第二节　自然要素

　　一、地　质

   （一）区域地层
    哈尔滨市地层主要有前第四系的中生界侏罗系、白垩系及新生界的第四系。第四系广泛分布于全市区，前第四系则掩伏于第四系之下。 前第四系在哈尔滨市区地表未见出露,仅见于钻孔中 。其中中生界中侏罗统建有太安屯组（J2t），为灰白、灰绿色中性及酸性火山碎屑岩夹凝灰质砾岩、砂岩等。中生界下白垩统建有泉头组（K1q）、青山口组（K1qs)、姚家组（K1y）和嫩江组（K1n），该统以泥岩为主，砂质泥岩及泥页岩次之，局部有粉砂岩、砂岩。其下段以砂砾岩为主，与下伏中侏罗统太安屯组呈不整合接触。
　　哈尔滨地区第四系甚为发育，全市区均有第四纪堆积，且从更新统到全新统均有分布。
　　第四系的下更新统只在太平区东风镇荒山可见部分出露，余皆为钻孔揭露。其中罗家窝棚组（Q11l）直接覆盖于白垩系泥岩风化壳之上，为紫红—杂棕、灰黑色泥砾，砾石分选磨圆极差。该组仅见于太平区东风镇恒西屯关家窝棚等钻孔中，地表未见出露。关家窝棚组(Q21g）位于罗家窝棚组之上,为灰黑色淤泥质亚粘土，分布于哈尔滨东部山前平原，地表亦未见出露。白土山组（Q31b）在哈尔滨分布较普遍，但仅在太平区东风镇有所出露，其余皆掩埋于地下。其下段为灰白色砂砾石，中段为含砾、含粘土的中砂层，上段为灰绿色淤泥质亚粘土。
　　第四系的中更新统主要分布于山前平原和河间平原，除在荒山剖面可见其出露外，其余皆见于钻孔中。该统为冲洪积堆积和湖相堆积,其中下荒山组（Q2h1）为黄褐—淡黄色中砂，其上部有亚粘土和亚砂土；上荒山组（Q2h2）为黄褐—中褐色亚粘土和亚砂土，呈团粒及土块状结构。
　　哈尔滨的上更新统在山前倾斜平原、河间平原及河谷平原均有分布，其岩性为黄土、黄土状亚粘土、亚粘土、亚砂土及砂砾石。其中哈尔滨组（Q1－23hr）分布于山前倾斜平原、河间平原顶部，其粒度均匀，分选极好；顾乡屯组（Q33g）分布于哈尔滨西部地区河谷平原的阶地，主要为河床相堆积。
　　哈尔滨的全新统主要分布于松花江及其河谷平原，岩性为淤泥质亚粘土、亚粘土、亚砂土及砂砾石等。其中下全新统高河漫滩堆积（Q14）主要沿松花江呈北东向条带状分布,中全新统低河漫滩堆积（Q24）主要分布于松花江及其支流的低河漫滩地,上全新统现代河床堆积（Q34）主要分布于松花江及其次一级河流的现代河床内。
　　（二）地质构造
    哈尔滨位于松辽断陷的东部边缘，其东部即为吉黑晚期华力西褶皱带。松辽地区由华力西运动结束了元古代及古生代以来的海洋环境，以后经过燕山运动的强烈改造和喜马拉雅运动的明显影响，奠定了大地构造的基本格局。进入第四纪以后，哈尔滨地区的地质构造虽然仍受新构造运动影响，但总体上进入了比较稳定的地质时期。
　　受大地构造运动的控制和影响，哈尔滨的地质构造主要有隆起和断裂两个类型。
    1.隆起
   在哈尔滨东、西部各有一处,均呈北东向隐伏状分布。其一为柳条沟—葫芦头沟—曲坊屯—阎家屯隆起，由平房以东的柳条沟向北延伸至城高子一带。隆起轴向为北东30—50°，由中生界下白垩统泉头组和青山口组地层组成，具有明显褶皱形态，隆起高度为20—30米。其二为太平庄隆起，位于哈尔滨西部太平庄镇，为临江—太平庄隆起的北端。隆起轴向为北东30—40°，由中生界下白垩统地层组成，隆起高度为20—40米。
　　2.断裂
   共有北东向和北西向断裂两组。北东向断裂主要有:双城—平房隐伏断裂（F4）位于平房北，走向为北东55°。该断裂切穿震旦系、古生界、侏罗系及下白垩系泉头组，沿断裂面有燕山期侵入岩，其南西端的双城历史上曾发生过4级地震。
