]㊂地下水实际监测点大部分位于松嫩平原㊁辽河平原和白城扇形地,含水层类型为松散岩类孔隙含水层,结合中国地质调查局所提供的含水层岩性给水度经验值,计算得区域平均给水度为0.26[33-34]㊂将观测的地下水位变幅插值平均,得到东北三省地下水位的月度数据㊂计算实测地下水储量变化量公式如下:ΔS GW,me =H ˑ0.26ˑ1000(2)式中:ΔS GW,me 为实测地下水储量变化,mm;H 为地下水水位变幅月值,m㊂1.4.2㊀评价方法为评估模型的准确性,运用了皮尔逊相关系数(r )㊁均方根误差(E RMS )和标准化均方根误差(E NRMS )3种评价指标㊂r 的绝对值越接近于1说明相关性越好;E RMS 越小表示数据一致性越好;E NRMS 有助于比较不同比例的数据集或模型,E NRMS 越接近或小于10%时,模拟值和实测值的一致性较好,但当其大于30%时,模拟值和实测值一致性较差[35]㊂计算公式如下:r =cov(X ,Y )σX σY(3)E RMS =ðn i =1(X i -Y i )2n (4)E NRMS =E RMS Y max -Y min (5)式中:X 为实测值;Y 为模拟值;Y max ㊁Y min 分别为模拟值的最大值和最小值;σX ㊁σY 分别为样本X 和Y 的标准差;n 为样本个数㊂1.4.3㊀Mann-Kendall 突变检验法Mann-Kendall(MK)检验是一种不受少数异常值影响的非参数统计检验,可用于判断水文气象数据的突变年份和变化趋势㊂通常给定显著性水平α=0.05,相应临界值U 0.05=ʃ1.96,U F 和U B 分别是按照时间序列正顺序和逆顺序计算出的统计序列㊂U F 和U B 在临界区内交点所对应的时间即为原时间序列突变开始的时间,当U F >0时序列呈上升趋势,反之呈下降趋势,位于临界值外时表示变化趋势显著[36]㊂1.4.4㊀离散小波变换法离散小波变换法(Discrete wavelet transform,DWT)是对连续小波变换的尺度㊁位移按2次方进行离散化得到的,也称为二进制小波变换,其中高频对应高时间分辨率,低频对应高频率精度,可在时间和频率上取得一定平衡㊂将时间序列分解为低频和高频部分,能有效判断时间序列中的潜在趋势,其中最大分解水平上的低频序列可用来表示时间序列的变化趋势[37]㊂364㊀水科学进展第34卷㊀2㊀结果分析与讨论2.1㊀地下水储量空间分布对于东北三省地区有部分国内学者使用CSR和JPL机构提供的GRACE数据模拟陆地水储量变化,为保证准确性和更高的精度,本文获取CSR和JPL机构提供的数据,采取相同的处理方式估算地下水储量变化㊂分析其与实测地下水量的关系,实测地下水量与GFZ㊁CSR和JPL的E RMS分别为23.7mm/月㊁24.8mm/月和24.0mm/月,其在研究区内的精度较好,且GFZ的信噪比值大于其他2种产品,由此可知GFZ产品更适用于东北三省的陆地水储量监测㊂补充GRAMAT已有的代码程序,计算当年12个月数据的平均值,以此来代表该年水储量,再将16a的年水储量距平,得到东北三省地下水储量年变化的空间分布,并运用克里金法进行空间插值如图2所示㊂地下水储量变化呈现出明显波动趋势,2002 2008年有逐渐下降趋势,2009年短暂上升后出现亏损状态,于2013年增加到最大后缓慢下降㊂整体空间上地下水储量在2013年前表现为南多北少,2013年后表现为南少北多㊂图2㊀2002 2017年基于GRACE估算东北三省地下水储量年变化的空间分布Fig.2Spatial distribution of yearly groundwater