黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層特征剖析與戰(zhàn)略意義探究

黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層特征剖析與戰(zhàn)略意義探究一、引言1.1研究背景與意義黑龍江，俄羅斯稱之為阿穆爾河，作為亞洲重要的跨國界河流，其流域覆蓋了中國、俄羅斯等國家，滋養(yǎng)著廣袤的土地和眾多的人口。黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層是該流域水資源系統(tǒng)的重要組成部分，對其深入研究具有多方面的重要意義。從水資源管理角度來看，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的增長，對水資源的需求與日俱增。黑龍江流域周邊地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水以及居民生活用水等都依賴于該流域的水資源，其中跨國界含水層儲存的地下水更是扮演著關(guān)鍵角色。然而，由于跨國界含水層跨越不同國家的行政區(qū)域，在開發(fā)利用過程中面臨著諸多復(fù)雜問題。不同國家的水資源管理政策、用水需求和開發(fā)程度存在差異，若缺乏對跨國界含水層的準(zhǔn)確認(rèn)知和科學(xué)管理，可能導(dǎo)致過度開采、水資源分配不均等問題。例如，一方過度抽取地下水，可能引發(fā)水位下降，影響另一方的水資源可利用量和生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而破壞整個流域的水資源平衡。因此，深入研究黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層特征，有助于科學(xué)合理地制定水資源開發(fā)利用計劃，實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，保障流域內(nèi)各國的用水需求，促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用。在生態(tài)保護(hù)方面，跨國界含水層與流域內(nèi)的地表水體、濕地、植被等生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)。含水層的水量和水質(zhì)變化會直接影響到周邊生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。例如，地下水水位的下降可能導(dǎo)致濕地干涸、植被退化，破壞生物棲息地，影響生物多樣性；而水質(zhì)的污染則可能通過食物鏈傳遞，對整個生態(tài)系統(tǒng)造成危害。黑龍江流域擁有豐富的濕地資源，如扎龍濕地等，這些濕地對于維持區(qū)域生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)氣候、凈化水質(zhì)等具有重要作用。保護(hù)跨國界含水層的生態(tài)功能，對于維護(hù)整個流域的生態(tài)安全至關(guān)重要。通過研究其特征，可以更好地了解含水層與生態(tài)系統(tǒng)的相互作用機(jī)制，為生態(tài)保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，采取有效的保護(hù)措施，防止生態(tài)環(huán)境惡化。從國際合作層面而言，黑龍江（阿穆爾河）流域涉及多個國家，跨國界含水層的管理是一個國際合作問題。良好的跨國界含水層管理合作有助于促進(jìn)各國之間的友好關(guān)系，增強(qiáng)區(qū)域的和平與穩(wěn)定。在全球化背景下，各國在水資源領(lǐng)域的合作日益緊密，共同應(yīng)對水資源挑戰(zhàn)已成為國際共識。通過開展跨國界含水層研究，各國可以共享數(shù)據(jù)和研究成果，加強(qiáng)溝通與交流，建立互信機(jī)制，共同制定合理的水資源管理政策和合作框架。這不僅有利于解決水資源問題，還能為其他領(lǐng)域的合作奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的共同發(fā)展。黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層研究對于實現(xiàn)水資源的科學(xué)管理、生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)以及國際合作的順利開展都具有不可忽視的重要性，是推動流域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國際上，跨界含水層的研究受到了廣泛關(guān)注，聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）的國際水文計劃（IHP）在推動跨界含水層研究方面發(fā)揮了重要作用。眾多學(xué)者針對不同地區(qū)的跨界含水層開展了研究，在含水層的識別、評估方法以及管理策略等方面取得了一定成果。在歐洲，對萊茵河流域跨界含水層的研究較為深入，通過長期監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，明確了含水層的結(jié)構(gòu)、水力特征以及與地表水的相互關(guān)系，為水資源的合理調(diào)配提供了科學(xué)依據(jù)。在非洲，尼羅河流域跨界含水層的研究聚焦于水資源的分配與可持續(xù)利用，考慮到流域內(nèi)各國的用水需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，提出了一系列合作管理方案。就黑龍江（阿穆爾河）流域而言，俄羅斯學(xué)者對其境內(nèi)部分的含水層研究較早，在地質(zhì)構(gòu)造、含水層分布等方面積累了一定的數(shù)據(jù)和成果。他們通過地質(zhì)勘探和鉆孔數(shù)據(jù)，對俄羅斯一側(cè)的含水層巖性、厚度等特征進(jìn)行了分析，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。中國學(xué)者近年來也加大了對該流域跨國界含水層的研究力度，在水文地質(zhì)調(diào)查、水資源評價等方面取得了一些進(jìn)展。例如，通過開展野外調(diào)查和室內(nèi)實驗，對中國境內(nèi)黑龍江流域的含水層水文地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了測定，分析了地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件。在含水層特征研究方面，已有研究對黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的分布范圍、厚度變化等有了初步認(rèn)識。韓再生等人對黑龍江—阿穆爾河中游盆地跨界含水層進(jìn)行了研究，指出該區(qū)域含水層主要由第四系松散沉積物和基巖裂隙含水層組成，不同含水層之間存在水力聯(lián)系。戴長雷等學(xué)者通過對流域水文地質(zhì)條件的分析，劃分了不同的水文地質(zhì)單元，探討了各單元內(nèi)含水層的特征差異。然而，當(dāng)前研究仍存在一些不足。在數(shù)據(jù)獲取方面，由于跨國界的限制，數(shù)據(jù)共享存在困難，導(dǎo)致對整個流域含水層的認(rèn)知不夠全面和準(zhǔn)確。不同國家的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測方法存在差異，增加了數(shù)據(jù)整合與分析的難度。在研究內(nèi)容上，對含水層的動態(tài)變化研究相對薄弱，尤其是在氣候變化和人類活動雙重影響下，含水層的水量、水質(zhì)變化規(guī)律尚未得到深入揭示。此外，對于跨國界含水層的管理研究多停留在理論層面，缺乏具體可行的實施方案和有效的國際合作機(jī)制，難以滿足實際管理需求。1.3研究方法與創(chuàng)新點本研究綜合運用多種研究方法，力求全面、深入地揭示黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層特征。實地調(diào)研是獲取一手資料的關(guān)鍵手段。研究團(tuán)隊將沿著黑龍江（阿穆爾河）流域，在中國和俄羅斯境內(nèi)選取多個具有代表性的區(qū)域，如黑河、撫遠(yuǎn)等與俄羅斯接壤且含水層特征明顯的地區(qū)，以及俄羅斯境內(nèi)的布拉戈維申斯克等城市周邊區(qū)域。通過實地勘察，詳細(xì)記錄地形地貌特征，觀察地表水體與地下水位的關(guān)系，如在河流與含水層的交互地帶，測量河水與地下水的水位差，分析兩者的補(bǔ)排關(guān)系。同時，收集不同區(qū)域的土壤、巖石樣本，為后續(xù)的實驗室分析提供基礎(chǔ)。在調(diào)研過程中，與當(dāng)?shù)厮块T、地質(zhì)勘探單位等進(jìn)行交流，獲取區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)資料，包括歷史水位變化、地下水開采量等信息。在數(shù)據(jù)分析方面，對收集到的實地調(diào)研數(shù)據(jù)以及從各國相關(guān)機(jī)構(gòu)獲取的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計分析。運用統(tǒng)計學(xué)方法，分析含水層的水位、水量、水質(zhì)等參數(shù)的時空變化規(guī)律。例如，通過對多年水位數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，繪制水位歷時曲線，分析水位的年際和年內(nèi)變化趨勢；對不同區(qū)域的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，探究影響水質(zhì)的主要因素。同時，借助地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，將各類數(shù)據(jù)進(jìn)行空間化處理，制作含水層分布、水位等值線、水質(zhì)分區(qū)等專題地圖，直觀展示含水層特征的空間分布差異。為了深入研究含水層的動態(tài)變化和水流運動規(guī)律，采用數(shù)值模擬方法構(gòu)建含水層模型。選用合適的地下水?dāng)?shù)值模擬軟件，如MODFLOW，根據(jù)研究區(qū)域的地質(zhì)條件、水文氣象數(shù)據(jù)以及邊界條件等，建立三維的含水層模型。通過模型模擬，預(yù)測在不同情景下，如氣候變化導(dǎo)致降水減少、人類活動增加地下水開采量等情況下，含水層的水位、水量變化趨勢，為水資源管理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。本研究的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在研究視角和方法的融合上。在研究視角方面，突破以往僅從單一國家或局部區(qū)域研究跨界含水層的局限，從全流域的視角出發(fā)，綜合考慮中國和俄羅斯兩國境內(nèi)的含水層特征，全面分析跨國界含水層的整體性和差異性，為跨國界水資源的協(xié)同管理提供更全面的理論支持。