Page 20 - 2021年第52卷第10期

水文地质因素的河床沉积物渗透系数及孔隙度和属水文气象因素的河流流速、水深对河流与地下水
［7］
之间的交换过程产生显著影响。Hester 等 的研究表明，由于河流地形地貌因素及水文地质因素的空
间非均质性，河流与地下水之间的平均交换量存在明显的空间变异性。
本文以三江平原典型区为例，对区内地表水与地下水水量交换的时空变化规律进行分析。三江
平原典型区位于黑龙江省三江平原，典型区内水系发育，河流纵横，均属黑龙江水系，其主要支流
有松花江、乌苏里江；乌苏里江主要支流有挠力河、七星河、别拉洪河。随着黑龙江省粮食生产的
飞速发展，地下水开采量快速增长，造成三江平原区地下水位明显下降 ［8-11］ 。其中三江平原东北部下
降明显，下降幅度显著大于周边区域，为三江平原地下水位下降的典型区域，典型区的北部、东
部、南部、西北部边界分别为黑龙江、乌苏里江、挠力河、松花江，由于实际研究需要，西南部以
典型区内富锦市行政区范围为边界（图 1）。
国内已有较多学者对三江平原典型区地表水与地下水之间的水力联系进行分析，张兵等 ［12］ 利用
氢氧同位素和水化学分析表明降水是地表水和地下水的共同补给源，地表水与地下水之间具有较强
的水力联系；董维红等 ［13］ 对三江平原富锦地区的浅层地下水水化学特征及其形成进行了分析，表明
地表水与地下水之间存在不同时空尺度、强度差异的水量交换过程；栾兆擎等 ［14］ 指出人类活动对于
三江平原地表径流、土壤水、地下水之间的水循环过程影响的时空尺度日益扩大；刘正茂等 ［15］ 对长
时间尺度下三江平原地表水与地下水水力联系对于人类活动及气候变化的响应进行了分析。已有研
究中，对于三江平原以河流为对象的地表水与地下水水量交换的时空变化规律关注较少，水量交换
过程为水资源准确评价的基础，本次研究从三江平原典型区边界河流地表水与地下水水量交换的平
均交换量计算出发，采用不同时空尺度对三江平原河水与地下水的水量交换规律进行分析探究。

江
江
b b 龙 临 江
临江
利
勤得利
得
勤
黑
里
青
海
海青 d d
江
苏
花
乌
松 a a 富锦 菜 咀 子 图例
富
锦
菜咀子
咀
菜
子
建
建设街 菜咀子 河 地下水水位监测站
设
街
c c 地表水水位监测站
河流
力 研究区边界
高程/m
高：634
挠 低：-137
图 1 三江平原典型区位置及地表水地下水位监测站点分布位置
典型区内构成潜水含水层的砂层之上广泛分布着 0 ~ 18 m 厚的黏土层（图 2），黏土类型主要包括
粉质黏土及黏性土。粉质黏土在流域内广泛分布于平原区，是区内主要地表土壤类型；黏性土分布
于山前台地。松花江富锦段、黑龙江勤得利段、挠力河菜咀子段及乌苏里江海青段皆为粉质黏土，
厚度分别为 10 ~ 12 m、6 ~ 8 m、12 ~ 14 m 和 6 ~ 8 m。
由区内水文地质剖面图可知，松花江富锦段河床切割深度约为 17 m，已切割至含水层；黑龙江
勤得利段河床切割深度约为 3 m，未切割至含水层；挠力河菜咀子段河床切割深度约为 8 m，未切割
至含水层；乌苏里江海青段河床切割深度约为 8 m，已切割至含水层。
2 河水与地下水水量交换的年际及年内变化特征分析

2.1 河水位与地下水位时程变化 分别选取松花江、黑龙江、挠力河及乌苏里江位于研究区内河流

— 1152 —