三江平原地下水流场演化趋势及影响因素

近年来,三江平原部分区域地下水位呈持续下降的态势,引起广大学者和相关部门的高度关注,为了查明三江平原地下水流场时空演化规律,揭示其主要影响因素,以三江平原1980年72组及2019、2020年同期1 092组地下水位统测数据和44组国家地下水监测数据为基础,应用ArcGIS插值分析、栅格代数运算、对比分析等方法,查明了三江平原地下水流场时空演化特征,阐明了不同影响因素对地下水流场演化的控制作用。结果表明:与1980年相比,三江平原地下水位整体呈下降趋势。西部平原区地下水位累计降幅1～5 m的区域面积2.6×104 km2;东部建三江垦区累计降幅大于5 m的区域面积为1.17×104 km2,其中,累计降幅大于10 m的区域面积为3 400 km2,地下水位年均降幅约0.29 m。地下水开采引起地下水流场变化,“西砂、东黏”的水文地质条件促使区域地下水降幅的时空演化差异;水田种植规模的不断扩大引起地下水超采,浅地表黏土层阻挡降水入渗补给,地下水无法实现以丰补欠自平衡,造成了建三江垦区地下水位的持续下降。本研究成果为进一步查清三江平原地下水变化规律和现状特征奠定了基础,为科学指导地下水资源合理开发利用和管理提供了技术支持。     

三江平原沼泽湿地和农田的演替过程对地下水的影响

三江平原是我国重要的商品粮基地和沼泽湿地集中分布区。60 a来,随着农田面积持续增加和种植结构调整,湿地退减和地下水水位下降备受关注,地下水是否超采争议不断。文章选取1956—2019年7期遥感影像数据,采用单一土地利用动态度进行沼泽湿地和农田的演变进程特征分析;以1980年、2019—2021年4期同期统测数据和国家地下水监测工程数据为基础,探讨了湿地农田化对地下水水位的影响。结果表明：（1）1956—2019年沼泽湿地呈现减少态势,旱田呈现先增加后减少的态势,水田呈现先增加后稳定的态势,在1956—1996年具有“沼泽湿地变旱田”的特征,2.36×104 km2的沼泽湿地变成旱田,在1996—2019年具有“旱田改水田”的特征,1.15×104 km2的旱田变成水田;（2）三江平原1980—2021年36 546 km2的区域地下水水位降幅小于5 m,3 669 km2的区域地下水水位降幅大于10 m,建三江垦区存在超采地下水现象;（3）与1980年枯水期地下水水位相比,以降深10 m计算,2021年地下水降落漏斗面积为3 669 km2,较2019年面积增大269 km2,向北东方向略有扩张;（4）2019年建三江垦区在强降水的条件下地下水仍难以实现“以丰补欠”的自然调节,地下水储量减少5.81×108 m3。此研究成果为区域水平衡研究奠定了基础,对科学认识水土资源合理开发利用具有重要意义。