黑龍江地質(zhì)環(huán)境特征與主要地質(zhì)災害

徐德蘭，郭長林

（黑龍江省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，黑龍江 哈爾濱 150030）

0 自然概況

黑龍江省為我國東北部邊陲省份，北部和東部隔黑龍江、烏蘇里江與俄羅斯相對，西部與內(nèi)蒙古自治區(qū)毗鄰，南部與吉林省接壤。地理坐標：北緯43°26'～ 53°26'，東經(jīng) 121°10'～ 135°20'。面積 45.85 ×104km2，人口 3817萬人，包括漢、滿、蒙古、朝鮮、回、達斡爾等46個民族。全省共設12個地級市，一個地區(qū)，19個縣級市，46個縣，一個自治縣。

黑龍江省地域遼闊，地形形態(tài)復雜，山地—平原相間展布?？傮w地勢，西北部、北部和東南部高，東北部和西南部低。西北部為大興安嶺山地，北部為小興安嶺山地，東部為張廣才嶺、老爺嶺、太平嶺和完達山組成的山地。東北部為三江平原，東部為興凱湖平原，西南部是松嫩平原（圖1）。山地區(qū)總面積26.98×104km2，平原區(qū)面積近 18.87 ×104km2。

黑龍江省位于中緯度亞洲大陸東岸，太平洋西岸，大部分地區(qū)屬中溫帶，僅最北部大興安嶺的漠河縣、塔河縣屬寒溫帶。全省氣候具有明顯的大陸性季風氣候的特征，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨，春季少雨干旱多大風，秋季涼爽多早霜。全省年平均氣溫多在－5～5℃，為全國氣溫最低省份，全年有5個月的平均氣溫在0℃以下，氣溫的季節(jié)性變化明顯。極端最高氣溫41.6℃。年平均氣溫，平原高于山地，南部高于北部，北部大興安嶺一帶在－4℃以下，東南部可達4℃以上，年溫差最大達48℃。全省多年平均降水量為400～800mm，降水量分布極不均衡，東西地區(qū)差異明顯，呈現(xiàn)山區(qū)大于平原區(qū)，東部大于西部的趨勢。中東部山地年平均降水量達600～800mm，向兩側(cè)平原區(qū)遞減至300～400mm，且具明顯的季節(jié)性變化特點。全年降水量的60％以上集中在6～9月份，春秋兩季占17％左右，冬季僅占4％。

黑龍江省水系發(fā)育，河流、湖泊眾多，地表水資源豐富。流域面積在50km2以上的河流有1918條，5000km2以上的20條，10000km2以上的18條，多年平均徑流量為655.83×108m3，構(gòu)成黑龍江和綏芬河兩大水系。黑龍江水系包括黑龍江、烏蘇里江、松花江、嫩江和牡丹江等，綏芬河水系境內(nèi)包括綏芬河。

1 地下水環(huán)境現(xiàn)狀

1.1 地下水水位特征

黑龍江省水資源開發(fā)是以地下水與地表水聯(lián)合開發(fā)利用為戰(zhàn)略指導思想。由于水資源分布不均性和水資源開發(fā)的盲目性，致使局部地區(qū)，特別是人口密集的大中城市出現(xiàn)了地下水嚴重超采現(xiàn)象，地下水位持續(xù)下降，甚至出現(xiàn)了不同程度的地面沉降現(xiàn)象。

如：哈爾濱市因長期高強度開采地下水而引發(fā)的地下水位下降、形成地下水位降落漏斗。同時，由于工業(yè)“三廢”的不合理排放及生活垃圾的散堆、散放造成了局部地段出現(xiàn)了地下水水質(zhì)污染等問題。目前，哈爾濱市形成了以菅草嶺為中心、漏斗面積達380km2［1］的區(qū)域地下水位降落漏斗。在漏斗中心地區(qū)累計地面沉降量 15.8cm［2］。

大慶市由于采油注水及工、農(nóng)業(yè)、生活用水而長期超量開采地下水，已使該地區(qū)形成巨大降落漏斗，其漏斗中心水位降深已超過50m，漏斗面積近5000多km2，幾近覆蓋整個大慶，并波及到與大慶相鄰的周邊市縣。地下水位的大幅度下降已誘發(fā)了諸如地面沉降、土地退化、局部氣候干旱等一系列地質(zhì)災害問題。

