松嫩平原(吉林)地下水资源属性研究

2012-08-15赵海卿张梅桂张文强

地下水 2012年5期

关键词：松嫩平原承压水第四系

田辉，赵海卿，张梅桂，张文强

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

松嫩平原(吉林)地下水资源属性研究

田辉1，2，赵海卿1，张梅桂1，张文强1

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

在论述松嫩平原(吉林)地下水含水层系统、水位下降及地下水水质情况的基础上，总结分析地下水水位和水质变化的原因，从而为松嫩平原地下水资源更好地开发利用提供依据。

地下水;水位;水质;含水层

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。研究区面积 64 400 km2。

松嫩平原在地质结构上是一个典型的中、新生代沉积断陷盆地。在水文地质结构上，则是一个由多层含水层组成的特大型潜水－承压水盆地。主要含水层有:下白垩统裂隙或裂隙－孔隙含水层(或含水带);新、老第三系孔隙－裂隙含水层;第四系下更新统冰水砂砾石含水层;中、上更新统冲－洪积砂砾石含水层;上更新统冲－湖积粉细砂含水层(分布于盆地中央);全新统现代河谷冲积砂砾石含水层。其中，中上更新统至全新统的含水层为潜水，其余均为承压水［1］。

松嫩盆地的地下水是一个统一的系统。在天然条件下，地下水主要从盆地周边获得降水和地表水的入渗补给，而后流向盆地中心。盆地地下水，除一小部分在西部山前冲洪积扇前缘和东部高平原边缘以泉水形式排泄外，绝大部分地下水均通过盆地中心承压含水层向上越流补给潜水，而后消耗于蒸发，但是目前人为开采量已逐渐成为承压水的主要消耗项。

1 松嫩平原地下水资源属性

1.1 地下水位变化动态

松嫩平原地下水目前已形成区域性水位下降。其中以第四系孔隙承压水区域性水位下降面积最大［2］。

1.1.1 第四系孔隙潜水

松嫩平原地下水位下降幅度最大区分布在最东部的榆树市，2004－2009年的5年间，地下水位降幅最大在10 m以上。此外公主岭市双城堡镇、前郭县最南端、通榆县的东北角以及西北部白城扇型地，地下水位降幅较大，均在2.5 m以上。

1.1.2 第四系孔隙承压水

第四系孔隙承压水水位区域性下降区，由于该层地下水是本区主要开采目的层，因此，开采量较大。地下水位下降幅度0～2.5 m的区域，地下水位下降区范围为 29 218.94 km2，占第四系承压水分布范围的93.22%。在松原市城区、大安城区、乾安县城和扇形地前缘等地，地下水位下降幅度在 2.5 m以上。

1.1.3 第三系裂隙孔隙承压水

第三系裂隙孔隙承压水受开采影响，地下水位大部分呈下降趋势，地下水位下降范围为26 489.14 km2，占第三系地下水分布范围的80.55%。降幅多为0～2.5 m，白城市至洮南市之间和通榆县乌兰花镇地下水位降幅均在5.0 m以上。

1.2 地下水水质状况

据调查表明，目前区内第四系孔隙潜水和第四系孔隙承压水超标离子检出情况不一。

1.2.1 第四系孔隙潜水

1)第四系平原区孔隙潜水

①未超标区:分布在白城扇形地，平台、东太本站扇间台地，王府－伏龙泉砂砾石台地和高平原前缘局部地带，面积14 513.93 km2，地下水多数离子不超过饮用水标准，局部个别离子含量略超过饮用水标准值。为此该区为相对清洁区。

②轻超标区:分布在东部高平原广大地区，面积7 979.31 km2。主要污染物有氯化物、硫酸盐、硝酸盐，个别水点矿化度、总硬度和氟含量略超过饮用水标准。

③中超标区:分布在农安－柴岗镇、查干花镇－仙字井一带和楚鲁吐敖来，面积为1 891.10 km2。污染物以氯化物、硫酸盐、硝酸盐为主，含量超过饮用水标准1～3倍。局部出现总硬度、矿化度、高锰酸盐指数超标;个别水点检出As，均略超过饮用水标准。该地区氟含量较高，为1～3 mg/L，个别水点达到 13.98 mg/L。

