黑龙江省松嫩平原地下水超采区分析研究

孙香泰，孙博文

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)



科技成果

黑龙江省松嫩平原地下水超采区分析研究

孙香泰，孙博文

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

文章对地下水超采区划分方法进行了初步研究，并对松嫩平原地下水超采区进行了划分，在此基础上对地下水超采区进行了分析评价，提出了进一步治理超采区的对策和建议。为今后松嫩平原地下水超采区管理与保护，改善生态环境，实现地下水资源的可持续利用提供科学依据。

松嫩平原；地下水超采区；开采控制水位

松嫩平原位于黑龙江省的西部，土地辽阔，资源丰富，现已成为中国石油能源、重型机械工业、商品粮、牧业和绿色食品生产基地。地下水作为水资源的重要组成部分，在松嫩平原的社会经济发展和维持生态环境中发挥着不可替代的作用。多年来由于缺乏对地下水开采的有效控制和保护，导致部分地区地下水水位下降，并形成规模不同的地下水开采漏斗，局部地区形成地下水超采区，不仅对生态环境造成很大影响，而且威胁着水资源可持续利用和经济社会可持续发展。对松嫩平原地下水超采区进行分析研究，提出综合治理措施，为实行最严格的水资源管理制度、有效管理与保护地下水资源提供科学依据。

1　地下水超采区划定方法的研讨

地下水超采区分析评价是落实最严格水资源管理制度的重要措施，运用适宜的划分方法则是超采区评价的重中之重。

地下水开采量超过可开采量，造成地下水水位呈持续下降趋势，或因开发利用地下水引发了生态与环境地质问题，是判定地下水超采和划分地下水超采区的依据。目前常见的地下水超采区划分主要有“水位动态法”、“开采系数法”与“引发问题法”3种方法。

1)水位动态法：是以年均地下水位持续下降速率作为评判指标进行地下水超采区的划分。其划分标准为：评价期内地下水开采造成水位呈持续下降趋势的区域为地下水超采区。地下水具有多年调节的特点，利用水位动态法划分地下水超采区需具有较长系列地下水水位监测资料，如系列较短，划定的结果难以符合实际情况。另外在评价期内地下水位虽有一定程度的下降，但地下水位在合理生态水位阈值内，划定为地下水超采区显然是不尽合适的。

2)开采系数法：是以地下水开采系数为评判指标进行超采区划分。其划分标准为：评价期内年均地下水开采系数>1的区域为地下水超采区。在实际工作中，地下水实际开采量调查工作复杂且难度大，人为因素影响较多，很难统计准确，同时目前多数地区地下水资源计算精度较低，难以保证依此计算的地下水开采系数的合理性与可信性。即使有的地区计算的地下水开采系数>1，划定为地下水超采区，则与实际是不符合的。 因此用地下水开采系数划分地下水超采区比较难掌控。

3)引发问题法：是以地下水开采引发的生态与环境地质问题作为评判指标进行超采区划分。其划分标准为：地下水开采引发了地面沉降、地面塌陷、地裂缝、土地沙化、名泉泉水流量衰减、海(咸)水入侵、水质恶化等生态与环境地质问题的区域为地下水超采区。

有些地区由于地下水过量开采，已形成了地下水超采区，但由于开采地下水而引发生态与环境地质问题的现象不明显，而有些生态与环境地质问题存在滞后性，因此，引发问题法划分地下水超采区，对某些地区也不太适宜。

地下水位能够比较真实的反映区内地下水开采状况，当地下水位降低超过一定限度后，造成地下水不可持续利，或可能引发各类生态与环境地质问题。我们认为利用地下水位划分地下水超采区，是最直接并切实可行的方法，比较符合客观实际。文章结合黑龙江省松嫩平原水文地质条件，综合考虑社会、经济及生态环境等因素，提出利用地下水开采控制水位法划分地下水超采区，以便更加合理的进行地下水超采区划分，实现最严格水资源管理制度的要求，达到合理开发利用与保护地下水资源的目标。

2　地下水开采控制水位方法

根据当地水文地质条件，综合考虑社会、经济及生态环境等因素，确定地下水开采控制水位，作为划分地下水超采区的标准。

地下水开采控制水位的确定原则：

1)应考虑当地社会经济发展的用水需求；

2)当开采状态下区内地下水水位低于某水位时，可能造成地下水不可持续利用，或可能引发生态环境问题或环境地质问题，该水位作为划分地下水超采区的标准；

3)当开采状态下区内地下水水位低于某水位时，造成地下水不可持续利用程度加重，或可能产生不能承受的生态环境问题或环境地质问题，该水位作为划分地下水严重超采区的标准；

