黑龍江省松嫩平原地下水超采區分析研究

孫香泰，孫博文

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

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科技成果

黑龍江省松嫩平原地下水超采區分析研究

孫香泰，孫博文

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

文章對地下水超采區劃分方法進行了初步研究，并對松嫩平原地下水超采區進行了劃分，在此基礎上對地下水超采區進行了分析評價，提出了進一步治理超采區的對策和建議。為今后松嫩平原地下水超采區管理與保護，改善生態環境，實現地下水資源的可持續利用提供科學依據。

松嫩平原；地下水超采區；開采控制水位

松嫩平原位于黑龍江省的西部，土地遼闊，資源豐富，現已成為中國石油能源、重型機械工業、商品糧、牧業和綠色食品生產基地。地下水作為水資源的重要組成部分，在松嫩平原的社會經濟發展和維持生態環境中發揮著不可替代的作用。多年來由于缺乏對地下水開采的有效控制和保護，導致部分地區地下水水位下降，并形成規模不同的地下水開采漏斗，局部地區形成地下水超采區，不僅對生態環境造成很大影響，而且威脅著水資源可持續利用和經濟社會可持續發展。對松嫩平原地下水超采區進行分析研究，提出綜合治理措施，為實行最嚴格的水資源管理制度、有效管理與保護地下水資源提供科學依據。

1　地下水超采區劃定方法的研討

地下水超采區分析評價是落實最嚴格水資源管理制度的重要措施，運用適宜的劃分方法則是超采區評價的重中之重。

地下水開采量超過可開采量，造成地下水水位呈持續下降趨勢，或因開發利用地下水引發了生態與環境地質問題，是判定地下水超采和劃分地下水超采區的依據。目前常見的地下水超采區劃分主要有“水位動態法”、“開采系數法”與“引發問題法”3種方法。

1)水位動態法：是以年均地下水位持續下降速率作為評判指標進行地下水超采區的劃分。其劃分標準為：評價期內地下水開采造成水位呈持續下降趨勢的區域為地下水超采區。地下水具有多年調節的特點，利用水位動態法劃分地下水超采區需具有較長系列地下水水位監測資料，如系列較短，劃定的結果難以符合實際情況。另外在評價期內地下水位雖有一定程度的下降，但地下水位在合理生態水位閾值內，劃定為地下水超采區顯然是不盡合適的。

2)開采系數法：是以地下水開采系數為評判指標進行超采區劃分。其劃分標準為：評價期內年均地下水開采系數>1的區域為地下水超采區。在實際工作中，地下水實際開采量調查工作復雜且難度大，人為因素影響較多，很難統計準確，同時目前多數地區地下水資源計算精度較低，難以保證依此計算的地下水開采系數的合理性與可信性。即使有的地區計算的地下水開采系數>1，劃定為地下水超采區，則與實際是不符合的。 因此用地下水開采系數劃分地下水超采區比較難掌控。

3)引發問題法：是以地下水開采引發的生態與環境地質問題作為評判指標進行超采區劃分。其劃分標準為：地下水開采引發了地面沉降、地面塌陷、地裂縫、土地沙化、名泉泉水流量衰減、海(咸)水入侵、水質惡化等生態與環境地質問題的區域為地下水超采區。

有些地區由于地下水過量開采，已形成了地下水超采區，但由于開采地下水而引發生態與環境地質問題的現象不明顯，而有些生態與環境地質問題存在滯后性，因此，引發問題法劃分地下水超采區，對某些地區也不太適宜。

地下水位能夠比較真實的反映區內地下水開采狀況，當地下水位降低超過一定限度后，造成地下水不可持續利，或可能引發各類生態與環境地質問題。我們認為利用地下水位劃分地下水超采區，是最直接并切實可行的方法，比較符合客觀實際。文章結合黑龍江省松嫩平原水文地質條件，綜合考慮社會、經濟及生態環境等因素，提出利用地下水開采控制水位法劃分地下水超采區，以便更加合理的進行地下水超采區劃分，實現最嚴格水資源管理制度的要求，達到合理開發利用與保護地下水資源的目標。

2　地下水開采控制水位方法

根據當地水文地質條件，綜合考慮社會、經濟及生態環境等因素，確定地下水開采控制水位，作為劃分地下水超采區的標準。

地下水開采控制水位的確定原則：

1)應考慮當地社會經濟發展的用水需求；

2)當開采狀態下區內地下水水位低于某水位時，可能造成地下水不可持續利用，或可能引發生態環境問題或環境地質問題，該水位作為劃分地下水超采區的標準；

3)當開采狀態下區內地下水水位低于某水位時，造成地下水不可持續利用程度加重，或可能產生不能承受的生態環境問題或環境地質問題，該水位作為劃分地下水嚴重超采區的標準；

