中国东北和俄罗斯远东水文地理区划与分析
时间：2023-04-21 10:50:05 来源：千叶帆 本文已影响人
程 锐,周 洋,于 淼,3,李梦宇,戴长雷
(1.中国水利学会，北京 100053；
2.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080；
3.东北联邦大学，俄罗斯 雅库茨克 677000；
4.中国水利水电科学研究院，北京 100038)
自2017年国务院新闻办公室发布《中国的北极政策》白皮书，提出要与各方建立“冰上丝绸之路”[1-2]。从此，位于“中蒙俄经济走廊”和“冰上丝绸之路”之间的中国东北和俄罗斯远东就成为研究的重点区域[3]。
不少学者提出，可通过公路、铁路等陆运方式与河流运输相结合，降低完全通过海运方式运输带来的高成本。张凯文等[4]通过梳理“一带一路”与“冰上丝绸之路”间的交通线路，提出了三条连接“一带一路”与“冰上丝绸之路”的运输路线。孙佳伟等[2,5]通过对位于中国东北和俄罗斯远东地区的一条陆河联运路线所经过的流域特征进行分析，得出该路河联运路线运输能力较为稳定，但河运段不能全年通航。张晓红等[6]通过对陆河联运路线的交通环境、运输成本进行比较分析，得出东侧陆河联运路线(大季线)相比之下具有很强的地理优势，但是河运段只在7—9月份适合运输。对中国东北和俄罗斯远东进行水文地理区划分析，可为细化水资源合理调度、水文预报等基础工作提供研究基础，进一步于水利发展角度确定陆河联运路线的整体布局。
中国东北地区选择以松辽流域为范围，总面积124万km2，主要涵盖黑龙江省、吉林省、辽宁省、内蒙古东四盟(市)以及河北省承德市一小部分[7]，流域内气候冬季严寒漫长、夏季温湿而多雨是典型的温带大陆性气候，主要河流包括黑龙江、松花江、乌苏里江、辽河等[8]。流域内矿产资源十分丰富，已探明的石油资源占全国总量的一半以上。
俄罗斯远东地区本文选择俄罗斯远东联邦管区(2018年布里亚特共和国、外贝加尔边疆区划入远东联邦管区)，总面积696万km2，是俄罗斯八大联邦管区之一，下辖包括萨哈(雅库特)共和国在内的11个州级行政区，俄罗斯远东地区属于典型的大陆性气候，冬季异常寒冷、夏季时间短暂。远东地区流域可分为黑龙江(阿穆尔河)流域以及勒拿河流域。俄罗斯远东是目前俄罗斯矿产资源开发程度最低，资源潜力最大的地区，供应着俄罗斯30%的矿物原材料。
水文地理区划分为流域区划与水文地质区划[9-12]。流域区划是总结分水岭、坡度等影响降雨产流、汇流以及径流的地貌地表特征而人为划定的区域，为细化大区域(流域)内降水、径流、蒸发等特征要素分析的基础，同时也能为开展其他水文预报工作提供依据；
水文地质区划是依据渗透率、给水度、含水层等多种影响地下水运移、储存特征要素，而人为划分的区域，是水文地质方面中反映地质构造的一种基础方法，可为反映地下水储量分布、循环等一般规律提供重要依据，同时依据地层构造、地貌分布等水文地质条件对研究区域进行分区也是深入区域地质研究工作的基础。
对于中国、俄罗斯这类国土面积较大的国家，水资源管理区划是用于规范国内水资源合理调度与分配的一种重要途径，同时各管理区划内会有相应的管理机构，以统筹各项管理工作。
对研究区域进行水文地理区划是细化区域水资源管理工作的前提，也是合理进行区域水资源评价、规划等前期工作的重要基础，同时也为评估“冰上丝绸之路”相关研究提供一定参考依据。
2.1 地表水区划分析
研究区陆地面积较大，内部地貌组成复杂，东部分别为三个岛屿(半岛)、西北部是中西伯利亚高原、中部包含三条大河。中国境内因水资源管理体系相对完整，故将其整体按照松辽流域划分。俄罗斯远东联邦管区按分水岭、坡度、水系等地形地貌条件，将其分为11个水系流域(片)[1]。
中国东北与俄罗斯远东地表水区划如图1所示。
图1 研究区地表水区划
研究区内俄罗斯部分因海岸线较长，受寒带季风气候影响，气温常年较低；
同时因为切尔斯基山脉的存在，在区域内分出勒拿河流域以及科雷马河流域；
库页岛及千岛群岛因四面环海，同时纬度相对较低，其降雨深要远高于研究区内其他部分。相关分区情况，见表1[13-14]。
表1 研究区地表水分区说明
研究区范围内包括三条大河，分别是勒拿河、黑龙江(阿穆尔河)以及科雷马河，其中流域面积最大的是勒拿河流域[15]，总面积达3.2×104km2，勒拿河干流河宽达到1600 m，足够3000 t载重船舶顺利通过。
2.2 地下水区划分析
地下水分区依据地质岩层主要成分，将其分为基底区、沉积基底区、高起伏褶皱山区以及火山区[14]。
基底区是指基底出露地面或者距离地面较浅，因此地下水储量较少的区域；
沉积基底区为地下水的流动和储存提供了有利条件，是世界上水资源开发潜力最大的区域；
