新疆精河縣艾比湖湖水（鹵水）年內(nèi)變化特征分析

劉 濤，鄭 勇，孫忠偉

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆昌吉831100）

新疆精河縣艾比湖湖水（鹵水）年內(nèi)變化特征分析

劉 濤*，鄭 勇，孫忠偉

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆昌吉831100）

以新疆精河縣艾比湖東南岸西側(cè)芒硝礦為例，探討了艾比湖湖水特性，根據(jù)實(shí)際調(diào)查工作分析了湖區(qū)湖水一個(gè)水文年的變化特征，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)和分析鹵水中不同成分變化的問題，供同類湖區(qū)鹽礦借鑒。

艾比湖湖水（鹵水）；動(dòng)態(tài)變化；特征

1 然地理概況

精河縣艾比湖位于精河縣城東北約30km處，呈北西、南東展布，湖水面積522km2，海拔高程197m。湖區(qū)北部為馬伊力山脈東段，海拔600-1500m，區(qū)內(nèi)最高峰為1555m，南部為科古琴山脈，精河縣城東部的黑山頭最高為718m。艾比湖西北部為寬達(dá)10余公里的槽形長(zhǎng)廊，直通哈薩克斯坦的阿拉湖，形成著名的風(fēng)口。湖西南為平原區(qū)，海拔200m左右，是主要的農(nóng)業(yè)區(qū)，東部和東北部為戈壁平原區(qū)。

2 水文地質(zhì)概況

2.1 艾比湖周邊河流情況概述

從區(qū)域上來看，該區(qū)發(fā)育向心式水系，起源于艾比湖周邊各個(gè)山區(qū)的河流，從艾比湖四周向湖心匯集，較大的河流有東部的奎屯河、南部有精河，西部有博爾塔拉河，只有精河與博爾塔拉河為常年流水，年徑流量分別為3.30×108m3和4.13×108m3，均為水質(zhì)優(yōu)良的淡水，其它河流均為間歇性河流。區(qū)域水文、地質(zhì)情況表明，奎屯河、精河、博爾塔拉河的河水以及地下水均含有豐富的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4，它們同艾比湖鹵水礦有著密切的水力聯(lián)系，是形成礦床的補(bǔ)給源。

2.2 艾比湖基本特征

艾比湖為新疆第二大咸水湖。艾比湖水是動(dòng)態(tài)變化的，據(jù)新疆科學(xué)院鹽湖隊(duì)20世紀(jì)60年代資料，長(zhǎng)約56km，寬37km，到20世紀(jì)80年代，湖面積為612km2，而目前艾比湖呈近似橢圓狀，長(zhǎng)約30km，寬約20km，面積522km2左右，湖底平坦，最大湖深＞3m，平均1.4m，儲(chǔ)水量約（6.4～7.5）×108m3。由于艾比湖地區(qū)四季氣候變化較大，夏季多風(fēng)，艾比湖湖水在大風(fēng)的作用下波濤翻滾，湖水由于含有泥沙，略發(fā)黃色，在湖水邊緣有泡沫，味道咸澀，有腥味；在冬季，湖水清澈，部分地段結(jié)冰，冰層中含有鹵蟲卵而略發(fā)紅色。

3 艾比湖湖水動(dòng)態(tài)變化

艾比湖湖區(qū)面積是動(dòng)態(tài)的，年際及年內(nèi)變化很明顯，或者可以說每天的湖水邊界都是不一致的；一年內(nèi)四季變化使溫度也相應(yīng)變化，而艾比湖湖水（鹵水）中的礦物組分的溶解與溫度又有密切關(guān)系，因此，隨著四季的變化使湖水中的礦物組分以及各礦物的含量是動(dòng)態(tài)變化的。

3.1 艾比湖邊界動(dòng)態(tài)變化特征

湖水主要接受周邊河流的補(bǔ)給，短期內(nèi)（1個(gè)水文年）湖水面積與周邊河流補(bǔ)給量有關(guān)，因此艾比湖湖面隨著季節(jié)的不同，其湖水面積也不同，周邊河流補(bǔ)給量最大為6～8月，9～11月、3～5月為相對(duì)較小時(shí)期，最小補(bǔ)給量出現(xiàn)在12月至次年2月。但是，由于補(bǔ)給湖水的河流途經(jīng)地區(qū)均為以農(nóng)業(yè)為主，在夏季農(nóng)田灌溉用水主要引用周邊河流的水，大部分河流都被引用，因此，在河流補(bǔ)給量最大的6～8月份入湖水量反而很小，待到冬季，雖然河流水流補(bǔ)給較小，但基本全部匯入艾比湖內(nèi)，所以艾比湖湖水基本在夏季的6～8月為一年中湖水面積最?。菟冢?，反而在12月至次年2月為一年中湖水面積最大（豐水期）。據(jù)實(shí)測(cè)資料，艾比湖枯水期邊界相對(duì)于與豐水期而言，一個(gè)水文年內(nèi)在枯水期時(shí)湖水（鹵水）邊界往湖心退縮0.3～2.1km左右。