4)应考虑开采地下水对河川径流或当地排泄基准面可能产生影响程度，确定地下水开采控制水位；

5)对于水头较低的承压水区，由于开采地下水造成地下水水位下降至承压水含水层(组)顶板以下，完全改变了原来的水力性质，应该确定为地下水超采；

6)不能承受的生态与环境地质问题是指由于地下水开采引发的：①浅层地下水超采区100 km2面积上的年均地面塌陷点多于2个，或坍塌岩土的体积>2m3的地面塌陷点年均多于1个；②100 km2面积上年均地裂缝多于2条，或同时满足长度>10m、地表面撕裂宽度>0.05m、深度>0.5m的地裂缝年均多于1条；③污染后的地下水水质劣于污染前1个类级以上，或污染后的地下水已不能满足生活饮用水的水质要求；④产生较严重的土地沙化现象。深层承压水超采区地面年均沉降速率>0.01m/a。

3　地下水超采区分析评价

松嫩平原主要开采第四系孔隙水，部分地区开采白垩系孔隙裂隙承压水，在哈尔滨市、大庆市，由于长期大量的集中开采地下水，形成了规模不同的地下水开采漏斗，部分地段出现了地下水超采区。

3.1哈尔滨市城区地下水超采区

哈尔滨城区主要开采目的层为第四系高平原孔隙承压水—层间水。

根据含水层特征、地下水动态变化规律、松花江水位多年变化情况及生态环境等，按照地下水开采控制水位法，确定哈尔滨市城区地下水开采控制水位。

漫滩阶地区：地下水开采控制水位107m，作为划定超采区的标准。

高平原区：是否已经改变水力性质、由承压水转变为无压层间水作为划定超采区的依据；地下水开采控制水位108m，作为划定严重超采区的标准[1]。

哈尔滨市城区自70年代以来开始大规模开采地下水，导致地下水超采，地下水位普遍造成不同程度的下降。1990年以来，市水资办加大管理力度，区内地下水开采量逐年递减，地下水位下降明显减缓，部分地段出现回升。2000—2010年，地下水位总体呈现上升趋势，上升幅度0.12～9.59m，仅龙江橡胶厂～扬家店一带地下水位出现下降趋势，下降幅度0.26～2.42m。2010—2015年地下水位普遍回升，上升幅度0.5～10m 。

2000年一般超采区面积252.82 km2，其中：①严重超采区面积22.42 km2；②2005年超采区面积248.6 km2，其中严重超采区面积5.27 km2；③2006年以来磨盘山水库一期工程供水后，地下水开采量逐年降低，2008年超采区面积256.85 km2，严重超采区基本消失；④特别是2010年以后，随着磨盘山水库二期工程供水后，市自来水公司地下水源停止开采，地下水开采量大幅减少，导致超采区地下水位回升速度较快，到2015年超采区面积为135.38 km2，见表1。

3.2大庆市地下水超采区

大庆市是中国最大的陆上油田和重要的石油化工基地，第四系下更新统泰康组孔隙承压水与白垩系上统明水组深层孔隙裂隙承压水是本区地下水主要开采目的层。

根据含水层特征、地下水位动态变化规律及生态环境等，按照地下水开采控制水位法，确定大庆市地下水开采控制水位。第四系泰康组：地下水开采控制水位110m，作为划定超采区的标准，地下水开采控制水位90m，作为划定严重超采区的标准；白垩系明水组：地下水开采控制水位112m，作为划定超采区的标准，地下水开采控制水位100m，作为划定严重超采区的标准。

大庆市大规模开发利用地下水是从1960年石油会战开始，随着石油工业的发展，地下水开采量逐年增加，由于地下水长期处于超量开采状态，地下水位持续下降，在大庆长垣东西两侧已形成了2个地下水开采漏斗，并出现了超采区。1995年以后大庆市开始控制开采地下水，由于地下水开采量的减少，因此地下水位出现回升态势。

第四系下更新统泰康组孔隙承压水：2000—2010年，区内地下水位普遍回升，上升幅度0.8～19.4m，其中2008—2010年，地下水水位除局部地段回升外，大部分地区地下水位略有下降；2010—2015年，地下水位普遍上升，上升幅度0.35～4.01m[2]。

2000年地下水超采区面积201.14 km2，2003年地下水超采区面积110.41 km2。2004年以后大庆市泰康组孔隙承压水超采区已消失，见表2。

表2　第四系泰康组孔隙承压水超采区变化状况

白垩系上统明水组孔隙裂隙承压水：

2000—2010年期间，超采区地下水位总体处于回升状态，并呈现出阶段性的降～升～降，上升幅度2.9～22.3m。其中2000—2003年，地下水位表现为普遍下降，2003—2008年，地下水位整体呈现上升，2008—2010年，地下水位略有下降。2010—2015年，地下水位整体呈现上升，上升幅度0.99～9.93m。

2000年地下水超采区面积446.16 km2，其中：①严重超采区面积53.98 km2；②2003年地下水超采区面积315.53 km2，其中严重超采区面积46.65 km2；③2004年以后严重超采区已消失；④2010年地下水超采区面积102.90 km2；⑤2015年地下水超采区面积仅2.75 km2，见表3。

