松嫩平原(吉林)地下水开发利用现状与对策

田 辉，郭晓东，赵海卿，张梅桂

(1.吉林大学 地球科学学院，吉林 长春130026;2.沈阳地质矿产研究所，辽宁 沈阳110034)

松嫩平原(吉林)位于吉林省中西部，南以松辽分水岭与辽河平原相隔，西以大兴安岭东缘交界，北与黑龙江隔松花江干流、嫩江相望，东以长白山—大黑山丘陵为界。行政区隶属于长春市、松源市、白城市、吉林市、四平市所辖的农安县、九台市、德惠市、榆树市、宁江区、扶余市、乾安县、长岭县、前郭县，洮北区、镇赉县、洮南市、通榆县、大安市、公主岭市及舒兰市部分[1]。

1 自然地理条件

1.1 地形、地貌

松嫩平原(吉林)为松辽沉降堆积盆地的一部分，地势总趋势是南高北低，东西两侧高，中间低，为北北东向延伸且缓倾的半封闭不对称的簸箕状负地形，东西两侧海拔标高200～300m，中部的乾安大布苏、花敖泡海拔标高为120m。全区地势可进一步划分为东部高平原、中部低平原、西部山前倾斜平原和河谷平原四个部分。

1.2 气象、水文

工作区属于北温带大陆性季风气候，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季凉爽早霜，冬季寒冷漫长。据气象资料，多年平均气温4.9℃～5.5℃，最高气温出现在7月份，极端最高温度34.8℃～39.5℃。最低气温出现在1月份，极端最低气温－38.1℃～－39.8℃。全区日照时数2630～2930，相对湿度52%～61%，全区降水多年平均为399.7～576.7 mm，降水主要集中在6～9月份，占全年降水的60%～80%，蒸发量全区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，为第二松花江与嫩江在扶余县三岔河附近汇合后称松花江干流，汇合口海拔高程128.22m。流向自西向东，区内流长115 km，区内集水面积近1.5×104km2，下岱吉多年平均迳流量4.5×106m3/d，坡降较缓，为0.022‰。

2 水文地质条件

松嫩平原地下水的形成、赋存与分布，主要受自然地理条件与地质结构的控制。松嫩平原是在松辽中新生界断陷盆地基础上发育形成的盆地形平原。多层叠置松散岩和碎屑岩石地层结构，形成了多层叠置的地下水盆地。东部高平原、中部低平原、西部山前倾斜平原和河谷平原，由于地貌、地质结构等控水因素的不同，其地下水的赋存条件与分布规律存在着明显的差异[2]。

2.1 东部高平原

在东部隆起带基础上形成的黄土波状高平原，第四系厚度薄，多以粘性土为主，加之地面切割强烈，起伏较大，不利于地下水的补给、富集和赋存，潜水富水性极弱。但局部粘性土下伏薄层砂、砂砾石，富水性有所增强，部分地段，含水层颗粒粗，厚度大，富水性亦好。

伏龙泉一带的砂砾石台地，含水层为下更新统砂、砂砾石，含水层厚度由东南向西北增大，富水性也同时增强。

呈北西向延伸分布的松拉河间台地，松散层厚度大，形成分布有孔隙潜水和承压水。承压水含水层由砂及砂砾石组成，潜水含水层由于岩性厚度的差异，富水性相差悬殊。

在高平原第四系孔隙水之下分布有白垩系下统孔隙裂隙承压水。受含水层岩性、地貌、构造及补给条件的控制地下水富水性多较弱，只在局部构造组合部位富水性为中等。

2.2 中部低平原

中部低平原是松嫩平原的中心区，低平原的主要含水系统自下而上是依次新近系大安组承压水、新近系泰康组～下更新统承压水、下更新统孔隙承压水及上更新统冲洪积层孔隙潜水组成的多层叠置含水结构。整个盆地是以承压水为主的大型蓄水盆地，其中低平原除潜水含铁、氟量较高外，是一个地下水资源丰富、水质良好的大型蓄水构造[3]。按含水层叠置关系自上而下:

2.2.1 第四系上更新统孔隙潜水

低平原上部普遍分布有上更新统黄土状亚砂土和粉细砂层，厚3～20m，普遍含有孔隙水。水位埋深多小于5m。由于含水层颗粒细，厚度薄，富水性较差。降深5m时。潜水中氟含量和矿化度大部分地区偏高，不易饮用。该层水处于低平原的最上部，水位埋藏浅，有利于接受大气降水补给，排泄以蒸发为主，大部分地区有盐渍土分布。

2.2.2 第四系下更新统承压水

广泛分布于低平原区，在南部松辽分水岭一带含水层缺失。含水层岩性主要为含高岭土的砂砾石，部分地区隔水层缺失，含水层与下伏泰康组砂岩直接接触，形成统一的含水岩组。含水层厚度自北向南，自西向东逐渐变薄。西北部厚度为10～50m，东南部厚度为5～30m。富水性随含水层颗粒粗细和厚薄变化而变化。含水层上覆比较稳定的中更新统淤泥质粘土，构成区域性隔水顶板。