storage variations in the three provinces of Northeast China estimated from GRACE from2002to2017㊀第3期王子龙,等:中国东北三省地下水储量时空变化特征及其影响因素分析365㊀2002 2012年东北部黑龙江省一带地下水储量减少,亏损最大区域位于小兴安岭地区㊁松嫩平原㊁三江平原以及东部山地一带;大兴安岭地区地下水储量相对稳定,对比多年平均长期处于弱增长状态;辽宁省㊁吉林省大部分地区和长白山地一带地下水储量变化相对较小,处于长期稳定状态㊂2013年研究区地下水储量达到峰值,在黑龙江省西北部增长最大,与该年东北三省洪灾受损严重地区较为吻合㊂2013年后辽宁省和吉林省部分地区受旱灾影响地下水储量开始处于亏损状态且长期难以恢复至正常水平,亏损趋势逐渐向黑龙江省扩散;长白山地一带受洪灾影响较小,地下水储量在2013年短暂增长后重新归于稳定,仅在西南段有一定程度的亏损;黑龙江省大兴安岭地区地下水储量在2013 2017年间虽然存在相对缓慢的减少趋势,但较多年平均仍有一定盈余㊂2.2㊀地下水储量时间变化分析分析地下水储量变化量与实测地下水储量变化量的相关性(图3(a))㊂2002 2017年地下水储量与实测地下水储量变化量具有极显著相关性且相关系数为0.72,表明GRACE模拟的地下水储量变化可以很好地解释东北三省地下水变化㊂GRACE模拟地下水储量平均增长率为2.23mm/a,实测地下水位变化也在逐年增长,平均增长率为3.19mm/a㊂地下水储量变化具有时间差异性,在2013年底达到最大,为72.03mm;在2008年初最小,为-79.36mm;2012 2016年整体变化幅度相对多年平均有所增加㊂实测地下水储量变化幅度在-36~56mm之间㊂根据图3(b)发现,实测地下水储量变化同ΔS SM具有一定程度的负相关,满足水量平衡原理,当某一时段土壤水储量减少时,实测地下水储量变化量处于增长状态㊂实测地下水储量变化同陆地水储量变化的趋势和波动更为一致,分析两者相关性,其相关系数为0.64,且呈极显著相关关系,说明根据GRACE模拟的陆地水储量中地下水储量占据其重要组成部分㊂图3㊀2002 2017年间东北三省地下水储量的时间变化Fig.3Temporal variation of groundwater storage in the three provinces of Northeast China from2002to2017366㊀水科学进展第34卷㊀对地下水储量变化的时间序列进行MK突变分析(图3(c))和DWT趋势分析(图3(d),D5㊁D6分别表示分解层数为5和6的趋势)㊂由MK突变检验分析表明,地下水储量大部分时间呈下降趋势,在2011年底发生突变后呈现上升趋势并在2014年初显著上升㊂为更好地观察地下水储量变化的趋势,借助DWT将地下水储量序列分解为6个子序列,其中分解层数为6的低频重构序列反映的变化趋势同MK结果更为相符,趋势更加显著,由此可确定东北三省2002 2017年地下水储量总体呈波动趋势,先下降后上升最终趋于平稳㊂分离出2002 2017年间东北三省季节性地下水储量变化,并通过MK法分析其趋势和突变时段(图4)㊂地下水储量呈现明显的季节性变化,振幅基本为ʃ25mm,与实测地下水储量有较好的一致性㊂春季ΔS GW 在2002 2012年间波动较为明显并存在一定亏损,于2012年发生突变后呈现上升趋势;夏季ΔS GW趋势明晰,在2002 2010年间持续下降,于2010年发生突变后逐渐呈上升趋势,并在8月产生最大盈余,盈余24.83mm;秋冬两季地下水储量在2002 