綏化市平原區地下水系統分析

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發展基地。但目前水資源問題已經成為各項經濟建設發展的制約因素，而且由于水資源的不合理開發利用所產生的環境地質問題也日漸突出。同時，水資源開發利用規劃、評價工作薄弱、滯后，與高速發展的經濟社會需求不相適應，以往相關的分析評價工作，很少開展地下水系統分析工作。

為了進行地下水資源合理開發利用研究和正確認識地下水資源開發利用與環境保護之間的相互關系，為更準確的評價地下水資源奠定基礎，本文在綜合分析、參閱大量資料的基礎上，運用地下水系統理論，對綏化市平原區地下水系統進行合理劃分，確定不同層次地下水系統的區、級。

1 綏化市平原區地下水系統概述

綏化市平原區位于松嫩平原中東部，是東面環山，西面與嫩江平原接壤，南北水繞的盆地。盆地是在長期的內、外動力地質作用下，形成現在的地質、地貌和含水層及其結構格局。該盆地自上白堊紀以來，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砂礫石綏化承壓水盆地，含水巖組顆粒較粗，富水性較強;分布在通肯河、呼蘭河河谷的潛水含水巖組，上更新統—全新統沖積砂、砂礫石，富水性好。這些含水層的地質體(含水層)構成了該區的地下水賦存系統。而系統內含水層的形成與分布主要受地質結構控制，因此，盆地地質結構是控制地下水賦存系統發育的主要因素。

綏化市平原區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高200～220 m，而在西南部地下水排泄地帶地下水位標高僅110～120 m，總水位差為90～100 m。可見，地下水從山前地帶的高標高區到松花江的低標高區存在很大的勢能差。在這種勢能差驅動下，地下水由高標高地帶向低標高地帶流動，產生區域地下水流場，進而形成了綏化市平原區的區域地下水運動系統。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的主要因素。

2 含水層系統劃分

從宏觀角度來看，綏化市平原區是一個大型含水層系統。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。地下水含水層系統邊界是由周邊的各種弱透水層、基巖巖體、阻水斷層組成。含水層系統內有白堊系、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系，并共同構成區內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，是本區域的主要地下水開采層。

依據含水層的地質時代和儲水介質類型，將綏化市平原區含水層系統劃分為兩個含水層亞系統，即第四系孔隙含水層亞系統、白堊系孔隙—裂隙含水層亞系統。

表1 綏化市平原區含水層系統劃分表

2.1 第四系孔隙含水層亞系統

2.1.1 第四系孔隙潛水含水層

2.1.1.1 高平原中更新統沖洪積砂礫石與黃土狀土含水巖組

中更新統潛水含水層巖組主要分布于高平原。含水巖組由不連續分布的砂、砂礫石組成，富水性貧富相差懸殊，在砂礫石缺失區，上部的黃土狀土和下部的白堊系基巖風化帶也成了當地生活用水的供水層。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化裂隙帶，單井涌水量可達100～1 000 m3/d。

2.1.1.2 河谷上更新統、全新統沖積砂、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。含水層為現代河流沖積的砂和砂礫石層，含大量泥質，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，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、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)，而且具有粗細相間的雙層或多層結構。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砂巖，頂板多為上荒山組或上更新統的黃土狀土。含水層之上覆蓋有20～40 m的中、上更新統黏性土層，周邊被白堊系弱透水層包圍，地下水補給條件不佳，大氣降水只能通過上覆黏性土層越流補給該含水層。

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，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，可接受潛水側向徑流補給。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系，形成自上而下的越流補給系統。

2.2 白堊系孔隙—裂隙含水層亞系統

白堊系含水層一般埋藏較深，富水性較差，多數地區供水意義不大。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砂巖、含礫砂巖為主，局部為砂礫巖，泥質微膠結，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砂巖為主，以明水縣為中心，分布比較穩定，由北向南，粒度變粗，由粉細砂巖變為含礫中細砂巖，層數減少，由三層漸變漸變為一層，累計厚度＜26 m。含水層下部巖性為中細砂巖，累計厚度20 m左右，局部地段，由于構造隆起不利于地下水的賦存，富水性較弱。復向斜軸部及小型構造盆地含水層相對較厚，富水性增強，富水性由盆地邊緣向中心，由向斜構造兩翼向軸部逐漸加強，單井出水量從100 m3/d增大至1000 m3/d。

