新疆皮山縣皮山河谷雅普泉水庫以北鍶型礦泉水發(fā)育特征

郝永剛，陳 源，陳 超

(新疆地礦局第二、三水文工程地質(zhì)大隊，新疆 昌吉831100)

1 地理位置

研究區(qū)位于新疆皮山縣皮山河谷雅普泉水庫以北，行政上隸屬皮山縣固碼鎮(zhèn)管轄。研究區(qū)南起雅普泉水庫，北至雅普泉水庫閘口，地理座標介于東徑 78°07'～78°10'，北緯 37°25.5'－ 37°28'之間，面積約 41.6 km2。研究區(qū)北距皮山縣城25 km、距315國道15 km，縣城至雅普泉水庫及周邊村鎮(zhèn)均有柏油路及簡易礫質(zhì)路相通，交通較為便利。

2 氣象水文

研究區(qū)地處歐亞大陸腹地，屬暖溫帶大陸性干旱氣候，多年平均氣溫11.9℃，多年平均降雨量 48.2 mm，蒸發(fā)量2 450 mm，降水分布不均勻，集中在3－8月;研究區(qū)南側(cè)為雅普泉水庫，設計庫容2 000萬 m3，有效庫容1 500萬 m3。皮山河水源于冰雪融化補給，多年平均徑流量3.38億 m3，河水流量隨季節(jié)變化，枯洪水量懸殊。皮山河入庫后由勝河水均由水庫閘口放入勝利大渠分流至下游各鄉(xiāng)，為皮山主要的農(nóng)灌水源。水庫建成后，水庫以北皮山河河床不再有長年水流，

3 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境概況

研究區(qū)位于昆侖山山前地帶的皮山河雅普泉水庫北側(cè)河谷，總體地勢西南高東北低，河谷內(nèi)地形較平坦，地形坡降15‰。研究區(qū)地處西昆侖山北坡的山前坳陷地帶，出露地層主要為新生界的第四系，巖性主要為礫巖夾砂巖透鏡體、砂卵礫石層、亞砂土、亞粘土及粉細砂層，厚度小于100 m。皮山河河谷雅普泉水庫西側(cè)礫質(zhì)平原賦存有單一結(jié)構(gòu)潛水，水位埋深5～10 m，水質(zhì)礦化度＜1 g/L，水化學類型為SO4·Cl－Na·Ca型。河谷東側(cè)低山丘陵區(qū)巖性為下更新統(tǒng)礫巖，為基本透水不含水層。河谷中部主要賦存有第四系松散巖類孔隙水，潛水含水層巖性為砂卵礫石、亞砂土，厚度30～45 m，水質(zhì)礦化度小于 ＜3 g/L，水化學類型為 SO4·Cl—Na·Ca;承壓水賦存在45 m以下，地層巖性以砂卵礫石、含礫亞砂土互層為主，地下水具承壓性，大部分自流，水頭高度2～3 m，水質(zhì)礦化度小于1 g/L，水化學類型為 Cl·SO4·HCO3—Na·Ca。在雅普泉村村部一帶河谷段，由于受新第三系隆起影響，賦存有第三系裂隙孔隙承壓水，含水層巖性為砂巖、礫巖，厚度約50 m，水質(zhì)礦化度 ＜1 g/L，水化學類型為 Cl·SO4—Na·Ca。區(qū)域北部為山前傾斜礫質(zhì)平原，賦存有第四系松散巖類孔隙潛水，含水層巖性為砂卵礫石，水位埋深50～100 m，水質(zhì)礦化度1 g/L左右，水化學類型 SO4·Cl·HCO3—Ca·Na 型。

4 研究區(qū)水文地質(zhì)條件

研究區(qū)雅普泉村三組以南至雅普泉水庫段河谷，賦存有第四系多層結(jié)構(gòu)的孔隙潛水－承壓(自流)水，上層潛水含水層巖性為卵礫石、砂礫石、砂，厚度30～45 m，水位埋深0～5 m，水位埋深由南向北逐漸加深，推算涌水量473 m3/d，滲透系數(shù)3.05 m/d;下部承壓水在160 m控制深度內(nèi)，共揭露5～7層含水層(礦泉水賦存部位)，含水層巖性為卵礫石、砂礫石夾亞砂土互層，單層厚度在2.5～14 m不等，承壓水頭高度 +1.2－+2.6 m，隔水頂板埋深35～50 m，巖性為亞粘土，厚度10～22 m，推算涌水量1 100～2 500 m3/d，滲透系數(shù)4～8 m/d;在雅普泉村村部一帶河谷段(新第三系隆起處)賦存有多層結(jié)構(gòu)的第四系孔隙潛水—第三系裂隙孔隙承壓水。上層潛水含水層巖性為砂卵礫石，含水層巖性為卵礫石、砂礫石、砂，厚度30 m，水位埋深0～5 m，推算涌水量396 m3/d，滲透系數(shù)2.6 m/d。埋深4～5 m，厚度30 m左右;下部碎屑巖類裂隙孔隙承壓水，含水層巖性為砂巖、礫巖互層，厚度大于100 m，水位埋深15.9 m，具承壓性質(zhì)，水位埋深大于15 m，推算涌水量891 m3/d，滲透系數(shù)4.7 m/d。研究區(qū)潛水水化學類型為SO4·HCO3—Ca·Na型，水質(zhì)礦化度絕大多數(shù)＜1 g/L，河谷內(nèi)局部潛水淺埋帶受潛水蒸發(fā)濃縮等因素影響潛水礦化度為1～2 g/L。承壓水水化學類型為 Cl·SO4·HCO3—Na·Ca型，水質(zhì)礦化度小于1 g/L。據(jù)水位、水溫及流量的長期觀測結(jié)果反映，地下水豐水期8－10月，枯水期2－4月，水位動態(tài)變化幅度不大;地下水最高水溫12.6℃，出現(xiàn)于夏季，最低水溫11.8℃，出現(xiàn)于冬季，年內(nèi)變化0.8℃，水溫動態(tài)變化幅度不大;研究區(qū)自流井多年來流量一直未見明顯減少，地下水豐、枯水期對流量有一定影響，流量動態(tài)變化幅度不大。研究區(qū)潛水主要接受南部上游河谷地下水側(cè)向徑流補給、水庫水入滲、部分河道入滲補給、渠系水入滲、田間灌溉水入滲、暴雨洪流入滲、泉水與自流井水回歸補給;承壓水均由南部上游地下水側(cè)向徑流補給。詳查區(qū)地下水的總體流向與地形坡降趨勢相一致，由西南向北東方向徑流，水力坡度15‰～20‰。地下水的排泄方式主要為地下水側(cè)向徑流、泉排、蒸發(fā)蒸騰及人工開采。

