哈爾濱市水資源現狀研究

隋 欣，劉 碩，張寧寧，張千慧，夏 青，李昀東

(哈爾濱師范大學 地理科學學院，黑龍江 哈爾濱 150025)

1 引言

中國水資源總量約占世界淡水資源的6%，但人均占有量很低，部分地區存在著水資源短缺、水質惡化等環境問題[1]。隨著水資源對社會發展的支撐作用逐漸顯現，學者們對水資源重視程度也逐漸提高，對于水資源的相關研究也越來越廣泛，研究領域涉及水資源的時空分布格局、可持續發展、水資源承載力分析及優化配置等。2017年我國在法律上規定了流域的分段化管理，修正的《中華人民共和國水污染防治法》中提出了河長制，分級分段組織領導本行政區域內的水資源保護，水污染防治，水環境治理等工作，因地制宜地對各河流采取更有針對性的管理措施，有利于河流管控與可持續發展。根據“十四五”規劃指出的堅持以水資源承載能力為剛性約束，提高水利支撐與保障能力的發展思路，構建以松花江為軸，主要支流為輻射區域的與經濟社會高質量發展相適應的水環境保障體系[2]。李雨欣等[3]利用生態足跡模型和ARIMA模型測算并預測中國省域水資源生態平衡供需情況及未來變化趨勢，研究結果顯示人均水資源供需總體盈余，但在降水量較少的年份處于赤字邊緣。

松花江作為中國重要水系之一，水質狀況影響流域內工農業生產及居民用水安全。城市人口密集、污染源種類多、生態環境復雜，各級支流水質的污染狀況與松花江的水環境質量密切相關。邢潔等[4]對松花江流域黑龍江省內13個監測斷面不同水期的水質指標進行主成分分析，結果顯示首要污染源為生活污水與農業廢水，石油類、陰離子表面活性劑、氰化物等作為第二大污染指標，主要來源于工業廢水。段茂慶等[5]通過分析黑龍江省2011～2016年水質監測數據并結合自然環境特征，明確了該地區背景污染物，且存在較明顯的時空變異特征，季節性差異顯著。對于松花江哈爾濱城區段，樊慶鋅等[6]采用模糊綜合評價法對2008～2012年間松花江哈爾濱段進行水環境質量評價，結果顯示除阿什河為評價結果Ⅴ類水體達不到水環境功能區劃要求以外,其他區域水質均達標。景夢園等[7]采用熵權物元可拓模型對松花江干流哈爾濱段2015～2019年河流水質進行了健康評價，結果為“健康”和“亞健康”，達到了Ⅲ類水質標準，但存在年際波動。因此，必須堅持開發和保護并舉的理念，在保持河流水質健康狀況的前提下，充分發揮河流的生態和社會功能，在生態和環境的承受范圍內，以可持續發展為方針，滿足人們生產和生活的需求。

哈爾濱市城區以機械制造業、醫藥行業及食品釀酒行業為主，這些行業能耗高污染重，一定程度上制約了松花江流域實現可持續協調發展。本文旨在了解哈爾濱市水資源現狀基礎上，進一步分析城市水資源開發利用中存在的問題，為調整完善水環境管理提供參考。

2 數據來源與分析方法

數據主要來源于近10年《黑龍江統計年鑒》《哈爾濱市統計年鑒》《哈爾濱環境狀況公報》《松遼水資源公報》。采用Arcgis、SPSS和Origin等軟件工具對水資源相關統計數據進行整理與分析。

3 結果與討論

3.1 研究區水資源現狀

哈爾濱位于東經125°41′30″～130°13′40″，北緯44°03′30″～46°40′20″，地處黑龍江省南部，下設9區9縣，全市總面積53076.5 km2，市區面積10192.8 km2。人口987. 4萬人。屬中溫帶大陸性季風氣候，全年平均氣溫5.1 ℃，冬長夏短，多年平均降水量519.3 mm，2019年全市降水量861.4 mm，主要集中在6～9 月份，具有時空分布不均勻和雨熱同期的特點。

哈爾濱市屬松花江水系，松花江哈爾濱段從三岔河口至依蘭縣全長466 km，流經雙城區、道里區、松北區、呼蘭區、賓縣、通河縣、方正縣和依蘭縣等11 個區縣。流域面積50 km2以上河流223 條。2019 年全市水資源總量為268.8 億m3，其中地表水資源量225.8 億m3，地下水資源量67 億m3(其中重復計算水量24 億m3) ，人均占有水量2825.5 m3，年徑流量762 億m3，耕地畝均占有年徑流量467 m3。區域內河道總長度4950.2 km，平均徑流深度134.6 mm，具有時空分布不均的特點，7～9 月份徑流量較大，由于受到地形地貌影響而呈現自東向西的遞減趨勢，東北和東南部水資源較豐富，中部和西部水資源較缺乏，整體呈現為西貧東富。境內主要河流有松花江、拉林河、呼蘭河、阿什河、螞蟻河、泥河、牤牛河、漂河、少陵河、蜚克圖河等(圖1)。流域面積大于4 km2的河流186 條，50 km2以上的河流有132 條。呼蘭河自綏化市流入于哈爾濱市呼蘭區匯入松花江。拉林河流經五常市在雙城區多口店附近匯入松花江，是黑吉兩省界河。阿什河發源于帽兒山，下游流經哈爾濱主城區，兩岸人口稠密、工廠企業較多[8]。螞蟻河于通河縣城對岸注入松花江，干流沿岸土地肥沃、人口較為密集[9,10]。

