吉林省松嫩平原地下水超采形勢(shì)分析

邢鳳梅，孫寶印

吉林省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，吉林長(zhǎng)春 130021

松嫩平原位于吉林省中西部，主要含長(zhǎng)春、松原和白城等三個(gè)行政轄區(qū)。該區(qū)是吉林省的主要糧食產(chǎn)區(qū)，工業(yè)、企業(yè)以及農(nóng)林牧副漁業(yè)全面發(fā)展。因此對(duì)水資源的需求較大，尤其是隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)水資源的需求不斷增加，在降水偏少、蒸發(fā)強(qiáng)烈、地表水不十分發(fā)育的局部地方大量開采地下水，將打破區(qū)內(nèi)原有的生態(tài)環(huán)境平衡狀態(tài)，逐漸形成地下水的超采趨勢(shì)。

1 松嫩平原地下水基本特征

區(qū)內(nèi)地勢(shì)總趨勢(shì)是南高北低，東西兩側(cè)高，中間低，東西兩側(cè)海拔標(biāo)高200～300m，中部海拔標(biāo)高為120m。全區(qū)地勢(shì)可進(jìn)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(gè)部分。地表水系不十分發(fā)育，第二松花江流域和嫩江流域及其支流主要分布在松嫩平原的東部和北部，松嫩平原中部主要星羅棋布的分布一些大小不均的湖泡。區(qū)內(nèi)屬于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫4.9～5.5 ℃，降水多年平均為399.7～576.7mm，蒸發(fā)量多年平均為1 638.9～1 833.4mm，是降水的2.8～4.6倍。

區(qū)內(nèi)共有4層適于開采的地下水，即第四系孔隙潛水、孔隙承壓水，新近系裂隙孔隙承壓水和白堊系孔隙裂隙承壓水。由于第四系孔隙潛水多數(shù)已受到不同程度的污染，水質(zhì)較差，第四系孔隙承壓水一度成為主要供水目的層。但由于多年來缺少對(duì)鉆探工藝的統(tǒng)一管理，第四系孔隙承壓水已不同程度遭受到上部含水層的污染，隨著人們對(duì)飲用水與人體健康關(guān)系的重要性認(rèn)識(shí)的不斷提高，近年新近系承壓水和白堊系承壓水以成為飲用水的主要供水水源，第四系孔隙承壓水則主要用于農(nóng)田灌溉、畜禽飲用和生活用水。

吉林省松嫩平原天然地下水資源量為52.52×108m3/a，開采資源量為39.57×108m3/a。2003年吉林省松嫩平原地下水開采總量為21.84×108m3/a ，其中長(zhǎng)春市開采量為8.16×108m3/a，松原市開采量為5.63×108m3/a，白城市開采量為8.05×108m3/a。至2012年吉林省松嫩平原區(qū)地下水的開采總量為28.95×108m3/a ，其中長(zhǎng)春市開采量為8.97×108m3/a，松原市開采量為7.21×108m3/a，白城市開采量為12.77×108m3/a。近十年間松嫩平原地下水總開采量增加了32.55%，其中長(zhǎng)春市增加9.93%，松原市增加28.06%，白城市增加58.63%，以白城市增幅最大。

建國(guó)以來，吉林省松嫩平原曾先后開展過區(qū)域水文地質(zhì)普查、城鎮(zhèn)供水和農(nóng)田供水勘察、環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和綜合研究等工作，但在地下水超采趨勢(shì)分析方面的研究工作不多。本文通過對(duì)該區(qū)多年地下水開采量變化情況，地下水位下降幅度，對(duì)松嫩平原地下水形勢(shì)進(jìn)行分析，提出松嫩平原現(xiàn)狀超采區(qū)及其分布。

圖1 松嫩平原地下水分區(qū)圖Fig.1 The zoningmap of ground water in Songnen plain

2 松嫩平原地下水超采形勢(shì)分析

松嫩平原地下水超采形勢(shì)分析主要采用超采系數(shù)法、地下水位下降速率法，同時(shí)結(jié)合地下水資源均衡狀況進(jìn)行分析。依據(jù)近十年氣象資料、開采量資料、天然資源量和可開采資源量等資料，計(jì)算的地下水超采系數(shù)，根據(jù)近十年初始年和評(píng)價(jià)年地下水水位統(tǒng)測(cè)資料，計(jì)算十年間地下水位變差值，采用十年間地下水位長(zhǎng)觀資料繪制地下水位動(dòng)態(tài)曲線加以佐證，綜合確定地下水超采區(qū)。

