松嫩平原(吉林)地下水開發利用現狀與對策

田 輝，郭曉東，趙海卿，張梅桂

(1.吉林大學 地球科學學院，吉林 長春130026;2.沈陽地質礦產研究所，遼寧 沈陽110034)

松嫩平原(吉林)位于吉林省中西部，南以松遼分水嶺與遼河平原相隔，西以大興安嶺東緣交界，北與黑龍江隔松花江干流、嫩江相望，東以長白山—大黑山丘陵為界。行政區隸屬于長春市、松源市、白城市、吉林市、四平市所轄的農安縣、九臺市、德惠市、榆樹市、寧江區、扶余市、乾安縣、長嶺縣、前郭縣，洮北區、鎮賚縣、洮南市、通榆縣、大安市、公主嶺市及舒蘭市部分[1]。

1 自然地理條件

1.1 地形、地貌

松嫩平原(吉林)為松遼沉降堆積盆地的一部分，地勢總趨勢是南高北低，東西兩側高，中間低，為北北東向延伸且緩傾的半封閉不對稱的簸箕狀負地形，東西兩側海拔標高200～300m，中部的乾安大布蘇、花敖泡海拔標高為120m。全區地勢可進一步劃分為東部高平原、中部低平原、西部山前傾斜平原和河谷平原四個部分。

1.2 氣象、水文

工作區屬于北溫帶大陸性季風氣候，春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季涼爽早霜，冬季寒冷漫長。據氣象資料，多年平均氣溫4.9℃～5.5℃，最高氣溫出現在7月份，極端最高溫度34.8℃～39.5℃。最低氣溫出現在1月份，極端最低氣溫－38.1℃～－39.8℃。全區日照時數2630～2930，相對濕度52%～61%，全區降水多年平均為399.7～576.7 mm，降水主要集中在6～9月份，占全年降水的60%～80%，蒸發量全區1638.9～1833.4 mm，是降水的2.8～4.6倍。

松嫩平原主要地表水系有松花江干流、嫩江、第二松花江及其支流。

松花江干流，為第二松花江與嫩江在扶余縣三岔河附近匯合后稱松花江干流，匯合口海拔高程128.22m。流向自西向東，區內流長115 km，區內集水面積近1.5×104km2，下岱吉多年平均逕流量4.5×106m3/d，坡降較緩，為0.022‰。

2 水文地質條件

松嫩平原地下水的形成、賦存與分布，主要受自然地理條件與地質結構的控制。松嫩平原是在松遼中新生界斷陷盆地基礎上發育形成的盆地形平原。多層疊置松散巖和碎屑巖石地層結構，形成了多層疊置的地下水盆地。東部高平原、中部低平原、西部山前傾斜平原和河谷平原，由于地貌、地質結構等控水因素的不同，其地下水的賦存條件與分布規律存在著明顯的差異[2]。

2.1 東部高平原

在東部隆起帶基礎上形成的黃土波狀高平原，第四系厚度薄，多以粘性土為主，加之地面切割強烈，起伏較大，不利于地下水的補給、富集和賦存，潛水富水性極弱。但局部粘性土下伏薄層砂、砂礫石，富水性有所增強，部分地段，含水層顆粒粗，厚度大，富水性亦好。

伏龍泉一帶的砂礫石臺地，含水層為下更新統砂、砂礫石，含水層厚度由東南向西北增大，富水性也同時增強。

呈北西向延伸分布的松拉河間臺地，松散層厚度大，形成分布有孔隙潛水和承壓水。承壓水含水層由砂及砂礫石組成，潛水含水層由于巖性厚度的差異，富水性相差懸殊。

在高平原第四系孔隙水之下分布有白堊系下統孔隙裂隙承壓水。受含水層巖性、地貌、構造及補給條件的控制地下水富水性多較弱，只在局部構造組合部位富水性為中等。

2.2 中部低平原

中部低平原是松嫩平原的中心區，低平原的主要含水系統自下而上是依次新近系大安組承壓水、新近系泰康組～下更新統承壓水、下更新統孔隙承壓水及上更新統沖洪積層孔隙潛水組成的多層疊置含水結構。整個盆地是以承壓水為主的大型蓄水盆地，其中低平原除潛水含鐵、氟量較高外，是一個地下水資源豐富、水質良好的大型蓄水構造[3]。按含水層疊置關系自上而下:

2.2.1 第四系上更新統孔隙潛水

低平原上部普遍分布有上更新統黃土狀亞砂土和粉細砂層，厚3～20m，普遍含有孔隙水。水位埋深多小于5m。由于含水層顆粒細，厚度薄，富水性較差。降深5m時。潛水中氟含量和礦化度大部分地區偏高，不易飲用。該層水處于低平原的最上部，水位埋藏淺，有利于接受大氣降水補給，排泄以蒸發為主，大部分地區有鹽漬土分布。

2.2.2 第四系下更新統承壓水

廣泛分布于低平原區，在南部松遼分水嶺一帶含水層缺失。含水層巖性主要為含高嶺土的砂礫石，部分地區隔水層缺失，含水層與下伏泰康組砂巖直接接觸，形成統一的含水巖組。含水層厚度自北向南，自西向東逐漸變薄。西北部厚度為10～50m，東南部厚度為5～30m。富水性隨含水層顆粒粗細和厚薄變化而變化。含水層上覆比較穩定的中更新統淤泥質粘土，構成區域性隔水頂板。

2.2.3 新近系泰康組承壓水

該層承壓水埋伏于第四系承壓含水層之下，其分布范圍遠比上覆承壓水分布范圍小，含水層巖性主要為砂巖和砂礫巖，成巖較差，結構疏松，其粒度結構變化總趨勢是下粗上細，在水平方向上由北向南，由西到東粒度由粗變細。含水層厚度10～100m，含水層隔水頂板為泰康組上部泥巖，埋深40～140m，由南向北逐漸變淺，由于頂板泥巖分布不連續，往往與上部下更新統承壓含水層連通成為統一的含水體。

2.2.4 新近系大安組承壓水

該層承壓含水層埋藏于新近系太康組之下，南寬北窄。南部白城～大安一帶，東西寬約200 km，北部嫩江沿岸寬僅30～40 km。含水層上部巖性多為細中砂巖，下部多為砂礫巖，呈下粗上細的沉積韻律。含水層厚度東西兩側10～30m，盆地中部厚30～60m。頂板埋深60～180m。含水層蓄水條件較好，但補給條件欠佳，排泄比較困難。

2.3 西部山前傾斜平原

分布于西部大興安嶺山前地帶，東部與平原區相接，地下水主要賦存于砂礫石臺地和砂礫石扇形地中。

2.3.1 砂礫石臺地潛水

主要分布在西拉木侖河和綽爾河之間的山前傾斜平原，含水層巖性主要為下更新統白土山組含高嶺土的砂礫石、卵礫石，厚5～30m。富水性為中等→強，水位埋深一般為10～20m。零星分布的砂礫石臺地多呈基座性質，蓄水條件不好，富水性差。

2.3.2 砂礫石扇形地潛水

分布于白城扇形地，含水層巖性主要為上更新統沖洪積砂礫石和砂礫石，厚度一般10～20m，由扇頂到前緣和從軸部到兩側，顆粒又粗變細，厚度變薄。水位埋深多小于5m，局部地區5～10m。扇形地潛水潛藏，地層巖性顆粒粗大，孔隙發育，透水性好，有利于地下水的富集與賦存。

2.4 河谷平原

沿嫩江、松花江、第二松花江河谷及其支流的河谷分布，由上游至下游，寬度、厚度逐漸增加，寬度在1～30 km之間。含水層以砂礫石、礫卵石、中粗砂為主。地下水循環條件好，與河水聯系密切。水量豐富，水質好，礦化度低。在階地上普遍分布有粘性土，形成下部為砂礫石，上部為粘性土的二元結構。