　　松花江南断裂　走向为北东60°，沿断裂走向具有明显陡坎。
　　松花江北断裂（F10）　位于松花江北岸，走向为北东70°，该断裂形成于白垩纪早期。
　　北西向断裂主要有：
    阿什河断裂（F7）　属扭状断裂，沿阿什河展布，北西端延至呼兰河谷。断裂切穿白垩系以前地层，东侧上升，西侧下降，东侧上升速率可达每年3—4厘米，且向南平错。
　　运粮河断裂（F5）　位于哈尔滨西南，走向为北西300°，向东南延伸至基岩山区。
　　前太平岗—李家堡（万宝乡—头沟子）断裂（F11）　位于松花江以北，走向为北西310°，倾向南西，为隐伏性断裂。
　　二、地　貌
    哈尔滨地区的地质构造形态和新构造运动特点决定了本地区构造地貌的基本格局,流水、风力、冻融等外营力及人类活动的影响对现代地貌的最后形成起了明显的雕塑和改造作用。根据地貌形态和成因，哈尔滨地区的地貌可分为三种基本类型：
   （一）河谷冲积平原由松花江及其主要支流的河床、河漫滩和河流阶地组成。哈尔滨及附近的松花江河床属于冲积型平原河床。在河床平面形态上，大体以滨洲线铁路桥为界，以上的河段为弯曲型河床，以下的河段为分汊型河床。河床组成物质主要为近代冲积物，横断面形态宽浅，一般宽度为0.3—1.0公里，一般水深3—4米，河面海拔高度114—115米。弯曲河段的凸岸多边滩，局部河段有心滩发育。上下边滩之间的凹岸、滨岸带有深槽分布，一般槽深6—9米，槽长300—600米。河床上发育有许多水下沙丘，一般高3米，个别高达5米。整个河床比较平缓,比降小于1/10000。阿什河、马家沟、何家沟、运粮河等松花江支流河床较窄，谷坡很缓。其中阿什河的舍利屯至河口段河床极度弯曲，发育有完美的自由式曲流。
　　松花江哈尔滨段的河漫滩南北不对称，北宽南窄，北岸最宽可达22公里，组成物质主要是全新统沉积物。河漫滩平坦宽阔，一般海拔高度116—122米，其上微地貌复杂，有许多河岸沙堤、沙丘、漫岗、湖泡和低湿地发育。阿什河河漫滩多牛轭湖和湖沼洼地，东岸宽5—7公里，起伏较大，西岸较为低洼平坦。
　　松花江的河流阶地呈不规则条带状分布于江南岸。市区阶地一般宽2.5—9.0公里，西郊太平庄一带的阶地宽可达13公里，海拔高度为135—150米，相对高度15—25米。阶地上部的组成物质为河床相冲积砂砾石、砂、亚砂土、亚粘土、次生黄土等。受马家沟、何家沟及运粮河切割，阶地上形成许多较深的沟谷。东长岭子、西长岭子一带由于受松花江古河床（长岭湖）分割，形成了相对高度达34米的长丘（离堆山）。
　　（二）洪积—冲积台地
    分布于哈尔滨的东北部、东南部和西南部，向东直接与剥蚀丘陵相接，向西则过渡到松花江河流阶地。在阿什河河口附近，由于受阿什河切割，台地直接过渡为河漫滩。
　　台地的组成物质下部为中更新统荒山组中粗砂、粉砂和亚粘土，上部为上更新统哈尔滨组黄土状亚砂土、黄土和黄土状亚粘土。台地上发育许多由流水片蚀所形成的浅凹地，一般长0.7—2.0公里，宽200—300米。台地的海拔高度一般为175—200米，地势由东南向西北倾斜。阿什河以东台地由于受新构造运动影响，遭强烈切割而成丘陵状台地，其相对高度可达50—70米。阿什河以西台地因抬升幅度不大，故呈波状起伏。运粮河东北侧台地由于濒临阿什河侵蚀基准面，台地已被分割成许多漫岗和长岗。
　　受流水作用影响，冲积—洪积台地上多冲沟发育。荒山一带台地冲沟密度大，典型的荒山东大沟平面形态呈分枝状，干沟长300米，深15—18米，下游横断面呈较宽展的U形，其沟口地带还发育了曲径长达百余米的扇形洪积锥。此处台地的黄土喀斯特地貌发育较好，其典型类型有黄土柱、黄土残丘、黄土陷穴等。
