環(huán)境變化條件下三江平原地下水資源量的分析

閔泰善，彭 振，安瑞強

（1.佳木斯市水利勘測設(shè)計研究院，黑龍江佳木斯 154002;2.黑龍江農(nóng)墾勘測設(shè)計研究院，哈爾濱 150090）

1 地下水的補給環(huán)境變化

三江平原地下水的開采主要始于20世紀(jì)80年代末和90年代初。但自50年代以來的大規(guī)模開墾濕地和興修排水水利工程設(shè)施，對地下水的補給環(huán)境產(chǎn)生了明顯的干擾。由于三江平原經(jīng)歷了較長時期的以水平排水、防洪治澇和以稻治澇的治水過程，尤其是配套的農(nóng)田排水溝，以及裁彎取直的河道加速了地表徑流的集散過程，使得地表徑流補給地下水的量在減少。伴隨著這一以排水為主的治水過程，三江平原上大面積的沼澤、濕地地表水被大量疏干，導(dǎo)致補充地下水量也在明顯減少。

2 近年來有關(guān)三江平原地下水資源量的計算結(jié)果

三江平原地下水資源總量的計算，近年來一直引起了普遍的關(guān)注，并有大量學(xué)者與工程技術(shù)人員進(jìn)行了大量很有建設(shè)性的分析與計算。如何璉[1]1999主編的《中國三江平原》一書中給出：當(dāng)取三江平原的計算面積為108 886 km2時，多年平均降水總資源量為605.62億m3，地表水資源量為135.45億m3，占 22.4%，地下水資源 量 52.19億m3，占8.6%，土壤水資源量417.98億m3，占69%，當(dāng)區(qū)域地下水開采后，由江、湖獲得激發(fā)補給量為23.88億m3。黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院[2]2005年計算得出三江平原105 676 km2的地表水資源量116.3億m3，地下水資源量67億m3（未考慮激發(fā)補給量）。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)評價的地下水資源量為70.32億m3（劉東，2008）。由于計算邊界條件選取的不同，以及資料來源的不同，所以有關(guān)地下水資源總量的計算成果存在較大的差異。這對指導(dǎo)三江平原地下水資源量的科學(xué)開采以及聯(lián)合調(diào)度方案制定會產(chǎn)生一定影響。

3 變化條件下三江平原地下水資源量計算存在的問題分析

地下水資源總量的計算，應(yīng)當(dāng)明確邊界條件、不同的降水頻率年、計算的時間尺度、考慮變化環(huán)境下的水循環(huán)過程、以及基于合理的生態(tài)目標(biāo)等來確定地下水的動態(tài)變化幅度來分析與計算。當(dāng)前有部分學(xué)者認(rèn)為三江平原地下水資源總量完全可以滿足現(xiàn)有農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及今后旱田改水稻田的用水要求。但他們可能忽視了地下水補給項也在發(fā)生變化，事實上三江平原井灌水稻田已經(jīng)采取了一定水平的節(jié)水灌溉措施，而這樣由田間補給地下水的量也將會大量減少，并且隨著三江平原氣溫的上升，水稻田的蒸散潛力可能仍在增加，所以水稻田用于田間的蒸發(fā)量有可能會增加，再采取控灌等措施，挖掘水稻作物生理節(jié)水潛力應(yīng)當(dāng)來說是有限的。水稻生育期間的有效降水將會盡可能被全部利用，水稻田周邊的排水溝水也將被充分利用，導(dǎo)致水稻田區(qū)域地表徑流產(chǎn)生量會相當(dāng)小，這會顯著減少河流的徑流量以及濕地區(qū)域的水量補給，這樣會進(jìn)一步減少地下水量的補充。如果再基于敏感生態(tài)目標(biāo)如濕地來考慮地下水位，在濕地植被生長季節(jié)不宜下降超過一定的閾值作為地下水位的控制要求，并要求地下水多年平均水位不能持續(xù)下降，在不同的降水頻率年地下水位的變幅應(yīng)控制在一定的閾值內(nèi)，則地下水的采補平衡將重新確定，這樣三江平原地下水資源的可開采量將會發(fā)生較大的變化。

當(dāng)前三江平原地表水資源的蓄積量已明顯減少，大量的農(nóng)田排水溝渠加速了地表徑流的集散過程。所以，三江平原補充地下水資源的地表水文環(huán)境已發(fā)生了顯著的變化。在這種變化環(huán)境下的地下水資源量的計算，已很難用傳統(tǒng)的計算方法來進(jìn)行簡單計算。

4 結(jié)論

地下水資源總量的計算，應(yīng)當(dāng)明確邊界條件、不同的降水頻率年、計算的時間尺度、考慮變化環(huán)境下的水循環(huán)過程、以及基于合理的生態(tài)目標(biāo)等來確定地下水的動態(tài)變化幅度來分析與計算。地下水位的變化受地下水開采情況和降水的分配影響顯著，變化條件下地下水可開采資源量應(yīng)當(dāng)是一個動態(tài)變值。由于降水事件是一件不確定的事件，所以對三江平原來說，宜基于不同的降水頻率年并結(jié)合不同的水文下墊面環(huán)境來計算三江平原地下水資源總量的計算。關(guān)鍵是確定好平原區(qū)降水入滲比例參數(shù)、濕地地表水入滲地下水的參數(shù)、水稻田在當(dāng)前節(jié)水狀況下入滲地下水的比例參數(shù)、山丘區(qū)在有植被覆蓋條件下降水入滲形成地下水的比例參數(shù)、河流補給地下水的參數(shù)、人工修建水庫和溝渠等對地下水的補充量的計算。因此，這使得三江平原地下水的資源量計算極為復(fù)雜。盡管有不少學(xué)者和工程技術(shù)人員進(jìn)行了地下水資源總量的計算，但沒有較為全面地考慮變化環(huán)境因素，所提供的數(shù)據(jù)對三江平原水資源的優(yōu)化配置和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計仍帶來了一定的不確定性。

當(dāng)前有必要基于水循環(huán)過程，結(jié)合流域內(nèi)水文控制站實測徑流量數(shù)據(jù)、基于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀計算農(nóng)業(yè)用水量、以及流域內(nèi)的工業(yè)用水量，運作綜合流域管理的思路，從流域尺度來分析水資源的輸入項、輸出項和蓄存項來計算地下水資源總量，再匯總到三江平原區(qū)域尺度地下水資源量的計算。據(jù)分析與計算，三江平原區(qū)域尺度上地下水資源總量為96.8億m3（P=25%）、62.4億m3（P=50%、37.6億m3（P=75%）和16.3億m3（P=90%）。

[1]何璉.中國三江平原[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

[2]黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院.黑龍江省水資源綜合規(guī)劃地下水資源評價報告[R].哈爾濱：黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，2005.