大兴安岭多年冻土区地下水特征
【摘 要】大兴安岭多年冻土区，地下水可以说是与其他非多年冻土区的成因、分布、排泄有所不同，因为它受到水文、气象、纬度、气温、地温、地质岩性、构造关系、加之多年冻土的分布直接的影响了地下水的生成、发展、运移规律，为此该区地下水由于冻土存在形成了独特的特点。
【关键词】多年冻土；冻土区地下水；大兴安岭
1.自然地理概况
1.1气象水文条件
大兴安岭地处我国东北部，该区广泛分布着多年冻土，冻土面积占该区面积的70～80 %左右，主要分布在北纬47°00′～53°30′左右，平均海拔600～800m，是典型的寒温带大陆性气候，冬季严寒漫长，夏季多雨短暂，但年降水量不大，年平均气温一般为-2～5.5℃，在最北部极端最低气温可达-52.3℃，月平均负温期长达6～7个月，年平均气温差较大，夏季短暂，冬季漫长。而此区多为寒冷植物生长，由于森林的存在有利于涵养地下水。该地平均地温一般在-1～-2.5℃，冻土厚度北部最厚，最大在130m左右，随着纬度降低，冻土厚度逐渐的有所减少，如南部边缘地区，冻土存在的厚度仅为5-10m左右。季节融化层分布厚度不等，视岩性不同、地质不同、朝向不同、水文气象不同、植被不同等等诸多因素，大兴安岭季节融化层厚度也有所差异，由于岩性不同，最大厚度可到3-3.5m（如融区），最小厚度0.2-0.3m左右（如沼泽湿地区）。该区年降水量450～550mm左右，由于在多年冻土区，地表水入渗条件较差，多以地表径流排泄，大气降水也是如此。
1.2区域地质地貌情况
①大兴安岭多年冻土区多为中低山区，在其沟谷部分为山间河谷冲洪积平原区，其成因：中低山区为区域地质多时期构造运动的结果，构造发育断层较多，为地下水补给储存提供了有利的条件；②山间河谷冲积平原区，大部分多为多年冻土，仅在大河两侧出现部分融区，为融区地下水提供了储存条件；③在大兴安岭多年冻土区也同样存在着坡积层、残积层冻结层上水供水意义不大，水量随冻结时间的变化逐渐减少，甚至没有； ④水文情况：大兴安岭分布着多条河流，如呼玛河、塔河、阿穆尔河等十多条河流，在河流两岸存在程度不等冻土分布，越往下多年冻土面积减少，融区补给条件良好，为各类地下水补给提供了有利条件。
2.多年冻土区地下水类型及特点
2.1多年冻土区地下水类型
多年冻土区地下水的类型与其他地区有所不同。按地下水存在的类型来说，分融区地下水、多年冻土层下地下水等，其种类繁多，成因复杂，涉及到冻土的分布、冻土的厚度、冻土的埋藏条件等。由于冻土的存在，直接的控制了地下水的储存条件及分布规律，改变了非多年冻土区的补、径、排条件，为地下水寻找与探寻造成了不利条件。另外，该区的水文、气象、植被、河流等，均受多年冻土的控制和影响。如在北部地区融区较少，甚至大的河流也有连底冻的情况，为地下水的探寻与寻找造成了极其不利的条件。综合上述诸多因素，对地下水进行如下的分类：无论是在片状多年冻土区还是岛状融区多年冻土区、岛状多年冻土区，随着纬度的降低，补给条件的改变，冻土的退化，气温的升高，改变了多年冻土区的储存分布条件，越往下融区地下水、融区构造水、融区风化裂隙水、融区风化构造裂隙水提供了有利的条件，供水意义较好。按上述诸多因素对于多年冻土地下水类型可按杨润田、林凤桐著作中[1]的分类方法进行如下分类，见表2.1： 经作者验证认为该分类方法比较符合我国的实际情况。
表2.1 多年冻土区地下水分类系统表
2.2大兴安岭多年冻土区地下水的补、径、排特点
①片状多年冻土区约70-80%的连续，由于多年冻土分布特点是：厚、大、深，为地下水补、径、排提供了极为不利的条件，造成地下水补给方式单一，如有些大气降水根本无法渗入。另外，因多年冻土层的存在阻碍了大气降水和河水的渗入，为大气降水的补给、径流、排泄造成不利条件，补给方式单一，补给路径较长，多靠大河融区及构造裂隙远区补给，此水因为远区补给源较高，多为承压自流水，如图2.1和表2.2。
表2.2 霍拉河盆地部分钻孔富水性及冻土厚度[2]
根据上述情况，对多年冻土区地下水特征累述如下：
①分布特征：多年冻土区地下水补、径、排的控制条件，除了受非多年冻土区的控制因素影响外，主要受多年冻土的分布所制约，随着纬度的升高，冻土分布的面积及厚度都有所增加，地温变低，多年冻土对地下水的补给及排泄起到严格的控制作用。在此区，大气降水往往以地表径流方式排泄于河流，而在北部，河谷地区有时也存在多年冻土，所以不管是大气降水补给，还是河水补给，其补给条件都受多年冻土的控制。
②融区地下水补给条件改变的规律：在北部，片状多年冻土区，地下水补给方式单一，补给速度缓慢，随着融区面积逐渐增大，越往南部，地下水补给条件有所改观，补给方式也有所增多，不论是地表水、地下水还是大气降水都有密切联系，因此，水量随着纬度的降低有所增加，水质类型也有所改变。
③分布条件：片状多年冻土区的地下水补给源往往较远，多以大型的江、河、湖构造断裂带为补给通道，因大气降水不能直接渗入，补给区的形成路径较远，补给速度缓慢，因此，该区地下水水量多出现滞后型，即丰枯水期补给差异性较大，滞后时间约一到两个月。随着纬度降低，补给条件有所改善，补给途径及方式均有所增多，由远区河流补给、近区融区的河流潜水补给及其它的大气降水补给等均有所加强，补给方式多变，补给条件较好，水量增大，水位下降较小，具有一定开采能力和供水意义。
④排泄条件：在片状多年冻土区地下水排泄方式单一，以远区排泄方式为主，近区排泄次之，大部分水通过断裂带溢出而形成泉水，这种排泄方式多出现冰椎和冰丘。另外，随纬度的降低，排泄途径也有所改变，如排泄于融区及断裂构造带中等。
3.结论
从上述论述情况来看，多年冻土地下水形成条件、分布规律是复杂多变的，随着纬度的逐渐降低，地下水的补、径、排条件有所改变，不仅含水条件较好，补给条件也有所加强，从单一补给方式，逐渐的变为多种形式的补给因素，对于多年冻土区开发地下水起到了良好的作用。因多年冻土区是一种特殊土的地区，一切工作都在探索之中，尤其是对今后多年冻土区地下水的研究与分析更应该加以深入探讨，且今后开发冻土区建设应多多积累经验，为社会主义开发建设提供有利的条件。
【参考文献】
[1]杨润田，林凤桐.多年冻土区水文地质及工程地质学[M].哈尔滨：东北林业大学出版社，1986，8：54-58.
[2]林凤桐，涂光中.大兴安岭霍拉盆盆地冻土水文地质特征.中国地理学会冰川冻土学术会议论文选集（冻土学）[C].北京：科学出版社，1982：22-28.