一、内容概述
松嫩平原是中国地质调查局部署开展的北方主要平原盆地地下水资源及其环境问题调查评价的工作地区之一，由沈阳地质矿产研究所承担，吉林大学水资源与环境学院、黑龙江省地质调查院、吉林省地质调查院参加，工作周期为2003～2005年。
工作充分利用了遥感、计算机、信息技术、同位素技术以及模型技术等新技术、新方法，发挥了多学科、多手段和产、学、研联合工作的技术优势，在投入大量的实物工作量的基础上开展了一次系统的、深层次的调查研究工作。
研究成果系统整理了前人资料和工作成果，首次建立了松嫩平原地下水数值模型和地质结构模型，实现了地质结构可视化与地下水流数值化，为地下水动态评价和地下水资源优化管理奠定了基础；研究中首次把预警理论运用于地下水污染研究，提出了地下水污染预警系统的框架，建立了地下水污染评价、预警系统，实现了对地下水污染演变的预测；工作采取了270组同位素样品，利用同位素技术研究了地下水的补、径、排与更新机制；以地下水系统为基础，重新评价了地下水资源，深入分析了近20年地下水补、径、排条件的变化；按不同深度含水层采取了2400多个水样进行化验分析，系统地评价了地下水水质现状，分析了水质变化趋势；深入分析研究了与地下水有关的环境地质问题及其近20年来的变化；成果集中反映了近20年来经济快速发展时期的生态环境变化，为评价地下水资源和保护生态环境提供了重要依据；通过工作建立了松嫩平原地下水资源及其环境问题空间数据库，为今后开展水文地质环境地质工作构筑了良好的工作平台；最后提出了松嫩平原地下水资源合理开发利用建议以及主要城市供水安全与对策。
1.建立了松嫩平原地下水流数值模型和地质结构模型
以GMS（Groundwater Modeling System）软件为平台，首次建立了全区地质结构模型和各市县分区地质结构模型，实现了地质剖面的任意切割和空间可视化。在地质结构模型的基础上，概化了含水层系统结构及边界条件，建立了水文地质概念模型。将研究区地下水流模拟的数值模型概化为非均质各向同性的孔隙潜水、孔隙承压水、孔隙裂隙承压水有越流联系的非稳定流混合模型，分别建立了地下水数学模型，用越流量将其耦合起来，从而建立基于整个盆地的地下水数值模型。利用实际地下水位统测资料对模型进行识别和验证，识别和验证效果良好，所建立的水流模型可靠。运用经过识别和验证的地下水流数值模型，在给定的开采方案下，对2010年和2020年的地下水流场的变化进行了预测，给出了未来松嫩平原地下水流场变化趋势。
2.建立地下水污染预警体系，开发了地下水污染预警系统
本次工作首次把预警理论运用于地下水污染研究，提出了地下水污染预警系统的设想，建立了地下水污染预警系统框架。利用GIS组件开发技术，与地下水污染预警模型相结合，开发了可以脱离GIS平台独立运行的地下水污染预警系统，并对齐齐哈尔市地区地下水水质进行了评价和预警的实例研究。该系统可以进行研究区的水质评价、水质预测、含水层固有脆弱性评价、污染源荷载风险计算、污染风险评价和污染预警分析。系统建立了模糊综合评价、神经网络、灰色模型、时间序列分析等数学模型，具有缓冲区分析、叠加分析、空间插值等空间分析功能，可以对空间数据进行等值线、等值面作图等，评价结果可以图、表及由它们互相组合形成的复合图形等多种形式表达。
3.利用同位素技术研究了地下水的补给、更新机制
本次研究采取氢氧同位素和碳同位素样品216组，结合已有的区域地质、岩相古地理、水文地质、环境地质和同位素等研究成果资料，按地下水系统分析了地下水的形成和演化；利用降水、河水、地下水的氢氧稳定同位素特征确定补给区的分带特征及其与地下水的关系；利用降水和地下水的放射性氚及放射性碳，分析不同含水层系统地下水的循环深度和范围，确定是否有古水或深部循环水补给；利用水化学和氢氧同位素、放射性碳沿流线的变化，确定了地下水可能的补给源、滞留时间、地下水流动的模式及空间展布特征；综合降水、河水、地下水的同位素和化学信息确定了地下水补给、径流、排泄机制。
4.开展了地下水资源现状评价及其补、径、排条件变化的研究
在野外调查的基础上，利用长系列水文气象资料对地下水资源进行了评价，并分析了近20年来地下水补给、径流、排泄条件的变化。采用水均衡法、解析法和数值模拟方法分别以地下水系统和各市县行政区为单元评价了地下水资源。按不同深度含水层采取了2400多个水样进行化验分析，采用多种方法系统地评价了地下水水质现状，并与已有水质监测资料进行对比，分析了地下水水质变化趋势，编制了不同含水层的水化学与水质评价图系。
5.开展了与地下水有关的环境地质问题研究，分析了环境地质问题的变化趋势
利用20世纪80年代中期和2000～2001年的卫片对松嫩平原土地沙化、盐渍化和湿地分布的现状进行了解译，对比分析了其发展变化趋势，利用GIS空间分析功能定量研究了近20年土地沙化、盐渍化和湿地的变化。基本查明了地下水位区域下降的幅度、范围，分析了哈尔滨、大庆、齐齐哈尔、长春等城市的地下水位下降漏斗的发展变化趋势。
6.建立了松嫩平原地下水资源及其环境问题空间数据库
以中国地质调查局开发的地下水资源及其环境问题数据库软件为平台，建立了松嫩平原地下水资源及其环境问题空间数据库，数据库收录了本次调查获取的所有调查资料和以往主要成果资料，数据库内容涵盖了水文地质野外调查、钻孔资料、抽水试验综合成果、分析测试数据、社会经济等资料以及遥感解译、综合报告等成果报告和图件。有钻孔1886个，地下水水质资料2408个，同位素测试数据216组，地下水统测点2431个，地下水水位统测野外记录9691个，机民井调查点2346个，抽水试验综合成果表1185个。数据库的建立不仅提高了水文地质资料的信息化程度，也为实现水文地质资料的社会化服务奠定了基础，为今后松嫩平原开展水文地质环境地质调查研究提供了工作平台。
二、应用范围及应用实例
调查成果是对松嫩平原地下水资源及其环境问题现状进行的一次深入系统总结，成果已公开出版，对松嫩平原的水资源可持续利用与保护管理，保障当地社会经济可持续发展具有重要意义。项目成果在松嫩平原各市县国土部门和水利部门被广泛应用，并在后期开展的松嫩平原地下水动态调查、松嫩平原地下水动态监测网建设以及松嫩平原地下水污染调查项目开展过程中起了基础支撑作用。
三、推广转化方式
会议交流、项目合作、咨询服务等。
技术依托单位：中国地质调查局沈阳地质调查中心
联系人：王晓光 赵爱林
通讯地址：沈阳市皇姑区黄河北大街1号
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