表1 松嫩平原各行政區(qū)2003～2012地下水位變差及下降速率一覽表Table 1 The administrative regions of Songnen Plain underground water level variation and decline rate list in 2003 to 2012

圖2 白城市洮北區(qū)（扇形地）2003～2012年孔隙潛水水位動(dòng)態(tài)曲線圖Fig. 2 Change curve of the pore phreatic water level of Baicheng Taobei area(fan) in 2003 ～ 2012

依據(jù)中華人民共和國(guó)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地下水超采區(qū)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》SL286—2003對(duì)地下水超采區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，年均地下水超采系數(shù)大于0.3、孔隙潛水年均地下水水位持續(xù)下降速率大于1.0m，承壓水年均地下水水位持續(xù)下降速率大于2.0m的，視為地下水嚴(yán)重超采區(qū)。超采區(qū)分類以超采區(qū)面積大于5 000 km2為特大型地下水超采區(qū)，超采區(qū)面積大于等于1 000 km2，且小于5 000 km2，為大型地下水超采區(qū)，超采區(qū)面積大于等于100 km2，且小于1 000 km2，為中型地下水超采區(qū)，超采區(qū)面積小于100 km2，為小型地下水超采區(qū)（圖1）。

圖3 大安市月亮泡2003-2012年孔隙承壓水水位動(dòng)態(tài)曲線Fig.3 The change curve of the pore con fi ned water level of Da'an City Yueliangpao in 2003-2012

圖4 鎮(zhèn)賚縣2003-2012年孔隙承壓水水位動(dòng)態(tài)曲線Fig. 4 The chang curve of the pore piestic water level of Zhenlai County in 2003-2012

地下水超采系數(shù)計(jì)算公式為：

地下水水位下降速率計(jì)算公式為：

采用2004年與2012年地下水位統(tǒng)測(cè)資料計(jì)算的地下水位下降速率和采用可開采資源與2012年開采量計(jì)算的超采系數(shù)及分析結(jié)果見下表1。

從表2可以看出新近系裂隙孔隙承壓水水位下降速率0.12～0.77m/a，大安、洮南、鎮(zhèn)賚、通榆、前郭和長(zhǎng)嶺等六個(gè)市縣都有超采趨勢(shì)，其中以大安市地下水位下降幅度最大，地下水位下降速率為0.77m。第四系孔隙承壓水水位下降速率0.04～ 0.65m/a，大安、洮南、鎮(zhèn)賚、通榆、前郭和榆樹等6個(gè)市縣出現(xiàn)超采趨勢(shì)，其中以大安市和鎮(zhèn)賚縣地下水位下降幅度最大，地下水位下降速率為0.62～0.65m。第四系孔隙潛水水位下降速率0.02～0.30m/a，僅大安市和白城市洮北區(qū)地下水位出現(xiàn)超采趨勢(shì)，地下水位下降速率為0.24～0.30m。由于新近系和第四系承壓水水位下降速率均小于2m，第四系孔隙潛水水位下降速率均小于1m，上述市縣各層地下水都只處于一般超采狀態(tài)，均未形成地下水嚴(yán)重超采區(qū)。

綜合各層地下水位動(dòng)態(tài)特征，白城地區(qū)地下水位下降趨勢(shì)較其它地區(qū)嚴(yán)重，其中尤以大安市，白城市洮北區(qū)和鎮(zhèn)賚縣排在首位。且白城市洮北區(qū)地下水超采系數(shù)大于0.3，屬于嚴(yán)重超采區(qū)。大安市、鎮(zhèn)賚縣第四系孔隙承壓水和新近系裂隙孔隙承壓水在全區(qū)均呈下降趨勢(shì)，已經(jīng)形成地下水超采區(qū)，由于水位下降速率小于2m，因此屬于一般超采區(qū)。

