松嫩平原(吉林)地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀與對策

田 輝，郭曉東，趙海卿，張梅桂

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

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。行政區(qū)隸屬于長春市、松源市、白城市、吉林市、四平市所轄的農(nóng)安縣、九臺市、德惠市、榆樹市、寧江區(qū)、扶余市、乾安縣、長嶺縣、前郭縣，洮北區(qū)、鎮(zhèn)賚縣、洮南市、通榆縣、大安市、公主嶺市及舒蘭市部分[1]。

1 自然地理條件

1.1 地形、地貌

松嫩平原(吉林)為松遼沉降堆積盆地的一部分，地勢總趨勢是南高北低，東西兩側(cè)高，中間低，為北北東向延伸且緩傾的半封閉不對稱的簸箕狀負地形，東西兩側(cè)海拔標高200～300m，中部的乾安大布蘇、花敖泡海拔標高為120m。全區(qū)地勢可進一步劃分為東部高平原、中部低平原、西部山前傾斜平原和河谷平原四個部分。

1.2 氣象、水文

工作區(qū)屬于北溫帶大陸性季風氣候，春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季涼爽早霜，冬季寒冷漫長。據(jù)氣象資料，多年平均氣溫4.9℃～5.5℃，最高氣溫出現(xiàn)在7月份，極端最高溫度34.8℃～39.5℃。最低氣溫出現(xiàn)在1月份，極端最低氣溫－38.1℃～－39.8℃。全區(qū)日照時數(shù)2630～2930，相對濕度52%～61%，全區(qū)降水多年平均為399.7～576.7 mm，降水主要集中在6～9月份，占全年降水的60%～80%，蒸發(fā)量全區(qū)1638.9～1833.4 mm，是降水的2.8～4.6倍。

松嫩平原主要地表水系有松花江干流、嫩江、第二松花江及其支流。

松花江干流，為第二松花江與嫩江在扶余縣三岔河附近匯合后稱松花江干流，匯合口海拔高程128.22m。流向自西向東，區(qū)內(nèi)流長115 km，區(qū)內(nèi)集水面積近1.5×104km2，下岱吉多年平均逕流量4.5×106m3/d，坡降較緩，為0.022‰。

2 水文地質(zhì)條件

松嫩平原地下水的形成、賦存與分布，主要受自然地理條件與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的控制。松嫩平原是在松遼中新生界斷陷盆地基礎(chǔ)上發(fā)育形成的盆地形平原。多層疊置松散巖和碎屑巖石地層結(jié)構(gòu)，形成了多層疊置的地下水盆地。東部高平原、中部低平原、西部山前傾斜平原和河谷平原，由于地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等控水因素的不同，其地下水的賦存條件與分布規(guī)律存在著明顯的差異[2]。

2.1 東部高平原

在東部隆起帶基礎(chǔ)上形成的黃土波狀高平原，第四系厚度薄，多以粘性土為主，加之地面切割強烈，起伏較大，不利于地下水的補給、富集和賦存，潛水富水性極弱。但局部粘性土下伏薄層砂、砂礫石，富水性有所增強，部分地段，含水層顆粒粗，厚度大，富水性亦好。

伏龍泉一帶的砂礫石臺地，含水層為下更新統(tǒng)砂、砂礫石，含水層厚度由東南向西北增大，富水性也同時增強。

呈北西向延伸分布的松拉河間臺地，松散層厚度大，形成分布有孔隙潛水和承壓水。承壓水含水層由砂及砂礫石組成，潛水含水層由于巖性厚度的差異，富水性相差懸殊。

在高平原第四系孔隙水之下分布有白堊系下統(tǒng)孔隙裂隙承壓水。受含水層巖性、地貌、構(gòu)造及補給條件的控制地下水富水性多較弱，只在局部構(gòu)造組合部位富水性為中等。

2.2 中部低平原

中部低平原是松嫩平原的中心區(qū)，低平原的主要含水系統(tǒng)自下而上是依次新近系大安組承壓水、新近系泰康組～下更新統(tǒng)承壓水、下更新統(tǒng)孔隙承壓水及上更新統(tǒng)沖洪積層孔隙潛水組成的多層疊置含水結(jié)構(gòu)。整個盆地是以承壓水為主的大型蓄水盆地，其中低平原除潛水含鐵、氟量較高外，是一個地下水資源豐富、水質(zhì)良好的大型蓄水構(gòu)造[3]。按含水層疊置關(guān)系自上而下:

2.2.1 第四系上更新統(tǒng)孔隙潛水

低平原上部普遍分布有上更新統(tǒng)黃土狀亞砂土和粉細砂層，厚3～20m，普遍含有孔隙水。水位埋深多小于5m。由于含水層顆粒細，厚度薄，富水性較差。降深5m時。潛水中氟含量和礦化度大部分地區(qū)偏高，不易飲用。該層水處于低平原的最上部，水位埋藏淺，有利于接受大氣降水補給，排泄以蒸發(fā)為主，大部分地區(qū)有鹽漬土分布。

2.2.2 第四系下更新統(tǒng)承壓水

廣泛分布于低平原區(qū)，在南部松遼分水嶺一帶含水層缺失。含水層巖性主要為含高嶺土的砂礫石，部分地區(qū)隔水層缺失，含水層與下伏泰康組砂巖直接接觸，形成統(tǒng)一的含水巖組。含水層厚度自北向南，自西向東逐漸變薄。西北部厚度為10～50m，東南部厚度為5～30m。富水性隨含水層顆粒粗細和厚薄變化而變化。含水層上覆比較穩(wěn)定的中更新統(tǒng)淤泥質(zhì)粘土，構(gòu)成區(qū)域性隔水頂板。

2.2.3 新近系泰康組承壓水

該層承壓水埋伏于第四系承壓含水層之下，其分布范圍遠比上覆承壓水分布范圍小，含水層巖性主要為砂巖和砂礫巖，成巖較差，結(jié)構(gòu)疏松，其粒度結(jié)構(gòu)變化總趨勢是下粗上細，在水平方向上由北向南，由西到東粒度由粗變細。含水層厚度10～100m，含水層隔水頂板為泰康組上部泥巖，埋深40～140m，由南向北逐漸變淺，由于頂板泥巖分布不連續(xù)，往往與上部下更新統(tǒng)承壓含水層連通成為統(tǒng)一的含水體。

2.2.4 新近系大安組承壓水

該層承壓含水層埋藏于新近系太康組之下，南寬北窄。南部白城～大安一帶，東西寬約200 km，北部嫩江沿岸寬僅30～40 km。含水層上部巖性多為細中砂巖，下部多為砂礫巖，呈下粗上細的沉積韻律。含水層厚度東西兩側(cè)10～30m，盆地中部厚30～60m。頂板埋深60～180m。含水層蓄水條件較好，但補給條件欠佳，排泄比較困難。

2.3 西部山前傾斜平原

分布于西部大興安嶺山前地帶，東部與平原區(qū)相接，地下水主要賦存于砂礫石臺地和砂礫石扇形地中。

2.3.1 砂礫石臺地潛水

主要分布在西拉木侖河和綽爾河之間的山前傾斜平原，含水層巖性主要為下更新統(tǒng)白土山組含高嶺土的砂礫石、卵礫石，厚5～30m。富水性為中等→強，水位埋深一般為10～20m。零星分布的砂礫石臺地多呈基座性質(zhì)，蓄水條件不好，富水性差。

2.3.2 砂礫石扇形地潛水

分布于白城扇形地，含水層巖性主要為上更新統(tǒng)沖洪積砂礫石和砂礫石，厚度一般10～20m，由扇頂?shù)角熬壓蛷妮S部到兩側(cè)，顆粒又粗變細，厚度變薄。水位埋深多小于5m，局部地區(qū)5～10m。扇形地潛水潛藏，地層巖性顆粒粗大，孔隙發(fā)育，透水性好，有利于地下水的富集與賦存。

2.4 河谷平原

沿嫩江、松花江、第二松花江河谷及其支流的河谷分布，由上游至下游，寬度、厚度逐漸增加，寬度在1～30 km之間。含水層以砂礫石、礫卵石、中粗砂為主。地下水循環(huán)條件好，與河水聯(lián)系密切。水量豐富，水質(zhì)好，礦化度低。在階地上普遍分布有粘性土，形成下部為砂礫石，上部為粘性土的二元結(jié)構(gòu)。

3 地下水資源開發(fā)利用

3.1 開采井數(shù)量

全區(qū)現(xiàn)有各類開采井約445500眼，其中電機井約109500眼，農(nóng)用小井約336000眼。電機井井徑一般在200～300 mm之間，電機井中自來水井約2400眼，電機井中工業(yè)井2900眼，電機井中農(nóng)田井(機井)約104200眼，合計電機井總數(shù)約為109500眼;農(nóng)用小井井徑100～150 mm之間，農(nóng)用小井中，旱田小井約221000眼，水田小井約115000眼，合計農(nóng)用小井約為336000眼。