2.2.3 新近系泰康组承压水

该层承压水埋伏于第四系承压含水层之下，其分布范围远比上覆承压水分布范围小，含水层岩性主要为砂岩和砂砾岩，成岩较差，结构疏松，其粒度结构变化总趋势是下粗上细，在水平方向上由北向南，由西到东粒度由粗变细。含水层厚度10～100m，含水层隔水顶板为泰康组上部泥岩，埋深40～140m，由南向北逐渐变浅，由于顶板泥岩分布不连续，往往与上部下更新统承压含水层连通成为统一的含水体。

2.2.4 新近系大安组承压水

该层承压含水层埋藏于新近系太康组之下，南宽北窄。南部白城～大安一带，东西宽约200 km，北部嫩江沿岸宽仅30～40 km。含水层上部岩性多为细中砂岩，下部多为砂砾岩，呈下粗上细的沉积韵律。含水层厚度东西两侧10～30m，盆地中部厚30～60m。顶板埋深60～180m。含水层蓄水条件较好，但补给条件欠佳，排泄比较困难。

2.3 西部山前倾斜平原

分布于西部大兴安岭山前地带，东部与平原区相接，地下水主要赋存于砂砾石台地和砂砾石扇形地中。

2.3.1 砂砾石台地潜水

主要分布在西拉木仑河和绰尔河之间的山前倾斜平原，含水层岩性主要为下更新统白土山组含高岭土的砂砾石、卵砾石，厚5～30m。富水性为中等→强，水位埋深一般为10～20m。零星分布的砂砾石台地多呈基座性质，蓄水条件不好，富水性差。

2.3.2 砂砾石扇形地潜水

分布于白城扇形地，含水层岩性主要为上更新统冲洪积砂砾石和砂砾石，厚度一般10～20m，由扇顶到前缘和从轴部到两侧，颗粒又粗变细，厚度变薄。水位埋深多小于5m，局部地区5～10m。扇形地潜水潜藏，地层岩性颗粒粗大，孔隙发育，透水性好，有利于地下水的富集与赋存。

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，宽度、厚度逐渐增加，宽度在1～30 km之间。含水层以砂砾石、砾卵石、中粗砂为主。地下水循环条件好，与河水联系密切。水量丰富，水质好，矿化度低。在阶地上普遍分布有粘性土，形成下部为砂砾石，上部为粘性土的二元结构。

3 地下水资源开发利用

3.1 开采井数量

全区现有各类开采井约445500眼，其中电机井约109500眼，农用小井约336000眼。电机井井径一般在200～300 mm之间，电机井中自来水井约2400眼，电机井中工业井2900眼，电机井中农田井(机井)约104200眼，合计电机井总数约为109500眼;农用小井井径100～150 mm之间，农用小井中，旱田小井约221000眼，水田小井约115000眼，合计农用小井约为336000眼。

3.2 开采层位

长春市及所辖的九台、农安、德惠、榆树及松原市长岭县东部等均位于松嫩高平原，以开采潜水为主，含水层主要为第四系下更新统中粗砂及砂砾石，局部开采白垩系中深层水，井深多为40～80m，局部井深可达150～200m。

松原市的宁江区、扶余县、乾安县、前郭县、长岭中西部，白城市的镇赉县、大安市、通榆县等地地处松嫩低平原，区内水文地质条件较为复杂，多层含水层叠加，构成了统一的含水岩组。以开采中深层第四系下更新统中粗砂及砂砾石孔隙承压水为主，其次开采第三系上新统中粗砂岩深层水，整体来看地下水埋藏不大，易于开采，由于含水层埋深不同，井深亦有差异，开采中深层第四系下更新统中粗砂及砂砾石孔隙承压水，井深多为60～100m之间;其次开采第三系上新统中粗砂岩深层水，井深多为100～200m之间;

白城市洮北区及洮南县部分地区位于大兴安岭山前倾斜平原，即洮儿河扇形地及扇间台地，区内水文地质条件单一，含水层均为第四系砂砾石，松散，颗粒粗，厚度大，埋藏浅，易于开采，井深10～40m。山前倾斜平原上分布有第三系上新统中粗砂岩深层水，井深多为100～150m之间。松花江、嫩江、拉林河等河谷平原区，条带状沿江河两岸分布，含水层均为第四系全新统中粗砂及砂砾石，特点是水位埋藏浅，颗粒粗，易开采，井深10～30m。

3.3 各县市地下水开采量

根据调查统计，吉林省松嫩平原区主要包括长春市、松原市、白城市三个地级市。同时，长春市下辖的双阳区、九台市、农安县、德惠市、榆树市;松原市下辖的宁江区、扶余县、前郭县、长岭县、乾安县;白城市下辖的洮北区、洮南市、镇赉县、大安市、通榆县。其中长春市的城区南部、双阳区、九台市东部，白城市的洮北区北部、洮南市北部，分别属于大黑山区及大兴安岭山区，故本次实际地下水开采量不包含上述地区。调查统计表明，2008年吉林省松嫩平原区地下水开采总量为29.79×108m3/a，其中长春市地下水开采量为14.06×108m3/a，松原市地下水开采量为5.16×108m3/a，白城市地下水开采量为10.57×108m3/a(详见表1)。

