吉林中西部地下水資源量評價及管理

聶維辰 ，趙洪滿，孫亞紅，董 冬

1.吉林省地質環境監測總站，吉林 長春 130021；2.吉林省地礦信息中心，吉林 長春 130061

吉林中西部地區地處松嫩平原，自20 世紀70年代末該區域的地下水動態監測工作陸續開展，經過多年的監測，積累了長時間序列的地下水動態監測資料，建立了地下水水位、水質動態監測數據庫，基本上查清了不同地貌單元地下水水位、水質的動態變化規律及影響動態變化的因素。然而，近年來隨著地下水資源量的急劇開發，同時各種污染源對地下水水質產生的一定影響，重新對該區域地下水資源進行評價有利于對地下水進行科學管理，同時促進地下水資源的可持續利用[1]。

1 評價區自然地理概況

1.1 地理位置

吉林省中西部松嫩平原區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、嫩江相望，東以大黑山丘陵為界。行政區隸屬于長春市、松源市、白城市、四平市所轄的農安縣、九臺市、德惠市、榆樹市、寧江區、扶余市、乾安縣、長嶺縣、前郭縣，洮北區、鎮賚縣、洮南市、通榆縣、大安市、公主嶺市及舒蘭市西部部分。地理坐標東徑121°20′56″～127°09′00″，北緯：43°33′55″～46°28′48″，工作區幅員面積63 440.19 km2，詳見圖1。

1.2 水文氣象

評價區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。據氣象資料，多年平均氣溫4.9～5.5 ℃，最高氣溫出現在7 月份，極端最高溫度34.8～39.5℃。最低氣溫出現在1 月份，極端最低氣溫-38.1～-39.8 ℃。全區日照時數2 630～2 930，相對濕度52%～61%，全區降水多年平均為399.7～576.7 mm，降水主要集中在6～9 月份，占全年降水的60%～80%，蒸發量全區1 638.9～1 833.4 mm，是降水的2.8～4.6 倍。松嫩平原主要地表水系有嫩江、松花江、第二松花江及其支流。嫩江、第二松花江在扶余縣三岔河附近匯合后形成松花江干流，向東北方向流去，之后又有拉林河和呼蘭河注入。

圖1 項目區域位置及工作區圖Fig.1 Location of the project and the work

1.3 地形地貌

評價區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，東西兩側海拔標高200～300 m，中部的乾安大布蘇、花敖泡海拔標高為120 m，最低的三王泡子僅80 m。評價區地貌類型按成因類型、成因形態、形態單元三級劃分為二種類型，7 種形態、13 個單元，見表1。

1.4 水文地質條件

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結構的控制[2]。松嫩平原是在松遼中新生界斷陷盆地基礎上發育形成的盆地形平原。多層疊置松散巖和碎屑巖石地層結構，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、地質結構等控水因素的不同，其地下水的賦存條件與分布規律存在著明顯的差異。主要包含第四系松散巖類孔隙潛水，第四系松散巖類孔隙承壓水，新近系碎屑巖類裂隙孔隙承壓水，白堊系及前白堊系碎屑巖孔隙裂隙承壓水[3,4]。

淺層地下水的補給主要來源于大氣降水和周圍山區、臺地的地下水徑流補給，由四周向平原中心匯集，以蒸發和人工開采排泄為主。低平原區地下水動態為降水—蒸發型，高平原與河谷平原為降水—徑流型。潛水的地下水動態變化受降水影響較大，季節性變化明顯。河谷區潛水與平原區潛水在不同季節和不同地段有相互補給的關系。承壓水的補給、徑流和排泄條件相對較差，并且隨含水層埋藏深度的增加而越來越差。

承壓水的補給主要來源于周圍山區、臺地地下水的徑流補給和上層潛水的越流補給，由四周向平原區承壓水頭較低的地區徑流，補給量也隨含水層埋藏深度的增加而減少。承壓水的排泄以人工開采為主，下更新統承壓水部分排泄于嫩江。地下水動態受降水影響較小，季節性變化不明顯。承壓水盆地東西兩側含水層頂板變薄，由亞粘土變為亞砂土，隔水性能減弱，形成承壓水的越流補給區，西部的局部地段與上覆上更新統含水層連通，構成統一潛水含水層，東部直接過渡為潛水。該承壓含水層通過上覆潛水含水層可得到大氣降水的間接補給，承壓水盆地周邊可得到潛水含水層的徑流補給，補給條件較好。

表1 松嫩平原（吉林）地貌分類表Table 1 Geomorphology classification of Songnen plain (Jilin)

2 評價方法

本次評價首先盡心資料搜集與整理工作，主要包括國民經濟現狀、發展規劃及其對水資源需求資料，地下水開采現狀及土地利用等方面的資料，了解地下水動態監測網現狀，然后設置監測井方案，部署監測井，進行相關勘探試驗。