3.2 開采層位

長春市及所轄的九臺、農(nóng)安、德惠、榆樹及松原市長嶺縣東部等均位于松嫩高平原，以開采潛水為主，含水層主要為第四系下更新統(tǒng)中粗砂及砂礫石，局部開采白堊系中深層水，井深多為40～80m，局部井深可達150～200m。

松原市的寧江區(qū)、扶余縣、乾安縣、前郭縣、長嶺中西部，白城市的鎮(zhèn)賚縣、大安市、通榆縣等地地處松嫩低平原，區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，多層含水層疊加，構(gòu)成了統(tǒng)一的含水巖組。以開采中深層第四系下更新統(tǒng)中粗砂及砂礫石孔隙承壓水為主，其次開采第三系上新統(tǒng)中粗砂巖深層水，整體來看地下水埋藏不大，易于開采，由于含水層埋深不同，井深亦有差異，開采中深層第四系下更新統(tǒng)中粗砂及砂礫石孔隙承壓水，井深多為60～100m之間;其次開采第三系上新統(tǒng)中粗砂巖深層水，井深多為100～200m之間;

白城市洮北區(qū)及洮南縣部分地區(qū)位于大興安嶺山前傾斜平原，即洮兒河扇形地及扇間臺地，區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件單一，含水層均為第四系砂礫石，松散，顆粒粗，厚度大，埋藏淺，易于開采，井深10～40m。山前傾斜平原上分布有第三系上新統(tǒng)中粗砂巖深層水，井深多為100～150m之間。松花江、嫩江、拉林河等河谷平原區(qū)，條帶狀沿江河兩岸分布，含水層均為第四系全新統(tǒng)中粗砂及砂礫石，特點是水位埋藏淺，顆粒粗，易開采，井深10～30m。

3.3 各縣市地下水開采量

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，吉林省松嫩平原區(qū)主要包括長春市、松原市、白城市三個地級市。同時，長春市下轄的雙陽區(qū)、九臺市、農(nóng)安縣、德惠市、榆樹市;松原市下轄的寧江區(qū)、扶余縣、前郭縣、長嶺縣、乾安縣;白城市下轄的洮北區(qū)、洮南市、鎮(zhèn)賚縣、大安市、通榆縣。其中長春市的城區(qū)南部、雙陽區(qū)、九臺市東部，白城市的洮北區(qū)北部、洮南市北部，分別屬于大黑山區(qū)及大興安嶺山區(qū)，故本次實際地下水開采量不包含上述地區(qū)。調(diào)查統(tǒng)計表明，2008年吉林省松嫩平原區(qū)地下水開采總量為29.79×108m3/a，其中長春市地下水開采量為14.06×108m3/a，松原市地下水開采量為5.16×108m3/a，白城市地下水開采量為10.57×108m3/a(詳見表1)。

3.4 存在的問題

3.4.1 缺乏科學(xué)統(tǒng)一規(guī)劃，開采混亂

地下水集中開采區(qū)，缺乏科學(xué)統(tǒng)一規(guī)劃，開采混亂，隨意布井，大量開采，造成井群干擾，出水量削減，引起區(qū)域水位下降。如白城洮兒河沖洪積扇，據(jù)統(tǒng)測資料，水位由2001年～2004年，下降0.5～1.0m，最大下降3m，局部水田區(qū)已形成疏干型開采，因水量削減，水量已不能滿足種植水田的需要而改成旱田。

3.4.2 成井工藝差、不止水、報廢井隨意廢棄

隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展，人民生活水平的提高，對水的需求越來越大，在打井的過程中，因成井工藝差、止水效果不好，且多數(shù)的井不止水，打通天井，再加上隨著井的使用年現(xiàn)增加，年復(fù)一年的報廢井，沒有處理就廢棄，致使農(nóng)用中深層水質(zhì)好的地下水與上部淺層天然不良的地下水混合，造成中深層地下水質(zhì)污染。

另外，工業(yè)三廢排放，生活污水垃圾排放，人、牲畜排泄物、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的化肥農(nóng)藥的普遍施用，對地下水都有不同程度的污染。根據(jù)全區(qū)的淺層地下水化驗結(jié)果，在人類密集的村、鎮(zhèn)，地下水都不同程度的受到污染。