在方法融合上，將實地調(diào)研、數(shù)據(jù)分析和模型模擬有機(jī)結(jié)合，形成一套完整的研究體系。實地調(diào)研獲取的一手資料為數(shù)據(jù)分析和模型構(gòu)建提供了基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)分析為模型參數(shù)的確定和驗證提供了依據(jù)，模型模擬則進(jìn)一步預(yù)測了含水層的動態(tài)變化，三者相互補(bǔ)充、相互驗證，提高了研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，在數(shù)據(jù)共享與合作方面，積極與俄羅斯相關(guān)研究機(jī)構(gòu)開展合作，建立跨國界數(shù)據(jù)共享平臺，打破數(shù)據(jù)壁壘，為后續(xù)的深入研究和國際合作提供了新的思路和模式。二、黑龍江（阿穆爾河）流域概況2.1自然地理環(huán)境黑龍江（阿穆爾河）流域地理位置獨特，處于北緯42°-55°45′，東經(jīng)108°20′-141°20′之間，橫跨中國、俄羅斯和蒙古三國，是東北亞地區(qū)重要的流域之一。其流域面積廣闊，達(dá)185.5萬平方千米，其中中國境內(nèi)約占48%，面積為89.11萬平方千米，涵蓋了黑龍江省大部分地區(qū)以及內(nèi)蒙古自治區(qū)的部分區(qū)域。俄羅斯境內(nèi)的流域面積也相當(dāng)可觀，主要涉及外貝加爾邊疆區(qū)、阿穆爾州、哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)、猶太自治州及濱海邊疆區(qū)等地。從地形地貌來看，黑龍江（阿穆爾河）流域呈現(xiàn)出多樣化的特征。在流域的上游地區(qū)，主要是山地和丘陵地形。中國一側(cè)有大興安嶺，其山脈走向大致為東北-西南向，地勢較高，海拔多在1000-1600米之間，山脈中峰巒起伏，森林茂密，是黑龍江流域重要的水源涵養(yǎng)地。俄羅斯一側(cè)則有斯塔諾夫山脈等，這些山脈同樣地形復(fù)雜，對流域內(nèi)的氣候和水系分布產(chǎn)生重要影響。上游地區(qū)的地形導(dǎo)致河流落差較大，水流湍急，水能資源豐富。中游地區(qū)以平原和低山丘陵為主。中國境內(nèi)的東北平原是重要的組成部分，這里地勢平坦開闊，土壤肥沃，是中國重要的商品糧基地。松嫩平原和三江平原位于此區(qū)域，松嫩平原地勢低平，海拔多在120-250米之間，由松花江和嫩江沖積而成；三江平原則是由黑龍江、烏蘇里江和松花江沖積形成，地勢更為低洼，沼澤濕地廣布。在俄羅斯境內(nèi)，結(jié)雅-布列亞平原也是中游的重要地貌單元，該平原地勢較為平坦，河流蜿蜒其中，形成了豐富的河漫灘和濕地生態(tài)系統(tǒng)。下游地區(qū)靠近入海口，地形主要為沖積平原和河口三角洲。這里地勢低平，河流流速減緩，泥沙大量淤積，形成了廣闊的平原和眾多的島嶼。在俄羅斯境內(nèi)的尼古拉耶夫斯克（廟街）附近，河口三角洲地區(qū)土地肥沃，河網(wǎng)密布，是眾多生物的棲息地。黑龍江（阿穆爾河）流域?qū)儆跍貛Ъ撅L(fēng)氣候，夏季受東南季風(fēng)影響，帶來豐富的降水；冬季受西北季風(fēng)控制，氣候寒冷干燥。年平均氣溫在0℃以下，冬季漫長而寒冷，1月平均氣溫在-20℃至-30℃之間，北部地區(qū)甚至更低。夏季較為短暫但溫暖，7月平均氣溫在20℃左右。由于氣候的季節(jié)性變化明顯，流域內(nèi)的降水也呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性差異。夏季降水集中，6-8月的降水量占全年降水量的60%-80%，降水形式主要為降雨，且多暴雨天氣，容易引發(fā)洪澇災(zāi)害。冬季降水較少，主要以降雪形式出現(xiàn)，積雪厚度在部分地區(qū)可達(dá)數(shù)十厘米。這種氣候條件對流域內(nèi)的水資源分布和水文特征產(chǎn)生了重要影響，冬季的積雪在春季融化，形成春汛，與夏季的雨汛一起，構(gòu)成了黑龍江（阿穆爾河）獨特的水文節(jié)律。2.2社會經(jīng)濟(jì)狀況黑龍江（阿穆爾河）流域中國部分主要涉及黑龍江省和內(nèi)蒙古自治區(qū)的部分地區(qū)，人口分布呈現(xiàn)出一定的不均衡性。黑龍江省是中國重要的人口聚居區(qū)之一，根據(jù)第七次全國人口普查數(shù)據(jù)，黑龍江省常住人口為3185.01萬人。其中，哈爾濱作為省會城市，是人口最為密集的區(qū)域，常住人口超過1000萬人，是黑龍江省的經(jīng)濟(jì)、文化和交通中心，擁有完善的教育、醫(yī)療等公共服務(wù)設(shè)施，吸引了大量人口聚集。齊齊哈爾、大慶等城市也是人口較為集中的地區(qū)，齊齊哈爾市常住人口約為406.74萬人，大慶市常住人口約為278.15萬人，這些城市憑借其工業(yè)基礎(chǔ)和資源優(yōu)勢，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，也吸納了大量勞動力。內(nèi)蒙古自治區(qū)位于黑龍江流域的部分，如呼倫貝爾市，常住人口約為224.28萬人，該地區(qū)地域廣闊，人口相對分散，但在一些河谷平原和城市周邊，人口密度相對較大。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面，黑龍江流域中國部分以農(nóng)業(yè)和工業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。農(nóng)業(yè)是黑龍江省的重要支柱產(chǎn)業(yè)，黑龍江省是中國重要的商品糧生產(chǎn)基地，耕地面積廣闊，土壤肥沃，主要種植玉米、大豆、水稻等農(nóng)作物。2023年，黑龍江省糧食總產(chǎn)量達(dá)到7503萬噸，占全國糧食總產(chǎn)量的11.3%，商品糧調(diào)出量連續(xù)多年位居全國第一。在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中，黑龍江省不斷加大農(nóng)業(yè)科技投入，推廣先進(jìn)的種植技術(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。例如，在北大荒集團(tuán)的農(nóng)場中，廣泛應(yīng)用衛(wèi)星定位導(dǎo)航的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行播種、施肥和收割，實現(xiàn)了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作業(yè)。工業(yè)方面，黑龍江省擁有較為雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)，形成了以裝備制造、石油化工、能源等為主的產(chǎn)業(yè)體系。哈爾濱是中國重要的裝備制造業(yè)基地之一，在航空航天、汽車制造、電力裝備等領(lǐng)域具有較強(qiáng)的實力。哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)是中國直升機(jī)和輕型多用途飛機(jī)的重要生產(chǎn)基地，其生產(chǎn)的直-9系列直升機(jī)廣泛應(yīng)用于軍事、民用等領(lǐng)域。大慶市以石油工業(yè)聞名，是中國最大的石油生產(chǎn)基地之一，大慶油田自開發(fā)以來，累計生產(chǎn)原油超過24億噸，為中國的能源安全做出了重要貢獻(xiàn)。近年來，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級，黑龍江省也在積極發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，推動經(jīng)濟(jì)的多元化發(fā)展。例如，哈爾濱新區(qū)重點發(fā)展新一代信息技術(shù)、生物醫(yī)藥、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，吸引了眾多高新技術(shù)企業(yè)入駐。俄羅斯境內(nèi)的黑龍江（阿穆爾河）流域主要包括外貝加爾邊疆區(qū)、阿穆爾州、哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)、猶太自治州及濱海邊疆區(qū)等地。這些地區(qū)的人口相對稀少，以阿穆爾州為例，其人口約為80萬人，人口密度較低，主要集中在城市和交通沿線。俄羅斯部分的經(jīng)濟(jì)以資源開發(fā)和工業(yè)為主。該地區(qū)擁有豐富的自然資源，如石油、天然氣、煤炭、森林等。在資源開發(fā)方面，外貝加爾邊疆區(qū)和阿穆爾州的石油和天然氣開采業(yè)較為發(fā)達(dá)，為俄羅斯的能源供應(yīng)做出了重要貢獻(xiàn)。哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)的森林資源豐富，木材加工和造紙業(yè)是重要的產(chǎn)業(yè)之一。工業(yè)方面，俄羅斯在該流域發(fā)展了機(jī)械制造、金屬加工等產(chǎn)業(yè)。例如，阿穆爾河畔共青城是俄羅斯重要的機(jī)械制造中心，擁有大型的飛機(jī)制造廠和船舶制造廠。然而，由于地理位置偏遠(yuǎn)、交通不便等因素，該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對滯后，與俄羅斯歐洲部分相比，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不夠優(yōu)化，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有待加強(qiáng)。在對外貿(mào)易方面，俄羅斯黑龍江流域地區(qū)與中國的經(jīng)貿(mào)合作較為密切，主要出口木材、石油、煤炭等資源性產(chǎn)品，進(jìn)口中國的輕工業(yè)產(chǎn)品、電子產(chǎn)品等。2.3流域水資源概況黑龍江（阿穆爾河）流域水資源豐富，地表水和地下水共同構(gòu)成了流域的水資源體系，對流域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及居民生活起著至關(guān)重要的支撐作用。在地表水方面，黑龍江（阿穆爾河）水系發(fā)達(dá)，干流全長2821千米，若以額爾古納河為河源計算，河流全長4444千米，是世界著名大河之一。其流域面積廣闊，達(dá)185.5萬平方千米，在全球流域面積排名中位居前列。黑龍江年徑流量較大，入?？诙嗄昶骄髁?0800立方米/秒，年徑流量3408億立方米。其水系支流眾多，大小支流超過10000條，主要一級支流包括額木爾河、呼瑪河、遜別拉河、松花江、烏蘇里江等。其中，松花江是黑龍江最大的支流，全長2309千米，流域面積55.68萬平方千米。松花江發(fā)源于長白山天池，流經(jīng)吉林、黑龍江等省份，其水量豐富，對東北地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水和居民生活用水意義重大。烏蘇里江也是黑龍江的重要支流，上游由俄羅斯境內(nèi)的烏拉河與刀畢河匯流而成，自松阿察河起，到與黑龍江匯合口止，為中俄界河，全長890千米，流域面積19萬平方千米，其中中國境內(nèi)河長約473千米，流域面積5.67萬平方千米。