表3　白垩系明水组孔隙裂隙承压水超采区变化状况

4　地下水超采区治理对策与建议

为使松嫩平原经济社会可持续发展，改善生态环境，必需对地下水超采区进行有效控制和治理，科学合理的开发利用和有效保护地下水资源。近年来各级政府采取了一系列的措施，超采区治理工作取得了积极的成效，但超采区治理工作还十分艰巨，为此提出进一步加强超采区治理的建议。

4.1明确职责，完善法规制度

各级地方人民政府应当将地下水超采区治理纳入本级国民经济和社会发展计划，加大资金投入，确保资金落实。各级水行政主管部门要加强对超采区水资源的统一管理，抓好地下水超采区治理实施方案的落实工作；抓紧制定地下水超采区水资源管理和保护的法律、法规和规章，使超采区地下水的管理与保护有法可依、有章可循。各有关部门要密切配合并采取有效措施，作好地下水超采区控制和治理的有关工作。

4.2合理配置水资源，控制开采地下水

根据区内水资源承载能力，对超采区地表水与地下水进行合理配置与联合调度。优先利用地表水，严格控制开采地下水，充分利用雨水、污水处理回用等水源，实现水资源配置结构的调整。优化地下水开采布局，逐渐减少地下水在供水中所占的比例，使地下水环境得到改善，实现地下水资源可持续利用。

4.3建立和完善地下水动态监测系统，实行预警管理机制

应进一步调整和完善地下水动态监测井网，提高地下水动态监测井网控制的代表性，保证地下水动态监测数据的准确性及可靠性。加快地下水信息管理系统的现代化建设，逐步实现地下水信息的动态采集、传输和数据处理自动化，适时监控地下水动态变化情况，实行预警管理机制，为地下水超采区监督管理提供支撑。

4.4全面推行地下水有偿使用，强化节约用水管理

进一步提高地下水水资源费征收标准，扩大征收范围，严格定额管理。加强计量工作，用水实行计量收费和超定额、超计划累进加价制度，运用经济杠杆，控制地下水开采。强化用水户的计划用水和用水监控管理，推进节约用水设施建设，提高用水效益和效率。

4.5实行取用水总量控制，严格实施取水许可

在地下水超采区要严格实行地下水取用水总量控制和水位控制，各级水行政主管部门要对地下水超采区内地下水取用水户的取用水逐步实行总量控制，并确定地下水开采控制水位；加强对取用水户用水计量和地下水开采控制水位的监测、检查与监督，对用水户的用水过程要加强年审等监督管理措施。严格取水许可审批管理，在地下水超采区，禁止农业、工业建设项目和服务业新增取用地下水，对已有的地下水取水工程应加强监督管理，尽快寻找替代水源，并逐步削减超采量，涵养恢复地下水，实现地下水采补平衡。

5　结　语

地下水位能够比较真实的反映区内地下水开采状况，也是地下水管理的重要控制指标。本文结合黑龙江省松嫩平原水文地质条件，综合考虑社会、经济及生态环境等因素，提出利用地下水开采控制水位法划分地下水超采区，是比较符合客观实际的。近年来，由于地方政府加大了对地下水资源开发利用保护力度，大量开发利用地表水资源，使松嫩平原地下水超采区面积有逐年递减的趋势。哈尔滨市城区2015年地下水超采区面积为135.38 km2；大庆市2004年以后泰康组孔隙承压水超采区已消失，2015年白垩系明水组孔隙裂隙承压水超采区面积仅为2.75 km2。各级政府虽对超采区治理工作十分重视，取得了积极的成效，但今后的治理工作还十分艰巨，为此还应进一步加强超采区治理的力度，逐步实现地下水采补平衡，改善生态环境，实现地下水资源的可持续利用，促进经济社会的可持续发展。

[1]中华人民共和国水利部.地下水超采区评价导则SL286—2003[S].北 京：中国水利水电出版社，2003.

[2]张焕智．黑龙江省地下水超采区的划定[J].工程勘察，2006(7)：27-31.

Research of Groundwater Overdraft Area of Songnen Plain in Heilongjiang Province

SUN Xiang-tai and SUN Bo-wen

(Heilongjiang Provincial Water Conservancy & Hydroelectric Power Investigation,Design and Research Institute, Harbin 150080, China)

The preliminary research was conducted for the zoning method of groundwater overdraft area and the groundwater overdraft of Songnen plain area was zoned in the paper, based on these, the groundwater overdraft area was analyzed, and further management suggestions and countermeasures on the overdraft area were put forward, providing scientific accordance to management and protect the groundwater overdraft area in the Songnen Plain, to improve the ecological environment and realize the sustainable use of groundwater resources.

Songnen plain; groundwater overdraft area; mining control water level

1007-7596(2016)05-0001-04

2016-04-12

松嫩平原水土资源生态状况与建设对策研究(合同号：水总科外[2010]05号)

孙香泰(1962-)，男，黑龙江七台河人，研究员级高级工程师，研究方向为水文地质及工程地质工作；孙博文(1991-)，男，黑龙江七台河人，助理工程师。

P641.8

B