圖1 黑龍江省地貌圖Fig.1 PhysiognomicmapsofHeilongjiangprovince

松嫩平原地區(qū)地下水環(huán)境主要受地質(zhì)地貌、水文、氣象等因素的控制，在不同的地貌單元表現(xiàn)出不同的差異。

河谷漫灘區(qū)地下水水位變化規(guī)律是豐水年地下水位上升，平水年地下水水位相對穩(wěn)定，枯水年地下水位相對下降；階地區(qū)地下水水位呈波動型變化，局部地段受開采等因素的影響呈上升或下降趨勢；低平原區(qū)地下水位呈下降趨勢，其中潛水平均下降約0.10m，承壓水平均約下降0.08m；高平原區(qū)地下水位動態(tài)是：粘性土裂隙孔隙潛水水位動態(tài)主要隨著降水量的變化而變化，松散巖類砂礫石孔隙承壓水水位動態(tài)呈下降趨勢，松花江北部高平原區(qū)平均下降約0.20m，松花江南部高平原區(qū)平均下降約0.25m。前第四系碎屑巖類裂隙孔隙承壓水位呈上升趨勢，平均上升約0.32m。

1.2 地下水水質(zhì)特征

地下水水質(zhì)表現(xiàn)為常量化學成份在部分監(jiān)測點中超過生活飲用水水質(zhì)標準，多呈點狀分布，極少呈片分布，影響地下水水質(zhì)的主要指標是化學耗氧量、硝酸鹽和總硬度三項指標；微量化學成份中，除鐵、錳受原生地質(zhì)環(huán)境的影響檢出含量較高外，在工作區(qū)西部低平原區(qū)氟檢出含量超標率達到15.18％，主要是天然水質(zhì)不良所致，其余元素的含量均比較低，僅極個別點有超標現(xiàn)象；工作區(qū)地下水水化學類型，大部分地區(qū)為重碳酸型，局部由于受人類經(jīng)濟活動和生活的影響形成點狀分布的重碳酸氯化物型、重碳酸硫酸型及氯化物與硫酸型水；地下水礦化度多小于1.0g/L，局部地段大于1.0g/L。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境

截止2003年底全省有各類礦山企業(yè)4387個。以煤炭礦山為最多，達 1255家，占全部礦山的28.6％，其次為磚瓦粘土企業(yè)占26.8％，建筑石料礦山占19.7％，建筑砂占8％，金占1.6％，水泥大理巖占3.4％。由于多年的開采，礦產(chǎn)資源逐漸枯竭，據(jù)初步統(tǒng)計全省已有341個礦井閉坑廢棄。因礦山開采而產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題主要有采空塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、固體廢棄物占用破壞土地、地下水資源枯竭、礦坑突水、煤層自燃等。全省共有礦山開發(fā)引發(fā)的突發(fā)性地質(zhì)災害218處，直接經(jīng)濟損失15817.6萬元。

2.1 采空塌陷

采空塌陷主要分布雞西、鶴崗、雙鴨山、七臺河四個煤碳城市。經(jīng)過幾十年的不斷開采，已形成了一個面積551.25km2的塌陷區(qū)，直接受影響的群眾達30多萬人，礦區(qū)塌陷面積擴大與治理滯后的矛盾十分突出。據(jù)統(tǒng)計，2002年末四大煤城共有塌陷區(qū)域551.25km2（表 1），已由國家投資治理 96km2，還有455.25km2沒有得到治理。

2.2 煤矸石占用破壞土地

據(jù)統(tǒng)計，四大煤城共有矸石3563座，其中大型190座，中小型3373座，矸石累計存放量34917.5×104t（表 2），其中最大的矸石堆占地 6.58hm2，高91.4m，重量達 583.88 ×104t。

表1 四大煤城采空塌陷情況統(tǒng)計表Table1 Goafsubsidenceconditions statisticaltableofthefourcoalcity

2.3 其他

全省共發(fā)生滑坡6處，影響范圍14.4hm2；地裂縫6條，影響范圍70.25hm2；礦坑突水2處，影響范圍2901hm2，直接經(jīng)濟損失884萬元。

表2 四大煤城煤矸石存放統(tǒng)計表Table2 Coalganguedepositsituation statisticaltableofthefourcoalcity

2.4 地質(zhì)災害現(xiàn)狀

我省屬地質(zhì)災害多發(fā)、頻發(fā)省份，截止到目前，我省已查清地質(zhì)災害隱患點1481處，其中崩塌324處、滑坡45處、泥石流191處、地面塌陷190處、地裂縫7條、不穩(wěn)定斜坡 407處、塌岸 124處、水土侵蝕193處［3］（圖2）。對城鎮(zhèn)、農(nóng)田、交通干線、工礦、學校及水庫等造成不同程度危害。已造成10余人傷亡，毀房近1000間、毀田約1×104hm2、損失牲畜26頭、沖毀水庫5座、大小橋梁92座、公路100km、輸電線路3×104m，直接經(jīng)濟損失近30×108元，潛在威脅著重大工程、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、礦山和交通干線，受威脅群眾達50萬人，潛在經(jīng)濟損失近50×108元，嚴重威脅人民生命和財產(chǎn)安全。

