白山市中心区地下水资源评价

王淑梅

（白山市水政水资源管理办公室 134300）

白山市水资源总量丰沛，但时空分布极其不均，时间上多分布在每年的7、8月份，空间上多分布在人迹罕至的长白山区，而人口相对集中的白山市中心区水资源较贫乏。近年来，由于工农业的发展和人民生活水平的提高，白山市的需水量不断增加，为缓解供用水矛盾，地下水已经成为白山市中心区生产生活的重要补充水源。多年来白山市的地下水资源评价研究与应用一直受到重视，主要完成了以下工作：

a.对区域地下水资源的初步勘察。这项工作主要完成于20世纪五六十年代，通过对该地区地下水长期观测和单井、稳定流抽水试验，对地区水资源分布和赋存规律有了初步认识。

b.对区域地下水资源的详细勘察。这项工作主要完成于20世纪七八十年代，在地下水资源初步勘察成果的基础上，通过井群抽水试验和非常流计算，对该地区地下水的运动规律和分布条件有了更清楚的认识，也为后期的研究工作，尤其是数值模拟奠定了非常好的基础。长期观测和单井抽水试验，对地下水资源分布和赋存规律有了初步认识。

1 水文气象

1.1 地理位置

白山市位于吉林省东南部自然风景秀丽的长白山西侧，地理坐标为：东经 126°7′～128°18′，北纬 41°21′～42°48′。东与延边朝鲜族自治州相邻；西与通化市接壤；北与吉林市毗临；南与朝鲜民主主义人民共和国隔鸭绿江相望。白山市东西相距180km，南北相距163km，国境线长454km，面积17485km2。辖临江市、靖宇县、抚松县、长白县、八道江区和江源区，全市共有65个乡镇，其中21个乡，44个镇，9个乡级街道，531个村。总人口为133万。

1.2 地形地貌

白山市地处长白山腹地，境内山峰林立，绵亘起伏，沟谷交错，河流纵横。长白熔岩台地和靖宇熔岩台地覆盖境内大部分地区，龙岗山脉和老岭山脉斜贯全境。龙岗山脉海拔 800～1200m，相对高度在500～700m之间；老岭山脉山体高大，海拔1000～1300m，相对高度在500～800m之间。鸭绿江沿岸地形起伏较大，沟谷切割较深，地势较险峻。境内最高点长白山主峰--白云峰，海拔2691m，为东北地区最高峰；最低点为靖宇县的批洲口子，海拔279.3m。

白山市市区四周环山，中间为北东向延伸的狭长沟谷，白山市中心区即坐落在沟谷中间的浑江两岸漫滩阶地上，浑江北岸为长白山系龙岗支脉，浑江南岸为老岭山脉，中心区内海拔500～800m，相对高度200～300m，俯瞰全区群峰环绕，山峦叠翠，一派雄伟壮丽的中山地形，中间是玉带环绕沟深谷阔的河谷地形。

1.3 气候特征

白山市属北温带大陆性季风气候区，是吉林省最寒冷地区。春季昼夜温差大；夏季短，温热多雨；秋季凉爽，多睛朗天气；冬季绵长，干燥寒冷。市区年平均气温4.6℃，夏季最高气温历史极值36.5℃，冬季最低气温历史极值-42.2℃，年平均降水量805.6mm，日照时数2259h，无霜期140天。最大冻土深度1.5m，冻结期90～150天，最大积雪深度24cm，主导风为西南风，年平均风速2.5m/s，最大风速10m/s。

1.4 降水和蒸发

白山市降水量的分布趋势是：年降水量由西北向东南方向逐渐增加。受地形影响，山区的迎风坡大于背风坡，山间盆地是年降水量的低值区。全区多年平均降水量为805.6mm，降水量受季节性影响年内变化很大，冬季蒙古高压强盛时期，白山地区处在高压控制之下，降水量极少，多年平均11～3月总降水量仅占多年平均年降水量的8%～13%。春秋两季，降水量较少，其总降水量占年降水量的17.1%～23.1%。夏季由于大陆增温形成低压中心，东南来的潮湿海洋气团与极地大陆气团相遇，凝结降雨，特别是7～8月台风天气系统造成特大范围暴雨，多年平均6～9月降水量约占年降水量的65.5%～79.9%。降水量的年际变化差别不大，降水量Cv值在0.14～0.20之间，相对来讲，西部年际变化稍大，东南变化较稳定，东北部变化较小。白山市蒸发量（20cm蒸发皿观测）在700～1400mm之间，呈自西南向东北呈递减趋势。干湿分布：山区多为湿润区，丘陵多为半湿润区。

1.5 河流特征

白山市境内有鸭绿江、松花江两大水系，流域面积100km2以上的较大河流有鸭绿江、松花江、浑江等55条，著名的白山电站和云峰电站主要库区坐落在白山市境内。主要河流有鸭绿江、头道松花江、二道松花江、浑江等。

浑江是市区主要河流，属鸭绿江水系，发源于老岭山脉西北麓，由北东向西南流经通化、桓仁注入鸭绿江，全长约250km。浑江在白山市市区内流程13km，河床宽50～230m，水深1～2m。浑江北岸有库仓沟、板石沟，南岸有大通沟河、红土崖河等。根据八道江区水文站1981～2000年资料：水位变幅2.83m，平均年径流量5.996亿m3，平均流量19.0m3/s，最大流量 3090m3/s（1995 年），最小流量 0.22m3/s（1990年）。