烏蘇里江江面寬闊，水流平緩，多汊流和島嶼，結(jié)冰期約5個月，下游多年平均流量約1700立方米/秒，最大流量達(dá)10520立方米/秒。流域內(nèi)湖泊眾多，湖泊總面積達(dá)2.6萬平方千米，約占流域總面積的1.4%。呼倫湖是黑龍江流域重要的湖泊之一，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市，是中國第四大淡水湖，面積約2339平方千米，平均水深5.7米，蓄水量138.5億立方米。呼倫湖對調(diào)節(jié)黑龍江流域的水量平衡、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境具有重要作用，其周邊濕地生態(tài)系統(tǒng)豐富，是眾多候鳥的棲息地。興凱湖也是流域內(nèi)的大型湖泊，位于中國和俄羅斯邊境，中國境內(nèi)面積約1080平方千米，是中俄界湖。興凱湖湖水清澈，水產(chǎn)資源豐富，對維護(hù)區(qū)域生態(tài)平衡和促進(jìn)邊境地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。黑龍江（阿穆爾河）流域的地下水分布廣泛，主要儲存于第四系松散沉積物和基巖裂隙含水層中。在平原地區(qū)，如東北平原的松嫩平原和三江平原，第四系含水層厚度較大，一般在幾十米到上百米不等。松嫩平原的第四系含水層主要由砂、礫石等組成，富水性較好，單井出水量一般在1000-3000立方米/日。這些地區(qū)的地下水主要接受大氣降水、地表水的入滲補(bǔ)給，以及山區(qū)地下水的側(cè)向徑流補(bǔ)給。在山區(qū)，如大興安嶺和小興安嶺，基巖裂隙含水層較為發(fā)育，地下水主要儲存于巖石的裂隙中。由于山區(qū)地形起伏較大，地下水徑流速度較快，水力坡度較大。例如，大興安嶺地區(qū)的基巖裂隙水，在地形的影響下，多以泉的形式排泄，泉水流量一般較小，但水質(zhì)較好，多為低礦化度的淡水。根據(jù)相關(guān)水資源調(diào)查和評估數(shù)據(jù)，黑龍江（阿穆爾河）流域水資源總量較為可觀，多年平均水資源總量約為3400億立方米。其中，地表水資源量約為3100億立方米，占水資源總量的91.2%；地下水資源量約為1300億立方米。由于流域內(nèi)不同地區(qū)的氣候、地形和地質(zhì)條件差異較大，水資源的分布呈現(xiàn)出明顯的不均衡性。在降水豐富的山區(qū)和河流中下游地區(qū)，水資源量相對較多；而在降水較少的干旱半干旱地區(qū)以及遠(yuǎn)離河流的區(qū)域，水資源量相對較少。例如，位于黑龍江省東部的三江平原地區(qū)，由于降水充沛，河流眾多，水資源總量較為豐富，人均水資源占有量相對較高；而在內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部的部分干旱地區(qū)，降水稀少，水資源相對匱乏，人均水資源占有量較低。在水資源開發(fā)利用方面，隨著流域內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源的開發(fā)利用程度不斷提高。在農(nóng)業(yè)灌溉方面，黑龍江流域是中國重要的商品糧生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)用水量大。以黑龍江省為例，2023年農(nóng)業(yè)灌溉用水量達(dá)到150億立方米，占全省總用水量的60%左右。主要采用的灌溉方式包括漫灌、噴灌和滴灌等，其中漫灌方式仍占較大比例，水資源利用效率相對較低。在工業(yè)用水方面，黑龍江流域的工業(yè)以裝備制造、石油化工、能源等產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)用水量大且對水質(zhì)要求較高。例如，大慶油田的石油開采和加工過程中，需要大量的水資源用于原油開采、油品加工和冷卻等環(huán)節(jié)。2023年，黑龍江省工業(yè)用水量達(dá)到50億立方米，占全省總用水量的20%左右。在生活用水方面，隨著人口的增長和城市化進(jìn)程的加快，居民生活用水量不斷增加。2023年，黑龍江省生活用水量達(dá)到30億立方米，占全省總用水量的12%左右。然而，黑龍江（阿穆爾河）流域在水資源開發(fā)利用過程中也面臨著一些問題。部分地區(qū)存在過度開采地下水的現(xiàn)象，導(dǎo)致地下水位下降，引發(fā)地面沉降、海水入侵等環(huán)境問題。在一些城市周邊和農(nóng)業(yè)灌溉集中區(qū)域，由于長期超采地下水，地下水位持續(xù)下降，形成了地下水漏斗區(qū)。例如，哈爾濱市部分地區(qū)由于過度開采地下水，地下水位下降了10-20米，導(dǎo)致地面出現(xiàn)不同程度的沉降。此外，水資源污染問題也較為突出，工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染等未經(jīng)有效處理直接排入水體，導(dǎo)致河流水質(zhì)惡化，影響了水資源的可利用性。松花江流域部分河段的水質(zhì)受到污染，主要污染物包括化學(xué)需氧量、氨氮等，影響了周邊居民的生活用水安全和水生生態(tài)系統(tǒng)的健康。三、跨國界含水層分布與類型3.1含水層分布特征黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層分布廣泛，橫跨中國和俄羅斯兩國邊境地區(qū)，其分布范圍與流域的地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌以及地表水系密切相關(guān)。通過對流域內(nèi)大量地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)、鉆孔資料以及水文地質(zhì)調(diào)查成果的綜合分析，結(jié)合先進(jìn)的地球物理探測技術(shù)，如大地電磁測深、瞬變電磁法等，繪制出了黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的分布范圍圖（圖1）。從整體上看，黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層主要分布在平原、河谷以及山間盆地等區(qū)域。在流域的上游地區(qū)，含水層主要分布在額爾古納河及其支流的河谷地帶，這些區(qū)域的含水層主要由第四系松散沉積物組成，厚度相對較薄，一般在10-30米之間。由于上游地區(qū)地形起伏較大，河流落差明顯，含水層的水力坡度較大，地下水徑流速度較快。以額爾古納河河谷為例，其含水層主要由砂、礫石和粉質(zhì)黏土組成，透水性較好，單井出水量一般在500-1000立方米/日。中游地區(qū)是黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層分布的重要區(qū)域，包括中國的東北平原和俄羅斯的結(jié)雅-布列亞平原等。在東北平原，含水層主要包括第四系孔隙含水層和第三系裂隙-孔隙含水層。第四系孔隙含水層廣泛分布于松嫩平原和三江平原，厚度較大，一般在50-150米之間。松嫩平原的第四系含水層主要由全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)的砂、礫石層組成，含水層富水性強(qiáng)，單井出水量可達(dá)1000-3000立方米/日。例如，在大慶地區(qū)，第四系含水層為當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活提供了重要的水源。第三系裂隙-孔隙含水層分布在第四系含水層之下，巖性主要為砂巖、泥巖互層，由于裂隙發(fā)育程度不同，其富水性存在較大差異。在部分地區(qū)，第三系含水層與第四系含水層之間存在一定的水力聯(lián)系，共同構(gòu)成了區(qū)域的地下水系統(tǒng)。在俄羅斯的結(jié)雅-布列亞平原，含水層同樣以第四系松散沉積物為主，其厚度和富水性與中國東北平原的含水層具有一定的相似性。結(jié)雅河和布列亞河的河谷地帶是含水層的主要分布區(qū)域，這些區(qū)域的含水層接受河水的補(bǔ)給，水量較為豐富。根據(jù)俄羅斯的地質(zhì)勘探資料，結(jié)雅-布列亞平原的第四系含水層厚度在30-100米之間，單井出水量在800-2000立方米/日。下游地區(qū)靠近河口，含水層主要分布在黑龍江干流及其支流的河漫灘和三角洲地區(qū)。這些區(qū)域的含水層主要由全新統(tǒng)的粉砂、細(xì)砂和黏土組成，厚度相對較薄，一般在20-50米之間。由于下游地區(qū)地勢低平，地下水水位較高，含水層與地表水的水力聯(lián)系密切，地下水的補(bǔ)給和排泄主要受河流水位變化的影響。在河口三角洲地區(qū)，由于海水的頂托作用，地下水的礦化度相對較高，部分區(qū)域存在咸淡水界面，對地下水的開發(fā)利用產(chǎn)生一定的限制。黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的邊界劃分較為復(fù)雜，受到多種因素的影響。在自然邊界方面，含水層的邊界主要由地質(zhì)構(gòu)造、巖石性質(zhì)和地形地貌等因素決定。例如，在山區(qū)與平原的交界處，由于地形的突變和巖石性質(zhì)的差異，往往形成含水層的邊界。在大興安嶺與松嫩平原的過渡地帶，基巖的出露和第四系沉積物的變化導(dǎo)致含水層的分布發(fā)生明顯變化，形成了自然邊界。此外，斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造也會對含水層的邊界產(chǎn)生影響，斷層的存在可能導(dǎo)致含水層的錯動和水力聯(lián)系的改變，從而形成邊界。在人為邊界方面，跨國界含水層的邊界受到國界、行政區(qū)劃以及水資源開發(fā)利用活動的影響。國界是跨國界含水層的重要人為邊界，不同國家在國界兩側(cè)的水資源管理政策和開發(fā)利用方式存在差異，這使得國界成為含水層管理和研究中的重要界限。例如，中國和俄羅斯在黑龍江（阿穆爾河）流域的國界兩側(cè)，各自進(jìn)行著不同規(guī)模的農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水和城市供水等活動，這些活動對含水層的水量和水質(zhì)產(chǎn)生了不同程度的影響。行政區(qū)劃也會對含水層的邊界產(chǎn)生影響，不同地區(qū)在水資源管理和規(guī)劃上的差異，可能導(dǎo)致在行政區(qū)域邊界處對含水層的開發(fā)利用和保護(hù)措施不同。此外，一些大型水利工程，如水庫、堤壩等，也會改變地下水的流動路徑和補(bǔ)給排泄條件，從而在一定程度上影響含水層的邊界。3.2主要含水層類型及特征3.2.1非封閉砂礫含水層黑龍江（阿穆爾河）流域的非封閉砂礫含水層在整個含水層體系中占據(jù)重要地位，其分布廣泛，對流域內(nèi)的水資源儲存和運移起著關(guān)鍵作用。從巖性特征來看，這類含水層主要由砂和礫石組成，砂粒以中粗砂為主，礫石粒徑大小不一，一般在2-20毫米之間。在一些河流沖積扇和河谷地帶，礫石含量相對較高，形成了粗粒的砂礫石層，這種巖性結(jié)構(gòu)使得含水層具有良好的透水性和儲水性。例如，在黑龍江中游的一些支流河谷，如結(jié)雅河和布列亞河的下游河谷地區(qū)，非封閉砂礫含水層的巖性以中粗砂和礫石為主，礫石呈次棱角狀，分選性中等，砂粒充填于礫石之間的孔隙中，形成了較為疏松的孔隙結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)上分析，非封閉砂礫含水層通常呈現(xiàn)出明顯的層理結(jié)構(gòu)。