2)第四系河谷区孔隙潜水

①轻超标区:分布于饮马河、卡岔河谷，面积2 032.09 km2。污染物以铁、锰、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、高锰酸盐指数为主，含量均略超过饮用水标准。

②中超标区:分布于嫩江、松花江、第二松花江和伊通河谷，面积7 496.23 km2。污染物有铁、锰、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、总硬度，其中铁和锰含量普遍超过饮用水标准。其它污染物含量也略超过饮用水标准。

③重超标区:分布在伊通河、松花江河谷上游及饮马河东岸，面积969.98 km2。污染物中铁和锰含量一般超过饮用水标准2～6倍，局部达到10～15倍，个别水点高达86倍，因此，该地区为高铁锰水分布区。其它污染物氯化物、硫酸盐、硝酸盐、矿化度、总硬度和个别水点检出的氨氮和高锰酸盐指数均超过饮用水标准。

1.2.2 第四系孔隙承压水

1)未污超标区:分布于乌兰敖都、深井子和肖家一带，面积4 144.23 km2，该区地下水中多数离子含量不超过饮用水标准，为相对清洁区。

2)轻超标区:大面积分布于低平原区，面积 17 074.65 km2。污染物以铁、锰、氟为主，次为氯化物、硫酸盐、硝酸盐、高锰酸盐指数，个别水点还检出砷，其含量均略超过饮用水标准。

3)中超标区:分布于乾安、大安、安字镇、安定镇、四马架、新庄镇，面积5 231.98 km2。主要污染物有铁、锰、氟、氨氮、矿化度，其含量均超过饮用水标准。在大安、安字镇铁、锰、氟含量较高，检出水点也较多，含量均超过饮用水标准2～5倍，个别达到33倍，个别水点高锰酸盐指数和铬、砷也检出，但含量不高。

4)重超标区:分布于五棵树、黑鱼泡、徐家店等地，面积960.04 km2。主要污染物为铁、锰、氨氮、氟，其中铁含量普遍较高，检出水点也多，一般超过饮用水标准1～5倍，最高达到13倍。氨氮检出水点较少，但含量高，达到13.20 mg/L，超过饮用水标准66倍。锰和氟含量也略超过饮用水标准。

2 地下水资源属性变化的原因分析

1)气象因素。松嫩平原浅层地下水补给来源主要是大气降水，由于松嫩平原降水量持续减少，造成潜水水位下降［3］。特别是近30年来，降水量减少的趋势更加明显，20世纪80年代松嫩平原平均降水量为464 mm，90年代为455 mm，21世纪前10年减少到388 mm，较20世纪80年代减少了76 mm。

2)人为因素。20世纪80年代农业水利化建设进入到一个全新阶段，河谷地区、西部扇形地及低平原部分地段开采量大幅度增加。2000年以后由于水田面积减少，城市地下水开采管理更加严格，地下水开采量有所减少。2003年研究区地下水开采总量22.55×108m3，近年来随着工业化和城镇化进程的加快，地下水开采量进一步增加。在中部低平原随着大规模的防病改水项目的开展，地下水潜水开采量有所减少，深层承压水开采量不断增加。2008年吉林省松嫩平原区地下水开采量达到了29.79×108m3。地下水开采量的不断增加将进一步加剧地下水水位下降趋势［4］。

3)天然高铁、锰水，主要分布在西部低平原和河谷平原。其形成条件是地势低洼，封闭条件好，迳流缓慢，蒸发强烈，含水介质中存在大量的有机质，导致地下水中 pH值降低，地下水处于还原环境，使介质中含Fe、Mn矿物溶解进入地下水中。松辽平原地下水中 Fe、Mn含量超标率达50% ～80%。第四系河谷区孔隙潜水铁、锰含量超标，主要是由于天然背景值较高。

4)随着经济的发展，农药、化肥、生活污水及工业/三废0的排放量日益增大，而这些废污水大部分未经处理直接排入环境，构成浅层地下水的主要污染源［5］。

5)由于对地下水资源超采，使深层地下水持续下降，必然激发浅层一些受工业污染的废水、生活污水(如含磷洗衣粉污水)，尤其是医用废水、动物排泄物以及含化肥农业灌溉水等向深层补给。因我国城市生活污水的净化处理率非常低(仅为20%)，最终导致深层地下水遭受污染，失去开采使用价值。