2012年呈现持续下降趋势,其中秋季ΔS GW存在短期增加,冬季2月份发生最大亏损,亏损-19.04mm,两季于2012年发生突变后逐渐恢复上升趋势,推测地下水储量减少的主要原因为该季节降水较少,而生产生活供水较大,需要地下水供给㊂由图3(c)和图4可知,地下水储量在年际㊁春季㊁秋季和冬季的突变点均在2012年左右㊂根据中国气象局发布的气候事件,春季发生突变是由于黑龙江省该年春季土壤干旱程度最为严重,土壤湿度存在明显下降趋势;秋冬两季发生突变是由于秋季多个台风登陆引起的暴雨天气和冬季大范围暴雪天气,陆地水储量呈持续上升趋势㊂图4㊀2002 2017年间地下水储量的季节变化Fig.4Seasonal variation of groundwater storage from2002to20172.3㊀地下水储量变化的影响因素探究地下水参与水循环路径会受到降水入渗㊁地表径流入渗补给㊁河道排泄和潜水层蒸发等自然因素的影响,同时灌溉补给和地下水开采等人类活动也会对其造成影响㊂东三省被认为是农业重点发展区,其地下水作为农业用水中的重要部分会受到一定程度影响[38-39]㊂运用皮尔逊相关分析法,分析自然因素和人为因素对地下水储量的影响㊂自然因素包括降水㊁潜在蒸散发㊁土壤湿度和地表径流,人为因素有人口数量和农业用水㊂由于人为因素缺乏相关月度数据,因此只比对自然因素与ΔS GW的月相关系数㊂由图5可知,自然因素与ΔS GW均存在极显著相关,其中,呈明显负相关的是土壤湿度,相关系数为-0.55,地表径流的相关性较小为-0.34;呈较明显正相关的是降水,相关系数为0.33㊂土壤湿度㊁降水和地表径流成为对ΔS GW影响较大的因素㊂在年相关关系中,人口数量与地下水储量变化量相关性不显著,但农业用水与ΔS GW显著相关,相关系数为0.58㊂本文在探究地下水开采对地下水储量变化量的响应关系时,以2002 2011年松辽流域水资源公报所提供数据为例(其大部分区域均与研究区重合),分析发现松辽流域地下水开采量以0.58mm/a的趋势增加,㊀第3期王子龙,等:中国东北三省地下水储量时空变化特征及其影响因素分析367㊀东北三省地下水储量变化量在同期虽处于下降趋势,但二者p值远大于0.05,无显著性差异㊂而且由于地下水系统的复杂性和非线性特征也会影响地下水开采对地下水储量变化量的响应关系,因此暂未考虑地下水开采对地下水储量变化量的影响㊂相对于地下水开采,农业用水与地下水储量变化量相关性最为明显,根据黑龙江省水资源公报可知,当地下水储量盈余时大部分被用于灌溉农田㊂图5㊀自然因素和人为因素与地下水储量的相关系数Fig.5Correlation coefficient of natural and human factors on groundwater storage基于偏相关分析法研究冬季地下水储量变化与自然因素的相关关系,降水与其存在显著相关性,成为气象因子中的主导因素㊂探究土壤湿度㊁潜在蒸散发㊁地表径流㊁综合变量(包括前3种变量)和无变量情况下降水和ΔS GW的相关关系(表2)㊂5种情况下降水和ΔS GW均表现出极显著相关,且在排除地表径流因素的干扰时,其相关系数达到最高㊂土壤湿度对其相关性没有明显影响,而排除潜在蒸散发和综合因素的干扰后相关性明显下降,就对ΔS GW的影响而言,冬季潜在蒸散发与降水存在拮抗关系㊂由于东北地区冬季降水基本以降雪形态出现,所以冬季地下水储量变化在一定程度上受降雪变化影响㊂表2㊀冬季地下水储量与降水的偏相关分析Table2Partial correlation