2 区域地质构造

本区的构造基底由太古界鞍山群变质岩和元古界老岭群大理岩构成。华力西期造山运动形成了本区构造的雏形——浑江向斜，同时伴随有垂直向斜轴方向的数组正、逆断层。燕山期造山运动对本区影响较大，产生了较大的北东向叠瓦式逆掩断层，使浑江向斜复杂化，因之称为浑江复向斜。喜马拉雅山造山运动在本区表现为从第三纪开始以火山活动为主，并伴有颤动式升降运动，在第四纪时期产生五次升降旋回，但升降幅度不大，形成了浑江两岸的多级阶地。

3 地下水赋存与循环特征

3.1 地下水赋存特征及分布规律

白山市地下水资源赋存特征及分布规律主要受地貌与岩性控制，在白山市中心区浑江两岸漫滩、阶地及沟口冲洪积扇分布有第四系松散堆积层孔隙潜水，其下部为侏罗系风化裂隙潜水。周围山丘区分布有震旦系、寒武系及奥陶系碳酸盐岩裂隙溶洞水。

3.2 地下水循环特征

本区地下水赋存特征受地形地貌构造条件控制，在不同地貌单元地下水赋存特征有所不同。河谷区第四系含水层补给方式有：接受大气降水入渗补给，受汛期江水补给，灌溉渗漏补给，基岩山区侧向补给，浑江上游向下游潜流补给。其中大气降水是主要补给来源，本区主要为漫滩及一、二级阶地等河谷地貌单元，地势较为平坦，地表亚粘土、砂质亚粘土较薄，有的地方砂砾石裸露，降雨通过包气带直接补给地下水。通过对降水动态与地下水位动态对比可以看出降水量与地下水位变化的密切关系。多年地下水动态观测资料与浑江江水位对比表明：汛期江水补给地下水，其他时段浑江主要是排泄地下水。浑江河谷处于基岩地质构造的核部，核部地形较低，两翼为高山地形，区域地下水流向是由两翼向核部汇集，本区周围基岩区断裂发育，灰岩区裂隙溶洞发育，地下水可通过深循环由向倾斜两翼向核部补给。

浑江河谷地区地下水排泄方式有：潜水蒸发排泄、向浑江排泄、人工开采。浑江是白山市地下水线状排泄区，起汇线作用。地下水从地形高处（浑江两岸分水岭）流向地形低处（浑江），以泄流方式排泄，加上城区水源井抽水，使得地下水循环交替十分强烈。

4 地下水开发利用现状

4.1 地下水资源量计算

计算区的划分：根据白山市中心区的地貌类型及地表岩性、富水性、补给条件等，划分为四个计算区：ⓐ漫滩区；ⓑ一级阶地区；ⓒ二级阶地区；ⓓ冲洪积扇区。

参数的确定：根据抽水试验资料，利用1996～1997年地下水位实测资料对模型进行识别，结合经验数据分析选取计算参数。

4.1.1 地下水补给资源

目前已有的资料显示：白山市中心区地下水的补给主要是大气降水入渗补给、水田灌溉水回渗补给和各断面的侧向补给，根据本区地下水等水位线图分析，本区在天然情况下为地下水补给河水，而在开采条件下，则会夺取河水补给。

a.大气降水入渗补给量。计算公式为

式中QP——降水入渗补给量，万m3/年；

α——降水入渗补给系数；

P——多年平均降水量，mm/年；

F——计算区面积，km2。

经计算，评价区内大气降水入渗补给量为653.35万 m3/年。

b.水田灌溉回渗补给量。计算公式为

式中Qr——侧向地下水径流补给量，m3/年；

β——灌溉回灌系数；

Q——灌溉定额m3/（亩·年）；

F——计算面积，km2。经计算，评价区内水田灌溉回渗补给量为23.35万 m3/年。

c.侧向地下水径流补给量。计算公式为

式中Qc——计算区内某一含水层中地下水体积，万m；

μ——含水层给水度；

M——含水层平均厚度，m；

F——计算面积，km2。

经计算，本区地下水存储量为16800万m3。

4.1.2 地下水开采资源

由于没有可借鉴的资料，为了便于计算白山市中心区第四系松散堆积物中孔隙水的可开采资源量，建立了模型。

把地下水位降至距砂砾石层底部1m处时的开采量作为允许开采量，经计算本区的允许开采量为446万 m3/年。

表1 地下水资源量计算统计

地下水资源计算详见上表1。

4.2 地下水可开采量

白山市中心区地下水资源较为丰富，目前仍为白山市中心区工业自备水源以及生活用水的主要补充水源。地下水的补给来源主要为大气降水补给。地下水从类型上划分，主要有第四系松散堆积层孔隙潜水与碳酸盐岩裂隙孔隙水，这两部分水可开采量分别为446万m3/年与1277.5万m3/年。白山市中心区地下水总的可开采量为1723.5 万 m3/年。

4.3 地下水开发利用现状

白山市中心区地下水的主要用途是城市生活、洗浴、卫生、绿化、洗车用水及作为部分企业的自备水源。根据白山市水政水资源管理办公室提供的用水资料，白山市中心区地下水总的开采量为1048.8万m3/年，低于白山市中心区地下水的可开采量。白山市中心区具体用水情况见表2。

表2 白山市城市地下水用水量