3 地下水資源開發利用

3.1 開采井數量

全區現有各類開采井約445500眼，其中電機井約109500眼，農用小井約336000眼。電機井井徑一般在200～300 mm之間，電機井中自來水井約2400眼，電機井中工業井2900眼，電機井中農田井(機井)約104200眼，合計電機井總數約為109500眼;農用小井井徑100～150 mm之間，農用小井中，旱田小井約221000眼，水田小井約115000眼，合計農用小井約為336000眼。

3.2 開采層位

長春市及所轄的九臺、農安、德惠、榆樹及松原市長嶺縣東部等均位于松嫩高平原，以開采潛水為主，含水層主要為第四系下更新統中粗砂及砂礫石，局部開采白堊系中深層水，井深多為40～80m，局部井深可達150～200m。

松原市的寧江區、扶余縣、乾安縣、前郭縣、長嶺中西部，白城市的鎮賚縣、大安市、通榆縣等地地處松嫩低平原，區內水文地質條件較為復雜，多層含水層疊加，構成了統一的含水巖組。以開采中深層第四系下更新統中粗砂及砂礫石孔隙承壓水為主，其次開采第三系上新統中粗砂巖深層水，整體來看地下水埋藏不大，易于開采，由于含水層埋深不同，井深亦有差異，開采中深層第四系下更新統中粗砂及砂礫石孔隙承壓水，井深多為60～100m之間;其次開采第三系上新統中粗砂巖深層水，井深多為100～200m之間;

白城市洮北區及洮南縣部分地區位于大興安嶺山前傾斜平原，即洮兒河扇形地及扇間臺地，區內水文地質條件單一，含水層均為第四系砂礫石，松散，顆粒粗，厚度大，埋藏淺，易于開采，井深10～40m。山前傾斜平原上分布有第三系上新統中粗砂巖深層水，井深多為100～150m之間。松花江、嫩江、拉林河等河谷平原區，條帶狀沿江河兩岸分布，含水層均為第四系全新統中粗砂及砂礫石，特點是水位埋藏淺，顆粒粗，易開采，井深10～30m。

3.3 各縣市地下水開采量

根據調查統計，吉林省松嫩平原區主要包括長春市、松原市、白城市三個地級市。同時，長春市下轄的雙陽區、九臺市、農安縣、德惠市、榆樹市;松原市下轄的寧江區、扶余縣、前郭縣、長嶺縣、乾安縣;白城市下轄的洮北區、洮南市、鎮賚縣、大安市、通榆縣。其中長春市的城區南部、雙陽區、九臺市東部，白城市的洮北區北部、洮南市北部，分別屬于大黑山區及大興安嶺山區，故本次實際地下水開采量不包含上述地區。調查統計表明，2008年吉林省松嫩平原區地下水開采總量為29.79×108m3/a，其中長春市地下水開采量為14.06×108m3/a，松原市地下水開采量為5.16×108m3/a，白城市地下水開采量為10.57×108m3/a(詳見表1)。

3.4 存在的問題

3.4.1 缺乏科學統一規劃，開采混亂

地下水集中開采區，缺乏科學統一規劃，開采混亂，隨意布井，大量開采，造成井群干擾，出水量削減，引起區域水位下降。如白城洮兒河沖洪積扇，據統測資料，水位由2001年～2004年，下降0.5～1.0m，最大下降3m，局部水田區已形成疏干型開采，因水量削減，水量已不能滿足種植水田的需要而改成旱田。

3.4.2 成井工藝差、不止水、報廢井隨意廢棄

隨著工農業發展，人民生活水平的提高，對水的需求越來越大，在打井的過程中，因成井工藝差、止水效果不好，且多數的井不止水，打通天井，再加上隨著井的使用年現增加，年復一年的報廢井，沒有處理就廢棄，致使農用中深層水質好的地下水與上部淺層天然不良的地下水混合，造成中深層地下水質污染。