analysis between groundwater storage and precipitation in winter控制变量偏相关系数显著性无变量0.4020.009土壤湿度0.4070.009潜在蒸散发0.3890.013地表径流0.4260.008综合变量0.3910.018㊀㊀如图6所示,借助降水数据发现降雪和地下水储量的变化趋势较为一致,有明显的周期性且年㊁半年周期一致,地下水储量变化量的振幅与降雪振幅较为相符㊂变化特征均呈先下降后上升的趋势,降雪在2012年底达到峰值,后续2013年底也有较大幅度增加,地下水储量随之在2013年底产生最大盈余㊂其中,2007年1月降雪量骤减现象并没有引起当月地下水储量的改变,但其1 2月明显地减少趋势对整体地下水储量变化产生了一定影响,即在2008年2月达最大亏损㊂由图7可知,地下水储量㊁降水㊁地表径流㊁潜在蒸散发和土壤湿度均呈现出很明显的周期性变化,且368㊀水科学进展第34卷㊀图6㊀冬季降雪与地下水储量变化量的频谱和时间分布Fig.6Spectrum and temporal distribution of snowfall and groundwater storage in winter各年㊁半年周期变化规律基本一致,地表径流因缺少部分数据在周期性上有些微差异㊂对地表径流影响较大的降水量与潜在蒸散发的年振幅分别为259.6mm和500.4mm,相较于其他气象因素的振幅差异明显;地下水储量年振幅与土壤湿度最为接近,在13~18mm之间;地表径流年振幅最小,为4mm㊂地表径流在很大程度上受降水和潜在蒸散发的影响,尤其受潜在蒸散发影响产生较大损失㊂地下水储量的降水补给部分,在很大程度上被地表径流和潜在蒸散发消耗㊂ΔS GW㊁降水量㊁地表径流㊁潜在蒸散发和土壤湿度年振幅的E RMS分别为2.60㊁35.66㊁0.61㊁63.92和1.84mm/月,由此分析ΔS GW和气象因子的E NRMS均在15.45%以下且差异性较小,表明ΔS GW和气象因子的频谱图较为可信㊂图7㊀东北三省自然因素与地下水储量的频谱Fig.7Spectrum of natural factors and groundwater storage in the three provinces of Northeast China 综合相关系数和频谱图2种分析方法对比可知,自然因素中土壤湿度和降水量对ΔS GW的影响最明显,又因本研究ΔS GW是依据土壤湿度计算而来,所以降水成为地下水储量变化的主要影响因素㊂2.4㊀降水量与地下水储量的时空分布关系分析计算得到的东北三省2002 2017年月度降水数据如图8(a)所示,规律与趋势同降水量的变化基本一致,2013年降水量增加,同期ΔS GW也有显著上升㊂地下水储量对降水的响应存在一定延迟,不能及时反映季节性变化㊂在6 8月降水增加的背景下,地下水储量则延迟至7 10月开始改变,相较于每年降水量的最大值和最小值ΔS GW都有少许延迟㊂分析降水量年际变化对地下水储量变化的影响㊂由图8(b)可知,降水量均集中在年平均值425.6mm以下,说明该时段产生明显亏损,与同年ΔS GW有较好的一致性㊂降水累计3a低于年均值,影响其对地下水的补给,从而在2008年初引起最大亏损㊂由图8(c)可知,降水量于2011年集中在年均值偏下处,存在一定的亏损,但在2012 2013年降水量基本集中在年均值附近,尤其是2012年下半年产生明显盈余,2012年和2013年上半年受异常值影响增加比较明显,盈余量一定程度上弥补2011年的亏损量,同期ΔS GW也有较强程。