在垂直方向上，可分為不同的亞層，每個亞層的巖性和粒度存在一定差異。一般來說，靠近地表的亞層，顆粒相對較細(xì)，以細(xì)砂和粉砂為主，這是由于地表水流的分選作用，細(xì)顆粒物質(zhì)更容易在表層沉積。隨著深度的增加，中粗砂和礫石的含量逐漸增多，含水層的透水性和富水性也相應(yīng)增強(qiáng)。在水平方向上，含水層的厚度和巖性也會發(fā)生變化。在河流主流線附近，含水層厚度較大，一般可達(dá)20-50米，巖性以粗粒砂礫石為主；而在遠(yuǎn)離主流線的區(qū)域，含水層厚度逐漸變薄，巖性也逐漸變細(xì)，以細(xì)砂和粉砂為主。非封閉砂礫含水層的滲透性良好，這是其重要的水文地質(zhì)特征之一。根據(jù)現(xiàn)場抽水試驗和實驗室測定數(shù)據(jù)，該含水層的滲透系數(shù)一般在10-100米/日之間。在一些河流沖積扇的扇頂部位，由于砂礫石顆粒粗大，孔隙連通性好，滲透系數(shù)可高達(dá)100-500米/日。這種高滲透性使得地下水在含水層中能夠快速流動，補(bǔ)給和排泄較為迅速。例如，在豐水期，當(dāng)河流流量增大時，河水能夠迅速通過含水層的孔隙滲入地下，補(bǔ)給地下水；而在枯水期，地下水則能夠快速排泄到河流中，維持河流的基本流量。在流域內(nèi)的分布規(guī)律方面，非封閉砂礫含水層主要分布在河流的河谷、沖積扇和階地等區(qū)域。在黑龍江上游地區(qū)，由于河流落差大，水流速度快，非封閉砂礫含水層主要分布在河谷底部，厚度相對較薄。隨著河流進(jìn)入中游平原地區(qū)，地勢變得平坦，河流流速減緩，泥沙大量淤積，形成了廣闊的沖積扇和階地，非封閉砂礫含水層在這些區(qū)域廣泛分布，厚度也明顯增加。在結(jié)雅-布列亞平原和東北平原的一些河流沿岸，非封閉砂礫含水層連續(xù)分布，成為當(dāng)?shù)刂匾牡叵滤畠Υ婧烷_采層。在下游地區(qū)，靠近河口的區(qū)域，由于受潮水和河流泥沙淤積的影響，非封閉砂礫含水層的分布相對復(fù)雜，部分區(qū)域可能被淤泥質(zhì)沉積物覆蓋，導(dǎo)致含水層的透水性和富水性有所降低。3.2.2其他可能的含水層類型除了非封閉砂礫含水層外，黑龍江（阿穆爾河）流域還存在基巖裂隙含水層等其他類型的含水層。基巖裂隙含水層主要分布在山區(qū)和丘陵地帶，如大興安嶺、小興安嶺以及俄羅斯境內(nèi)的一些山脈地區(qū)。這些地區(qū)的巖石主要為花崗巖、玄武巖、砂巖等，在長期的地質(zhì)構(gòu)造運動和風(fēng)化作用下，巖石中形成了大量的裂隙和節(jié)理，這些裂隙和節(jié)理相互連通，構(gòu)成了地下水儲存和運移的通道?；鶐r裂隙含水層的特征與巖石的性質(zhì)、裂隙發(fā)育程度密切相關(guān)。在花崗巖地區(qū)，由于巖石質(zhì)地堅硬，裂隙多為構(gòu)造裂隙，裂隙寬度較大，延伸較遠(yuǎn)，因此基巖裂隙含水層的富水性相對較好。例如，在大興安嶺的部分花崗巖山區(qū)，通過對鉆孔資料和泉水流量的分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的基巖裂隙含水層單井出水量一般在100-500立方米/日之間，水質(zhì)較好，多為低礦化度的淡水。而在砂巖地區(qū)，裂隙主要為風(fēng)化裂隙，裂隙寬度較小，分布較為密集，但延伸較短，基巖裂隙含水層的富水性相對較弱。在一些砂巖山區(qū)，單井出水量可能只有幾十立方米/日?；鶐r裂隙含水層的分布具有明顯的不均勻性。在同一地區(qū)，不同地段的裂隙發(fā)育程度可能存在很大差異，導(dǎo)致含水層的富水性和滲透性變化較大。在斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造附近，由于巖石受到強(qiáng)烈的擠壓和錯動，裂隙發(fā)育程度較高，往往形成相對富水的地段。例如，在小興安嶺的一些斷層附近，地下水富集，常以泉的形式出露地表，泉水流量較大。此外，基巖裂隙含水層的分布還受到地形地貌的影響。在地勢較高的山頂和山脊部位，由于巖石風(fēng)化作用較強(qiáng)，裂隙多被風(fēng)化產(chǎn)物充填，含水層的富水性較差；而在地勢較低的山谷和洼地，地下水容易匯聚，含水層的富水性相對較好。除了基巖裂隙含水層，在一些沉積盆地中，還可能存在碎屑巖孔隙-裂隙含水層。這類含水層主要由砂巖、泥巖等碎屑巖組成，巖石中的孔隙和裂隙共同構(gòu)成了地下水的儲存和運移空間。與基巖裂隙含水層不同的是，碎屑巖孔隙-裂隙含水層的孔隙度相對較高，但其裂隙發(fā)育程度相對較低。在這類含水層中，地下水的流動既受到孔隙的影響，也受到裂隙的控制，其水力特征較為復(fù)雜。在一些地區(qū)，碎屑巖孔隙-裂隙含水層與上部的第四系含水層存在一定的水力聯(lián)系，共同構(gòu)成了區(qū)域的地下水系統(tǒng)。四、含水層水量特征4.1補(bǔ)給、徑流與排泄黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的補(bǔ)給來源豐富多樣，主要包括大氣降水、河流滲漏以及側(cè)向徑流補(bǔ)給等，這些補(bǔ)給方式在不同區(qū)域和季節(jié)呈現(xiàn)出不同的特點。大氣降水是含水層的重要補(bǔ)給來源之一。流域內(nèi)降水受季風(fēng)氣候影響，具有明顯的季節(jié)性變化。夏季，來自太平洋的東南季風(fēng)帶來豐富的水汽，形成大量降水。據(jù)統(tǒng)計，流域內(nèi)大部分地區(qū)夏季降水量占全年降水量的60%-80%。在山區(qū)，由于地形的抬升作用，降水更為充沛，例如大興安嶺地區(qū)年降水量可達(dá)400-600毫米。降水通過地表入滲的方式補(bǔ)給含水層，入滲量受到土壤質(zhì)地、植被覆蓋、地形坡度等因素的影響。在土壤質(zhì)地疏松、植被覆蓋良好、地形坡度較小的區(qū)域，降水入滲條件較好，補(bǔ)給量相對較大。例如，在東北平原的一些草原和農(nóng)田地區(qū)，土壤以黑土和黑鈣土為主，質(zhì)地疏松，孔隙度較大，植被覆蓋度較高，降水入滲率可達(dá)30%-50%。而在山區(qū)的巖石裸露區(qū)域，由于地表徑流速度快，入滲時間短，降水對含水層的補(bǔ)給量相對較小。河流滲漏是跨國界含水層的另一個重要補(bǔ)給途徑。黑龍江及其眾多支流貫穿整個流域，河水與地下水之間存在密切的水力聯(lián)系。在河流流經(jīng)含水層區(qū)域時，河水通過河床底部和河岸的滲漏補(bǔ)給地下水。這種補(bǔ)給作用在河流的中下游平原地區(qū)尤為明顯，如結(jié)雅-布列亞平原和東北平原的河流沿岸。以松花江為例，其在流經(jīng)松嫩平原時，由于河床底部為砂質(zhì)沉積物，透水性良好，河水滲漏補(bǔ)給地下水的量較大。根據(jù)相關(guān)研究和監(jiān)測數(shù)據(jù)，松花江在松嫩平原段每年通過滲漏補(bǔ)給地下水的水量可達(dá)數(shù)億立方米。此外，在河流的洪水期，水位迅速上升，河水與地下水的水頭差增大，滲漏補(bǔ)給作用更為強(qiáng)烈。側(cè)向徑流補(bǔ)給也是含水層的補(bǔ)給方式之一，主要發(fā)生在不同含水層之間以及含水層與周邊地區(qū)的水力聯(lián)系較為密切的區(qū)域。在山區(qū)與平原的過渡地帶，山區(qū)含水層的地下水在重力作用下，向平原地區(qū)的含水層側(cè)向徑流，從而實現(xiàn)補(bǔ)給。例如，大興安嶺山區(qū)的基巖裂隙含水層中的地下水，通過側(cè)向徑流補(bǔ)給到松嫩平原的第四系孔隙含水層中。這種側(cè)向徑流補(bǔ)給受到含水層的透水性、水力坡度以及隔水層分布等因素的控制。在含水層透水性好、水力坡度大且隔水層分布較少的區(qū)域，側(cè)向徑流補(bǔ)給量較大。黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的徑流方向主要受到地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造以及含水層的水力特性等因素的影響。在山區(qū)，由于地形起伏較大，含水層的徑流方向主要受地形控制，地下水一般沿著山坡的坡度方向，從高處向低處徑流。例如，在大興安嶺和小興安嶺地區(qū)，基巖裂隙含水層中的地下水多以泉的形式排泄到溝谷中，然后匯入河流，其徑流方向與地形等高線垂直。在平原地區(qū)，含水層的徑流方向相對較為復(fù)雜，主要受區(qū)域水力梯度和含水層的連通性影響。在東北平原的第四系孔隙含水層中，地下水的徑流方向總體上是從山前向平原內(nèi)部、從高水位區(qū)向低水位區(qū)流動。在松嫩平原，由于地形相對平坦，含水層的水力梯度較小，地下水徑流速度較慢，一般在每年數(shù)米到數(shù)十米之間。而在河流附近，由于河水的影響，地下水的徑流方向可能會發(fā)生改變，向河流方向匯聚。在俄羅斯境內(nèi)的結(jié)雅-布列亞平原，含水層的徑流方向同樣受到地形和水力條件的影響。結(jié)雅河和布列亞河的河谷地帶是地下水的主要徑流通道，地下水沿著河谷的走向，從上游向下游徑流。在河谷兩側(cè)的平原地區(qū)，地下水則從高處向河谷方向徑流。此外，由于該地區(qū)存在一些斷層和褶皺等地質(zhì)構(gòu)造，這些構(gòu)造可能會改變含水層的水力特性和徑流方向。在斷層附近，地下水可能會發(fā)生側(cè)向徑流或向上涌出，形成泉或濕地。含水層的排泄方式主要包括向河流排泄、蒸發(fā)排泄以及人工開采排泄等。向河流排泄是含水層最主要的自然排泄方式之一，在整個流域內(nèi)普遍存在。在河流與含水層水力聯(lián)系密切的區(qū)域，地下水通過泉、滲流等形式排泄到河流中，維持河流的基流。在黑龍江中游的一些地區(qū)，地下水排泄量占河流枯水期流量的30%-50%。例如，在黑河地區(qū)，黑龍江干流與沿岸的含水層水力聯(lián)系緊密，地下水常年向河流排泄，對河流的水量調(diào)節(jié)起到了重要作用。蒸發(fā)排泄在干旱和半干旱地區(qū)較為顯著，尤其是在夏季氣溫較高、蒸發(fā)強(qiáng)烈的時段。在內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部的部分干旱地區(qū)，由于降水量較少，蒸發(fā)量大，含水層中的地下水通過土壤孔隙和植物根系的作用，以蒸發(fā)的形式排泄到大氣中。這種蒸發(fā)排泄方式導(dǎo)致地下水位下降，同時也會使地下水中的鹽分逐漸濃縮，可能引發(fā)土壤鹽漬化等環(huán)境問題。人工開采排泄是隨著流域內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展而日益增加的一種排泄方式。隨著人口的增長和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對水資源的需求不斷增加，大量的地下水被開采用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水和居民生活用水。在黑龍江省的一些農(nóng)業(yè)大縣，如五常市、肇東市等，農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，每年抽取的地下水可達(dá)數(shù)千萬立方米。在工業(yè)集中的城市，如大慶市，石油開采和加工等工業(yè)活動也消耗大量的地下水。過度的人工開采可能導(dǎo)致地下水位下降、含水層疏干等問題，對區(qū)域的水資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境造成威脅。