松嫩平原(吉林)地下水資源屬性研究

田 輝，趙海卿，張梅桂，張文強(qiáng)

(1.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，遼寧 沈陽 110034;2.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130026)

松嫩平原(吉林)地下水資源屬性研究

田 輝1，2，趙海卿1，張梅桂1，張文強(qiáng)1

(1.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，遼寧 沈陽 110034;2.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130026)

在論述松嫩平原(吉林)地下水含水層系統(tǒng)、水位下降及地下水水質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，總結(jié)分析地下水水位和水質(zhì)變化的原因，從而為松嫩平原地下水資源更好地開發(fā)利用提供依據(jù)。

地下水;水位;水質(zhì);含水層

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。研究區(qū)面積 64 400 km2。

松嫩平原在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上是一個(gè)典型的中、新生代沉積斷陷盆地。在水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)上，則是一個(gè)由多層含水層組成的特大型潛水－承壓水盆地。主要含水層有:下白堊統(tǒng)裂隙或裂隙－孔隙含水層(或含水帶);新、老第三系孔隙 －裂隙含水層;第四系下更新統(tǒng)冰水砂礫石含水層;中、上更新統(tǒng)沖－洪積砂礫石含水層;上更新統(tǒng)沖－湖積粉細(xì)砂含水層(分布于盆地中央);全新統(tǒng)現(xiàn)代河谷沖積砂礫石含水層。其中，中上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)的含水層為潛水，其余均為承壓水［1］。

松嫩盆地的地下水是一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)。在天然條件下，地下水主要從盆地周邊獲得降水和地表水的入滲補(bǔ)給，而后流向盆地中心。盆地地下水，除一小部分在西部山前沖洪積扇前緣和東部高平原邊緣以泉水形式排泄外，絕大部分地下水均通過盆地中心承壓含水層向上越流補(bǔ)給潛水，而后消耗于蒸發(fā)，但是目前人為開采量已逐漸成為承壓水的主要消耗項(xiàng)。

1 松嫩平原地下水資源屬性

1.1 地下水位變化動(dòng)態(tài)

松嫩平原地下水目前已形成區(qū)域性水位下降。其中以第四系孔隙承壓水區(qū)域性水位下降面積最大［2］。

1.1.1 第四系孔隙潛水

松嫩平原地下水位下降幅度最大區(qū)分布在最東部的榆樹市，2004－2009年的5年間，地下水位降幅最大在10 m以上。此外公主嶺市雙城堡鎮(zhèn)、前郭縣最南端、通榆縣的東北角以及西北部白城扇型地，地下水位降幅較大，均在2.5 m以上。

1.1.2 第四系孔隙承壓水

第四系孔隙承壓水水位區(qū)域性下降區(qū)，由于該層地下水是本區(qū)主要開采目的層，因此，開采量較大。地下水位下降幅度0～2.5 m的區(qū)域，地下水位下降區(qū)范圍為 29 218.94 km2，占第四系承壓水分布范圍的93.22%。在松原市城區(qū)、大安城區(qū)、乾安縣城和扇形地前緣等地，地下水位下降幅度在 2.5 m以上。

1.1.3 第三系裂隙孔隙承壓水

第三系裂隙孔隙承壓水受開采影響，地下水位大部分呈下降趨勢，地下水位下降范圍為26 489.14 km2，占第三系地下水分布范圍的80.55%。降幅多為0～2.5 m，白城市至洮南市之間和通榆縣烏蘭花鎮(zhèn)地下水位降幅均在5.0 m以上。

1.2 地下水水質(zhì)狀況

據(jù)調(diào)查表明，目前區(qū)內(nèi)第四系孔隙潛水和第四系孔隙承壓水超標(biāo)離子檢出情況不一。

1.2.1 第四系孔隙潛水

1)第四系平原區(qū)孔隙潛水

①未超標(biāo)區(qū):分布在白城扇形地，平臺(tái)、東太本站扇間臺(tái)地，王府－伏龍泉砂礫石臺(tái)地和高平原前緣局部地帶，面積14 513.93 km2，地下水多數(shù)離子不超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)，局部個(gè)別離子含量略超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)值。為此該區(qū)為相對清潔區(qū)。