另外，工業三廢排放，生活污水垃圾排放，人、牲畜排泄物、農業生產的化肥農藥的普遍施用，對地下水都有不同程度的污染。根據全區的淺層地下水化驗結果，在人類密集的村、鎮，地下水都不同程度的受到污染。

3.4.3 地下水資源浪費

在工業生產中，工業生產中萬元產值耗水量較大，使用的不科學、管理不完善，重復利用率低[5]。在人民生活中，由于用水的不科學，人均用水量逐年加大，人均耗水量超出了人們正常生活所需用水。在農業生產中，在遇到干旱時由于農民缺乏科學知識，大水漫灌時常發生，旱田、水田灌溉用水遠遠超過農作物正常生長所用水量，使得農業用水供需矛盾加大。

3.4.4 農田灌溉引起次生鹽漬化

大面積的開墾水田，特別是低平原區，由于天然排水不暢，水田灌溉使地下水位抬高，致使土壤返鹽。由于水排不出去，土壤不能脫鹽，造成鹽、硝上返重新堆積，形成了次生鹽漬化。大安、通榆、乾安多處以種稻洗鹽堿并沒有真正達到治理鹽堿的目的，而造成土壤次生鹽漬化。

表1 2008年吉林省松嫩平原區地下水開采量統計表 108m3/a

4 解決對策

4.1 調整用水結構

全區各市縣應在確保生活用水前提下，對現有的工業生活井加以調整。根據各自情況，使部分工業用水采取上部潛水和深部承壓水相結合開采形式，在水質滿足工業生產用水條件下全部開采潛水資源。

4.2 限制局部地區承壓水開采，保護水資源，防治水污染

一是劃定飲用水源的自然保護區，制定水資源保護辦法，在保護區內嚴禁興建有污染水源的建設項目。二是加強廢水治理，嚴格執行污水排放標準，不符合排放標準的要嚴格禁止排入各水域，三是加速排水管網和污水處理設施的建設[6]。

4.3 綜合開發地下水和地表水資源

地表水和地下水都參加水文循環，在自然條件下，相互轉化。由于這種轉化關系，在一個地區開采地下水，可以使該地區的河流徑流量減少20%～30%。所以只有綜合開發地下水和地表水，實現聯合調度，才能合理而充分的利用水資源。

4.4 建立有效的水資源保護帶

為了從根本上解決松嫩平原水資源的保護問題，應當建立有效的不同規模、不同類型的水資源保護區(或帶)，采取切實可行的法律與技術的保護措施，防止水資源質量的惡化和水源的污染，實現水資源的合理開發利用。

4.5 加強地下水動態監測工作，為合理開發保護地下水資源提供科學依據

松嫩平原(吉林)地下水動態監測工作始于1977年。最初地下水環境監測網點是利用國家地質項目所施工鉆孔和部分利用地方機民井形成的，網點布設主要針對松嫩平原區域地下水水位、水質和城市集中開采區地下水下降漏斗以及水質污染等問題。但由于各種因素的影響，地下水動態監測工作還不夠完善。今后應加強各大中城市的地下水監測工作，尤其是長春市區和松原市區的地下水動態監測工作。調整補充各層地下水的動態監測網點。提高地下水動態監測技術及精度。

[1]趙海卿.松嫩平原地下水資源及其環境問題調查評價[R].沈陽地質調查中心.2007.

[2]田輝.松嫩平原地下水動態影響因素初探.地下水.2011(61－62).

[3]張劍鋒.松嫩平原地下水資源現狀及其對策.黑龍江水利科技.1994.

[4]邸志強.東北地區水資源現狀及可持續利用對策.地質與資源.2004(112－115).

[5]苑麗華.松遼平原西部地下水資源潛力和可持續開發利用.南水北調與水利科技.2006.

[6]林雪飛.簡論松嫩平原地下水開發利用的問題與對策.黑龍江水利科技.2000(104－105).