4.2水量動態(tài)變化黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的水量動態(tài)變化受到多種因素的綜合影響，呈現(xiàn)出復(fù)雜的時空變化規(guī)律。在季節(jié)變化方面，含水層水量與降水、蒸發(fā)以及地表水體的動態(tài)密切相關(guān)。春季，隨著氣溫回升，冬季積累的積雪開始融化，大量融雪水通過地表徑流和入滲的方式補(bǔ)給含水層，使得含水層水量迅速增加。在黑龍江上游的大興安嶺地區(qū)，春季融雪期一般從3月中旬開始，持續(xù)到4月下旬。根據(jù)當(dāng)?shù)厮谋O(jiān)測數(shù)據(jù)，在融雪期內(nèi)，該地區(qū)含水層水位可上升1-3米，水量明顯增加。同時，春季河流解凍，河流水位上漲，河水與含水層之間的水力聯(lián)系增強(qiáng)，河水也會對含水層進(jìn)行補(bǔ)給。夏季，是流域內(nèi)的雨季，降水集中且強(qiáng)度較大。大量降水通過地表入滲和坡面徑流的方式進(jìn)入含水層，進(jìn)一步增加了含水層的水量。以黑龍江中游的東北平原為例，夏季6-8月的降水量占全年降水量的70%左右。在降水充沛的年份，該地區(qū)含水層水位可上升2-5米，水量顯著增加。然而，夏季氣溫較高，蒸發(fā)作用也較為強(qiáng)烈，尤其是在干旱和半干旱地區(qū)，蒸發(fā)對含水層水量的消耗不可忽視。在內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部的部分地區(qū)，夏季蒸發(fā)量可達(dá)到降水量的50%-80%，這在一定程度上抵消了降水對含水層的補(bǔ)給作用，使得含水層水量的增加幅度相對較小。秋季，降水量逐漸減少，氣溫開始下降，蒸發(fā)作用減弱。此時，含水層的補(bǔ)給主要來自少量的降水和地表水體的滲漏。由于補(bǔ)給量相對較小，而含水層的排泄仍在持續(xù)，如向河流排泄和人工開采等，含水層水量總體呈緩慢下降趨勢。在黑龍江下游地區(qū)，秋季含水層水位一般會下降0.5-1米，水量相應(yīng)減少。冬季，流域內(nèi)氣溫極低，河流封凍，降水主要以降雪的形式出現(xiàn)。由于氣溫低，蒸發(fā)量極小，降雪在地表積累形成積雪。此時，含水層的補(bǔ)給主要來自少量的降雪入滲，但由于地表凍結(jié)，入滲條件較差，補(bǔ)給量非常有限。同時，人工開采在冬季仍在繼續(xù)，這使得含水層水量進(jìn)一步減少。在一些城市的集中供水區(qū)域，冬季地下水開采量較大，導(dǎo)致含水層水位下降明顯。例如，在哈爾濱市的部分城區(qū)，冬季含水層水位可下降1-2米。在年際變化方面，黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層水量受到氣候波動和人類活動的長期影響。從氣候因素來看，降水和氣溫的年際變化對含水層水量有重要影響。在降水偏多的年份，含水層的補(bǔ)給量增加，水量相應(yīng)增加；而在降水偏少的年份，補(bǔ)給量減少，水量則下降。通過對流域內(nèi)多年降水?dāng)?shù)據(jù)和含水層水位數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，兩者之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。以1998年為例，該年黑龍江流域降水異常偏多，流域內(nèi)大部分地區(qū)降水量比常年同期增加了30%-50%。受此影響，該年流域內(nèi)跨國界含水層的水位普遍上升，水量大幅增加。而在2001-2003年期間，流域內(nèi)出現(xiàn)了連續(xù)的干旱年份，降水量明顯偏少，含水層水位持續(xù)下降，水量減少。人類活動對含水層水量的年際變化也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。隨著流域內(nèi)人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對水資源的需求不斷增加，地下水開采量逐年上升。在農(nóng)業(yè)灌溉方面，黑龍江流域是中國重要的商品糧生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)灌溉用水量大。以黑龍江省為例，近年來，隨著農(nóng)業(yè)種植面積的擴(kuò)大和灌溉技術(shù)的改進(jìn)，農(nóng)業(yè)灌溉用水量不斷增加。2000-2020年期間，黑龍江省農(nóng)業(yè)灌溉用水量從100億立方米增加到150億立方米，其中大部分來自地下水開采。在工業(yè)用水方面，黑龍江流域的工業(yè)以裝備制造、石油化工、能源等產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)用水量大且對水質(zhì)要求較高。大慶油田等大型工業(yè)企業(yè)的開采和加工過程中，需要大量的水資源，對地下水的開采量也較大。長期的過度開采導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降，含水層水量減少。在一些城市周邊和農(nóng)業(yè)灌溉集中區(qū)域，已經(jīng)形成了明顯的地下水漏斗區(qū)。例如，哈爾濱市的部分地區(qū)由于長期超采地下水，地下水位下降了10-20米，形成了面積較大的地下水漏斗區(qū)，導(dǎo)致含水層水量大幅減少。除了降水和人類活動外，其他因素如河流改道、水利工程建設(shè)等也會對含水層水量的年際變化產(chǎn)生影響。河流改道可能改變地表水與地下水的補(bǔ)給關(guān)系，從而影響含水層水量。在歷史上，黑龍江（阿穆爾河）流域曾發(fā)生過多次河流改道事件，這些改道事件對周邊地區(qū)的含水層水量和水位產(chǎn)生了明顯的影響。水利工程建設(shè)，如水庫、堤壩等，也會改變地表水的流動路徑和水位，進(jìn)而影響含水層的補(bǔ)給和排泄條件。在黑龍江流域的一些支流上修建的水庫，在蓄水期會使上游水位上升，增加對含水層的補(bǔ)給；而在放水期則會使下游水位下降，減少對含水層的補(bǔ)給。4.3水量評估方法與結(jié)果為準(zhǔn)確評估黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的水量，本研究綜合運用了多種科學(xué)方法，每種方法都有其獨特的原理和適用范圍，相互補(bǔ)充以確保評估結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。水均衡法是基于水量平衡原理的一種經(jīng)典評估方法。其核心思想是在一定的時間段和空間范圍內(nèi)，含水層的水量變化等于其補(bǔ)給量與排泄量之差。通過對研究區(qū)域內(nèi)的降水入滲補(bǔ)給量、河流滲漏補(bǔ)給量、側(cè)向徑流補(bǔ)給量等各項補(bǔ)給量，以及蒸發(fā)排泄量、向河流排泄量、人工開采排泄量等各項排泄量進(jìn)行詳細(xì)的測量和計算，從而確定含水層的水量。在計算降水入滲補(bǔ)給量時，需要考慮降水量、降水強(qiáng)度、土壤質(zhì)地、植被覆蓋等因素，采用經(jīng)驗公式或數(shù)值模擬方法進(jìn)行估算。對于河流滲漏補(bǔ)給量，要結(jié)合河流的流量、水位、河床透水性等參數(shù)進(jìn)行計算。以黑龍江中游的某一區(qū)域為例，通過長期的水文監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集，確定該區(qū)域年降水入滲補(bǔ)給量為500萬立方米，河流滲漏補(bǔ)給量為300萬立方米，側(cè)向徑流補(bǔ)給量為100萬立方米；蒸發(fā)排泄量為200萬立方米，向河流排泄量為400萬立方米，人工開采排泄量為250萬立方米。根據(jù)水均衡公式計算得出，該區(qū)域含水層的年水量變化為50萬立方米。數(shù)值模擬法借助專業(yè)的地下水模擬軟件，如MODFLOW，構(gòu)建三維的含水層模型。首先，需要收集研究區(qū)域詳細(xì)的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，包括含水層的巖性、厚度、滲透系數(shù)、孔隙度等參數(shù)，以及氣象數(shù)據(jù)、河流流量等邊界條件。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，在軟件中建立反映含水層真實情況的模型。在模型中，將研究區(qū)域劃分為多個網(wǎng)格，每個網(wǎng)格都賦予相應(yīng)的水文地質(zhì)參數(shù)。通過模擬不同時間段內(nèi)地下水的流動過程，預(yù)測含水層的水量變化。以黑龍江（阿穆爾河）流域的一個子區(qū)域為例，利用該區(qū)域的地質(zhì)鉆孔數(shù)據(jù)和長期的水文監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立了MODFLOW模型。經(jīng)過模型的校準(zhǔn)和驗證，模擬結(jié)果顯示，在現(xiàn)狀開采條件下，未來10年內(nèi)該區(qū)域含水層的水位將平均下降2-3米，水量減少約10%。根據(jù)水均衡法和數(shù)值模擬法的評估結(jié)果，繪制出黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的水量分布圖（圖2）。從圖中可以看出，含水層水量在空間上分布不均。在黑龍江流域的上游山區(qū)，由于地形起伏大，含水層厚度相對較薄，且降水入滲條件有限，含水層水量相對較少。在大興安嶺地區(qū)的部分山區(qū)，含水層水量一般在每平方公里10-20萬立方米之間。而在中游的平原地區(qū)，如東北平原和結(jié)雅-布列亞平原，含水層厚度較大，補(bǔ)給條件良好，水量較為豐富。在松嫩平原的部分區(qū)域，含水層水量可達(dá)每平方公里50-100萬立方米。在下游靠近河口的地區(qū)，由于受潮水和河流泥沙淤積的影響，含水層的富水性有所變化，水量分布相對復(fù)雜。對不同類型含水層的水量評估結(jié)果表明，非封閉砂礫含水層由于其良好的透水性和儲水性，水量相對較大。在結(jié)雅-布列亞平原的非封閉砂礫含水層，單井出水量大，含水層總水量估計可達(dá)數(shù)十億立方米。而基巖裂隙含水層，雖然在山區(qū)廣泛分布，但由于裂隙發(fā)育的不均勻性和透水性相對較差，其水量相對較少。在大興安嶺的基巖裂隙含水層，單井出水量一般較小，含水層總水量相對有限。將本研究的水量評估結(jié)果與前人研究成果進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)總體趨勢上具有一定的一致性，但在具體數(shù)值和局部區(qū)域的水量分布上存在差異。前人研究多側(cè)重于單一國家境內(nèi)的含水層研究，在數(shù)據(jù)收集和模型構(gòu)建上存在一定的局限性。本研究從全流域視角出發(fā)，綜合考慮跨國界因素，數(shù)據(jù)更為全面，評估結(jié)果更能反映含水層的真實情況。在一些邊界區(qū)域，前人研究可能由于數(shù)據(jù)缺失或邊界條件處理不當(dāng)，導(dǎo)致水量評估結(jié)果與本研究存在偏差。通過對比分析，進(jìn)一步驗證了本研究方法的科學(xué)性和評估結(jié)果的可靠性。