绥化市平原区地下水系统分析

高淑清

(黑龙江绥化水文局，黑龙江绥化152000)

绥化市是黑龙江省重要的商品粮和畜牧业发展基地。但目前水资源问题已经成为各项经济建设发展的制约因素，而且由于水资源的不合理开发利用所产生的环境地质问题也日渐突出。同时，水资源开发利用规划、评价工作薄弱、滞后，与高速发展的经济社会需求不相适应，以往相关的分析评价工作，很少开展地下水系统分析工作。

为了进行地下水资源合理开发利用研究和正确认识地下水资源开发利用与环境保护之间的相互关系，为更准确的评价地下水资源奠定基础，本文在综合分析、参阅大量资料的基础上，运用地下水系统理论，对绥化市平原区地下水系统进行合理划分，确定不同层次地下水系统的区、级。

1 绥化市平原区地下水系统概述

绥化市平原区位于松嫩平原中东部，是东面环山，西面与嫩江平原接壤，南北水绕的盆地。盆地是在长期的内、外动力地质作用下，形成现在的地质、地貌和含水层及其结构格局。该盆地自上白垩纪以来，沉积了白垩系明水组、四方台组和第四系砂、砂砾石、黄土状土层。其中第四系中更新统砂砾石绥化承压水盆地，含水岩组颗粒较粗，富水性较强;分布在通肯河、呼兰河河谷的潜水含水岩组，上更新统—全新统冲积砂、砂砾石，富水性好。这些含水层的地质体(含水层)构成了该区的地下水赋存系统。而系统内含水层的形成与分布主要受地质结构控制，因此，盆地地质结构是控制地下水赋存系统发育的主要因素。

绥化市平原区是一个由山前向西南倾覆的储水盆地。在盆地东北部近山前地带地下水标高200～220 m，而在西南部地下水排泄地带地下水位标高仅110～120 m，总水位差为90～100 m。可见，地下水从山前地带的高标高区到松花江的低标高区存在很大的势能差。在这种势能差驱动下，地下水由高标高地带向低标高地带流动，产生区域地下水流场，进而形成了绥化市平原区的区域地下水运动系统。在天然条件下，自然地理因素(地形、水文、气象)控制着地下水水势场，因而是控制地下水流动系统的主要因素。

2 含水层系统划分

从宏观角度来看，绥化市平原区是一个大型含水层系统。它是一个包含第四系孔隙水、白垩系孔隙—裂隙水的地下水含水层系统。地下水含水层系统边界是由周边的各种弱透水层、基岩岩体、阻水断层组成。含水层系统内有白垩系、第四系含水层(组)，各含水层之间在平面或剖面上有着直接或间接的水力联系，并共同构成区内地下水的储存空间与径流通道。在分布范围上，白垩系含水层分布较小，且埋藏较浅，只有在缺水区才被作为供水含水层。第四系含水层分布范围较大，且有潜水和承压水含水层之分，是本区域的主要地下水开采层。

依据含水层的地质时代和储水介质类型，将绥化市平原区含水层系统划分为两个含水层亚系统，即第四系孔隙含水层亚系统、白垩系孔隙—裂隙含水层亚系统。

表1 绥化市平原区含水层系统划分表

2.1 第四系孔隙含水层亚系统

2.1.1 第四系孔隙潜水含水层

2.1.1.1 高平原中更新统冲洪积砂砾石与黄土状土含水岩组

中更新统潜水含水层岩组主要分布于高平原。含水岩组由不连续分布的砂、砂砾石组成，富水性贫富相差悬殊，在砂砾石缺失区，上部的黄土状土和下部的白垩系基岩风化带也成了当地生活用水的供水层。肇东以南的砂土波状高平原，局部含水层分布有薄层和砂砾石层，厚度一般为3～6 m富水性中等，单井涌水量在100～1 000 m3/d，水位埋深5～10 m。其他地区如明水、青冈、望奎等第四系承压水盆地之外的砂土波状高平原，含水层多为黄土状土，水量贫乏，单井涌水量＜100 m3/d，局部底下有白垩系风化裂隙带，单井涌水量可达100～1 000 m3/d。