采用長(zhǎng)觀監(jiān)測(cè)資料繪制的地下水位動(dòng)態(tài)曲線也可以看出白城市洮北區(qū)孔隙潛水、大安市和鎮(zhèn)賚縣孔隙承壓水近十年間地下水位均呈下降趨勢(shì)，由于白城地區(qū)2011～2012年降水量增加，地下水位動(dòng)態(tài)曲線有所回升。

另?yè)?jù)10年間松嫩平原地下水資源均衡計(jì)算結(jié)果(圖1、2、3），地下水多年平均總補(bǔ)給量為564 659.971m3，總排泄量為563 542.014m3，均衡差+1 117.964m3，地下水系統(tǒng)基本處于均衡狀態(tài)，表明松嫩平原全區(qū)地下水資源尚未形成動(dòng)用儲(chǔ)存量的超采態(tài)勢(shì)。但在白城洮北區(qū)、大安市和鎮(zhèn)賚縣等局部地區(qū)已形成超采趨勢(shì)。由超采系數(shù)、地下水位下降速率和分布面積表明，白城洮北區(qū)為中型嚴(yán)重超采區(qū)，大安市為大型一般超采區(qū)、鎮(zhèn)賚縣為特大型一般超采區(qū)。

松嫩平原白城市洮北區(qū)地下水嚴(yán)重超采區(qū)的形成，主要原因是地下水是白城市洮北區(qū)唯一的供水水源，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、工業(yè)的不斷發(fā)展和人口的不斷增長(zhǎng)，地下水開采量不斷加大，造成地下水開采量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于含水層所獲得的補(bǔ)給量，從而動(dòng)用了地下水資源儲(chǔ)存量，破壞了原有的天然狀態(tài)，導(dǎo)致地下水位迅速下降，并向外圍擴(kuò)展，逐步加強(qiáng)襲奪臨區(qū)地下水，直至形成地下水超采區(qū)。

大安市是吉林省經(jīng)濟(jì)體制改革試點(diǎn)市，城市供水主要是開發(fā)利用地下水，以開采第四系、新近系承壓水為主。鎮(zhèn)賚市城市供水和農(nóng)業(yè)灌溉也是主要開發(fā)利用地下水，隨著地下水開采量不斷增大，導(dǎo)致地下水位迅速下降，并向外圍擴(kuò)展形成地下水超采區(qū)。

3 結(jié)論

由降水量和地下水位動(dòng)態(tài)曲線對(duì)比結(jié)果表明，地下水資源受降水影響也比較明顯，在相同開采量的情況下，豐水年地下水資源得到充分補(bǔ)償，枯水年地下水資源有所減少，甚至動(dòng)用地下水儲(chǔ)存量。如白城市洮北區(qū)、大安市和鎮(zhèn)賚縣隨著2011～2012年降水量的明顯增加，地下水資源得到一定補(bǔ)償，地下水位有所回升。因此，緩解和控制地下水超采趨勢(shì)，除適當(dāng)調(diào)整供水方向、減少超采區(qū)地下水開采、合理調(diào)控地下水開采布局、采用行政手段控制成井質(zhì)量、實(shí)施分質(zhì)供水、建立地下水資源科學(xué)利用的管理模式，使超采區(qū)地下水資源得到適當(dāng)補(bǔ)償也是行之有效的辦法。為此吉林省政府為了緩解白城市供水緊張的局面，開展了引嫩入白水利工程，目前該工程已過半，當(dāng)引嫩入白水利工程投入使用后，白城市的供水局面將得到很大緩解，白城市洮北區(qū)、大安市和鎮(zhèn)賚縣地下水超采局面也將得到有效控制。

[1] 王宏偉，龔慶紅，趙向東.吉林省平原區(qū)地下水主要蓄水構(gòu)造[J].吉林地質(zhì),2004,23(4).

[2] 李春霞.松嫩平原西部（吉林部分）地下水資源計(jì)算與評(píng)價(jià)[J].吉林地質(zhì),2004,23(4).

[3] 2012年松嫩平原（吉林省部分）地下水超采評(píng)價(jià)報(bào)告[R].