3.2 艾比湖湖水（鹵水）組分以及含量變化特征

3.2.1 鹵水離子含量與溫度的關(guān)系

根據(jù)枯水期（2012年8月）和豐水期（2011年11月）2個(gè)時(shí)期（溫度不同），進(jìn)行說明含量變化情況（見表1）。湖水的化學(xué)組分主要離子種類與溫度的變化關(guān)系不大，離子種類基本為K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO2-4、HCO3-、CO3-、NO3-?？傮w來說Ca2+含量基本沒有變化，而K+、Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO3-含量溫度高時(shí)含量均大于溫度低時(shí)的含量，溫度高時(shí)的含量大部分為溫度低時(shí)候離子含量的1.5～2倍，最大可達(dá)3倍。離子含量隨溫度的變化與其各離子在不同溫度下的溶解度有關(guān)。

表1 離子含量與溫度關(guān)系特征一覽表

3.2.2 湖水（鹵水）組分變化特征

艾比湖湖水（鹵水）礦物組分主要組分有Ca (HCO3)2、CaSO4、MgSO4、K2SO4、Na2SO4、NaCl以及水不溶物。但在不同季節(jié)（溫度不同）其組分不盡相同，在此針對(duì)豐水期以及枯水期來簡(jiǎn)單說明：

在豐水期湖水（鹵水）中鹽類礦物有NaCl、Na2SO4、MgSO4、K2SO4、Ca(HCO3)2、CaSO4，具體含量為：NaCl含量5.66%～6.08%，平均5.83%；Na2SO4含量0.82%～2.30%，平均1.16%；MgSO4含量2.16%～2.35%，平均2.24%；K2SO4含量0.15%～0.16%，平均0.16%；Ca(HCO3)2含量基本都在0.04%，平均0.04%；CaSO4含量0.11%～0.16%，平均0.12%。水不溶物含量0.043～2.3mg/L，平均1.17mg/L。

在枯水期在豐水期湖水（鹵水）中鹽類礦物有NaCl、Na2SO4、MgSO4、K2SO4、Ca(HCO3)2、CaSO4，具體含量為：NaCl含量7.63%～8.31%，平均8.01%；Na2SO4含量7.13%～8.21%，平均7.61%；MgSO4含量3.18%～ 3.42%，平均3.32%；K2SO4含量0.22%，平均0.22%；Ca (HCO3)2含量0.07%，平均0.07%；CaSO4含量0.06%～0.08%，平均0.07%。

雖然在枯水期與豐水期中鹽類礦物種類一樣，但從開發(fā)利用角度來說，在豐水期時(shí)鹽類礦物的含量與枯水期時(shí)鹽類礦物的含量到達(dá)最低工業(yè)指標(biāo)的鹽類礦物的種類不盡相同。

從2011年10月至2012年9月一個(gè)水文年中，據(jù)圖1可以看出，湖水（鹵水）中的化學(xué)成分NaCl、Na2SO4含量隨季節(jié)的變化非常明顯，不同季節(jié)含量大不相同，比如Na2SO4整體為從3月開始隨季節(jié)溫度的變化其含量逐漸增多，到8月到達(dá)峰值，而后隨溫度的降低其含量又逐漸減少，在每年的1月、2月、12月湖水中的含量很少，NaCl含量變化規(guī)律與Na2SO4含量變化規(guī)律基本一致。

圖1 艾比湖湖水（鹵水）NaCl、Na2SO4含量年變化曲線圖

4 結(jié)論

綜上所述，對(duì)新疆精河縣艾比湖湖水（鹵水）一個(gè)水文年的動(dòng)態(tài)變化特征進(jìn)行了論述，主要可歸納為2點(diǎn)：一是湖水邊界的動(dòng)態(tài)變化特征，二是湖水（鹵水）各礦物組分以及含量的變化特征。

[1]鄭綿平.鹽湖學(xué)的研究與展望[J].地質(zhì)論評(píng)，2006（06）.

[2]吳敬祿，沈吉，王蘇民，等.新疆艾比湖地區(qū)湖泊沉積記錄的早全新世氣候環(huán)境特征[J].中國(guó)科學(xué)(D輯),2003,33(6):569-575.

[3]吳敬祿,劉建軍,王蘇民.近1500年來新疆艾比湖同位素記錄的氣候環(huán)境演化特征[J].第四紀(jì)研究,2004,24(5):585-590.

[4]鄭勇，新疆精河縣艾比湖東南岸西側(cè)芒硝礦詳查報(bào)告[R]. 2012.

P333

A

1004-5716(2015)08-0133-02

2014-08-15

劉濤（1982-），男（漢族），山東肥城人，工程師，現(xiàn)從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)工作。