2.1.1.2 河谷上更新统、全新统冲积砂、砂砾石含水岩组

呈带状分布于呼兰河干流及其支流的河漫滩及阶地。含水层为现代河流冲积的砂和砂砾石层，含大量泥质，间夹黏性土薄层或透镜体。呼兰河河谷，含水层颗粒粗或厚度大，富水性强，单井涌水量多为1000～3 000 m3/d或＞3 000 m3/d;通肯河及河流的支谷，含水层颗粒细、厚度薄，富水性弱，单井涌水量多为100～1 000 m3/d或 ＜100 m3/d。

2.1.2 第四系孔隙承压含水层

高平原承压水盆地中更新统冲湖积砂、砂砾石含水层岩组分布于绥化、海伦等承压水盆地及肇东—五站一带，是高平原承压水盆地的主要含水层。第四系不但厚度较大(多为20～70 m)，而且具有粗细相间的双层或多层结构。含水层厚度，多为5～20 m，水位埋深一般为2～10 m，地形低洼地带自流。该含水层的下部隔水底板多为白垩系泥岩或泥质砂岩，顶板多为上荒山组或上更新统的黄土状土。含水层之上覆盖有20～40 m的中、上更新统黏性土层，周边被白垩系弱透水层包围，地下水补给条件不佳，大气降水只能通过上覆黏性土层越流补给该含水层。

绥化承压水盆地，含水层由砂、砂砾石组成，厚10～30 m。上覆亚黏土、下伏泥岩，构成隔水顶、底板，顶板埋深10～40 m，水位埋深5～20 m。由北向南含水层厚度增大，顶板埋深增加。由东北向西南，富水性增强，承压水头埋深变浅。

海伦承压水盆地，含水层由砂、砂砾石组成，厚多为5～10 m。上覆亚黏土，下伏泥岩，构成隔水顶、底板，顶板埋深15～20 m。水位埋深7～15 m，富水性较弱。

肇东—五站承压水盆地，含水层以砂为主，厚10～15 m。上覆亚黏土，下伏泥岩，构成隔水顶、底板，顶板埋深20 m左右。水位埋深5～15 m，富水性较弱。

上述各承压水盆地，由于地处河间地块，在盆地内又有河流通过，因此，与河谷潜水及河水存在较密切的水力联系。各承压水盆地边界均与弱透水的松散岩类孔隙含水层接触，可接受潜水侧向径流补给。承压水顶板厚度多为10～20 m，岩性多为黄土状土，隔水性能较差，属弱透水层，因此，这些盆地中的下部承压水与上部潜水有较密切的水力联系，形成自上而下的越流补给系统。

2.2 白垩系孔隙—裂隙含水层亚系统

白垩系含水层一般埋藏较深，富水性较差，多数地区供水意义不大。被开采的含水层主要分布在高平原，含水层为上统的四方台组和明水组。

主要分布于低平原边缘和高平原的西缘，顶板埋深为40～100 m，局部 ＜40 m或100～200 m。含水层以明水组粉细砂岩、含砾砂岩为主，局部为砂砾岩，泥质微胶结，较疏松，含水层一般有3～5层，单层厚度多为5～12 m，累计厚度一般20～40 m，局部50～70 m。明水组含水层上段以粉细砂岩为主，以明水县为中心，分布比较稳定，由北向南，粒度变粗，由粉细砂岩变为含砾中细砂岩，层数减少，由三层渐变渐变为一层，累计厚度＜26 m。含水层下部岩性为中细砂岩，累计厚度20 m左右，局部地段，由于构造隆起不利于地下水的赋存，富水性较弱。复向斜轴部及小型构造盆地含水层相对较厚，富水性增强，富水性由盆地边缘向中心，由向斜构造两翼向轴部逐渐加强，单井出水量从100 m3/d增大至1000 m3/d。