圖2 黑龍江省地質(zhì)災害發(fā)育情況餅圖Fig.2 Piechartsofdevelopmentconditionsof geologicaldisastersinHeilongjiang

根據(jù)黑龍江省地質(zhì)環(huán)境特點及已有地質(zhì)災害資料，突發(fā)性地質(zhì)災害以崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、塌岸等突發(fā)性地質(zhì)災害為主。多發(fā)生于每年的7、8、9三個月內(nèi)，規(guī)模多以中小型居多，在分布上已由過去的點狀、線狀向目前的面狀發(fā)展，發(fā)育及其分布特征為：

2.4.1 東南部丘陵山地崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災害分布區(qū)

范圍為拉林河以東、松花江以南的廣大丘陵地區(qū)，主要包括哈爾濱東南部、牡丹江、雞西、七臺河、雙鴨山等市，該區(qū)由張廣才嶺、老爺嶺、完達山脈組成，是長白山脈的一部分，海拔600～1000m，山地陡峭、河流源短流急、溝谷中多有第四系松散堆積物，區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件復雜，構(gòu)造發(fā)育，人為活動較強，汛期如遇有持續(xù)性降水，極易誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流等突發(fā)性地質(zhì)災害。

2.4.2 東北部低山丘陵滑坡、泥石流地質(zhì)災害分布區(qū)

范圍為松花江以北的大、小興安嶺區(qū)域，包括五大連池、綏化東部及黑河、伊春、鶴崗等市，海拔標高600～1400m，為低山丘陵地貌，溝寬坡緩，但坡度大于25°，溝谷呈圈椅形、簸箕形的地區(qū)有汛期發(fā)生滑坡、泥石流的可能，特別是部分露天采礦區(qū)及礦山尾礦堆積區(qū)，遇高強度降水，極易導致滑坡、泥石流的發(fā)生。

2.4.3 四大煤城采空塌陷分布區(qū)

目前，四大煤城因采煤產(chǎn)生地面塌陷的面積已達500余km2，塌陷深度不等，深者可達10余m，積水成湖，淺者形成積水洼地，造成房屋開裂、坍塌，良田、公路被毀，給當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和人民正常生活帶來巨大影響，汛期要加強防范。

2.4.4 江河沿岸塌岸、滑坡、泥石流分布區(qū)

主要分布黑龍江、松花江、嫩江等流域，特別是黑龍江、烏蘇里江等界河，受江水侵蝕及降水影響，極易導致塌岸地質(zhì)災害發(fā)生，既造成國土流失，又破壞生態(tài)環(huán)境。

3 地質(zhì)環(huán)境發(fā)展趨勢

3.1 地下水環(huán)境發(fā)展趨勢

根據(jù)黑龍江省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站多年地下水動態(tài)監(jiān)測資料，主要城市地下水位變化由20世紀80年代初開始至80年代末急劇下降到整個20世紀90年代緩慢下降發(fā)展至目前的不均勻升降動平衡狀態(tài)。如哈爾濱市區(qū)地下水降落漏斗由1980年的100km2，發(fā)展到1990年的300km2，到1998年發(fā)展到380km2，目前漏斗面積仍保持380km2，漏斗中心最大水位降近28m。

