哈尔滨市水资源现状研究

隋 欣，刘 硕，张宁宁，张千慧，夏 青，李昀东

(哈尔滨师范大学 地理科学学院，黑龙江 哈尔滨 150025)

1 引言

中国水资源总量约占世界淡水资源的6%，但人均占有量很低，部分地区存在着水资源短缺、水质恶化等环境问题[1]。随着水资源对社会发展的支撑作用逐渐显现，学者们对水资源重视程度也逐渐提高，对于水资源的相关研究也越来越广泛，研究领域涉及水资源的时空分布格局、可持续发展、水资源承载力分析及优化配置等。2017年我国在法律上规定了流域的分段化管理，修正的《中华人民共和国水污染防治法》中提出了河长制，分级分段组织领导本行政区域内的水资源保护，水污染防治，水环境治理等工作，因地制宜地对各河流采取更有针对性的管理措施，有利于河流管控与可持续发展。根据“十四五”规划指出的坚持以水资源承载能力为刚性约束，提高水利支撑与保障能力的发展思路，构建以松花江为轴，主要支流为辐射区域的与经济社会高质量发展相适应的水环境保障体系[2]。李雨欣等[3]利用生态足迹模型和ARIMA模型测算并预测中国省域水资源生态平衡供需情况及未来变化趋势，研究结果显示人均水资源供需总体盈余，但在降水量较少的年份处于赤字边缘。

松花江作为中国重要水系之一，水质状况影响流域内工农业生产及居民用水安全。城市人口密集、污染源种类多、生态环境复杂，各级支流水质的污染状况与松花江的水环境质量密切相关。邢洁等[4]对松花江流域黑龙江省内13个监测断面不同水期的水质指标进行主成分分析，结果显示首要污染源为生活污水与农业废水，石油类、阴离子表面活性剂、氰化物等作为第二大污染指标，主要来源于工业废水。段茂庆等[5]通过分析黑龙江省2011～2016年水质监测数据并结合自然环境特征，明确了该地区背景污染物，且存在较明显的时空变异特征，季节性差异显著。对于松花江哈尔滨城区段，樊庆锌等[6]采用模糊综合评价法对2008～2012年间松花江哈尔滨段进行水环境质量评价，结果显示除阿什河为评价结果Ⅴ类水体达不到水环境功能区划要求以外,其他区域水质均达标。景梦园等[7]采用熵权物元可拓模型对松花江干流哈尔滨段2015～2019年河流水质进行了健康评价，结果为“健康”和“亚健康”，达到了Ⅲ类水质标准，但存在年际波动。因此，必须坚持开发和保护并举的理念，在保持河流水质健康状况的前提下，充分发挥河流的生态和社会功能，在生态和环境的承受范围内，以可持续发展为方针，满足人们生产和生活的需求。

哈尔滨市城区以机械制造业、医药行业及食品酿酒行业为主，这些行业能耗高污染重，一定程度上制约了松花江流域实现可持续协调发展。本文旨在了解哈尔滨市水资源现状基础上，进一步分析城市水资源开发利用中存在的问题，为调整完善水环境管理提供参考。

2 数据来源与分析方法

数据主要来源于近10年《黑龙江统计年鉴》《哈尔滨市统计年鉴》《哈尔滨环境状况公报》《松辽水资源公报》。采用Arcgis、SPSS和Origin等软件工具对水资源相关统计数据进行整理与分析。

3 结果与讨论

3.1 研究区水资源现状

哈尔滨位于东经125°41′30″～130°13′40″，北纬44°03′30″～46°40′20″，地处黑龙江省南部，下设9区9县，全市总面积53076.5 km2，市区面积10192.8 km2。人口987. 4万人。属中温带大陆性季风气候，全年平均气温5.1 ℃，冬长夏短，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，具有时空分布不均匀和雨热同期的特点。

哈尔滨市属松花江水系，松花江哈尔滨段从三岔河口至依兰县全长466 km，流经双城区、道里区、松北区、呼兰区、宾县、通河县、方正县和依兰县等11 个区县。流域面积50 km2以上河流223 条。2019 年全市水资源总量为268.8 亿m3，其中地表水资源量225.8 亿m3，地下水资源量67 亿m3(其中重复计算水量24 亿m3) ，人均占有水量2825.5 m3，年径流量762 亿m3，耕地亩均占有年径流量467 m3。区域内河道总长度4950.2 km，平均径流深度134.6 mm，具有时空分布不均的特点，7～9 月份径流量较大，由于受到地形地貌影响而呈现自东向西的递减趋势，东北和东南部水资源较丰富，中部和西部水资源较缺乏，整体呈现为西贫东富。境内主要河流有松花江、拉林河、呼兰河、阿什河、蚂蚁河、泥河、牤牛河、漂河、少陵河、蜚克图河等(图1)。流域面积大于4 km2的河流186 条，50 km2以上的河流有132 条。呼兰河自绥化市流入于哈尔滨市呼兰区汇入松花江。拉林河流经五常市在双城区多口店附近汇入松花江，是黑吉两省界河。阿什河发源于帽儿山，下游流经哈尔滨主城区，两岸人口稠密、工厂企业较多[8]。蚂蚁河于通河县城对岸注入松花江，干流沿岸土地肥沃、人口较为密集[9,10]。