高起伏褶皱山区以褶皱山脉为主，地形起伏较大，此类区域地下水分布较为零散，大部分呈岛状，地下水水平方向的迁移较少；
火山区是火山存在或者地壳运动较为频繁的区域，此类区域水文地质条件极为复杂。参考国际地下水资源评估中心(IGRAC)将全球地下水分为36个分区[16]，将本研究区分为5个分区，如图2所示。
图2 研究区水文地质分区
按此划分原则，中国东北和俄罗斯远东地区共分为5个水文地质区域，见表2。
表2 研究区水文地质分区说明
分析地质条件与地下水的关系，可知分区中：(1)中国东部平原区属于沉积基底区，地下水资源丰富；
(2)亚洲中东部山脉区、东西伯利亚高原区属于高起伏褶皱山区，区域内地下水分布较为零散；
(3)中西伯利亚高原区属于基底区，含水层厚度较低，地下水储存量较低；
(4)太平洋西北沿岸区属于火山区，区域地质活动较为频繁，水文地质条件复杂、地下水分布不规律。
2.3 水资源管理区划分析
俄罗斯水资源管理体系是以州级行政单位为基本单位，分管区域内水资源管理工作。全俄共有14个流域水资源管理局，其中远东联邦管区涉及3个，分别为阿穆尔河流域水资源管理局、勒拿河流域水资源管理局以及叶尼塞河流域水资源管理局。中国水资源管理体系中以流域(片)为基本单位，分设各流域水利委员会(流域管理局)，其中本研究区域主要涉及松辽流域，由松辽水利委员会负责区域内水资源评价、调度等工作。中国东北和俄罗斯远东地区水资源管理分布如图3所示。
图3 研究区水资源管理区划
根据俄罗斯自然资源管理机构设置，俄罗斯联邦水资源局隶属于联邦自然资源部，主要负责管理和组织水资源统一调度和保护工作。其下属的各流域水资源管理单位是各地区水体利用和保护的主要组织。俄罗斯的水资源管理的所有权力都归属于俄罗斯自然资源部[17]。
研究区俄罗斯部分中，与我国相毗的是阿穆尔河流域水资源管理局，阿穆尔河流域水资源管理局下设8个管理分部，分别是堪察加地区水资源部、外贝加尔湖地区水资源部、楚科奇自治州水资源部、阿穆尔州水资源部、犹太自治州水资源部、滨海边疆区水资源部、萨哈林州水资源部和哈巴罗夫斯克地区水资源部。分别负责辖区内的水资源评价、调度等任务。
2017年中国东北三省的总生产水足迹模数达4.1988×109L/d·km[1]，整体处于较高水平，意味着相对于俄罗斯远东地区，东北地区要更加注重水资源的合理分配与调度。
为细化研究区内地表水和地下水的管理，结合中国东北与俄罗斯远东的地表水分布、地下水分布以及水资源管理辖区进行研究，对区域内地表水-水资源管理下辖区域进行耦合，如图4所示。
图4 研究区地表水-水资源管理耦合分区
按照地表水和相应水资源管理分区进行耦合，共整理出14个小的管理分区，其中松辽水利委员会-A区域位于中国境内，其生产水足迹约3700亿m3，远超其他13个分区。
地下水在区域水资源利用方面也占据很大一部分。以东北地区为例，自2009年以来地下水开采量已连续多年超过300亿m3，并且每年持续升高。在地下水-水资源管理耦合分区当中，松辽水利委员会辖区下有两个小的分区，分别属于火山区和平原区。平原区可为水资源利用量作一定支撑。研究区地下水-水资源管理耦合分区如图5所示。
图5 研究区地下水-水资源管理耦合分区
各地生产水足迹基本情况，同时结合当地水资源可开采量，制定为应对区域内社会经济稳定发展，同时保证水资源可持续利用，相应水资源管理局(水利委员会)应针对不同地域特殊情况做好水资源合理开采规划。
中国东北和俄罗斯远东地区区位特征相近，均位于亚洲东北部，本国的东部；
两地区均有丰富的自然资源，远东地区森林资源占全俄的55%，木材储备量占全俄25%，而实际开发量却不到全俄的10%。整体而言，区域位于高纬度地区，夏季温度适宜，适合发展旅游业；
海岸线较长，对于进一步强化该区域进出口贸易，基于两国友好建交关系，有待为建立“冰上丝绸之路”打下良好基础。中国东北和俄罗斯远东区位如图6所示。
图6 中国东北和俄罗斯远东区位
(1)依据地表水分区原则，将研究区域划分为11个水系流域片，为中国东北和俄罗斯远东地区的地表水运移相关研究提供参考依据；
依据水文地质分区原则，将研究区划分为5个水文地质分区，涵盖全球四类主要地质类型。
(2)按两国水资源管理分区原则，研究区水资源管理权分别下放到松辽水利委员会、阿穆尔河流域水资源管理局、叶尼塞河流域水资源管理局以及勒拿河流域水资源管理局4个行政机构；
按照生产水足迹相关数据，松辽流域生产水足迹偏高，说明当地发展对于水资源量的依赖性更强。
(3)将水资源分区与水资源管理分区进行耦合，共获得14个小的管理分区，其结果有利于细化当地水资源管理，提高水资源利用率以及适应生产所需用水量。
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