圖1 研究區主要河流分布

哈爾濱市的地下水資源主要分布于松花江兩岸的河谷平原地區，位于小興安嶺—松嫩地塊，具有良好的潛水和承壓水，含水層較厚，埋藏深度淺，易于開發利用。根據統計資料顯示，哈爾濱市區地下水資源量為1.9 億m3，占全市地下水資源總量的6.3%。在呼蘭至巴彥一帶，呈東北向西南的流動趨勢，而在賓縣、阿城和雙城一帶，呈由南向北直至松花江的流動趨勢。

與其他缺少淡水資源的城市相比，沿松花江而建的哈爾濱具有較為豐富的水資源，主要供水方式為地表河流取水和開采地下水。地表水源主要來自松花江和磨盤山水庫，地下水源則是通過水井獲取，這也是松北區的主要供水來源。雖然哈爾濱的水河網密布，但由于社會經濟快速發展用水量也隨之增長，不得不加大開采地下水的強度。依據國際通行的水資源緊缺指標(表1)對哈爾濱2010～2019年水資源狀況進行評價，得出2010年、2013年、2018年和2019年均為輕度缺水；2012年、2014～2017年均為中度缺水；2011年則為重度缺水(圖2，3)。

圖2 2010～2019年哈爾濱市人均水資源量情況

表1 水資源緊缺指標

3.2 水資源質量現狀分析

根據哈爾濱市環境狀況公報統計結果(圖4)，2018年哈爾濱市地表水水質總體狀況呈輕度污染。在60個監測斷面中，Ⅱ類斷面比例5.0%、Ⅲ類41.7%、Ⅳ類23.3%、V類20.0%、劣V類10.0%。主要污染指標為化學需氧量、高錳酸鹽指數和氨氮。按年均值評價，朱順屯、大頂子山、擺渡鎮、牡丹江口下、宏克力和佳木斯上6個斷面水質達到Ⅲ類標準，阿什河口下、呼蘭河口下和牡丹江口上3個斷面達到Ⅳ類水質標準。各一級支流總體狀況呈輕度污染，在37個監測斷面中，Ⅱ類水質斷面比例8.2%、Ⅲ類37.8%、Ⅳ類21.6%、V類21.6%、劣V類10.7%。城區集中式水源地磨盤山飲用水質持續Ⅲ類標準、水量達標率 100%。2020年松花江水系水質狀況為輕度污染，其中Ⅰ～Ⅲ類水質比例為69.2%，劣V類比例下降為6.4%。松花江干流水質狀況良好，Ⅰ～Ⅲ類水質比例為76.5%。

圖3 哈爾濱市產水系數及產水模數變化特征

圖4 松花江干流水質狀況

哈爾濱市天然地下水水質較好，以HCO3-Ca型水為主，部分地帶含水巖層中 Fe、Mn含量較高，致使礦物被水溶濾造成水中Fe、Mn超標，影響水質。由于城區高密度集中開采地下水，改變了其原始環境，使流場發生變化，加之人為活動影響，造成地下水遭受不同程度的污染，地下水環境也變得復雜。松花江、阿什河漫灘、平房區和香坊區一帶，超標分布較廣，農業面源及局部工業點源是造成污染物超標的主要原因[12～14]。

3.3 城市供排水現狀

2019年哈爾濱已建成14 個公用水廠，全年供水總量44076 萬m3，其中生活用水13696 萬m3，生產經營用水5359 m3，用水人口達492.6 萬人。磨盤山水庫總庫容為17.79 億m3，2020 年水質類別為Ⅲ類，綜合營養狀態指數為43.6，屬中營養，與2019 年相比，水質無明顯變化，綜合營養狀態指數降低2.7。2019 年哈爾濱市市區污水排放總量為4.83 億t，經各級支流全部排入松花江，其中有機污染物為主要入河污染物。哈爾濱市城區污水處理率提高至95.01%。文昌污水處理廠擴建及升級改造，處理規模升級為65 萬t/d，出水標準提升一級A，新增能力5 萬t/d。阿什河污水處理廠改造升級新增處理能力30 萬t/d。

4 結論

結合哈爾濱市水資源現狀得出在開發利用過程中的主要問題有以下幾方面。

4.1 水環境質量惡化

隨著哈爾濱市工農業生產的快速發展和人民對生活品質的不斷追求，產生大量生產生活廢水，工業廢水和集中式排污是造成河流點源污染主要因素，農業生產過程中化肥農藥的大量施用，使各種有機污染物伴隨著降水沖刷隨地表徑流匯集累計，致使哈爾濱市松花江、阿什河和“三溝”等水環境健康狀況變差，不利于城市水資源的可持續發展。同時，哈爾濱市區范圍內存在地下水位降落漏斗，且在短時間內難以恢復。

4.2 水資源供需矛盾突出

哈爾濱市近10年人均水資源占有量只有1540.55 m3，不足世界人均水平的1/4，而市區人均占有量僅為228 m3。城市主要依靠松花江、地下水水井和磨盤山水庫供水，但隨著周邊地級市的人口涌入、城鎮化進程的加快，對水資源的需求也將越來越大，水資源短缺的問題將會更加突出。

4.3 水資源管理機制有待完善

哈爾濱市水資源長期處于中度短缺狀態，對水的利用率只有60%。且取水供水工程設備存在陳舊老化的問題，供水城市管網漏損率較高；用水設備及用水工藝有待改進升級。節水管理體制有待完善，節水投入主要依靠政府支撐，未形成市場化運行機制，無法滿足形勢需要，亟待對節水的管理體制進行改革。農村用水管理也較為松散，無定量化約束，農業灌溉方式仍以引水灌溉為主，用水浪費現象嚴重。