3 含水层系统结构

按照主要含水层系统的上、下叠置关系，确定绥化市平原区含水层系统是一种“双层结构含水层系统”结构类型，见图1。

双层含水层系统由第四系孔隙含水层和白垩系—裂隙含水层组成。上部第四系孔隙含水层在不同的地区赋水条件差异较大。在绥化承压水盆地含水岩组为中更新统砂砾石，含水岩组颗粒较粗。含水层厚度，盆地中心一般在10～30 m，富水性较强(1000～3 000 m3/d)，盆地边缘较薄。其他地区一部分含水岩组为中更新统亚黏土，下部为不连续分布(呈条带状或局部片状)的砂、砂砾石，厚度＞(1～3 m)，还有相当一部分地区含水岩组为黄土状土，是当地农村生活用水的主要供水层，含水条件差。砂砾石层富水性中等，黄土状土富水性差。砂、砂砾石含水岩组，单井出水量一般在300～1000 m3/d;黄土状含水岩组单井出水量＜100 m3/d。分布在通肯河、呼兰河河谷的潜水含水岩组，为上更新统—全新统冲积砂、砂砾石，富水性好。

图1 绥化市平原区含水层系统结构分布图

双层结构含水层系统的下部是白垩系孔隙裂隙层间承压水层和构造裂隙含水带(脉)。白垩系含水层产出条件极为复杂，既有层状或似层状的含水层，也有脉状富水带(脉);储水空间既有孔隙—裂隙，也有单一的裂隙。含水层岩性差异较大，白垩系上统明水组、四方台组多为泥质弱胶结的粉细砂岩和中细砂岩，为富水性不均匀的孔隙裂隙层状或似层状含水层。

4 地下水(流)系统划分

绥化市平原区是包含两个含水层的盆地，各含水层都具有各自相对独立的水流系统，在剖面上形成了浅层、中层和深层相互联系、又相互独立的地下水流系统。浅层地下水受地貌条件控制，常形成局部地下水流;中、深层地下水在一些地段形成中间性地下水流，在另一些地段则形成区域地下水流;浅层、中深层地下水流系统在平面上的分布范围是不一致的，地下水流系统内部关系错综复杂，有着各种形式的水力联系。盆地地下水总体的流动趋势是从补给区向盆地中心排泄区汇流，最后通过松花江干流、呼兰河干流及河谷潜流流出盆地。

将绥化市平原区作为一个地下水系统，其分布范围与含水层系统分布范围一致。在垂向上可分为浅层和中、深层两个地下水流动系统，且分布范围不一致。根据浅层地下水的主要控水因素—流域水系、地下水之间的水力联系及水循环条件，以潜水区域地下水分水岭为界，将浅层地下水系统划分为呼兰河、通肯河一个浅层地下水系统。中、深层承压地下水系统则按照承压含水系统及水流特征，划分为一个高平原第四系孔隙承压水地下水系统。

4.1 浅层地下水系统

浅层地下水流场受地形和水文系统控制，与地表水联系密切，地下水流自分水岭向控制水系基准面径流，最后通过松花江干流河水及河谷潜水排出区外。

4.1.1 呼兰河、通肯河地下水系统

分布于海伦、绥化地区，西部边界为嫩江与呼兰河地下水分水岭，属零流量边界，东部含水层系统与小兴安岭山区基岩相接触，大部分属于隔水或弱透水边界，山区河流为测向补给边界，南部边界为松花江干流，是地下水排泄边界。

该系统第四系孔隙潜水不丰富，地下水的主要补给来源是大气降水和小兴安岭山区的地下水侧向径流补给，由高向低，从台地向呼兰河、通肯河河谷及开采漏斗区方向径流，一般地区水力坡度2‰～8‰，在绥化、海伦承压水盆地潜水下渗补给承压水，并在承压水盆地低的一侧顶托补给上层潜水，最终流向松花江河谷排出区外。此外，潜水与白垩系地下水之间也有相互补给关系，一般在靠近小兴安岭地区，潜水位高于白垩系地下水位，浅水下渗补给白垩系地下水。