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恢复与徽建牛态环境 不仅与本地区 有关 而且与全国的经济发展有 关 不仅与现代人有关 而且与
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子孙后代 的生存和发展有关 因此 荒淇化的研究防 治不仅具有现实惫义 而且还 有重要的战略意义 今考文献
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林年丰 第 四纪地质 环境的人工再造 作用与土地荒澳化 第 四细 舜毛
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2 0 0 侄 0 在 2 世纪的 3 年代 大批移民到草原垦荒放牧 生态环境开始贺 俐啧 从 5 荆 路吐 0 世纪 0 末 由于工 农业建设的发展 人 口快速增长 加速了对资源的开发和环境的破坏 全区土地面积为 4 7
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破 坏生态环境
破坏生态系统
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地表水与地下水水循环要素模拟模型初步研究--以松嫩平原为
例
周光涛
【期刊名称】《黑龙江水利科技》
【年(卷),期】2016(044)001
【摘要】松嫩平原是黑龙江省的重要粮食产地，是水资源的重要利用区，文章通过建立松嫩平原地区地表水和地下水水循环要素模型，对水资源配置后地表水和地下水开发利用的合理性进行分析论证。

【总页数】4页(P1-4)
【作者】周光涛
【作者单位】黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080
【正文语种】中文
【中图分类】P641.8;TV213.4
【相关文献】
1.地下水与地表水耦合模拟模型研究与展望 [J], 曾献奎;卢文喜;王伟卓;孙忠芳
2.福建省地下水与地表水优化配置初步研究 [J], 刘梅冰;陈兴伟
3.利用模拟模型研究乌鲁木齐河流域地表水对地下水资源补给的影响 [J], 陈友媛;安鸿志
4.地表水-地下水溶质运移耦合模拟研究——以某赤泥堆场项目地下水环境影响评价为例 [J], 陆丽华; 侯岳岚; 程亚平; 夏源
5.利用水资源管理模拟模型研究乌鲁木齐河流域地表水与地下水的转换 [J], 陈友媛;周聿超
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6）编写了《全国地下水资源及其环境问题调查评价技术要求系列》， 提出了地下水功能评价方法，为全国地下水资源及其环境问题调查评价提 供了技术支撑，开发了地下水资源调查信息系统和成果管理系统，初步建 立了地下水动态调查评价平台。
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本年度《全国地下水资源及其环境问题综合评价及专题研究》制定了 “全国地下水资源及其环境问题”综合研究与“图集”的编制方案；基本 完成了区域地下水动态评价平台集成；同时积极与各盆地（平原）联系， 与各盆地同步开展了地下水系统研究、地下水功能评价、地下水循环演变 等七个专题研究，总体成果报告的编写和地下水资源与环境图集的编制工 作正在紧张进行中。
在浅层劣质水开发利用方面：国际上许多国家个地区（以色列、澳大 利亚、美国、比利时、英国等）都进行了大量探索研究，并取得了许多成 功的技术与经验。
在微咸水直接利用方面，以色列在开发利用其南部地下咸水资源的工 作过程中，探索出一条直接利用微咸水资源的有效途径。即在大量水、土 盐分运移实验的基础上，确定作物种类、生长期、土壤盐分、地下水位和 咸淡水配比等因素之间的关系，并利用冬季雨洪淋滤洗盐的气候条件，对 农作物进行咸淡水混合灌溉。目前已在 12 种经济作物、树木和园艺作物获 得成功。以色列政府计划微咸水的利用将由目前的 1.45 亿 m3/年增至 2020 年的 1.65 亿 m3/年。美国加利福尼亚州至乔昆灌溉区采用明沟、暗管和竖 井排出浅层咸水，将排出水与淡水混合后用于灌溉。澳大利亚科学家应用 遥感、地理信息系统空间分析技术，并结合野外监测实验，研究植被生长 和地下水位、含盐量、土壤质地及地面坡度的关系，最终确定适宜植被生 长的土地景观，制定植被种植方案。
全国地下水资源及其环境问题调查评价
一、总体成果与进展概述 全国地下水资源及其环境问题调查评价项目 2006 年取得了明显的进展 与成果。 北方各主要平原（盆地）地下水资源及其环境问题调查评价在经过第 一阶段四年工作的基础上，系统地开展了综合研究，完成了各平原（盆地） 成果报告的编写和图件的编制及数据库建设，取得重大阶段进展： 基本完成了我国北方八个平原（盆地）大约 77 万平方公里 1/25 万区 域水文地质修测；完成了八个平原（盆地）地下水系统结构、补径排条件 及其变化特征调查，取得了一大批新的地下水动态调查资料和阶段成果； 开展了上述重点区域地下水功能评价试验研究，拓展了地下水评价范 畴，更好地体现了地下水调查评价的社会服务功能； 以国际先进的信息化设计理念，建立了统一构架的地下水与环境数据 库、流域（含重点区）数值模拟模型，初步形成了八个平原（盆地）地下 水与环境动态评价能力； 建立了规范的地下水与环境调查评价技术体系；开展了若干重大专题 问题研究，地下水调查评价的科技支撑能力有明显提高； 稳定了一支产学研相结全的骨干水工环队伍。 正在实施的六个地调项目按计划完成了设计的各项实施工作量，年度 进展明显。 二、各工作项目进展与成果 1．完成了五个平原（盆地）地下水资源及其环境问题调查评价成果报 告，建立了调查评价空间数据库和初步构建了调查评价的技术支撑体系。 本计划项目所属的准噶尔盆地、柴达木盆地、河西走廊（疏勒河）、银 川平原、山西六大盆地地下水资源及其环境问题调查评价项目完成了成果 报告的编写，通过了承担单位的初审；建立了野外调查和成果数据库，通 过了实施单位组织的预审。 （1）采用钻孔资料收集、补充钻探、物探等手段，查明了平原（盆地）