②輕超標(biāo)區(qū):分布在東部高平原廣大地區(qū)，面積7 979.31 km2。主要污染物有氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽，個(gè)別水點(diǎn)礦化度、總硬度和氟含量略超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

③中超標(biāo)區(qū):分布在農(nóng)安 －柴崗鎮(zhèn)、查干花鎮(zhèn) －仙字井一帶和楚魯吐敖來，面積為1 891.10 km2。污染物以氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽為主，含量超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)1～3倍。局部出現(xiàn)總硬度、礦化度、高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo);個(gè)別水點(diǎn)檢出As，均略超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。該地區(qū)氟含量較高，為1～3 mg/L，個(gè)別水點(diǎn)達(dá)到 13.98 mg/L。

2)第四系河谷區(qū)孔隙潛水

①輕超標(biāo)區(qū):分布于飲馬河、卡岔河谷，面積2 032.09 km2。污染物以鐵、錳、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)為主，含量均略超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

②中超標(biāo)區(qū):分布于嫩江、松花江、第二松花江和伊通河谷，面積7 496.23 km2。污染物有鐵、錳、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、總硬度，其中鐵和錳含量普遍超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。其它污染物含量也略超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

③重超標(biāo)區(qū):分布在伊通河、松花江河谷上游及飲馬河?xùn)|岸，面積969.98 km2。污染物中鐵和錳含量一般超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)2～6倍，局部達(dá)到10～15倍，個(gè)別水點(diǎn)高達(dá)86倍，因此，該地區(qū)為高鐵錳水分布區(qū)。其它污染物氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、礦化度、總硬 度和個(gè)別水點(diǎn)檢出的氨氮和高錳酸鹽指數(shù)均超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2 第四系孔隙承壓水

1)未污超標(biāo)區(qū):分布于烏蘭敖都、深井子和肖家一帶，面積4 144.23 km2，該區(qū)地下水中多數(shù)離子含量不超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)，為相對清潔區(qū)。

2)輕超標(biāo)區(qū):大面積分布于低平原區(qū)，面積 17 074.65 km2。污染物以鐵、錳、氟為主，次為氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)，個(gè)別水點(diǎn)還檢出砷，其含量均略超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

3)中超標(biāo)區(qū):分布于乾安、大安、安字鎮(zhèn)、安定鎮(zhèn)、四馬架、新莊鎮(zhèn)，面積5 231.98 km2。主要污染物有鐵、錳、氟、氨氮、礦化度，其含量均超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。在大安、安字鎮(zhèn)鐵、錳、氟含量較高，檢出水點(diǎn)也較多，含量均超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)2～5倍，個(gè)別達(dá)到33倍，個(gè)別水點(diǎn)高錳酸鹽指數(shù)和鉻、砷也檢出，但含量不高。

4)重超標(biāo)區(qū):分布于五棵樹、黑魚泡、徐家店等地，面積960.04 km2。主要污染物為鐵、錳、氨氮、氟，其中鐵含量普遍較高，檢出水點(diǎn)也多，一般超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)1～5倍，最高達(dá)到13倍。氨氮檢出水點(diǎn)較少，但含量高，達(dá)到13.20 mg/L，超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)66倍。錳和氟含量也略超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

2 地下水資源屬性變化的原因分析

1)氣象因素。松嫩平原淺層地下水補(bǔ)給來源主要是大氣降水，由于松嫩平原降水量持續(xù)減少，造成潛水水位下降［3］。特別是近30年來，降水量減少的趨勢更加明顯，20世紀(jì)80年代松嫩平原平均降水量為464 mm，90年代為455 mm，21世紀(jì)前10年減少到388 mm，較20世紀(jì)80年代減少了76 mm。