4)應考慮開采地下水對河川徑流或當地排泄基準面可能產生影響程度，確定地下水開采控制水位；

5)對于水頭較低的承壓水區，由于開采地下水造成地下水水位下降至承壓水含水層(組)頂板以下，完全改變了原來的水力性質，應該確定為地下水超采；

6)不能承受的生態與環境地質問題是指由于地下水開采引發的：①淺層地下水超采區100 km2面積上的年均地面塌陷點多于2個，或坍塌巖土的體積>2m3的地面塌陷點年均多于1個；②100 km2面積上年均地裂縫多于2條，或同時滿足長度>10m、地表面撕裂寬度>0.05m、深度>0.5m的地裂縫年均多于1條；③污染后的地下水水質劣于污染前1個類級以上，或污染后的地下水已不能滿足生活飲用水的水質要求；④產生較嚴重的土地沙化現象。深層承壓水超采區地面年均沉降速率>0.01m/a。

3　地下水超采區分析評價

松嫩平原主要開采第四系孔隙水，部分地區開采白堊系孔隙裂隙承壓水，在哈爾濱市、大慶市，由于長期大量的集中開采地下水，形成了規模不同的地下水開采漏斗，部分地段出現了地下水超采區。

3.1哈爾濱市城區地下水超采區

哈爾濱城區主要開采目的層為第四系高平原孔隙承壓水—層間水。

根據含水層特征、地下水動態變化規律、松花江水位多年變化情況及生態環境等，按照地下水開采控制水位法，確定哈爾濱市城區地下水開采控制水位。

漫灘階地區：地下水開采控制水位107m，作為劃定超采區的標準。

高平原區：是否已經改變水力性質、由承壓水轉變為無壓層間水作為劃定超采區的依據；地下水開采控制水位108m，作為劃定嚴重超采區的標準[1]。

哈爾濱市城區自70年代以來開始大規模開采地下水，導致地下水超采，地下水位普遍造成不同程度的下降。1990年以來，市水資辦加大管理力度，區內地下水開采量逐年遞減，地下水位下降明顯減緩，部分地段出現回升。2000—2010年，地下水位總體呈現上升趨勢，上升幅度0.12～9.59m，僅龍江橡膠廠～揚家店一帶地下水位出現下降趨勢，下降幅度0.26～2.42m。2010—2015年地下水位普遍回升，上升幅度0.5～10m 。

2000年一般超采區面積252.82 km2，其中：①嚴重超采區面積22.42 km2；②2005年超采區面積248.6 km2，其中嚴重超采區面積5.27 km2；③2006年以來磨盤山水庫一期工程供水后，地下水開采量逐年降低，2008年超采區面積256.85 km2，嚴重超采區基本消失；④特別是2010年以后，隨著磨盤山水庫二期工程供水后，市自來水公司地下水源停止開采，地下水開采量大幅減少，導致超采區地下水位回升速度較快，到2015年超采區面積為135.38 km2，見表1。

3.2大慶市地下水超采區

大慶市是中國最大的陸上油田和重要的石油化工基地，第四系下更新統泰康組孔隙承壓水與白堊系上統明水組深層孔隙裂隙承壓水是本區地下水主要開采目的層。

根據含水層特征、地下水位動態變化規律及生態環境等，按照地下水開采控制水位法，確定大慶市地下水開采控制水位。第四系泰康組：地下水開采控制水位110m，作為劃定超采區的標準，地下水開采控制水位90m，作為劃定嚴重超采區的標準；白堊系明水組：地下水開采控制水位112m，作為劃定超采區的標準，地下水開采控制水位100m，作為劃定嚴重超采區的標準。

大慶市大規模開發利用地下水是從1960年石油會戰開始，隨著石油工業的發展，地下水開采量逐年增加，由于地下水長期處于超量開采狀態，地下水位持續下降，在大慶長垣東西兩側已形成了2個地下水開采漏斗，并出現了超采區。1995年以后大慶市開始控制開采地下水，由于地下水開采量的減少，因此地下水位出現回升態勢。

第四系下更新統泰康組孔隙承壓水：2000—2010年，區內地下水位普遍回升，上升幅度0.8～19.4m，其中2008—2010年，地下水水位除局部地段回升外，大部分地區地下水位略有下降；2010—2015年，地下水位普遍上升，上升幅度0.35～4.01m[2]。

2000年地下水超采區面積201.14 km2，2003年地下水超采區面積110.41 km2。2004年以后大慶市泰康組孔隙承壓水超采區已消失，見表2。

表2　第四系泰康組孔隙承壓水超采區變化狀況

白堊系上統明水組孔隙裂隙承壓水：

2000—2010年期間，超采區地下水位總體處于回升狀態，并呈現出階段性的降～升～降，上升幅度2.9～22.3m。其中2000—2003年，地下水位表現為普遍下降，2003—2008年，地下水位整體呈現上升，2008—2010年，地下水位略有下降。2010—2015年，地下水位整體呈現上升，上升幅度0.99～9.93m。

2000年地下水超采區面積446.16 km2，其中：①嚴重超采區面積53.98 km2；②2003年地下水超采區面積315.53 km2，其中嚴重超采區面積46.65 km2；③2004年以后嚴重超采區已消失；④2010年地下水超采區面積102.90 km2；⑤2015年地下水超采區面積僅2.75 km2，見表3。