5 研究區(qū)鍶分布特征

研究區(qū)第四系松散巖類孔隙潛水含量在0.2～5 mg/L，已達鍶型礦泉水標準，但由于研究區(qū)覆蓋層較薄，潛水易受人為污染。

第四系松散巖類孔隙承壓水鍶含量分布較為多樣化，在皮山河谷兩側(cè)鍶含量均小于0.2 mg/L，皮山河河谷中部鍶含量在0.2～5 mg/L之間，河谷中部鍶含量已達礦泉水標準。

6 研究區(qū)礦泉水水質(zhì)評價

經(jīng)多次水質(zhì)測試，在界限指標中，Li、Zn、Br、I、偏硅酸、Se、游離CO2，礦化度均未達飲用天然礦泉水標準，而Sr含量已達飲用天然礦泉水標準，故礦泉水可具體命名為“鍶型飲用天然礦泉水”;在限量指標中，限量指標均未超標，其中Sr含量最高值0.93 mg/L，未超限量標準 5 mg/L，而最低值0.84 mg/L已超界限指標0.2 mg/L;在污染物指標中，酚類化合物(以苯酚計)、氰化物、亞硝酸鹽、總β活性均未超標，為未經(jīng)污染的飲用天然礦泉水;在微生物指標中，細菌總數(shù)、大腸菌群等微生物指標均滿足飲用天然礦泉水規(guī)定;在感觀指標中，礦泉水色度、混濁度等滿足飲用天然礦泉水規(guī)定，為無色、透明、無嗅、無味、不含肉眼可見物及天然礦物鹽沉淀的飲用天然礦泉水。

7 研究區(qū)礦泉水開采保證評價

地下水開采保證評價是礦泉水開采的一個必要條件，地下水側(cè)向徑流量為開采層位地下水的主要補給來源，故用地下水側(cè)向徑流量來評價開采的保證程度。

評價公式為Q=K·I·B·H

式中:滲透系數(shù)K為采用自流井涌水試驗計算(m/d);水力坡度I為通過三點法計算(無量綱);斷面寬度B為斷面寬度(m);含水層厚度H為自流井的成井深度減去夾層、不含水層、潛水含水層及亞粘土層厚度(m);

計算結(jié)果:Q=10.80×0.007 3×2 750×50.8 m3/d=11 013.95 m3/d。經(jīng)計算研究區(qū)地下水側(cè)向徑流量為11 013.95 m3/d，對于中小型礦泉水開采具有較高保證程度。

8 研究區(qū)衛(wèi)生保護區(qū)的建立與劃分

8.1 嚴格保護區(qū)

以開采井為中心，半徑15 m的范圍。該范圍內(nèi)嚴禁與礦泉水開采等無關的人員居住或逗留，禁止興建與礦泉水引水無關的建筑物，消除一切可能導致礦泉水污染的因素及妨礙取水建筑物運行的活動，禁止堆放雜物。開采井應專水專用，與飲用水管道隔離。

8.2 限制區(qū)

為嚴格保護區(qū)外400 m范圍。該范圍內(nèi)禁止設置可導致礦泉水水質(zhì)、水溫及水量改變的引水工程，禁止進行可能引起含水層污染的人類生活及經(jīng)濟一工程活動，如修建有污染的工廠、堆放垃圾等。

8.3 監(jiān)察區(qū)

包括礦泉水資源補給和形成的廣大地區(qū)(指雅普泉水庫壩南的闊什塔克鄉(xiāng))，建議廠家與當?shù)卣餐芾?。該范圍只允許進行對礦泉水水源地衛(wèi)生狀況無危害的經(jīng)濟技術活動，嚴禁建設污染型廠礦企業(yè)，嚴禁堆放垃圾，農(nóng)田區(qū)嚴禁使用有機汞、有機氯、有機砷等高殘化肥和農(nóng)藥。

［1］1:20萬區(qū)域水文地質(zhì)普查報告(皮山—桑株巴扎幅)［R］.中國人民解放軍00929部隊.1980.

［2］郝永剛.新疆皮山縣雅普泉PY－1號自流井飲用天然礦泉水勘探報告［R］.新疆地礦局第二工程勘察院.2001.

［3］郝永剛，陳源.皮山縣薩安水源地水文地質(zhì)勘察報告［R］.新疆地礦局第三水文工程地質(zhì)大隊.2004.

［4］陳源，陳新曉，馬小軍，等.新疆皮山縣供水改擴建二期工程雅普泉水源地供水水文地質(zhì)詳查報告［R］.新疆地礦局第三水文工程地質(zhì)大隊.2013.