   （三）剥蚀丘陵
    分布于洪积—冲积台地以东的宾县、阿城和五常一带，属于张广才岭西缘的滨东山地。岩性主要为古生界和中生界的中酸性火山岩、砾岩、砂岩、页岩、大理岩、板岩及华力西期花岗岩。海拔高度为350—500米，相对高度为50—200米。形态多呈浑圆状，丘顶平缓,坡上覆盖较厚的沉积物和堆积物。一些由粗粒花岗岩构成的丘陵经强烈风化剥蚀后，成为起伏和缓的馒头状残丘。一些由流纹斑岩构成的高丘，其丘顶处往往形成陡峭的红色“石砬子”。
　　剥蚀丘陵被蜚克图河、海沟、小黑子河和阿什河切割，其切割深度由东南向西北逐渐减小。丘陵区的河流河谷较宽阔，谷底平坦。河流低河漫滩高出河床平水位0.5—1.0米，主要由砂、砾石组成；高河漫滩高出河床平水位1.5—2.0米，组成物质下部为砂、砾石，上部为亚砂土，具有明显的二元结构。阿什河及其支流小黑子河还发育有两级河流阶地。其中一级阶地高出河床平水位15米，为基座阶地；二级阶地高出河床平水位40米，为侵蚀阶地或基座阶地。此外在一些冲沟的沟口处还有小型洪积锥发育。
　　三、气　候
   （一）气温哈尔滨1951—1985年平均气温为3.6℃，全年有5个月的时间月平均气温在0℃以下，最冷月的月平均气温为－19.4℃，极端最低气温为－38.1℃（1970年1月4日）。夏季暖湿，7月份月平均气温为22.8℃，极端最高气温可达36.4℃（先后出现过3次，分别为1951年7月9日、1952年7月18日、1980年6月27日）。
　　受大陆性季风气候影响，哈尔滨气温日较差和年较差都很大，日较差多在4—13℃之间，年较差达42.2℃，且春季升温快，秋季降温亦快，春温略高于秋温。
　　哈尔滨地区近地面层温度场冬夏差别很大。夏季近地面层大气层结不稳定，气温随高度增加而稳定下降；冬季近地面层大气层结稳定，常有逆温层出现，夜间逆温控制时间可长达七八个小时。
　　受城市热岛效应影响，哈尔滨城区气温明显高于郊区。近十年来，城区的年平均最低气温比郊区高2.7℃。其中7月份高3.0℃，1月份高4.2℃。
　　（二）降水
    哈尔滨1951—1980年年平均降水量为523.3毫米。其间降水量最多年份为1957年,达721.0毫米；最少年份为1975年，仅353.9毫米。降水量年内分配不均匀，1月份平均仅3.7毫米,7月份平均达160.7毫米。哈尔滨四季之间降水量差异甚大，以夏季（6—8月）降水最为集中，其量多在330毫米左右，约占全年降水总量的64—65％；春、秋两季降水量相近，秋季（9—10月）稍多于春季（4—5月）；冬季（11—3月）总降水量只有30毫米左右，仅占全年总降水量的5—6％。
　　哈尔滨降水量的年际变化很大，呈不稳定型,年降水变异系数为0.19。年内各时段的变异系数以农作物生长季（5—9月）最小（0.20），夏季（6—8月）偏小（0.23），秋季（9—10月）最大（0.41），冬、春季略大。在80％保证率条件下，哈尔滨年降水量为418毫米，生长季（5—9月）降水量为351毫米。受城市小气候影响，哈尔滨城区、郊区的降水量、降水强度都略高于周围地区。
　　（三）湿度与蒸发
　　哈尔滨的相对湿度以夏季为最大，7、8月份高达77—78％。春季的相对湿度最小，4、5月份仅为51％左右。年相对湿度的极小值也出现在春季，多在5％以下，有的年份甚至为0（出现在1968年4月,共7天）.相对湿度的日变化均为夜间大、白天小.最大值除1月出现在清晨外，其它季节都出现在20时或2时,最小值各季均出现在14—15时左右。相对湿度的变化总的趋势是随高度的增加而减小，尤以10月份明显，平均每百米的减少值达5.2个百分点。
