李善智，李夢玲，戴長雷，張兆廷

(1.黑龍江大學(xué)寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學(xué)中俄寒區(qū)水文和水利工程聯(lián)合實驗室，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 研究區(qū)選定

黑龍江(阿穆爾河)是東北亞的一條國際邊界河流，流域面積185.6萬 km2，全長約4440 km。它從蒙古的肯特山出發(fā)，東經(jīng)中國黑龍江省和俄羅斯遠(yuǎn)東聯(lián)邦南段，流經(jīng)東北部的哈巴羅夫斯克邊境地區(qū)，最終流入韃靼海峽[1]。結(jié)雅河(精奇里江)是黑龍江俄方的主要支流，流域面積23.30萬 km2，全長約1242 km，從外興安山脈的托金斯基山脈南坡出發(fā)，經(jīng)過山脈、山間盆地、高平原和結(jié)雅-布列亞平原，在布拉戈維申斯克(海蘭泡)流入黑龍江。流域位于俄羅斯東南部，整個流域位于俄羅斯阿穆爾州境內(nèi)。布列亞河流域面積7.07萬 km2，全長約623 km，在中國古代曾被稱為“牛滿河”(牛滿江)，是俄羅斯遠(yuǎn)東黑龍江左岸的第二大支流，位于埃佐普山和杜謝阿林山的左右交叉處，西南橫穿結(jié)雅-布列亞平原。遜河又稱“遜別拉河”，是黑龍江省中游南岸的一條重要支流，流域面積738 km2，全長279 km，在黑龍江省的西北角，來自黑河西部山區(qū)和小興安嶺東南麓。遜河從西向東經(jīng)過黑河市愛輝區(qū)、孫吳縣和遜克縣，沿途匯集了各種支流，與遜克縣車路鄉(xiāng)西雙河村附近的黑龍江干流匯合。

結(jié)布遜平原是由黑龍江、結(jié)雅河、布列亞河和遜河四河沖擊而成的平原，如圖1所示。研究區(qū)擁有大量地表水和地下水資源，為跨國界平原，平原地下水資源為中俄跨國界含水層，平原周圍山脈眾多，地下水大多屬于山區(qū)地下水。同時結(jié)布遜平原也是跨國界含水層，含水層為條帶狀，對它的區(qū)劃與分析對中國和俄羅斯的水權(quán)分配有著重要的意義，對結(jié)布遜平原范圍的圈定以及水資源的區(qū)劃與分析，可為該地區(qū)的水資源評價、水權(quán)分配等方面的工作提供參考[2]。

圖1 結(jié)布遜平原范圍區(qū)劃

2 區(qū)劃原則和方法

2.1 區(qū)劃原則

區(qū)劃原則基于地表水、地下水和行政管理三個變量，將首先進(jìn)行單因素分區(qū)，目標(biāo)是盡可能保護(hù)該地區(qū)所有水系的完整性[3]。單因素分區(qū)包括基于地表水分區(qū)、基于地下水分區(qū)、基于行政管理分區(qū)，再進(jìn)行多因素分區(qū)，多因素區(qū)劃分為雙因素和三因素分區(qū)，雙因素分區(qū)包括基于地表水-地下水分區(qū)、基于地表水-行政管理分區(qū)、基于地下水-行政管理分區(qū)，三因素分區(qū)為基于地表水-地下水-行政管理分區(qū)。

2.2 區(qū)劃方法

收集研究區(qū)相關(guān)行政區(qū)劃圖、水系圖、水文地質(zhì)區(qū)劃圖。需要具有相同比例的清晰、準(zhǔn)確和權(quán)威的圖件[4-5]。同時，應(yīng)具有與之兼容的可比軟件，并可作為設(shè)計參考。結(jié)布遜平原涉及的地域廣、信息復(fù)雜。首先根據(jù)黑龍江流域水系分區(qū)原則，使用制圖軟件填充底圖數(shù)據(jù)，然后使用剩余的底圖數(shù)據(jù)和收集的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，描繪不同分區(qū)原則下的結(jié)布遜平原相關(guān)分區(qū)，最后與繪制的結(jié)布遜平原分區(qū)圖進(jìn)行疊加分析，得到結(jié)布遜平原水文地理分區(qū)圖，為今后的相關(guān)研究提供參考。

3 單因素區(qū)劃

3.1 基于地表水的區(qū)劃

地表水分區(qū)以綜合性和主導(dǎo)性、相似性和差異性為原則，反映河流水系的空間分異規(guī)律，以確保流域的完整性[6]。水資源的評估、規(guī)劃、開發(fā)和利用都得益于地表水分區(qū)。根據(jù)結(jié)布遜平原的地貌特征參照亞洲水系圖、黑龍江流域水系圖，耦合各條河流流域圖，得到結(jié)布遜平原地表水區(qū)劃圖。

根據(jù)結(jié)布遜平原繪制的地表水系分區(qū)圖將結(jié)布遜平原共分為8個分區(qū)，分別是：布列亞河區(qū)、黑龍江干流區(qū)、烏爾坎河流域、杰普河流域。謝列姆賈河流域、托木河流域、結(jié)雅河干流區(qū)和松花江區(qū)。

3.2 基于地下水的區(qū)劃

地下水分區(qū)不僅可以揭示地下水的水文地質(zhì)規(guī)律，還可以通過考慮形成地下水并影響其分布的水文因素，揭示地下水與地質(zhì)、地形、構(gòu)造、水文、氣候等多種自然變量之間的相互作用[7]。

