結布遜平原中俄跨國界含水層區劃與分析

李善智，李夢玲，戴長雷，張兆廷

(1.黑龍江大學寒區地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學中俄寒區水文和水利工程聯合實驗室，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 研究區選定

黑龍江(阿穆爾河)是東北亞的一條國際邊界河流，流域面積185.6萬 km2，全長約4440 km。它從蒙古的肯特山出發，東經中國黑龍江省和俄羅斯遠東聯邦南段，流經東北部的哈巴羅夫斯克邊境地區，最終流入韃靼海峽[1]。結雅河(精奇里江)是黑龍江俄方的主要支流，流域面積23.30萬 km2，全長約1242 km，從外興安山脈的托金斯基山脈南坡出發，經過山脈、山間盆地、高平原和結雅-布列亞平原，在布拉戈維申斯克(海蘭泡)流入黑龍江。流域位于俄羅斯東南部，整個流域位于俄羅斯阿穆爾州境內。布列亞河流域面積7.07萬 km2，全長約623 km，在中國古代曾被稱為“牛滿河”(牛滿江)，是俄羅斯遠東黑龍江左岸的第二大支流，位于埃佐普山和杜謝阿林山的左右交叉處，西南橫穿結雅-布列亞平原。遜河又稱“遜別拉河”，是黑龍江省中游南岸的一條重要支流，流域面積738 km2，全長279 km，在黑龍江省的西北角，來自黑河西部山區和小興安嶺東南麓。遜河從西向東經過黑河市愛輝區、孫吳縣和遜克縣，沿途匯集了各種支流，與遜克縣車路鄉西雙河村附近的黑龍江干流匯合。

結布遜平原是由黑龍江、結雅河、布列亞河和遜河四河沖擊而成的平原，如圖1所示。研究區擁有大量地表水和地下水資源，為跨國界平原，平原地下水資源為中俄跨國界含水層，平原周圍山脈眾多，地下水大多屬于山區地下水。同時結布遜平原也是跨國界含水層，含水層為條帶狀，對它的區劃與分析對中國和俄羅斯的水權分配有著重要的意義，對結布遜平原范圍的圈定以及水資源的區劃與分析，可為該地區的水資源評價、水權分配等方面的工作提供參考[2]。

圖1 結布遜平原范圍區劃

2 區劃原則和方法

2.1 區劃原則

區劃原則基于地表水、地下水和行政管理三個變量，將首先進行單因素分區，目標是盡可能保護該地區所有水系的完整性[3]。單因素分區包括基于地表水分區、基于地下水分區、基于行政管理分區，再進行多因素分區，多因素區劃分為雙因素和三因素分區，雙因素分區包括基于地表水-地下水分區、基于地表水-行政管理分區、基于地下水-行政管理分區，三因素分區為基于地表水-地下水-行政管理分區。

2.2 區劃方法

收集研究區相關行政區劃圖、水系圖、水文地質區劃圖。需要具有相同比例的清晰、準確和權威的圖件[4-5]。同時，應具有與之兼容的可比軟件，并可作為設計參考。結布遜平原涉及的地域廣、信息復雜。首先根據黑龍江流域水系分區原則，使用制圖軟件填充底圖數據，然后使用剩余的底圖數據和收集的相關基礎數據，描繪不同分區原則下的結布遜平原相關分區，最后與繪制的結布遜平原分區圖進行疊加分析，得到結布遜平原水文地理分區圖，為今后的相關研究提供參考。

3 單因素區劃

3.1 基于地表水的區劃

地表水分區以綜合性和主導性、相似性和差異性為原則，反映河流水系的空間分異規律，以確保流域的完整性[6]。水資源的評估、規劃、開發和利用都得益于地表水分區。根據結布遜平原的地貌特征參照亞洲水系圖、黑龍江流域水系圖，耦合各條河流流域圖，得到結布遜平原地表水區劃圖。

根據結布遜平原繪制的地表水系分區圖將結布遜平原共分為8個分區，分別是：布列亞河區、黑龍江干流區、烏爾坎河流域、杰普河流域。謝列姆賈河流域、托木河流域、結雅河干流區和松花江區。