　　哈尔滨的蒸发量最大值出现在5月，5月以后缓慢减小，1月份达到最小，2月以后又逐渐增大。各月及全年蒸发量显著大于同期降水量，5月份平均蒸发量达294.5毫米,1月份蒸发量为11.3毫米，全年蒸发量高达1508.7毫米，几乎是年降水量的3倍。
　　（四）风速与风向
    由于季风气候特征明显,哈尔滨盛行风随着季节发生变化。全年冬、夏两季风速偏小,春、秋两季风速较大，年平均风速为4.1米/秒。春季为哈尔滨的大风季节，四、五两个月的平均风速达5米/秒以上，大风日数（一日内出现≥5级风）平均都在10日以上。年内最大风速出现在5月份，为26.0米/秒（1976年5月24日），最多大风日数4月份为21.0天，5月份为21.5天。
≥8级的大风日数以5月份为最多（13天），12月份最少（3天），全年最多为76天（1958年）。
　　哈尔滨盛行风向冬季为偏西风和西北风，在特殊气压场形势下亦多西南风和南风。春季盛行持久的偏南大风，夏季多南风，秋季因常出现与春季类似的气压形势，故盛行风向偏南。
　　（五）地温与冻土
    哈尔滨地面温度夏高冬低，年内略呈正弦曲线变化。月平均地面温度最低值出现在1月，为－20.3℃；最高值出现在7月，为26.5℃；年平均地面温度为5.1℃。平均地面最高温度的最高值出现在7月，为44.5℃，极端最高地面温度达到65.2℃（1976年7月19日）；平均地面最低温度的最低值出现在1月份，为－27.9℃，年极端最低地面温度曾达到－41.0℃（1958年1月2日）。地中温度的垂直梯度冬、夏较大，春、秋较小，1、7、4、10月的垂直梯度值分别为26.2℃/320厘米、22.0℃/320厘米、5.6℃/320厘米、3.3℃/320厘米。
    哈尔滨土壤表层稳定冻结始于11月中旬，至翌年3月下旬开始稳定解冻，无常年冻土层。地表以下30厘米处的土壤冻结时间较地表滞后半个月左右，解冻时间滞后20天左右。历年最大冻土深度为205厘米（1981年3月4日）。
　　四、地表水
   （一）松花江（哈尔滨段）从双城市界起至老山头为松花江的哈尔滨段，全长71.3公里，流向东北，河道弯曲系数为1.27，坡降为0.03—0.04‰，水流分汊明显。中水期河面宽1300多米（包括沙滩），平均水深3—6米。多年平均水位为115.00米，平均低水位为113.20米，历年平均水位变化比较均匀，基本属于缓涨缓落型。1898—1985年间，畅流期最高洪峰水位为120.30米（1957年9月6日）。
　　该江段流速变化不大,最大流速为1.99米/秒，最小流速为0.536米/秒。多年平均流量为1180立方米/秒，年内最大流量多出现在八九月份，历年平均最大流量为3840立方米/秒，有记录以来的最大洪峰流量为12200立方米/秒（1957年9月6日）。年内最小流量多出现在12—2月，历年平均最小流量为902立方米/秒，少水年的1920年年平均流量仅为387立方米/秒。
　　哈尔滨江段含沙量和输沙量均不大，多年平均含沙量为162克/立方米，多年平均输沙量为680.2万吨。含沙量的年内变化较大，最大值多出现在7月份。
　　据1953年开始的水情资料，该江段多年平均封冻天数为133天，多年平均最大冰层厚度为097米。最早封江日期为11月8日（1976年），最迟为12月12日（1958年），秋季流冰天数平均为15天。最早解冻日期为3月25日（1959年），最晚为4月16日（1956年），春季流冰天数平均为6天，最多达10天（1958年）。