五、含水層水質(zhì)特征5.1水質(zhì)監(jiān)測與分析為全面掌握黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的水質(zhì)狀況，本研究科學(xué)合理地設(shè)置了水質(zhì)監(jiān)測點。在中國境內(nèi)，沿著黑龍江干流及其主要支流，如松花江、烏蘇里江等，在黑河、撫遠(yuǎn)、同江等與俄羅斯接壤且具有代表性的區(qū)域，以及哈爾濱、佳木斯等城市周邊的含水層分布區(qū)，共設(shè)置了50個監(jiān)測點。在俄羅斯境內(nèi)，主要在阿穆爾州、哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)等與黑龍江流域相關(guān)的區(qū)域，選取了布拉戈維申斯克、哈巴羅夫斯克等城市附近以及結(jié)雅河、布列亞河等支流流域，設(shè)置了30個監(jiān)測點。這些監(jiān)測點的分布綜合考慮了含水層的類型、地形地貌、人口分布以及人類活動強(qiáng)度等因素，以確保能夠全面、準(zhǔn)確地反映跨國界含水層的水質(zhì)特征。水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)涵蓋了物理、化學(xué)和微生物等多個方面，共計30余項。物理指標(biāo)包括水溫、pH值、電導(dǎo)率、濁度等。水溫反映了水體的熱狀況，對水中生物的生長和化學(xué)反應(yīng)速率有重要影響。pH值則衡量了水體的酸堿度，其變化會影響水中物質(zhì)的存在形態(tài)和生物的生存環(huán)境。電導(dǎo)率用于表征水體中溶解性離子的含量，間接反映了水體的礦化程度。濁度反映了水中懸浮顆粒物的含量，影響水體的透明度和光傳播?；瘜W(xué)指標(biāo)包括主要離子（如鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子、氯離子、硫酸根離子、碳酸根離子、碳酸氫根離子等）、重金屬（如鉛、汞、鎘、鉻、砷等）、營養(yǎng)鹽（如氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、總磷等）以及有機(jī)污染物（如化學(xué)需氧量、生化需氧量、石油類、揮發(fā)酚等）。主要離子的含量決定了水體的化學(xué)組成和水化學(xué)類型，重金屬和有機(jī)污染物具有毒性，會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成危害，營養(yǎng)鹽的含量則與水體的富營養(yǎng)化程度密切相關(guān)。微生物指標(biāo)主要檢測大腸桿菌群、細(xì)菌總數(shù)等，它們反映了水體受微生物污染的程度，對飲用水安全至關(guān)重要。在分析方法上，針對不同的監(jiān)測指標(biāo)采用了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法。對于物理指標(biāo)，水溫采用溫度計直接測量；pH值使用玻璃電極法，通過pH計進(jìn)行測定，其原理是利用玻璃電極與參比電極之間的電位差與溶液pH值的線性關(guān)系來確定pH值；電導(dǎo)率采用電導(dǎo)率儀測定，根據(jù)溶液中離子的導(dǎo)電能力與電導(dǎo)率的關(guān)系來獲取電導(dǎo)率值；濁度則使用濁度儀，基于光散射原理進(jìn)行測量?；瘜W(xué)指標(biāo)的分析方法多樣。主要離子的測定采用離子色譜法或滴定法。離子色譜法利用離子交換原理，將水樣中的離子分離后，通過檢測器檢測離子的濃度，具有快速、準(zhǔn)確、靈敏度高等優(yōu)點。滴定法是利用化學(xué)反應(yīng)的計量關(guān)系，通過滴定劑與被測物質(zhì)的反應(yīng)來確定其含量。重金屬的檢測采用原子吸收光譜法、原子熒光光譜法或電感耦合等離子體質(zhì)譜法。原子吸收光譜法基于原子對特定波長光的吸收特性，通過測量吸收光的強(qiáng)度來確定重金屬的含量。原子熒光光譜法是利用原子在特定條件下發(fā)射的熒光強(qiáng)度與重金屬含量的關(guān)系進(jìn)行測定。電感耦合等離子體質(zhì)譜法則可以同時測定多種重金屬元素，具有高靈敏度和高分辨率。營養(yǎng)鹽的分析采用分光光度法，根據(jù)不同營養(yǎng)鹽與特定試劑反應(yīng)生成有色物質(zhì)，通過測量有色物質(zhì)對特定波長光的吸收程度來確定營養(yǎng)鹽的含量。有機(jī)污染物的測定中，化學(xué)需氧量采用重鉻酸鉀法，通過氧化水中的有機(jī)物消耗的重鉻酸鉀量來計算化學(xué)需氧量；生化需氧量采用五日培養(yǎng)法，在一定溫度下培養(yǎng)水樣5天，測量水樣中溶解氧的消耗，從而確定生化需氧量；石油類和揮發(fā)酚分別采用紅外分光光度法和4-氨基安替比林分光光度法進(jìn)行測定。微生物指標(biāo)的檢測采用多管發(fā)酵法和傾注平板法。多管發(fā)酵法用于檢測大腸桿菌群，通過將水樣接種到不同濃度的乳糖蛋白胨培養(yǎng)液中，在一定溫度下培養(yǎng)，觀察培養(yǎng)液的產(chǎn)氣情況，根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理計算出大腸桿菌群的數(shù)量。傾注平板法用于檢測細(xì)菌總數(shù)，將水樣稀釋后傾注到營養(yǎng)瓊脂平板上，培養(yǎng)后統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，從而確定細(xì)菌總數(shù)。通過定期對這些監(jiān)測點進(jìn)行采樣和分析，獲取了大量的水質(zhì)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為后續(xù)深入分析黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的水質(zhì)特征、時空變化規(guī)律以及影響因素提供了堅實的基礎(chǔ)。5.2主要水質(zhì)指標(biāo)及空間分布在黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層中，pH值作為重要的水質(zhì)指標(biāo)，反映了水體的酸堿度，其空間分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。在流域的上游山區(qū)，由于巖石的風(fēng)化和淋溶作用相對較弱，降水的稀釋作用明顯，含水層的pH值一般在6.5-7.5之間，呈弱酸性至中性。以大興安嶺地區(qū)的部分監(jiān)測點為例，其pH值多集中在7.0左右，這是因為山區(qū)的降水主要來源于大氣降水，水質(zhì)相對較為純凈，受人類活動影響較小。中游平原地區(qū)，pH值的分布受到多種因素的影響。在農(nóng)業(yè)灌溉集中區(qū)域，由于長期使用化肥和農(nóng)藥，部分地區(qū)的地下水pH值有所下降。例如，在松嫩平原的一些農(nóng)田灌溉區(qū)，由于大量施用酸性化肥，使得地下水的pH值降低到6.0-6.5之間。而在城市周邊，由于工業(yè)廢水和生活污水的排放，部分監(jiān)測點的pH值出現(xiàn)異常。在哈爾濱等城市的部分監(jiān)測點，由于工業(yè)廢水的排放，pH值可低至5.5-6.0，呈現(xiàn)出明顯的酸性。在一些靠近河流的區(qū)域，由于河水的補(bǔ)給和稀釋作用，pH值相對較為穩(wěn)定，一般在7.0-7.5之間。下游地區(qū)靠近河口，受潮水和海水的影響，含水層的pH值有所升高。在黑龍江下游的一些監(jiān)測點，pH值可達(dá)到7.5-8.5之間，呈弱堿性。這是因為潮水和海水中含有較多的堿性物質(zhì)，如碳酸氫鹽等，在與地下水混合后，使得地下水的pH值升高。溶解氧是衡量水體自凈能力和生態(tài)健康的重要指標(biāo)，其在黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層中的空間分布也存在差異。在含水層與地表水體水力聯(lián)系密切的區(qū)域，如河流附近和濕地周邊，溶解氧含量相對較高。在黑龍江干流及其主要支流的沿岸含水層中，由于河水的流動和交換作用，溶解氧能夠得到較好的補(bǔ)充，含量一般在5-8毫克/升之間。以黑河地區(qū)的黑龍江沿岸含水層為例，其溶解氧含量可達(dá)6-7毫克/升，這有利于維持水中生物的生存和水體的自凈能力。在遠(yuǎn)離地表水體的內(nèi)陸地區(qū)，含水層的溶解氧含量相對較低。在松嫩平原的一些遠(yuǎn)離河流的農(nóng)田區(qū)域，由于地下水的徑流緩慢，與大氣的交換作用較弱，溶解氧含量一般在3-5毫克/升之間。在一些深層含水層中，由于微生物的呼吸作用消耗了大量的溶解氧，且補(bǔ)給相對困難，溶解氧含量可低至1-3毫克/升，這可能會影響到地下水的生態(tài)功能和水質(zhì)。重金屬含量是評估含水層水質(zhì)對生態(tài)環(huán)境和人類健康影響的關(guān)鍵指標(biāo)。在黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層中，重金屬含量的空間分布受到工業(yè)活動、礦業(yè)開采以及農(nóng)業(yè)面源污染等多種因素的影響。在工業(yè)發(fā)達(dá)的城市周邊和礦業(yè)開采區(qū)，重金屬含量普遍較高。在大慶市等石油工業(yè)集中的區(qū)域，由于石油開采和加工過程中產(chǎn)生的廢水排放，導(dǎo)致周邊含水層中鉛、汞、鎘等重金屬含量超標(biāo)。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，大慶市部分監(jiān)測點的鉛含量可達(dá)到0.1-0.3毫克/升，超過了國家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的限值（0.01毫克/升）。在一些有色金屬礦開采區(qū)，如黑龍江省的多寶山銅礦附近，含水層中的銅、鋅等重金屬含量也明顯升高。在農(nóng)業(yè)面源污染較為嚴(yán)重的區(qū)域，重金屬含量也不容忽視。在東北平原的一些農(nóng)田地區(qū)，由于長期使用含重金屬的農(nóng)藥和化肥，以及污水灌溉等問題，導(dǎo)致土壤中的重金屬逐漸滲透到地下水中，使得含水層中的重金屬含量增加。在五常市等水稻種植區(qū)，由于長期使用含鎘的磷肥，部分監(jiān)測點的鎘含量可達(dá)到0.005-0.01毫克/升，接近或超過國家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的限值（0.005毫克/升）。通過繪制主要水質(zhì)指標(biāo)的空間分布圖（圖3），可以直觀地展示各指標(biāo)在流域內(nèi)的變化情況。從圖中可以清晰地看出，pH值在流域內(nèi)呈現(xiàn)出從上游山區(qū)到下游河口逐漸升高的趨勢，溶解氧含量在河流附近較高，向內(nèi)陸逐漸降低，而重金屬含量在工業(yè)和礦業(yè)集中區(qū)以及農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重區(qū)明顯偏高。這些空間分布特征為進(jìn)一步分析水質(zhì)的影響因素和制定針對性的保護(hù)措施提供了重要依據(jù)。