表3　白堊系明水組孔隙裂隙承壓水超采區變化狀況

4　地下水超采區治理對策與建議

為使松嫩平原經濟社會可持續發展，改善生態環境，必需對地下水超采區進行有效控制和治理，科學合理的開發利用和有效保護地下水資源。近年來各級政府采取了一系列的措施，超采區治理工作取得了積極的成效，但超采區治理工作還十分艱巨，為此提出進一步加強超采區治理的建議。

4.1明確職責，完善法規制度

各級地方人民政府應當將地下水超采區治理納入本級國民經濟和社會發展計劃，加大資金投入，確保資金落實。各級水行政主管部門要加強對超采區水資源的統一管理，抓好地下水超采區治理實施方案的落實工作；抓緊制定地下水超采區水資源管理和保護的法律、法規和規章，使超采區地下水的管理與保護有法可依、有章可循。各有關部門要密切配合并采取有效措施，作好地下水超采區控制和治理的有關工作。

4.2合理配置水資源，控制開采地下水

根據區內水資源承載能力，對超采區地表水與地下水進行合理配置與聯合調度。優先利用地表水，嚴格控制開采地下水，充分利用雨水、污水處理回用等水源，實現水資源配置結構的調整。優化地下水開采布局，逐漸減少地下水在供水中所占的比例，使地下水環境得到改善，實現地下水資源可持續利用。

4.3建立和完善地下水動態監測系統，實行預警管理機制

應進一步調整和完善地下水動態監測井網，提高地下水動態監測井網控制的代表性，保證地下水動態監測數據的準確性及可靠性。加快地下水信息管理系統的現代化建設，逐步實現地下水信息的動態采集、傳輸和數據處理自動化，適時監控地下水動態變化情況，實行預警管理機制，為地下水超采區監督管理提供支撐。

4.4全面推行地下水有償使用，強化節約用水管理

進一步提高地下水水資源費征收標準，擴大征收范圍，嚴格定額管理。加強計量工作，用水實行計量收費和超定額、超計劃累進加價制度，運用經濟杠桿，控制地下水開采。強化用水戶的計劃用水和用水監控管理，推進節約用水設施建設，提高用水效益和效率。

4.5實行取用水總量控制，嚴格實施取水許可

在地下水超采區要嚴格實行地下水取用水總量控制和水位控制，各級水行政主管部門要對地下水超采區內地下水取用水戶的取用水逐步實行總量控制，并確定地下水開采控制水位；加強對取用水戶用水計量和地下水開采控制水位的監測、檢查與監督，對用水戶的用水過程要加強年審等監督管理措施。嚴格取水許可審批管理，在地下水超采區，禁止農業、工業建設項目和服務業新增取用地下水，對已有的地下水取水工程應加強監督管理，盡快尋找替代水源，并逐步削減超采量，涵養恢復地下水，實現地下水采補平衡。

5　結　語

地下水位能夠比較真實的反映區內地下水開采狀況，也是地下水管理的重要控制指標。本文結合黑龍江省松嫩平原水文地質條件，綜合考慮社會、經濟及生態環境等因素，提出利用地下水開采控制水位法劃分地下水超采區，是比較符合客觀實際的。近年來，由于地方政府加大了對地下水資源開發利用保護力度，大量開發利用地表水資源，使松嫩平原地下水超采區面積有逐年遞減的趨勢。哈爾濱市城區2015年地下水超采區面積為135.38 km2；大慶市2004年以后泰康組孔隙承壓水超采區已消失，2015年白堊系明水組孔隙裂隙承壓水超采區面積僅為2.75 km2。各級政府雖對超采區治理工作十分重視，取得了積極的成效，但今后的治理工作還十分艱巨，為此還應進一步加強超采區治理的力度，逐步實現地下水采補平衡，改善生態環境，實現地下水資源的可持續利用，促進經濟社會的可持續發展。

[1]中華人民共和國水利部.地下水超采區評價導則SL286—2003[S].北 京：中國水利水電出版社，2003.

[2]張煥智．黑龍江省地下水超采區的劃定[J].工程勘察，2006(7)：27-31.

Research of Groundwater Overdraft Area of Songnen Plain in Heilongjiang Province

SUN Xiang-tai and SUN Bo-wen

(Heilongjiang Provincial Water Conservancy & Hydroelectric Power Investigation,Design and Research Institute, Harbin 150080, China)

The preliminary research was conducted for the zoning method of groundwater overdraft area and the groundwater overdraft of Songnen plain area was zoned in the paper, based on these, the groundwater overdraft area was analyzed, and further management suggestions and countermeasures on the overdraft area were put forward, providing scientific accordance to management and protect the groundwater overdraft area in the Songnen Plain, to improve the ecological environment and realize the sustainable use of groundwater resources.

Songnen plain; groundwater overdraft area; mining control water level

1007-7596(2016)05-0001-04

2016-04-12

松嫩平原水土資源生態狀況與建設對策研究(合同號：水總科外[2010]05號)

孫香泰(1962-)，男，黑龍江七臺河人，研究員級高級工程師，研究方向為水文地質及工程地質工作；孫博文(1991-)，男，黑龍江七臺河人，助理工程師。

P641.8

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