中國東北和俄羅斯遠東水文地理區劃與分析

程 銳,周 洋,于 淼,3,李夢宇,戴長雷

(1.中國水利學會，北京 100053；2.黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080；3.東北聯邦大學，俄羅斯 雅庫茨克 677000；4.中國水利水電科學研究院，北京 100038)

自2017年國務院新聞辦公室發布《中國的北極政策》白皮書，提出要與各方建立“冰上絲綢之路”[1-2]。從此，位于“中蒙俄經濟走廊”和“冰上絲綢之路”之間的中國東北和俄羅斯遠東就成為研究的重點區域[3]。

不少學者提出，可通過公路、鐵路等陸運方式與河流運輸相結合，降低完全通過海運方式運輸帶來的高成本。張凱文等[4]通過梳理“一帶一路”與“冰上絲綢之路”間的交通線路，提出了三條連接“一帶一路”與“冰上絲綢之路”的運輸路線。孫佳偉等[2,5]通過對位于中國東北和俄羅斯遠東地區的一條陸河聯運路線所經過的流域特征進行分析，得出該路河聯運路線運輸能力較為穩定，但河運段不能全年通航。張曉紅等[6]通過對陸河聯運路線的交通環境、運輸成本進行比較分析，得出東側陸河聯運路線(大季線)相比之下具有很強的地理優勢，但是河運段只在7—9月份適合運輸。對中國東北和俄羅斯遠東進行水文地理區劃分析，可為細化水資源合理調度、水文預報等基礎工作提供研究基礎，進一步于水利發展角度確定陸河聯運路線的整體布局。

1 區域背景

中國東北地區選擇以松遼流域為范圍，總面積124萬km2，主要涵蓋黑龍江省、吉林省、遼寧省、內蒙古東四盟(市)以及河北省承德市一小部分[7]，流域內氣候冬季嚴寒漫長、夏季溫濕而多雨是典型的溫帶大陸性氣候，主要河流包括黑龍江、松花江、烏蘇里江、遼河等[8]。流域內礦產資源十分豐富，已探明的石油資源占全國總量的一半以上。

俄羅斯遠東地區本文選擇俄羅斯遠東聯邦管區(2018年布里亞特共和國、外貝加爾邊疆區劃入遠東聯邦管區)，總面積696萬km2，是俄羅斯八大聯邦管區之一，下轄包括薩哈(雅庫特)共和國在內的11個州級行政區，俄羅斯遠東地區屬于典型的大陸性氣候，冬季異常寒冷、夏季時間短暫。遠東地區流域可分為黑龍江(阿穆爾河)流域以及勒拿河流域。俄羅斯遠東是目前俄羅斯礦產資源開發程度最低，資源潛力最大的地區，供應著俄羅斯30%的礦物原材料。

水文地理區劃分為流域區劃與水文地質區劃[9-12]。流域區劃是總結分水嶺、坡度等影響降雨產流、匯流以及徑流的地貌地表特征而人為劃定的區域，為細化大區域(流域)內降水、徑流、蒸發等特征要素分析的基礎，同時也能為開展其他水文預報工作提供依據；水文地質區劃是依據滲透率、給水度、含水層等多種影響地下水運移、儲存特征要素，而人為劃分的區域，是水文地質方面中反映地質構造的一種基礎方法，可為反映地下水儲量分布、循環等一般規律提供重要依據，同時依據地層構造、地貌分布等水文地質條件對研究區域進行分區也是深入區域地質研究工作的基礎。

對于中國、俄羅斯這類國土面積較大的國家，水資源管理區劃是用于規范國內水資源合理調度與分配的一種重要途徑，同時各管理區劃內會有相應的管理機構，以統籌各項管理工作。

對研究區域進行水文地理區劃是細化區域水資源管理工作的前提，也是合理進行區域水資源評價、規劃等前期工作的重要基礎，同時也為評估“冰上絲綢之路”相關研究提供一定參考依據。

2 水文地理區劃分析

2.1 地表水區劃分析

研究區陸地面積較大，內部地貌組成復雜，東部分別為三個島嶼(半島)、西北部是中西伯利亞高原、中部包含三條大河。中國境內因水資源管理體系相對完整，故將其整體按照松遼流域劃分。俄羅斯遠東聯邦管區按分水嶺、坡度、水系等地形地貌條件，將其分為11個水系流域(片)[1]。

中國東北與俄羅斯遠東地表水區劃如圖1所示。

圖1 研究區地表水區劃

研究區內俄羅斯部分因海岸線較長，受寒帶季風氣候影響，氣溫常年較低；同時因為切爾斯基山脈的存在，在區域內分出勒拿河流域以及科雷馬河流域；庫頁島及千島群島因四面環海，同時緯度相對較低，其降雨深要遠高于研究區內其他部分。相關分區情況，見表1[13-14]。

表1 研究區地表水分區說明

研究區范圍內包括三條大河，分別是勒拿河、黑龍江(阿穆爾河)以及科雷馬河，其中流域面積最大的是勒拿河流域[15]，總面積達3.2×104km2，勒拿河干流河寬達到1600 m，足夠3000 t載重船舶順利通過。