根據(jù)結(jié)布遜平原繪制定的地下水系分區(qū)圖將結(jié)布遜平原共分為3個分區(qū)，分別是：孔隙水、裂隙水、裂隙孔隙水。

3.3 基于行政管理的區(qū)劃

考慮到政治、經(jīng)濟(jì)和人口問題，行政區(qū)劃通常作為其他區(qū)劃系統(tǒng)的指導(dǎo)力量。研究區(qū)的中國部分(黑河市、孫吳縣、遜克縣、嘉蔭縣)的人口密度遠(yuǎn)高于整個平原的平均水平，而俄羅斯部分則較低。

在劃分行政區(qū)域時，政治、經(jīng)濟(jì)、文化、民族、地理、人口和其他變量都被考慮在內(nèi)。行政區(qū)域通常是分開的，以實現(xiàn)對單一功能的控制，這既便于管理，又適合當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)增長。根據(jù)現(xiàn)階段的資料對結(jié)布遜平原進(jìn)行行政區(qū)劃，結(jié)布遜平原涵蓋了中國(黑河市、孫吳縣、遜克縣、嘉蔭縣)4個部分，俄羅斯(結(jié)雅區(qū)、馬格達(dá)加奇區(qū)、施馬諾夫斯克區(qū)、斯沃博德內(nèi)區(qū)、馬扎諾沃區(qū)等)20個部分，共24個區(qū)域。

4 多因素區(qū)劃與分析

4.1 雙因素區(qū)劃與分析

地下水和地表水密不可分。河流和湖泊是最常見的地表水來源。裂隙水、孔隙水、裂隙孔隙水和巖溶水是最常見的地下水類型[8]。它們在各種時空變量下相互補(bǔ)充，以保持水資源的平衡。對地表水分區(qū)圖和地下水分區(qū)圖進(jìn)行疊加，分析二者之間的差異和關(guān)系，建立了結(jié)布遜平原地表水-地下水耦合分區(qū)圖。根據(jù)結(jié)布遜平原創(chuàng)建的地表水-地下水耦合分區(qū)圖，地表水和地下水的特征，將結(jié)布遜平原劃分為13個區(qū)塊。

基于水資源的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會特征，將地表水分區(qū)和行政分區(qū)有機(jī)結(jié)合在一起。合理開發(fā)利用地表水資源，有利于促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善環(huán)境。將地表水分區(qū)圖與行政分區(qū)圖疊加生成結(jié)布遜平原地表水-行政耦合分區(qū)圖，將結(jié)布遜平原劃分為52個區(qū)塊。

地下水資源是全球水資源的一個組成部分，與大氣水資源和地表水資源相互交織，相互影響[9]。它包含一定數(shù)量的地下儲存空間，也參與自然水循環(huán)，流動性和可恢復(fù)性是它的兩個特點。地下水作為地球上的主要水體，具有供水連續(xù)、分散性大、水質(zhì)高等優(yōu)點。它是人類生產(chǎn)和生存以及農(nóng)業(yè)灌溉的重要水源。根據(jù)結(jié)布遜平原制定的地下水-行政管理耦合分區(qū)圖，將結(jié)布遜平原劃分為44個區(qū)塊。

4.2 三因素區(qū)劃與分析

通過對黑龍江流域的行政區(qū)劃圖、地表水區(qū)劃圖與地下水區(qū)劃圖三者疊加耦合，得到結(jié)布遜平原地表水—地下水—行政管理耦合區(qū)劃圖，見圖2。利用三要素區(qū)劃圖可以清楚地了解各區(qū)域水資源的總體狀況，有利于各區(qū)域水資源的開發(fā)利用[10]。根據(jù)結(jié)布遜平原創(chuàng)建的地表水-地下水-行政管理耦合分區(qū)圖，地表水、地下水和行政管理標(biāo)準(zhǔn)，將結(jié)布遜平原劃分為71個區(qū)塊。以HLⅠA1為例，HL表示地表水區(qū)劃中黑龍江干流區(qū)，Ⅰ表示地下水區(qū)劃中的裂隙孔隙水，A1表示行政區(qū)劃中的結(jié)雅區(qū)。三因素耦合分區(qū)圖采用這種方式進(jìn)行標(biāo)注，見表1。

圖2 結(jié)布遜平原三因素耦合區(qū)劃

表1 基于地表水—地下水—行政管理的結(jié)布遜平原水文地理區(qū)劃

續(xù)表1

5 結(jié) 論

根據(jù)行政管理、地表水與地下水三因素區(qū)劃原則，對結(jié)布遜平原進(jìn)行區(qū)域劃分，按照行政區(qū)劃分為24個區(qū)域，按照地表水區(qū)劃分為8個區(qū)域。水系已簡化，僅顯示結(jié)布遜平原的主要水系。根據(jù)孔隙水、裂隙水、孔隙裂隙水等將結(jié)布遜平原劃分為3個區(qū)域。將行政區(qū)劃圖、地表水區(qū)劃圖與地下水區(qū)劃圖三者疊加耦合，得到雙因素以及包含71個區(qū)塊的三因素耦合區(qū)劃。

結(jié)布遜平原尚未進(jìn)行全面系統(tǒng)的調(diào)查?；谒牡乩項l件的分區(qū)可以反映水資源的區(qū)域差異，為水資源合理開發(fā)利用和水資源規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。同時也為該地區(qū)的水資源評價、水權(quán)分配等方面的工作提供參考。