三江平原典型区地下水流场变化及主要影响因素分析

为了进一步探明三江平原地下水流场变化及主要原因,本文以三江平原典型区为研究区,分析了2001—2019年地下水流场变化情况,基于地下水位变化空间差异,采用交叉小波分析、皮尔逊相关分析和灰色关联度分析等方法,定量研究了降水及地下水开采对不同区域地下水位的影响程度。结果表明：研究区2001—2019年间地下水大体流向未发生明显变化,但地下水位呈现整体下降趋势,下降区域面积为1.86万km~2,占整个研究区的83.97%,地下水位的整体下降与水田面积迅速扩张有关。水位上升区地下水位与降水在年周期上存在显著共振关系,二者皮尔逊相关系数为0.485,而水位与地下水开采间不存在稳定的周期性相关,相关性较差;中东部水位明显下降区地下水位与降水之间不存在稳定的周期性相关,相关性较差,而水位与地下水开采在年周期上存在显著共振关系,二者皮尔逊相关系数为-0.409。研究区中部地下水位大幅下降区域水位受地下水开采影响程度明显大于受降水影响,灌区内地下水位小幅下降区域水位受地下水开采影响程度略大于受降水影响。本研究对于深入探究区域地下水资源变化和指导该地区地下水资源合理开发利用具有重要意义。     

三江平原典型区河水与地下水水量交换的时空变化规律分析

地下水与河水之间的水量交换具有复杂的过程,受地形地貌、水文及水文地质条件等的影响。以松花江、黑龙江、挠力河及乌苏里江4条河流作为边界的三江平原典型区为例,通过补充水文地质勘察,结合2000—2018年河水位及地下水位动态的空间分布,对该地区河流代表性河段河水与地下水水量交换的时空变化规律进行深入分析。结果表明：三江平原典型区四周河流代表段的河水与地下水的水力联系较强,研究期内50%以上的年份两者的水位变化呈显著或高度相关,其中松花江富锦段地下水位与河水位相关性最强,挠力河菜咀子段和乌苏里江海青段次之,黑龙江勤得利段最弱;多年平均背景下,挠力河菜咀子段为地表水补给地下水,松花江富锦段、乌苏里江海青段及黑龙江勤得利段皆为地下水补给地表水;松花江富锦段多年平均地表水地下水单宽交换量为10^-2m³/（d·m）量级,黑龙江勤得利段为10^-5m³/（d·m）量级,挠力河菜咀子段为10^-3m³/（d·m）量级,乌苏里江海青段为10^-3m³/（d·m）量级;相关系数与地表水地下水单宽交换量大小存在正相关,相关系数越大,单宽交换量越大,MK趋势检验结果表明,各河流代表性河段单宽交换量均存在减小趋势,其中乌苏里江海青段趋势显著,松花江富锦段趋势最小;松花江富锦段单宽交换量年际和年内波动强烈且均占主导地位,年内尺度下仅6月份为显著减小趋势,未构成年际尺度下显著减小的整体趋势,水量交换变化频繁、规律性较弱;黑龙江勤得利段年际及年内尺度波动均占主导地位,与松花江情况类似但波动程度较弱,年内尺度下不存在显著变化趋势,因此未构成显著减小的整体趋势;挠力河菜咀子段主要以年际尺度波动,1—5月存在显著减小趋势,但未增大年内尺度波动,且未构成显著减小的整体趋势;乌苏里江海青段主要为年内尺度波动,6—9月及12月的显著减小趋势增大了年内波动,且构成了显著减小的整体趋势。研究结果可为三江平原典型区水资源评价提供科学依据,为该地区水资源的科学开发利用提供理论参考。