2)人為因素。20世紀(jì)80年代農(nóng)業(yè)水利化建設(shè)進(jìn)入到一個(gè)全新階段，河谷地區(qū)、西部扇形地及低平原部分地段開采量大幅度增加。2000年以后由于水田面積減少，城市地下水開采管理更加嚴(yán)格，地下水開采量有所減少。2003年研究區(qū)地下水開采總量22.55×108m3，近年來隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，地下水開采量進(jìn)一步增加。在中部低平原隨著大規(guī)模的防病改水項(xiàng)目的開展，地下水潛水開采量有所減少，深層承壓水開采量不斷增加。2008年吉林省松嫩平原區(qū)地下水開采量達(dá)到了29.79×108m3。地下水開采量的不斷增加將進(jìn)一步加劇地下水水位下降趨勢［4］。

3)天然高鐵、錳水，主要分布在西部低平原和河谷平原。其形成條件是地勢低洼，封閉條件好，逕流緩慢，蒸發(fā)強(qiáng)烈，含水介質(zhì)中存在大量的有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致地下水中 pH值降低，地下水處于還原環(huán)境，使介質(zhì)中含F(xiàn)e、Mn礦物溶解進(jìn)入地下水中。松遼平原地下水中 Fe、Mn含量超標(biāo)率達(dá)50% ～80%。第四系河谷區(qū)孔隙潛水鐵、錳含量超標(biāo)，主要是由于天然背景值較高。

4)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)藥、化肥、生活污水及工業(yè)/三廢0的排放量日益增大，而這些廢污水大部分未經(jīng)處理直接排入環(huán)境，構(gòu)成淺層地下水的主要污染源［5］。

5)由于對地下水資源超采，使深層地下水持續(xù)下降，必然激發(fā)淺層一些受工業(yè)污染的廢水、生活污水(如含磷洗衣粉污水)，尤其是醫(yī)用廢水、動(dòng)物排泄物以及含化肥農(nóng)業(yè)灌溉水等向深層補(bǔ)給。因我國城市生活污水的凈化處理率非常低(僅為20%)，最終導(dǎo)致深層地下水遭受污染，失去開采使用價(jià)值。

3 結(jié)語

通過對松嫩平原地下水資源屬性即地下水水位和水質(zhì)的變化趨勢進(jìn)行分析，盆地的地下水水位持續(xù)下降，水質(zhì)在不同程度上受到污染。針對這些現(xiàn)象，分析總結(jié)地下水水位下降和水質(zhì)污染的原因，從而為松嫩平原地下水資源更好地開發(fā)利用提供參考。

［1］秦紫東.松嫩盆地地下水資源屬性及開發(fā)利用中的環(huán)境問題.黑龍江水專學(xué)報(bào).2009:123－126.

［2］趙海卿，趙勇勝，等.松嫩平原地下水資源及其環(huán)境問題［M］.北京:地質(zhì)出版社.2009.

［3］田輝.松嫩平原地下水動(dòng)態(tài)影響因素初探.地下水.2011:61－62.

［4］郭曉東.吉林松嫩平原區(qū)地下水動(dòng)態(tài)及其驅(qū)動(dòng)因素分析.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué).2011:12844－12846.

［5］繆曉宇.黑龍江省松嫩平原地下水資源開發(fā)利用中主要問題及對策.地質(zhì)與資源.2010:105－1.

TV211.1+2

B

1004－1184(2012)05－0036－02

2012－05－02

國土資源大調(diào)查項(xiàng)目“松嫩平原地下水動(dòng)態(tài)調(diào)查評價(jià)”(編號(hào):1212010813093)

田輝(1984－)，男，陜西眉縣人，在讀碩士研究生，主攻方向:區(qū)域水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查研究。