3.2 基于地下水的區劃

地下水分區不僅可以揭示地下水的水文地質規律，還可以通過考慮形成地下水并影響其分布的水文因素，揭示地下水與地質、地形、構造、水文、氣候等多種自然變量之間的相互作用[7]。

根據結布遜平原繪制定的地下水系分區圖將結布遜平原共分為3個分區，分別是：孔隙水、裂隙水、裂隙孔隙水。

3.3 基于行政管理的區劃

考慮到政治、經濟和人口問題，行政區劃通常作為其他區劃系統的指導力量。研究區的中國部分(黑河市、孫吳縣、遜克縣、嘉蔭縣)的人口密度遠高于整個平原的平均水平，而俄羅斯部分則較低。

在劃分行政區域時，政治、經濟、文化、民族、地理、人口和其他變量都被考慮在內。行政區域通常是分開的，以實現對單一功能的控制，這既便于管理，又適合當前的經濟增長。根據現階段的資料對結布遜平原進行行政區劃，結布遜平原涵蓋了中國(黑河市、孫吳縣、遜克縣、嘉蔭縣)4個部分，俄羅斯(結雅區、馬格達加奇區、施馬諾夫斯克區、斯沃博德內區、馬扎諾沃區等)20個部分，共24個區域。

4 多因素區劃與分析

4.1 雙因素區劃與分析

地下水和地表水密不可分。河流和湖泊是最常見的地表水來源。裂隙水、孔隙水、裂隙孔隙水和巖溶水是最常見的地下水類型[8]。它們在各種時空變量下相互補充，以保持水資源的平衡。對地表水分區圖和地下水分區圖進行疊加，分析二者之間的差異和關系，建立了結布遜平原地表水-地下水耦合分區圖。根據結布遜平原創建的地表水-地下水耦合分區圖，地表水和地下水的特征，將結布遜平原劃分為13個區塊。

基于水資源的生態、經濟和社會特征，將地表水分區和行政分區有機結合在一起。合理開發利用地表水資源，有利于促進區域經濟發展、改善環境。將地表水分區圖與行政分區圖疊加生成結布遜平原地表水-行政耦合分區圖，將結布遜平原劃分為52個區塊。

地下水資源是全球水資源的一個組成部分，與大氣水資源和地表水資源相互交織，相互影響[9]。它包含一定數量的地下儲存空間，也參與自然水循環，流動性和可恢復性是它的兩個特點。地下水作為地球上的主要水體，具有供水連續、分散性大、水質高等優點。它是人類生產和生存以及農業灌溉的重要水源。根據結布遜平原制定的地下水-行政管理耦合分區圖，將結布遜平原劃分為44個區塊。

4.2 三因素區劃與分析

通過對黑龍江流域的行政區劃圖、地表水區劃圖與地下水區劃圖三者疊加耦合，得到結布遜平原地表水—地下水—行政管理耦合區劃圖，見圖2。利用三要素區劃圖可以清楚地了解各區域水資源的總體狀況，有利于各區域水資源的開發利用[10]。根據結布遜平原創建的地表水-地下水-行政管理耦合分區圖，地表水、地下水和行政管理標準，將結布遜平原劃分為71個區塊。以HLⅠA1為例，HL表示地表水區劃中黑龍江干流區，Ⅰ表示地下水區劃中的裂隙孔隙水，A1表示行政區劃中的結雅區。三因素耦合分區圖采用這種方式進行標注，見表1。

圖2 結布遜平原三因素耦合區劃

表1 基于地表水—地下水—行政管理的結布遜平原水文地理區劃

續表1

5 結 論

根據行政管理、地表水與地下水三因素區劃原則，對結布遜平原進行區域劃分，按照行政區劃分為24個區域，按照地表水區劃分為8個區域。水系已簡化，僅顯示結布遜平原的主要水系。根據孔隙水、裂隙水、孔隙裂隙水等將結布遜平原劃分為3個區域。將行政區劃圖、地表水區劃圖與地下水區劃圖三者疊加耦合，得到雙因素以及包含71個區塊的三因素耦合區劃。

結布遜平原尚未進行全面系統的調查。基于水文地理條件的分區可以反映水資源的區域差異，為水資源合理開發利用和水資源規劃奠定基礎。同時也為該地區的水資源評價、水權分配等方面的工作提供參考。