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水 利 学 报

2021 年 10 月 SHUILI XUEBAO 第 52 卷 第 10 期

文章编号：0559-9350（2021）10-1151-12

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

束龙仓 ，殷晓然 ，袁亚杰 ，吕 岩 ，鲁程鹏 ，刘 波 1，2
1，2
1，2
3
4
1，2
（1. 河海大学 水文水资源学院，江苏 南京 210098；
2. 河海大学 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210098；
3. 黑龙江省水文水资源中心，黑龙江 哈尔滨 150001；4. 黑龙江省佳木斯水文水资源中心，黑龙江 佳木斯 154002）
摘要：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 m /（d·m）量级，黑龙江勤得利段为 10 m /（d·m）量级，挠力河菜咀子段为 10 m /（d·m）量级，乌苏里江海青段
-5
3
3
-3
-2
3
为 10 m /（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，
-3
3
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。
关键词：河流；含水层；地表水与地下水；水量交换；时空变化规律
中图分类号：TV211.1 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20210509

1 研究背景

地表水与地下水之间的水量交换过程复杂且难以确定，其中，作为地表水的河流与地下水之间
的水量交换过程更为复杂，该过程受多要素影响 ［1-2］ ，河床沉积物、河床形态等河流地形地貌因素，
上游来水、降水量分布等水文气象因素，含水层渗透系数、孔隙度等水文地质因素共同构成了河流
［3］
之间与地下水的水量交换影响因素 ，多因素影响下的水量交换过程其交换量计算往往具有不同时空
［4］
尺度下的不确定性 。国内外学者在对以河流为对象的地表水与地下水水量交换过程已进行了较为深
［5］
入的研究，如 Harvey 等 进行了河流地质因素及水文地质因素的分析，研究表明河流与地下水的水
［6］
量交换过程受到河流流量、水力梯度、河床形态、河床沉积物渗透性等的影响；Packman 等 指出属

收稿日期：2021-06-07；网络首发时间：2021-10-18
网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20211014.2204.004.html
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基金项目：国家自然科学基金重点项目（41971027，41572210）
作者简介：束龙仓（1964-），教授，博士生导师，主要从事地下水资源评价与管理研究。E-mail：lcshu@hhu.edu.cn
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