3.4.3 地下水資源浪費

在工業(yè)生產(chǎn)中，工業(yè)生產(chǎn)中萬元產(chǎn)值耗水量較大，使用的不科學(xué)、管理不完善，重復(fù)利用率低[5]。在人民生活中，由于用水的不科學(xué)，人均用水量逐年加大，人均耗水量超出了人們正常生活所需用水。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在遇到干旱時由于農(nóng)民缺乏科學(xué)知識，大水漫灌時常發(fā)生，旱田、水田灌溉用水遠遠超過農(nóng)作物正常生長所用水量，使得農(nóng)業(yè)用水供需矛盾加大。

3.4.4 農(nóng)田灌溉引起次生鹽漬化

大面積的開墾水田，特別是低平原區(qū)，由于天然排水不暢，水田灌溉使地下水位抬高，致使土壤返鹽。由于水排不出去，土壤不能脫鹽，造成鹽、硝上返重新堆積，形成了次生鹽漬化。大安、通榆、乾安多處以種稻洗鹽堿并沒有真正達到治理鹽堿的目的，而造成土壤次生鹽漬化。

表1 2008年吉林省松嫩平原區(qū)地下水開采量統(tǒng)計表 108m3/a

4 解決對策

4.1 調(diào)整用水結(jié)構(gòu)

全區(qū)各市縣應(yīng)在確保生活用水前提下，對現(xiàn)有的工業(yè)生活井加以調(diào)整。根據(jù)各自情況，使部分工業(yè)用水采取上部潛水和深部承壓水相結(jié)合開采形式，在水質(zhì)滿足工業(yè)生產(chǎn)用水條件下全部開采潛水資源。

4.2 限制局部地區(qū)承壓水開采，保護水資源，防治水污染

一是劃定飲用水源的自然保護區(qū)，制定水資源保護辦法，在保護區(qū)內(nèi)嚴禁興建有污染水源的建設(shè)項目。二是加強廢水治理，嚴格執(zhí)行污水排放標準，不符合排放標準的要嚴格禁止排入各水域，三是加速排水管網(wǎng)和污水處理設(shè)施的建設(shè)[6]。

4.3 綜合開發(fā)地下水和地表水資源

地表水和地下水都參加水文循環(huán)，在自然條件下，相互轉(zhuǎn)化。由于這種轉(zhuǎn)化關(guān)系，在一個地區(qū)開采地下水，可以使該地區(qū)的河流徑流量減少20%～30%。所以只有綜合開發(fā)地下水和地表水，實現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度，才能合理而充分的利用水資源。

4.4 建立有效的水資源保護帶

為了從根本上解決松嫩平原水資源的保護問題，應(yīng)當建立有效的不同規(guī)模、不同類型的水資源保護區(qū)(或帶)，采取切實可行的法律與技術(shù)的保護措施，防止水資源質(zhì)量的惡化和水源的污染，實現(xiàn)水資源的合理開發(fā)利用。

4.5 加強地下水動態(tài)監(jiān)測工作，為合理開發(fā)保護地下水資源提供科學(xué)依據(jù)

松嫩平原(吉林)地下水動態(tài)監(jiān)測工作始于1977年。最初地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)點是利用國家地質(zhì)項目所施工鉆孔和部分利用地方機民井形成的，網(wǎng)點布設(shè)主要針對松嫩平原區(qū)域地下水水位、水質(zhì)和城市集中開采區(qū)地下水下降漏斗以及水質(zhì)污染等問題。但由于各種因素的影響，地下水動態(tài)監(jiān)測工作還不夠完善。今后應(yīng)加強各大中城市的地下水監(jiān)測工作，尤其是長春市區(qū)和松原市區(qū)的地下水動態(tài)監(jiān)測工作。調(diào)整補充各層地下水的動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)點。提高地下水動態(tài)監(jiān)測技術(shù)及精度。

[1]趙海卿.松嫩平原地下水資源及其環(huán)境問題調(diào)查評價[R].沈陽地質(zhì)調(diào)查中心.2007.

[2]田輝.松嫩平原地下水動態(tài)影響因素初探.地下水.2011(61－62).

[3]張劍鋒.松嫩平原地下水資源現(xiàn)狀及其對策.黑龍江水利科技.1994.

[4]邸志強.東北地區(qū)水資源現(xiàn)狀及可持續(xù)利用對策.地質(zhì)與資源.2004(112－115).

[5]苑麗華.松遼平原西部地下水資源潛力和可持續(xù)開發(fā)利用.南水北調(diào)與水利科技.2006.

[6]林雪飛.簡論松嫩平原地下水開發(fā)利用的問題與對策.黑龍江水利科技.2000(104－105).