3 含水層系統結構

按照主要含水層系統的上、下疊置關系，確定綏化市平原區含水層系統是一種“雙層結構含水層系統”結構類型，見圖1。

雙層含水層系統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(1000～3 000 m3/d)，盆地邊緣較薄。其他地區一部分含水巖組為中更新統亞黏土，下部為不連續分布(呈條帶狀或局部片狀)的砂、砂礫石，厚度＞(1～3 m)，還有相當一部分地區含水巖組為黃土狀土，是當地農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—全新統沖積砂、砂礫石，富水性好。

圖1 綏化市平原區含水層系統結構分布圖

雙層結構含水層系統的下部是白堊系孔隙裂隙層間承壓水層和構造裂隙含水帶(脈)。白堊系含水層產出條件極為復雜，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，白堊系上統明水組、四方臺組多為泥質弱膠結的粉細砂巖和中細砂巖，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)系統劃分

綏化市平原區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，在剖面上形成了淺層、中層和深層相互聯系、又相互獨立的地下水流系統。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域地下水流;淺層、中深層地下水流系統在平面上的分布范圍是不一致的，地下水流系統內部關系錯綜復雜，有著各種形式的水力聯系。盆地地下水總體的流動趨勢是從補給區向盆地中心排泄區匯流，最后通過松花江干流、呼蘭河干流及河谷潛流流出盆地。

將綏化市平原區作為一個地下水系統，其分布范圍與含水層系統分布范圍一致。在垂向上可分為淺層和中、深層兩個地下水流動系統，且分布范圍不一致。根據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系及水循環條件，以潛水區域地下水分水嶺為界，將淺層地下水系統劃分為呼蘭河、通肯河一個淺層地下水系統。中、深層承壓地下水系統則按照承壓含水系統及水流特征，劃分為一個高平原第四系孔隙承壓水地下水系統。

4.1 淺層地下水系統

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

4.1.1 呼蘭河、通肯河地下水系統

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

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

4.2 中、深層承壓地下水系統

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包括海倫、綏化、肇東承壓水盆地，含水層時代為中更新統砂礫石，有相對獨立的局部地下流系統，同時又通過上層潛水或河谷潛水相互聯系。這些承壓水盆地一般處于河間地塊，盆地內有河流通過，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系，形成自上而下的越流補給系統。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向徑流補給。地下水一部分從高水頭向低水頭徑流排出承壓水系統，一部分向開采漏斗區匯集被開發利用。

綏化承壓水盆地分布面積較大，向東北延伸至丘陵地區，盆地有內呼蘭河通過，地下水可接受山丘區地下水的側向徑流補給和降水入滲補給，由盆地南北兩側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給，向東南方向徑流排泄，水力坡度3‰左右。

5 區域地下水循環

5.1 淺層地下水循環

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向徑流補給，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給下部承壓水，在局部低洼處接受承壓水的頂托越流補給。

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給外，還通過河谷接受山區地下水補給及灌溉回滲和承壓水頂托補給。

5.2 中、深層承壓水循環

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向徑流補給和潛水自上而下的天窗或越流形式補給，以徑流形式向河谷方向運動，并補給河谷潛水。

5.3 地下水總循環

綜上所述，綏化市平原區地下水的主要補給源是大氣降水的垂直滲入，其次為山區地下水的側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給形式。主要排泄方式是蒸發、河流排泄、側向徑流及人工開采。

綏化市平原區地下水系統的輸入系統由降水入滲、河水入滲、側向徑流和灌溉水回滲補給組成，其中以降水入滲占主導地位。輸出系統由潛水蒸發、向河流排泄、側向徑流排泄和人工開采組成，其中潛水蒸發和人工開采占主導地位。運轉系統則是由淺層地下水系統和中深層地下水系統組成。

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

［2］中國地質調查局.全國地下水資源及其環境問題調查評價技術要求［S］.北京:中國地質調查局，2006.

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