3.4 存在的问题

3.4.1 缺乏科学统一规划，开采混乱

地下水集中开采区，缺乏科学统一规划，开采混乱，随意布井，大量开采，造成井群干扰，出水量削减，引起区域水位下降。如白城洮儿河冲洪积扇，据统测资料，水位由2001年～2004年，下降0.5～1.0m，最大下降3m，局部水田区已形成疏干型开采，因水量削减，水量已不能满足种植水田的需要而改成旱田。

3.4.2 成井工艺差、不止水、报废井随意废弃

随着工农业发展，人民生活水平的提高，对水的需求越来越大，在打井的过程中，因成井工艺差、止水效果不好，且多数的井不止水，打通天井，再加上随着井的使用年现增加，年复一年的报废井，没有处理就废弃，致使农用中深层水质好的地下水与上部浅层天然不良的地下水混合，造成中深层地下水质污染。

另外，工业三废排放，生活污水垃圾排放，人、牲畜排泄物、农业生产的化肥农药的普遍施用，对地下水都有不同程度的污染。根据全区的浅层地下水化验结果，在人类密集的村、镇，地下水都不同程度的受到污染。

3.4.3 地下水资源浪费

在工业生产中，工业生产中万元产值耗水量较大，使用的不科学、管理不完善，重复利用率低[5]。在人民生活中，由于用水的不科学，人均用水量逐年加大，人均耗水量超出了人们正常生活所需用水。在农业生产中，在遇到干旱时由于农民缺乏科学知识，大水漫灌时常发生，旱田、水田灌溉用水远远超过农作物正常生长所用水量，使得农业用水供需矛盾加大。

3.4.4 农田灌溉引起次生盐渍化

大面积的开垦水田，特别是低平原区，由于天然排水不畅，水田灌溉使地下水位抬高，致使土壤返盐。由于水排不出去，土壤不能脱盐，造成盐、硝上返重新堆积，形成了次生盐渍化。大安、通榆、乾安多处以种稻洗盐碱并没有真正达到治理盐碱的目的，而造成土壤次生盐渍化。

表1 2008年吉林省松嫩平原区地下水开采量统计表 108m3/a

4 解决对策

4.1 调整用水结构

全区各市县应在确保生活用水前提下，对现有的工业生活井加以调整。根据各自情况，使部分工业用水采取上部潜水和深部承压水相结合开采形式，在水质满足工业生产用水条件下全部开采潜水资源。

4.2 限制局部地区承压水开采，保护水资源，防治水污染

一是划定饮用水源的自然保护区，制定水资源保护办法，在保护区内严禁兴建有污染水源的建设项目。二是加强废水治理，严格执行污水排放标准，不符合排放标准的要严格禁止排入各水域，三是加速排水管网和污水处理设施的建设[6]。

4.3 综合开发地下水和地表水资源

地表水和地下水都参加水文循环，在自然条件下，相互转化。由于这种转化关系，在一个地区开采地下水，可以使该地区的河流径流量减少20%～30%。所以只有综合开发地下水和地表水，实现联合调度，才能合理而充分的利用水资源。

4.4 建立有效的水资源保护带

为了从根本上解决松嫩平原水资源的保护问题，应当建立有效的不同规模、不同类型的水资源保护区(或带)，采取切实可行的法律与技术的保护措施，防止水资源质量的恶化和水源的污染，实现水资源的合理开发利用。

4.5 加强地下水动态监测工作，为合理开发保护地下水资源提供科学依据

松嫩平原(吉林)地下水动态监测工作始于1977年。最初地下水环境监测网点是利用国家地质项目所施工钻孔和部分利用地方机民井形成的，网点布设主要针对松嫩平原区域地下水水位、水质和城市集中开采区地下水下降漏斗以及水质污染等问题。但由于各种因素的影响，地下水动态监测工作还不够完善。今后应加强各大中城市的地下水监测工作，尤其是长春市区和松原市区的地下水动态监测工作。调整补充各层地下水的动态监测网点。提高地下水动态监测技术及精度。

[1]赵海卿.松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价[R].沈阳地质调查中心.2007.

[2]田辉.松嫩平原地下水动态影响因素初探.地下水.2011(61－62).

[3]张剑锋.松嫩平原地下水资源现状及其对策.黑龙江水利科技.1994.

[4]邸志强.东北地区水资源现状及可持续利用对策.地质与资源.2004(112－115).

[5]苑丽华.松辽平原西部地下水资源潜力和可持续开发利用.南水北调与水利科技.2006.

[6]林雪飞.简论松嫩平原地下水开发利用的问题与对策.黑龙江水利科技.2000(104－105).