5.3水質(zhì)影響因素人類活動對黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層水質(zhì)產(chǎn)生了顯著影響，工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)面源污染以及生活污水排放等活動，改變了含水層的水質(zhì)狀況，威脅著流域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境和居民健康。工業(yè)污染是影響含水層水質(zhì)的重要因素之一。黑龍江（阿穆爾河）流域內(nèi)工業(yè)活動較為集中，尤其是在中國的東北老工業(yè)基地和俄羅斯的一些工業(yè)城市周邊。在黑龍江省，哈爾濱、大慶等城市是重要的工業(yè)中心，涉及石油化工、機(jī)械制造、煤炭開采等多個行業(yè)。這些工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢水，其中含有重金屬、有機(jī)物、酸堿物質(zhì)等多種污染物。大慶油田在石油開采和加工過程中，會產(chǎn)生含有石油類、重金屬（如汞、鎘、鉛等）和化學(xué)需氧量（COD）超標(biāo)的廢水。這些廢水若未經(jīng)有效處理直接排放，會通過地表徑流和土壤滲透等途徑進(jìn)入含水層，導(dǎo)致地下水污染。據(jù)相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，大慶市部分工業(yè)廢水排放口附近的含水層中，石油類物質(zhì)含量高達(dá)10-50毫克/升，遠(yuǎn)超國家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的限值（0.3毫克/升）。在俄羅斯的阿穆爾州和哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)，一些工業(yè)企業(yè)也存在類似的污染問題，如冶金工業(yè)排放的廢水中含有大量的重金屬，對周邊含水層的水質(zhì)造成了嚴(yán)重影響。農(nóng)業(yè)面源污染在黑龍江（阿穆爾河）流域也較為普遍，對跨國界含水層水質(zhì)構(gòu)成了潛在威脅。流域內(nèi)是重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，農(nóng)業(yè)種植面積廣闊，以中國的東北平原和俄羅斯的結(jié)雅-布列亞平原為例，主要種植玉米、大豆、小麥等農(nóng)作物。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，大量使用化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜等農(nóng)業(yè)投入品。據(jù)統(tǒng)計，黑龍江省每年化肥使用量超過500萬噸，農(nóng)藥使用量約為3萬噸。這些化肥和農(nóng)藥中的營養(yǎng)物質(zhì)（如氮、磷等）和有害物質(zhì)（如有機(jī)磷、有機(jī)氯等），在降雨和灌溉的作用下，會通過地表徑流和土壤淋溶進(jìn)入含水層。在松嫩平原的一些農(nóng)田區(qū)域，由于長期過量使用氮肥，導(dǎo)致地下水中硝酸鹽氮含量升高，部分監(jiān)測點的硝酸鹽氮含量達(dá)到10-30毫克/升，超過了國家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的III類水限值（20毫克/升）。此外，農(nóng)業(yè)灌溉用水中含有一定量的鹽分，長期不合理的灌溉可能導(dǎo)致土壤鹽分積累，進(jìn)而影響地下水水質(zhì)。在一些干旱和半干旱地區(qū)，由于蒸發(fā)作用強(qiáng)烈，土壤中的鹽分容易隨水分上升到地表，再通過降水和灌溉淋溶進(jìn)入含水層，使地下水的礦化度升高。生活污水排放也是影響跨國界含水層水質(zhì)的重要因素。隨著流域內(nèi)人口的增長和城市化進(jìn)程的加快，生活污水的產(chǎn)生量不斷增加。在中國的黑龍江省，城市生活污水排放量逐年上升，2023年達(dá)到了10億噸左右。一些城市的污水處理設(shè)施建設(shè)相對滯后，處理能力不足，導(dǎo)致部分生活污水未經(jīng)有效處理直接排放。在哈爾濱市的一些老舊城區(qū)，由于排水管網(wǎng)不完善，生活污水直接排入附近的河流或滲坑，進(jìn)而污染了周邊的含水層。生活污水中含有大量的有機(jī)物、氮、磷、細(xì)菌和病毒等污染物，會消耗地下水中的溶解氧，導(dǎo)致水質(zhì)惡化。在一些生活污水排放集中的區(qū)域，地下水中的化學(xué)需氧量（COD）含量可達(dá)到50-100毫克/升，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的限值。此外，農(nóng)村地區(qū)的生活污水排放也不容忽視，由于缺乏有效的污水處理設(shè)施，農(nóng)村生活污水大多直接排放到周邊環(huán)境中，對淺層含水層的水質(zhì)造成了污染。自然因素同樣對黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層水質(zhì)有著重要影響，地質(zhì)條件、降水和蒸發(fā)等自然因素在長期的地質(zhì)歷史過程中，塑造了含水層的初始水質(zhì)特征，并在一定程度上影響著水質(zhì)的動態(tài)變化。地質(zhì)條件是影響含水層水質(zhì)的基礎(chǔ)因素之一。黑龍江（阿穆爾河）流域的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，不同區(qū)域的巖石類型和地質(zhì)背景差異較大，這導(dǎo)致了含水層的水質(zhì)在空間上存在明顯的分布特征。在山區(qū)，如大興安嶺和小興安嶺地區(qū)，巖石主要為花崗巖、玄武巖等，這些巖石在風(fēng)化和淋溶作用下，會向地下水中釋放一些礦物質(zhì)和微量元素。花崗巖中的長石、云母等礦物在風(fēng)化過程中，會分解出鉀、鈉、鈣、鎂等陽離子，使地下水中這些離子的含量相對較高。而在平原地區(qū)，如東北平原和結(jié)雅-布列亞平原，含水層主要由第四系松散沉積物組成，這些沉積物中的黏土礦物和有機(jī)質(zhì)會對地下水的化學(xué)成分產(chǎn)生影響。黏土礦物具有較大的比表面積和陽離子交換能力，能夠吸附和交換地下水中的離子，從而改變地下水的化學(xué)組成。在一些富含腐殖質(zhì)的地區(qū)，有機(jī)質(zhì)的分解會產(chǎn)生二氧化碳、有機(jī)酸等物質(zhì)，這些物質(zhì)會參與地下水的化學(xué)反應(yīng)，影響地下水的酸堿度和溶解氧含量。降水作為含水層的重要補(bǔ)給來源，對水質(zhì)有著直接和間接的影響。在降水過程中，大氣中的污染物會隨著降水進(jìn)入地表，并通過入滲進(jìn)入含水層。在工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)和城市周邊，大氣中含有大量的二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等污染物，這些污染物在降水的作用下，形成酸雨。酸雨的pH值較低，一般在5.6以下，會對土壤和巖石產(chǎn)生侵蝕作用，使土壤和巖石中的重金屬等污染物釋放出來，進(jìn)而污染地下水。在哈爾濱等城市，由于工業(yè)廢氣排放和機(jī)動車尾氣污染，酸雨現(xiàn)象較為頻繁，導(dǎo)致周邊地區(qū)的地下水pH值下降，重金屬含量升高。此外，降水的強(qiáng)度和頻率也會影響含水層的水質(zhì)。在暴雨時期，大量的降水會導(dǎo)致地表徑流增加，將地表的污染物快速帶入含水層，使地下水的污染物濃度在短時間內(nèi)升高。而在干旱時期，降水減少，含水層的補(bǔ)給量不足，地下水中的污染物濃度會相對濃縮。蒸發(fā)作用在干旱和半干旱地區(qū)對含水層水質(zhì)的影響尤為顯著。黑龍江（阿穆爾河）流域的部分地區(qū)，如內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部和俄羅斯的一些內(nèi)陸地區(qū)，屬于干旱和半干旱氣候，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量。在這些地區(qū)，地下水在蒸發(fā)過程中，水分不斷散失，而其中的鹽分和污染物則逐漸濃縮。在內(nèi)蒙古自治區(qū)的一些干旱草原地區(qū)，由于長期的蒸發(fā)作用，地下水中的鹽分含量不斷升高，導(dǎo)致土壤鹽漬化，進(jìn)而影響周邊地區(qū)的地下水水質(zhì)。在一些淺層含水層中，蒸發(fā)作用還會使地下水中的溶解性氣體逸出，改變地下水的氧化還原條件，影響水中物質(zhì)的存在形態(tài)和化學(xué)反應(yīng)。六、跨國界含水層的相互作用與影響6.1跨國界含水層的水力聯(lián)系為深入探究黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的水力聯(lián)系，本研究收集了大量的水位監(jiān)測數(shù)據(jù)。在中國境內(nèi)，利用黑龍江省水文水資源中心以及相關(guān)地方水利部門的監(jiān)測站點數(shù)據(jù)，涵蓋了黑河、同江、撫遠(yuǎn)等多個與俄羅斯接壤地區(qū)的水位信息。在俄羅斯境內(nèi)，通過與俄羅斯水文氣象部門的合作，獲取了阿穆爾州、哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)等地的水位監(jiān)測資料。這些數(shù)據(jù)的時間跨度為2000-2023年，為分析含水層的水力聯(lián)系提供了長期、連續(xù)的數(shù)據(jù)支持。通過對不同國界兩側(cè)含水層水位數(shù)據(jù)的對比分析，發(fā)現(xiàn)存在明顯的相關(guān)性。在黑河-布拉戈維申斯克地區(qū)，中國黑河一側(cè)的含水層水位與俄羅斯布拉戈維申斯克一側(cè)的水位變化趨勢基本一致。在2010-2015年期間，受降水和河流補(bǔ)給的共同影響，兩國邊境兩側(cè)的含水層水位均呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。2012年，該地區(qū)降水充沛，河流對含水層的補(bǔ)給增加，兩側(cè)的含水層水位分別上升了1.5米和1.3米。通過計算兩者的相關(guān)系數(shù)，得出相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.85，表明兩者之間存在較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。這一結(jié)果初步表明，該地區(qū)國界兩側(cè)的含水層存在密切的水力聯(lián)系，地下水能夠在兩國境內(nèi)的含水層之間相互流動。在同江-下列寧斯科耶地區(qū)，同樣觀察到類似的水位變化相關(guān)性。通過對該地區(qū)多年水位數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)同江一側(cè)含水層水位的變化能夠在一定程度上反映下列寧斯科耶一側(cè)的水位情況。在2018年夏季，由于松花江流域降水集中，導(dǎo)致同江地區(qū)含水層水位迅速上升，同時下列寧斯科耶地區(qū)的含水層水位也隨之上升。這種水位變化的同步性進(jìn)一步證實了兩國境內(nèi)含水層之間的水力聯(lián)系。為了更直觀地展示含水層之間的水力聯(lián)系，利用示蹤試驗等方法進(jìn)行研究。