松嫩平原第四系承壓水水位總體呈下降事態(tài)，1996年至2008年平均累計下降1.72m，最大累計下降3.42m，年平均下降0.14m（圖3）。

圖3 松嫩平原地下水位動態(tài)變化曲線圖Fig.3 GroundwaterdynamichydrograhofSongnenplain

3.2 地質(zhì)災害發(fā)展趨勢

圖4 地質(zhì)災害分布圖Fig.4 Distributionofgeologicaldisaster

從全省地質(zhì)災害分布及其產(chǎn)生因素看，突發(fā)性地質(zhì)災害主要發(fā)育在東部山地及東北部小興安嶺山脈，行政單元為牡丹江，雙鴨山、七臺河、雞西及伊春等地（圖4），災害種類主要是崩塌、不穩(wěn)定斜坡、泥石流和地面塌陷為主，緩變性地質(zhì)災害主要分布在黑龍江省西部低平原地區(qū)，災害種類主要以沙化、鹽漬化為主。從災害發(fā)生規(guī)模和災情上看，突發(fā)性地質(zhì)災害以中小型為主，且主要發(fā)生在汛期，主要威脅村屯、道路及農(nóng)用土地。緩變性地質(zhì)災害呈區(qū)域性分布，其分布范圍和發(fā)育程度呈上升趨勢。1986年和2000年兩期遙感圖象所解譯的土地沙化結(jié)果顯示，在14年間，松嫩平原土地沙化面積共增加120642.1hm2，年增長率為8619.29hm2/a，總面積573752.1hm2。其中輕度沙化面積減少42939.53hm2，比1986年減少了 12.40％；中度沙化面積增加147442.55hm2，比1986年增加了138.05％；重度沙化面積積增加了16139.00hm2，比1986年增加 280190.97％（圖 5）。鹽漬化總面積386486.79hm2，其中輕度鹽漬化面積116051.07hm2，中度鹽漬化面積167478.07hm2，重度鹽漬化面積102957.67hm2［4］。

圖5 松嫩平原1986～2000年土地沙漠化面積變化圖Fig.5 Variationsofdesertificationareaof SongnenPlainin1986－2000

3.3 礦山地質(zhì)災害發(fā)展趨勢

主要分布在雞西、鶴崗、雙鴨山、七臺河及大慶地區(qū)，其中雞西、鶴崗、雙鴨山和七臺河主要以地面采空塌陷為主，同時伴有地裂縫、滑坡及矸石、尾礦占用破壞土地和地下水疏干而產(chǎn)生地下水資源枯竭等，雖然國家及省投資對塌陷區(qū)進行了部分治理，但治理區(qū)僅占塌陷區(qū)的21％，塌陷仍是該地區(qū)主要礦山地質(zhì)災害。

4 結(jié)語

總體上看，黑龍江省環(huán)境地質(zhì)問題主要是地下水位下降、局部水質(zhì)污染，山地丘陵地區(qū)的崩塌、滑坡、泥石流，煤炭城市的采空塌陷、地裂縫及西部低平原地區(qū)的土壤鹽漬化、沙化等。地下水環(huán)境問題主要分布在哈爾濱市、大慶市及松嫩平原，哈爾濱、大慶由于集中開采地下水而形成了區(qū)域地下水位降落漏斗，面積分別達380km2和5000km2；松嫩平原則呈現(xiàn)地下水位多年持續(xù)下降趨勢，十二年最大累計下降3.42m。松嫩平原14年土壤沙化面積增加120642.1hm2，年增加 8619.29hm2。雞西、鶴崗、雙鴨山、七臺河四大煤城采空塌陷累計551.25km2，塌陷區(qū)面積占采空區(qū)面積131％，占礦區(qū)面積的48％，直接影響30萬人生命財產(chǎn)安全，是當前制約該地區(qū)城市發(fā)展的突出環(huán)境地質(zhì)問題之一。

黑龍江省地域遼闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，環(huán)境地質(zhì)問題種類繁多，特別是城市化進程加快和煤炭、石油進一步開發(fā)，致使地質(zhì)環(huán)境進一步惡化，產(chǎn)生了一系列環(huán)境地質(zhì)問題，客觀上制約了本省經(jīng)濟發(fā)展。雖然近年來加大了地質(zhì)環(huán)境治理投入，但環(huán)境地質(zhì)問題仍十分突出。應盡快加大政府和社會治理環(huán)境投資力度，從根本上改變黑龍江省環(huán)境地質(zhì)狀況。

［1］郭長林，等.1996－2000年哈爾濱市地下水環(huán)境質(zhì)量報告［R］.2001.GUO Changlin，etal. Reportaboutthe quality of groundwaterenvironmentinHarbinoftheyear1996－2000［R］.2001.

［2］郭長林.哈爾濱市地面沉降預測分析［J］.世界地質(zhì)，2006，25（3）.GUOChanglin，Predictionanalysisoflandsubsidencein Harbin［J］.WorldGeological，2006，25（3）.

［3］黑龍江省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.黑龍江省重要地質(zhì)災害隱患點照片集［R］.2009.GeologicalEnvironmentalMonitoringStationofheilongjiang province.Collectionofpicturesaboutimportantgeological hazardhiddendangerpointsinHeilongjiang［R］.2009.

［4］楊湘奎.邢開等松嫩平原（黑龍江）地下水資源及其環(huán)境問題調(diào)查評價［R］.黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究院.2006.YANGXianggui，XINGKai，etc.Surveyandassessment ongroundwaterresourcesandit＇senvironmentalproblemsof theSongnen Plains（Heilongjiang）［J］.Heilongjiang GeologyResearchInstitute.2006.