4.2 中、深层承压地下水系统

4.2.1 高平原第四系孔隙承压水

高平原第四系孔隙承压水系统包括海伦、绥化、肇东承压水盆地，含水层时代为中更新统砂砾石，有相对独立的局部地下流系统，同时又通过上层潜水或河谷潜水相互联系。这些承压水盆地一般处于河间地块，盆地内有河流通过，承压水顶板厚度较薄，多为10～20 m，部分20～30 m，岩性多为黄土状土，隔水性能较差，属弱透水层，因此，这些盆地中的承压水与上部潜水及河水有着较密切的水力联系，形成自上而下的越流补给系统。同时，各承压水盆地边界均与弱透水的松散岩类孔隙潜水含水层接触，可接受地势较高处潜水的侧向径流补给。地下水一部分从高水头向低水头径流排出承压水系统，一部分向开采漏斗区汇集被开发利用。

绥化承压水盆地分布面积较大，向东北延伸至丘陵地区，盆地有内呼兰河通过，地下水可接受山丘区地下水的侧向径流补给和降水入渗补给，由盆地南北两侧向呼兰河谷及下游径流，排泄于呼兰河与松花江河谷潜水。水力坡度在呼兰河上游为2‰左右，下游为0.5‰左右。受绥化市集中开采影响，在其周围形成了约120 km2的地下水位下降漏斗，漏斗中心水位埋深48.30 m，累积降深12.25 m，从而改变了其周围的地下水流场，使漏斗周围地下水向漏斗中心汇集。

海伦承压水盆地位于海伦市与通肯河之间，含水层由砂、砂砾石组成，厚5～10 m。上覆亚黏土，下伏泥岩。地下水主要接受降水入渗和东部潜水径流补给，并由东北向西南径流，排泄于通肯河谷潜水，税利坡度2‰～3‰。在海伦市周围，由于地下水开发程度高，形成了面积约30 km2的局部地下水下降漏斗，漏斗周围地下水向漏斗中心汇集，漏斗中心水位累积降深已达22.0 m。

肇东成压水盆地面积较小，承压水接受西南、西北和东北3个方向的潜水径流补给，向东南方向径流排泄，水力坡度3‰左右。

5 区域地下水循环

5.1 浅层地下水循环

高平原降水较多，地下水主要接受大气降水和来自小兴安岭的侧向径流补给，顺地势由高向低汇入各自流域水系河谷，并排泄于河中，最终汇入松花江干流。地下水在径流途中部分下渗补给下部承压水，在局部低洼处接受承压水的顶托越流补给。

跨越不同地貌单元的河谷潜水，是沟通地下水的纽带，除接受降水和潜水补给外，还通过河谷接受山区地下水补给及灌溉回渗和承压水顶托补给。

5.2 中、深层承压水循环

高平原承压水盆地的第四系承压水直接接受周围潜水的侧向径流补给和潜水自上而下的天窗或越流形式补给，以径流形式向河谷方向运动，并补给河谷潜水。

5.3 地下水总循环

综上所述，绥化市平原区地下水的主要补给源是大气降水的垂直渗入，其次为山区地下水的侧向径流和地表水的渗漏。其中大气降水入渗是最普遍的地下水补给形式。主要排泄方式是蒸发、河流排泄、侧向径流及人工开采。

绥化市平原区地下水系统的输入系统由降水入渗、河水入渗、侧向径流和灌溉水回渗补给组成，其中以降水入渗占主导地位。输出系统由潜水蒸发、向河流排泄、侧向径流排泄和人工开采组成，其中潜水蒸发和人工开采占主导地位。运转系统则是由浅层地下水系统和中深层地下水系统组成。

［1］韩振新，等.黑龙江省水文地质志［M］.哈尔滨:黑龙江人民出版社，2000.

［2］中国地质调查局.全国地下水资源及其环境问题调查评价技术要求［S］.北京:中国地质调查局，2006.

［3］孙才志，等.松嫩盆地地下水资源分布特征、开发潜力及21世纪用水对策［J］.自然资源学报，2001，16(04):354-359.