2.1 地下監測網點部署

監測網部署主要依據地下水動態監測規范中關于區域和城市地下水監測網點密度的要求，確定監測點數量。依據評價區地質水文水質條件，確定監測方向：以地下水主要開采目的層為主、對地下水環境產生較大影響的地下潛水為輔，同時兼顧具有開發利用前景的含水層。突出省會城市、大中城市、重要經濟開發區、以地下水為主要供水水源的城市，大中型水源地、地下水集中開采區、大型地下水漏斗分布區、地下水污染分布區等環境水文地質問題突出的區域。兼顧松嫩平原的主要糧食種植區。

2.2 水文地質鉆探

部署水文地質鉆探的目的同時也是增加專門監測井，便于安裝地下水自動監測儀，以滿足地下水監測精度和實時掌握監測信息，進一步了解區域水文地質結構、水位、水質現狀，了解地下水動態影響因素的需要。考慮到監測區的水文地質條件、地下水開采利用程度、地下水供水的主要用途，部署部分深、中、淺監測孔組。對評價區地下水動態監測井水文地質鉆探4 043.50 m。其中全新統（Q4）監測井4 眼，進尺77.2 m；上更新統（Q3）監測井2 眼，進尺80.0 m；中上更新統（Q2-3）監測井9 眼，進尺282.65 m；下更新統（Q1）監測井26 眼，進尺2 060.52 m；新近系上新統（Nt）監測井2 眼，進尺285.0 m；新近系中新統（Nd）監測井5 眼，進尺1 027.13 m；白堊系（K）監測井2 眼，進尺231.0 m。共計50 眼，鉆探總進尺4 043.50 m。

2.3 抽水試驗

監測井成井后根據設計要求采用穩定流抽水試驗方法，對50 眼監測井進行單孔一次最大降深抽水試驗。水位穩定時間8 h，共計穩定400 h。主要工作量見表2。

表2 地下水監測井工程工作量統計一覽表Table 2 Workload statistics of the groundwater monitoring wells engineering

3 評價結果

由于松嫩平原廣袤，雖然為同一含水系統，但是不同地域水量有很大差別，因此，對水量的評價僅限于單個鉆孔，對區域僅為含量區間。

第四系全新統（Q4）孔隙潛水本次施工了監測井4 眼，分布在第二松花江、拉林河、飲馬河和伊通河谷一級階地之中，單井涌水量100～3 000 m3/d，水位埋深2.16～5.59 m。

第四系上更新統（Q3）砂礫石孔隙潛水本次施工了監測井2 眼，分布在傾斜平原扇形地上。單井涌水量2 000～3 000 m3/d，水位埋深5.50～6.30 m。

第四系中上更新統（Q3-2）粉細砂孔隙潛水本次施工了監測井8 眼，單井涌水量30～100 m3/d，水位埋深3.80～19.88 m。第四系中更新統（Q2）黃土臺地孔隙潛水施工了監測井1 眼，單井涌水量小于1.0 m3/d，水位埋深17.60 m。

表3 評價區地下水監測井工程水文地質參數一覽表Table 3 Hydrogeology parameters of groundwater monitoring wells in the study area

第四系下更新統（Q1）砂礫石孔隙承壓水施工了監測井26 眼，單井涌水量100～2 000 m3/d，水位埋深4.00～51.25 m。

新近系上新統泰康組（Nt）砂礫巖裂隙孔隙承壓水施工了監測井2 眼，單井涌水量200～500 m3/d，水位埋深11.40～20.90 m。

新近系中新統大安組（Nd）砂礫巖裂隙孔隙承壓水施工了監測井5 眼，單井涌水量100～1 000 m3/d， 水 位 埋 深6.80～13.59 m。

白堊系泉頭組（K1q）孔隙裂隙承壓水施工了監測井1 眼，單井涌水量200 m3/d，水位埋深12.79 m。

白堊系青山口組（K2qs）孔隙裂隙承壓水施工了監測井1 眼，單井涌水量50 m3/d，水位埋深11.88 m（詳見表3）。

4 結論及建議

（1）根據新建監測井抽水試驗資料及部分推測計算，區內Q1、Q3、Q4含水層埋深較淺水量豐沛，為當地主要取水水層。

（2）Q3、Q4含水層為潛水地下水，應加強該區域地面污染源的治理，對水質進行保護，防止出現水質型缺水現象。

（3）建議在以后的工作中開展系統的地下水動態監測與評價工作，監測、模擬、研究自然因素與人為因素對地下水的影響，預測預報地下水發展態勢，及早提出應對旱災、洪災、污染等災害性事件的地下水應急預案，避免出現災難性后果，實現地下水的合理開發、優化調度與科學保護。

[1] 李春霞，趙向東. 松嫩平原西部( 吉林部分) 地下水資源計算與評價[J].吉林地質，2004,23(4):74-82.

[2] 曹劍鋒，張 艷，陳鴻雁.第二松花江河谷區(吉林-松原段)地下水資源潛力分析[J].世界地質，2002,21(1):39-44.

[3] 田 輝,郭曉東,朱 巍.松嫩平原地下水動態的影響因素初探[J].地下水，2011,33(5):61-62.

[4] 廖資生,林學鈺.松嫩盆地的地下水化學特征及水質變化規律[J]. 地球科學,2004,29(1):96-102.