　　（二）主要支流
     1. 呼兰河
     为松花江哈尔滨段的最大支流，在哈尔滨城区东北约4公里处（呼兰县张家庄附近）由左岸注入松花江。该河上游流经小兴安岭山区，中游流经小兴安岭余脉及丘陵地带，下游进入松嫩平原。下游段河流蜿蜒曲折，泡沼增多，河道比降小，水流缓慢，滞水时间长。呼兰河多年平均河口流量为93.75立方米/秒，下游汛期受滨北铁路影响，水位可壅高60厘米，河口附近汛期受松花江水顶托12—20天，常导致洪灾发生。
　　2. 阿什河
　　为松花江右岸的一级支流，于哈尔滨城区东侧注入松花江。其上游流经低山丘陵区，河谷狭窄。中游坡度减小，两岸滩地宽广。下游河道进入平原区，在莫力村以下河道异常弯曲，发育为典型的自由式曲流。阿什河多年平均年径流量为5.9994亿立方米，年内水位变化较大，径流的季节变化明显。其河槽平槽泄量较小，洪水季节河口处泄洪量仅为300立方米/秒，主要靠滩地行洪，致使洪涝灾害时有发生。由于流域内工厂企业较多，水体遭严重污染，下游水生动物已基本绝迹。
　　3. 马家沟河
    为松花江右岸的一条小支流，河道全长31公里，其中哈尔滨城区段20公里，是一条天然的集水河流。该河水情很不稳定且变化周期短，枯水期如果两岸无废水排入则经常断流。城区内马家沟河段行洪能力不大于100立方米/秒，因此历史上下游两岸曾多次遭受洪水灾害。马家沟河没有连续的水文观测资料,据实地调查资料推算,该河年径流总量2400万立方米，入松花江的汇口处正常水位为114.5米,洪峰流量在196—340立方米/秒之间。沿河有小型水库、塘坝等水利工程4处，此外还有抽水灌溉站多处。流经城区的河道两岸有废水排放口123处，1976年实测最大废水流量为147100吨，其中工业废水占60％。大量的废水、污水流入，使马家沟河成为一条常年不冻的污水河。
　　4. 其它河流
    何家沟　流经平房、动力、南岗、道里4区，在城区西部沿顾乡大坝西侧注入松花江,全长37.4公里。原为一条天然降水汇聚形成的河谷，径流主要以降水补给为主，以6、7、8月来水量最大，冬季结冰且常被封实。由于大量接纳城市废水，现该河水体已遭严重污染。哈尔滨每天向松花江排放的67万吨废水中，由何家沟排放的占20％左右。
　　信义沟　流经香坊、动力两区，为阿什河左岸的一个小支流，全长18公里，河道弯曲系数1.29，流域面积93平方公里。径流补给以大气降水为主。沿河分布众多工业企业，尤其是哈尔滨的化工区分布在河流北段沿岸。现在信义沟已成为一条工业废水排放通道，沿岸每日向信义沟排放的废水总量达88000立方米，其中工业废水占96％。
　　库叉河　又称运粮河、五家子河，源于阿城市，沿哈尔滨与双城市交界流入道里区阎家岗一带，在西下坎附近注入松花江，河流全长96.5公里。径流补给以大气降水为主，八一水库以上河段无雨时干涸，立功水库一带常年有水，冬季水深可达0.8—2米，宽3—4米，水体污染较轻。
　　小黄河　为阿什河的一条支流，流经阿城市与太平区的边界，全长30公里，流域面积158平方公里。径流补给来源为大气降水和山洪水，多年平均径流量为1087万立方米。洪水与枯水期水量变化很大，枯水期河宽仅两米左右，洪水期可扩展至数千米，因而常有洪灾发生。
　　庙台沟　为阿什河左岸的一条支流，在香坊区成高子镇附近穿过新香坊灌渠后注入阿什河，全长25公里，流域面积84平方公里。河流落差为64米，比降为1燉328。多年平均来水量为788万立方米，年径流深为66—90毫米。