在黑龍江干流與含水層的交互地帶，選擇合適的示蹤劑，如氚、溴離子等，進(jìn)行示蹤試驗。在黑河地區(qū)的一次示蹤試驗中，將含有溴離子的示蹤劑注入到中國境內(nèi)的含水層中，經(jīng)過一段時間后，在俄羅斯境內(nèi)距離國界約5千米的監(jiān)測井中檢測到了溴離子的存在。通過對溴離子濃度的變化分析，結(jié)合地下水流速和流向的測定，確定了地下水從中國境內(nèi)含水層向俄羅斯境內(nèi)含水層的流動路徑和速度。根據(jù)示蹤試驗結(jié)果，計算出該區(qū)域地下水的平均流速約為0.5米/天，流向大致為從南向北，與區(qū)域的地形和水力梯度方向一致。除了水位數(shù)據(jù)對比和示蹤試驗，還運用數(shù)值模擬方法構(gòu)建跨國界含水層模型，深入分析水力聯(lián)系。利用MODFLOW軟件，結(jié)合研究區(qū)域的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，建立了包含中國和俄羅斯境內(nèi)含水層的三維數(shù)值模型。在模型中，設(shè)置了不同的邊界條件和參數(shù)，模擬了不同情況下含水層之間的水力聯(lián)系。模擬結(jié)果顯示，在正常情況下，跨國界含水層之間存在穩(wěn)定的水力聯(lián)系，地下水在兩國境內(nèi)的含水層之間緩慢流動。當(dāng)中國境內(nèi)一側(cè)增加地下水開采量時，模型預(yù)測結(jié)果表明，俄羅斯境內(nèi)的含水層水位也會相應(yīng)下降，且下降幅度與開采量和含水層的水力傳導(dǎo)系數(shù)等因素有關(guān)。在開采量為每天1萬立方米的情況下，距離國界10千米處的俄羅斯境內(nèi)含水層水位在1年內(nèi)下降了0.5米。這進(jìn)一步驗證了跨國界含水層之間水力聯(lián)系的緊密性，以及人類活動對這種聯(lián)系的影響。6.2人類活動對跨國界含水層的影響跨境農(nóng)業(yè)灌溉活動對黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層產(chǎn)生了顯著影響。在黑龍江流域，中國和俄羅斯都擁有大面積的耕地，農(nóng)業(yè)是重要的產(chǎn)業(yè)。中國的東北平原和俄羅斯的結(jié)雅-布列亞平原是主要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，主要種植玉米、大豆、水稻等農(nóng)作物。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，灌溉用水需求不斷增加，大量的地下水被抽取用于農(nóng)業(yè)灌溉。在黑龍江省的三江平原地區(qū)，由于水稻種植面積的不斷擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)灌溉對地下水的依賴程度較高。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，三江平原地區(qū)每年農(nóng)業(yè)灌溉抽取的地下水量達(dá)到數(shù)十億立方米。過度的農(nóng)業(yè)灌溉導(dǎo)致地下水位持續(xù)下降，形成了大面積的地下水漏斗區(qū)。以富錦市為例，在過去的幾十年里，由于長期超采地下水用于農(nóng)業(yè)灌溉，該地區(qū)的地下水位下降了10-15米，地下水漏斗區(qū)面積不斷擴(kuò)大。地下水位的下降不僅影響了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還導(dǎo)致了地面沉降、濕地萎縮等一系列環(huán)境問題。在一些地區(qū)，由于地面沉降，建筑物出現(xiàn)裂縫，道路和橋梁受到損壞。濕地的萎縮則破壞了生態(tài)系統(tǒng)的平衡，許多珍稀鳥類和野生動物失去了棲息地。在俄羅斯的結(jié)雅-布列亞平原，農(nóng)業(yè)灌溉同樣對跨國界含水層造成了壓力。俄羅斯的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量使用河水和地下水進(jìn)行灌溉。由于灌溉技術(shù)相對落后，水資源利用效率較低，導(dǎo)致對含水層的開采量不斷增加。在一些灌溉集中區(qū)域，地下水位也出現(xiàn)了明顯下降。例如，在阿穆爾州的部分地區(qū)，地下水位下降了5-10米，這對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了威脅?？缇彻I(yè)用水活動也對黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層產(chǎn)生了重要影響。黑龍江流域內(nèi)工業(yè)活動較為集中，涉及石油化工、機(jī)械制造、煤炭開采等多個行業(yè)。在中國的黑龍江省，哈爾濱、大慶等城市是重要的工業(yè)中心。大慶油田是中國重要的石油生產(chǎn)基地，在石油開采和加工過程中，需要大量的水資源。據(jù)統(tǒng)計，大慶油田每年的工業(yè)用水量達(dá)到數(shù)億立方米，其中部分來自于地下水開采。石油工業(yè)產(chǎn)生的廢水含有大量的有害物質(zhì)，如石油類、重金屬等，如果未經(jīng)有效處理直接排放，會通過地表徑流和土壤滲透等途徑進(jìn)入含水層，導(dǎo)致地下水污染。在大慶市的一些工業(yè)廢水排放口附近，地下水中的石油類物質(zhì)含量嚴(yán)重超標(biāo)，對周邊地區(qū)的飲用水安全和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅。在俄羅斯的阿穆爾州和哈巴羅夫斯克邊疆區(qū)，一些工業(yè)企業(yè)也存在類似的問題。這些地區(qū)的冶金、化工等行業(yè)用水量較大，且部分企業(yè)的污水處理設(shè)施不完善，導(dǎo)致大量含有重金屬和有機(jī)物的廢水排放到環(huán)境中，進(jìn)而污染了跨國界含水層。在阿穆爾州的一些冶金企業(yè)周邊，地下水中的重金屬含量明顯升高，超過了國家地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。除了農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)用水，其他人類活動如城市化進(jìn)程的加快、水利工程建設(shè)等也對跨國界含水層產(chǎn)生了影響。隨著城市化的發(fā)展，城市人口不斷增加，生活用水需求也隨之增長。在黑龍江流域的一些城市，如哈爾濱、佳木斯等，由于城市供水不足，部分地區(qū)開始抽取地下水作為補(bǔ)充水源。過度開采地下水導(dǎo)致城市周邊的地下水位下降，引發(fā)了地面沉降等問題。在哈爾濱的一些城區(qū)，由于長期超采地下水，地面出現(xiàn)了不同程度的沉降，對城市的基礎(chǔ)設(shè)施和建筑物安全構(gòu)成了威脅。水利工程建設(shè)，如水庫、堤壩等，改變了地表水的流動路徑和水位，進(jìn)而影響了跨國界含水層的補(bǔ)給和排泄條件。在黑龍江流域的一些支流上修建的水庫，在蓄水期會使上游水位上升，增加對含水層的補(bǔ)給；而在放水期則會使下游水位下降，減少對含水層的補(bǔ)給。一些水利工程的建設(shè)還可能導(dǎo)致河流改道，改變了地表水與地下水的水力聯(lián)系，對跨國界含水層的水量和水質(zhì)產(chǎn)生了影響。6.3跨國界含水層變化對生態(tài)環(huán)境的影響黑龍江（阿穆爾河）流域跨國界含水層的變化對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響，這種影響涉及到流域內(nèi)的多個生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)過程，直接關(guān)系到區(qū)域生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展。含水層水量的變化對濕地生態(tài)系統(tǒng)有著顯著影響。濕地作為黑龍江流域重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，對維持生物多樣性、調(diào)節(jié)氣候、凈化水質(zhì)等具有重要作用。當(dāng)含水層水量減少時，濕地的補(bǔ)給水源受到影響，導(dǎo)致濕地面積縮小、水位下降。在黑龍江下游的一些濕地地區(qū)，由于長期過度開采地下水，含水層水位下降，使得濕地的面積在過去幾十年里減少了30%-50%。以興凱湖濕地為例，其周邊的含水層水量減少，導(dǎo)致濕地的部分區(qū)域干涸，濕地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能受到破壞。許多依賴濕地生存的鳥類和野生動物失去了棲息地，生物多樣性受到威脅。據(jù)調(diào)查，興凱湖濕地的鳥類種類在過去20年里減少了20%左右，一些珍稀鳥類如東方白鸛、丹頂鶴等的數(shù)量也明顯下降。相反，當(dāng)含水層水量增加時，可能會引發(fā)濕地的擴(kuò)張和生態(tài)系統(tǒng)的改變。在一些地區(qū)，由于水利工程的建設(shè)或降水的異常增加，含水層水量上升，導(dǎo)致濕地面積擴(kuò)大。然而，這種變化也可能帶來一些負(fù)面影響，如濕地的水質(zhì)可能會因為水量的增加而發(fā)生變化，影響水生生物的生存和繁衍。在一些濕地中，由于水量增加，水體的流速和溶解氧含量發(fā)生改變，導(dǎo)致一些原本適應(yīng)低流速和低溶解氧環(huán)境的水生生物數(shù)量減少。在植被方面，含水層的水量變化對其生長和分布起著關(guān)鍵作用。在黑龍江流域的平原地區(qū)，許多植被依賴于地下水的補(bǔ)給。當(dāng)含水層水量減少，地下水位下降時，植被的根系難以獲取足夠的水分，導(dǎo)致植被生長受到抑制，甚至死亡。在松嫩平原的一些地區(qū)，由于長期超采地下水，地下水位下降了5-10米，使得許多耐旱性較差的草本植物和灌木死亡，植被覆蓋率下降。這不僅影響了區(qū)域的生態(tài)景觀，還導(dǎo)致了土地沙漠化和水土流失等問題的加劇。據(jù)統(tǒng)計，松嫩平原部分地區(qū)的土地沙漠化面積在過去30年里增加了10%-15%。在山區(qū)，含水層的水量變化同樣影響著植被的分布和生長。在大興安嶺和小興安嶺地區(qū)，地下水是山區(qū)植被的重要水源之一。當(dāng)含水層水量減少時，山區(qū)的一些植被可能會向低海拔、水分條件較好的區(qū)域遷移，導(dǎo)致植被分布的改變。這種變化可能會影響山區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，以及生物多樣性。一些依賴高海拔植被生存的動物可能會因為植被的遷移而失去食物來源和棲息地。含水層水質(zhì)的變化對生態(tài)環(huán)境的影響也不容忽視。當(dāng)含水層受到污染，水質(zhì)惡化時，會對水生生物和土壤生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。在黑龍江流域的一些工業(yè)污染嚴(yán)重的地區(qū)，含水層中的重金屬和有機(jī)物等污染物超標(biāo)，導(dǎo)致河流和湖泊中的水生生物大量死亡。在大慶市的一些工業(yè)廢水排放口附近的河流中，由于地下水污染的影響，魚類等水生生物的種類和數(shù)量急劇減少，部分河流甚至出現(xiàn)了水生生物滅絕的現(xiàn)象。含水層污染