一
年代 地下 水 开采 量 为 １．２×ｌ ￣３ ，０ ３年 面积约 ３ ０ ｍ ，漏斗 中心水 位埋深为 ５ ．２ ８１ｋ ２明水沼 泽面积减少 了 ３０３ ｋ 草地 ２９ Ｏ ／ ２０ ａ ８ｋ ２ ４４ ｍ， ．ｌ ｍ ， ２ ．１ｍ 。 地下水开采量 ３ ． × ５ １ １ ６ 其 中第 四系孔隙 水位 １ ７ ９ ０ ． ｍ。 ４ 减少了 ８ ．４ ｍ ， １ ｋ ２盐碱地增加 了 ５ ． ｍ２ ９ Ｏ９ ｋ 。 ４ 潜水开采量为 １． ×ｌ ２ ４ ‰ 第四系孔隙承压水 ４ 大庆油 田地 下水水位下降漏斗 哈拉海湿地位于松嫩平原西部 ，距齐齐哈 开采量 为 １ ． ×ｌ￣ ３ ６７ Ｏ ， ９ ｍ 白垩系孔 隙裂隙水开采 大庆由于长期超量开采地下水 ，在大庆长 尔 市中心城 区西北 ５ ｋ 处 ，行政 区划为齐齐 ０ｉ ｎ 量 为 ６２ ．０×ｌＳ３ Ｏｍ 。 垣东西两侧 已形成 了两个水位下降漏斗 。长垣 哈尔市、 龙江县 、 甘南县 与梅里斯区交界地 域。 其 中 ，哈尔滨 市区 ２０ 年地下水开采量 西部开采第 四系孔 隙承压水 ，水位降落漏斗面 １５ ０３ ９ ８年 哈拉海 湿地面积 ５ ０ ｍ２ 右 ，９９年 ０ｋ 左 １９ 为 ２ ８ ０ 开采程度为 ２ ４ ９ 齐 齐哈尔 积约 ３ ０ ｍ ， 位累计下 降约 ３ ｍ ． ×１４ ， ３ ｍ ０ ． ％； ９ ６０ ｋ ２ 水 １ 。长垣东 为 ３ ６ ｍ 。 ９ ｋ ２现在 已基本消亡。 市区 ２ ０ 年 地下 水开采 量 为 ２ ２× ０ ， ０３ ． １ 开 部主要开采 自垩系 明水组孔隙承压水 ，水位降 ８ 对 策 与建 议 采程度 为 ６ ． ％；大庆市区 ２ ０ 年地下水开 落漏斗面积约 １７ ｋ ２ ２ １ ４ ０３ ５ ５ ｍ ， 累计 下降约 ２ ｍ 水位 ６。 综上所述 ，地下水资源不合理利用是造成 采量为 ３ ８×１ ８ 开采程度为 １０６ ％； ； １ ０ｍ ， ４ ．６ 。 齐齐 哈尔地下水水位下降漏斗 水环境问题的主要原 因。切实解决好 地下水 资 １． ． ２地下水开发 利用 中存在 的主要问题 ２ 漏斗形成于 １８ 年枯水期 ，至 ２０ ９８ ０４年漏 源开发利用与水环境保护矛盾与问题 ，是我们 １ ．． ． ２１地下水 开采程度不均衡问题 ２ 斗 中心水位埋深 ６７ ｍ， ．９ 漏斗面积约 ９ ．ｋ 。 ２０ ｍ２ 面临的一项长期而艰巨的任务。 地下水开采 程度极 不均衡 。０ ３ ２ ０ 年松嫩平 ２２地 面 变 形 ． ３１加强地下水资源管理 ， ． 建立健 全水资源 原（ 黑龙江 ） 地下水开采量为 ３ ．１ Ｏｍ３ ， ５６ ×ｌＳ ／ 哈 ａ ２２１ 尔 滨 市 地 面 沉 降 ．． 哈 开发利用政策法规体系 。 尔滨市 、齐齐哈尔市 和大庆市三座城市 的地下 哈尔滨市由于长期超 量开采地下水 ，地下 ３２ ．加强地下水科学研究 和监测工作 ， 采取 水开采总量达 ８ ８ Ｏ ３ ，占松嫩平原地下 水位大幅度下降 ， 水层二分之一厚度 已被疏 有效防治措施 。 ． ×ｌＳ ／ ３ ｍａ 含 水开采总量 的 ２ ． ％。 ３６ ５ 干， 从而改变了含水层 颗粒的间架结构 ， 致使地 ３ 节约用水 ， ． ３ 提高水的重复利用率 。 １ ．２ ．２ 用水结构不合理问题 ２． 面变形， 产生地面沉降。 地下水降落漏斗 中心区 ３ 综合开发地下水和地表水资源。 ． ４ ２０ 年松嫩平原 （ ０３ 黑龙江 ） 地下水 总开采 的一些建筑物 ，出现 了因地基下沉墙壁产生裂 ３ ． ５开展地下水资源的人工补给 。 量 为 ３ ．１× Ｏ ３ ， 其 中 工 业 用 水 量 占 缝的现象。 ５ ６ ｌＳ ／ ｍａ 哈尔滨锅炉厂供应 仓库 １７ 年发现 ９４ ３６加强宣传教育工作 ， ． 提高全 民的水环境 １ ． ％， 业用水 占 ７ ． ％， ６６ 农 ５ １ ０ 城镇 生活用水 占 北墙裂缝 ， ９ 以后逐 年扩大 、 增多 ， １８ 年裂缝 保 护意识 。 到 ９６ １ ． ％。地下水用于工业 和农业 的比例过大 。 已有 ５ ， ４ １ ５ 条 最大裂缝宽达 ２ｍ。 ｃ 该工 厂厂部办公 １ ．３ ．２ 地下水利用中的浪费问题 ２． 楼 １８ 年发 现裂缝 ， ９２ 裂缝 长 ２ ３ ， ２ ３ ｍ — ｍ 宽 —ｅ 。 在 地下水 开发利 用过程 中普遍 存在浪 费 哈尔滨市量具 刃具厂千分 尺车 间 １ ８ ９ ２年北墙 问题 ， 一是工业重复利用率过低 ， 造成水资源的 出现裂缝 ， 以后 裂缝规模不 断扩大 ， 数量增 多 ， 浪费 ， 二是落后 的农业 灌溉方式造成水资 源的 到 １８ 年北墙裂缝 已有 ４ ， ９４ 条 东墙 １ ， 条 裂缝 浪费 。 长 ３ ７ 宽 ２ ５ ｍ 林业机械 厂铆焊车间 １７ － ｍ， － ｃ 。 ９８ ２与地下水资源开发利用 有关的环境地质 年现裂缝 ，９ ６ １８ 年裂缝长达 ７ 宽 ３ ｍ ｍ， ｃ 。 问题 ２２２大庆市地面沉降 ．． ２１地下水 位下降 ． 据 《 大庆市地面变形规律及危 害》文献资 据前人 资料 ，中央低平原地 区 ２ 世纪 ６ 料 ，大庆油 田区地面沉降变形主要 发生 在大庆 Ｏ ｏ 年代第 四系孔隙潜水水位 埋深大多 ＜Ｓ ， ＜ 长垣东西两侧的地下水水位下降漏斗区。在大 ｎ ｉ且 ２ ｍ区呈大面积分布 ， 一ｌｍ区呈零星分布 。 ５ Ｏ 而 庆长垣西部 漏斗中心 区， 大沉降量 ９ ｍ 大 最 ９ ｍ， ２ ０ 年第 四系孔 隙潜水水位 埋深 虽然仍 以 ＜ 庆长垣东部漏斗中心区 ， ０５ 地面沉 降量达 ７ ｍ 。 １ｍ ５ ｍ为主 ， ５ ０ ｍ区已呈大面积连 片分布 ， 但 —１ ２２３湿地萎缩 －． 水 位下 降幅度大多达 ３ ５ 。 ～ ｍ 松嫩平原湿地分 布广 、 面积 大。 主要分 布在 松嫩平原第 四系孔隙承压水水量丰 富 ， 水 低平原区和河谷平原 区 ， 在高平原和倾斜平原 质好 ， 埋藏浅易开采 。 在几个承压水盆地中均是 也有零星分布。 总面积 ６ ７ ８ ．３ ｍ ， 中地表 ４ ９ ８４ �

全国地下水基础情况调查评估实施方案清晨的阳光透过窗帘的缝隙，洒在桌面上，笔尖轻触着纸张，大脑开始飞速运转。

十年方案写作的经验告诉我，这次的任务非同小可，全国地下水基础情况调查评估实施方案，这可是个大工程。

我们要明确调查评估的目的和意义。

地下水是我国重要的淡水资源，关乎国家安全、人民生活和经济发展。

因此，这次调查评估旨在全面掌握全国地下水的基础情况，为科学管理、合理开发和保护地下水提供依据。

一、调查评估内容1.地下水分布及补给条件：包括地下水资源的空间分布、补给来源、补给量及补给周期等。

2.地下水水质：评估地下水中的化学成分、微生物指标、放射性指标等，判断地下水水质是否达标。

3.地下水开采状况：调查各地地下水开采量、开采方式、开采层位等，分析开采对地下水水位、水质的影响。

4.地下水污染状况：评估地下水污染源、污染范围、污染程度等，分析污染原因及发展趋势。

5.地下水保护与治理措施：调查各地地下水保护与治理工程，评估其效果及可持续性。

二、调查评估方法1.资料收集与分析：收集国内外相关研究成果、水文地质资料、环境监测数据等，进行系统整理与分析。

2.现场调查：组织专业队伍，对地下水分布、开采状况、污染状况等进行现场调查，采集水样进行分析。

3.模型模拟：利用地下水动力学模型，模拟地下水补给、径流、排泄等过程，预测地下水变化趋势。

4.社会经济分析：结合地区经济发展、人口增长等因素，分析地下水开发利用与保护的社会经济影响。

三、调查评估步骤1.成立调查评估组：组建一支由水文地质、环境科学、社会经济等多学科组成的调查评估组。

2.制定调查评估方案：明确调查评估内容、方法、步骤，确保调查评估的全面性和准确性。

3.开展调查评估工作：按照方案要求，分阶段、分区域开展调查评估工作。

4.数据整理与分析：将调查评估数据整理成表格、图形等形式，进行系统分析。

四、调查评估成果1.地下水基础数据库：建立全国地下水基础数据库，包括地下水分布、水质、开采状况等数据。