2.2 地下水區劃分析

地下水分區依據地質巖層主要成分，將其分為基底區、沉積基底區、高起伏褶皺山區以及火山區[14]。

基底區是指基底出露地面或者距離地面較淺，因此地下水儲量較少的區域；沉積基底區為地下水的流動和儲存提供了有利條件，是世界上水資源開發潛力最大的區域；高起伏褶皺山區以褶皺山脈為主，地形起伏較大，此類區域地下水分布較為零散，大部分呈島狀，地下水水平方向的遷移較少；火山區是火山存在或者地殼運動較為頻繁的區域，此類區域水文地質條件極為復雜。參考國際地下水資源評估中心(IGRAC)將全球地下水分為36個分區[16]，將本研究區分為5個分區，如圖2所示。

圖2 研究區水文地質分區

按此劃分原則，中國東北和俄羅斯遠東地區共分為5個水文地質區域，見表2。

表2 研究區水文地質分區說明

分析地質條件與地下水的關系，可知分區中：(1)中國東部平原區屬于沉積基底區，地下水資源豐富；(2)亞洲中東部山脈區、東西伯利亞高原區屬于高起伏褶皺山區，區域內地下水分布較為零散；(3)中西伯利亞高原區屬于基底區，含水層厚度較低，地下水儲存量較低；(4)太平洋西北沿岸區屬于火山區，區域地質活動較為頻繁，水文地質條件復雜、地下水分布不規律。

2.3 水資源管理區劃分析

俄羅斯水資源管理體系是以州級行政單位為基本單位，分管區域內水資源管理工作。全俄共有14個流域水資源管理局，其中遠東聯邦管區涉及3個，分別為阿穆爾河流域水資源管理局、勒拿河流域水資源管理局以及葉尼塞河流域水資源管理局。中國水資源管理體系中以流域(片)為基本單位，分設各流域水利委員會(流域管理局)，其中本研究區域主要涉及松遼流域，由松遼水利委員會負責區域內水資源評價、調度等工作。中國東北和俄羅斯遠東地區水資源管理分布如圖3所示。

圖3 研究區水資源管理區劃

根據俄羅斯自然資源管理機構設置，俄羅斯聯邦水資源局隸屬于聯邦自然資源部，主要負責管理和組織水資源統一調度和保護工作。其下屬的各流域水資源管理單位是各地區水體利用和保護的主要組織。俄羅斯的水資源管理的所有權力都歸屬于俄羅斯自然資源部[17]。

研究區俄羅斯部分中，與我國相毗的是阿穆爾河流域水資源管理局，阿穆爾河流域水資源管理局下設8個管理分部，分別是堪察加地區水資源部、外貝加爾湖地區水資源部、楚科奇自治州水資源部、阿穆爾州水資源部、猶太自治州水資源部、濱海邊疆區水資源部、薩哈林州水資源部和哈巴羅夫斯克地區水資源部。分別負責轄區內的水資源評價、調度等任務。

3 耦合區劃分析

2017年中國東北三省的總生產水足跡模數達4.1988×109L/d·km[1]，整體處于較高水平，意味著相對于俄羅斯遠東地區，東北地區要更加注重水資源的合理分配與調度。

為細化研究區內地表水和地下水的管理，結合中國東北與俄羅斯遠東的地表水分布、地下水分布以及水資源管理轄區進行研究，對區域內地表水-水資源管理下轄區域進行耦合，如圖4所示。

圖4 研究區地表水-水資源管理耦合分區

按照地表水和相應水資源管理分區進行耦合，共整理出14個小的管理分區，其中松遼水利委員會-A區域位于中國境內，其生產水足跡約3700億m3，遠超其他13個分區。

地下水在區域水資源利用方面也占據很大一部分。以東北地區為例，自2009年以來地下水開采量已連續多年超過300億m3，并且每年持續升高。在地下水-水資源管理耦合分區當中，松遼水利委員會轄區下有兩個小的分區，分別屬于火山區和平原區。平原區可為水資源利用量作一定支撐。研究區地下水-水資源管理耦合分區如圖5所示。

圖5 研究區地下水-水資源管理耦合分區

各地生產水足跡基本情況，同時結合當地水資源可開采量，制定為應對區域內社會經濟穩定發展，同時保證水資源可持續利用，相應水資源管理局(水利委員會)應針對不同地域特殊情況做好水資源合理開采規劃。

中國東北和俄羅斯遠東地區區位特征相近，均位于亞洲東北部，本國的東部；兩地區均有豐富的自然資源，遠東地區森林資源占全俄的55%，木材儲備量占全俄25%，而實際開發量卻不到全俄的10%。整體而言，區域位于高緯度地區，夏季溫度適宜，適合發展旅游業；海岸線較長，對于進一步強化該區域進出口貿易，基于兩國友好建交關系，有待為建立“冰上絲綢之路”打下良好基礎。中國東北和俄羅斯遠東區位如圖6所示。

圖6 中國東北和俄羅斯遠東區位

4 結 論

(1)依據地表水分區原則，將研究區域劃分為11個水系流域片，為中國東北和俄羅斯遠東地區的地表水運移相關研究提供參考依據；依據水文地質分區原則，將研究區劃分為5個水文地質分區，涵蓋全球四類主要地質類型。

(2)按兩國水資源管理分區原則，研究區水資源管理權分別下放到松遼水利委員會、阿穆爾河流域水資源管理局、葉尼塞河流域水資源管理局以及勒拿河流域水資源管理局4個行政機構；按照生產水足跡相關數據，松遼流域生產水足跡偏高，說明當地發展對于水資源量的依賴性更強。

(3)將水資源分區與水資源管理分區進行耦合，共獲得14個小的管理分區，其結果有利于細化當地水資源管理，提高水資源利用率以及適應生產所需用水量。