图1 研究区主要河流分布

哈尔滨市的地下水资源主要分布于松花江两岸的河谷平原地区，位于小兴安岭—松嫩地块，具有良好的潜水和承压水，含水层较厚，埋藏深度浅，易于开发利用。根据统计资料显示，哈尔滨市区地下水资源量为1.9 亿m3，占全市地下水资源总量的6.3%。在呼兰至巴彦一带，呈东北向西南的流动趋势，而在宾县、阿城和双城一带，呈由南向北直至松花江的流动趋势。

与其他缺少淡水资源的城市相比，沿松花江而建的哈尔滨具有较为丰富的水资源，主要供水方式为地表河流取水和开采地下水。地表水源主要来自松花江和磨盘山水库，地下水源则是通过水井获取，这也是松北区的主要供水来源。虽然哈尔滨的水河网密布，但由于社会经济快速发展用水量也随之增长，不得不加大开采地下水的强度。依据国际通行的水资源紧缺指标(表1)对哈尔滨2010～2019年水资源状况进行评价，得出2010年、2013年、2018年和2019年均为轻度缺水；2012年、2014～2017年均为中度缺水；2011年则为重度缺水(图2，3)。

图2 2010～2019年哈尔滨市人均水资源量情况

表1 水资源紧缺指标

3.2 水资源质量现状分析

根据哈尔滨市环境状况公报统计结果(图4)，2018年哈尔滨市地表水水质总体状况呈轻度污染。在60个监测断面中，Ⅱ类断面比例5.0%、Ⅲ类41.7%、Ⅳ类23.3%、V类20.0%、劣V类10.0%。主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和氨氮。按年均值评价，朱顺屯、大顶子山、摆渡镇、牡丹江口下、宏克力和佳木斯上6个断面水质达到Ⅲ类标准，阿什河口下、呼兰河口下和牡丹江口上3个断面达到Ⅳ类水质标准。各一级支流总体状况呈轻度污染，在37个监测断面中，Ⅱ类水质断面比例8.2%、Ⅲ类37.8%、Ⅳ类21.6%、V类21.6%、劣V类10.7%。城区集中式水源地磨盘山饮用水质持续Ⅲ类标准、水量达标率 100%。2020年松花江水系水质状况为轻度污染，其中Ⅰ～Ⅲ类水质比例为69.2%，劣V类比例下降为6.4%。松花江干流水质状况良好，Ⅰ～Ⅲ类水质比例为76.5%。

图3 哈尔滨市产水系数及产水模数变化特征

图4 松花江干流水质状况

哈尔滨市天然地下水水质较好，以HCO3-Ca型水为主，部分地带含水岩层中 Fe、Mn含量较高，致使矿物被水溶滤造成水中Fe、Mn超标，影响水质。由于城区高密度集中开采地下水，改变了其原始环境，使流场发生变化，加之人为活动影响，造成地下水遭受不同程度的污染，地下水环境也变得复杂。松花江、阿什河漫滩、平房区和香坊区一带，超标分布较广，农业面源及局部工业点源是造成污染物超标的主要原因[12～14]。

3.3 城市供排水现状

2019年哈尔滨已建成14 个公用水厂，全年供水总量44076 万m3，其中生活用水13696 万m3，生产经营用水5359 m3，用水人口达492.6 万人。磨盘山水库总库容为17.79 亿m3，2020 年水质类别为Ⅲ类，综合营养状态指数为43.6，属中营养，与2019 年相比，水质无明显变化，综合营养状态指数降低2.7。2019 年哈尔滨市市区污水排放总量为4.83 亿t，经各级支流全部排入松花江，其中有机污染物为主要入河污染物。哈尔滨市城区污水处理率提高至95.01%。文昌污水处理厂扩建及升级改造，处理规模升级为65 万t/d，出水标准提升一级A，新增能力5 万t/d。阿什河污水处理厂改造升级新增处理能力30 万t/d。

4 结论

结合哈尔滨市水资源现状得出在开发利用过程中的主要问题有以下几方面。

4.1 水环境质量恶化

随着哈尔滨市工农业生产的快速发展和人民对生活品质的不断追求，产生大量生产生活废水，工业废水和集中式排污是造成河流点源污染主要因素，农业生产过程中化肥农药的大量施用，使各种有机污染物伴随着降水冲刷随地表径流汇集累计，致使哈尔滨市松花江、阿什河和“三沟”等水环境健康状况变差，不利于城市水资源的可持续发展。同时，哈尔滨市区范围内存在地下水位降落漏斗，且在短时间内难以恢复。

4.2 水资源供需矛盾突出

哈尔滨市近10年人均水资源占有量只有1540.55 m3，不足世界人均水平的1/4，而市区人均占有量仅为228 m3。城市主要依靠松花江、地下水水井和磨盘山水库供水，但随着周边地级市的人口涌入、城镇化进程的加快，对水资源的需求也将越来越大，水资源短缺的问题将会更加突出。

4.3 水资源管理机制有待完善

哈尔滨市水资源长期处于中度短缺状态，对水的利用率只有60%。且取水供水工程设备存在陈旧老化的问题，供水城市管网漏损率较高；用水设备及用水工艺有待改进升级。节水管理体制有待完善，节水投入主要依靠政府支撑，未形成市场化运行机制，无法满足形势需要，亟待对节水的管理体制进行改革。农村用水管理也较为松散，无定量化约束，农业灌溉方式仍以引水灌溉为主，用水浪费现象严重。