新疆且末縣車爾臣河流域地下水水文地質(zhì)條件分析

許衛(wèi)民

(新疆塔城水文勘測局，新疆 塔城 834700)

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新疆且末縣車爾臣河流域地下水水文地質(zhì)條件分析

許衛(wèi)民

(新疆塔城水文勘測局，新疆 塔城 834700)

新疆且末縣車爾臣河流域為內(nèi)陸干旱區(qū)，農(nóng)業(yè)以灌溉為主，受河流來水季節(jié)性不均勻的制約和整個塔里木河流域生態(tài)保護環(huán)境下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺水更為突出，通過研究該流域地下水的埋藏與分布規(guī)律，地下水的補徑排條件，對該流域地下水水文地質(zhì)條件進行分析，并對區(qū)域富水性進行了劃分，認為該區(qū)域地下水埋深較淺，機井出水量大，地下水補給充沛，透水性好，適合大規(guī)模開采，為該區(qū)域地下水的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

且末縣；車爾臣河流域；水文地質(zhì)條件

且末縣位于東昆侖山、阿爾金山北麓，塔里木盆地東南緣，隸屬新疆維吾爾自治區(qū)巴音郭楞蒙古自治州。地處東經(jīng)83°25′～87°30′、北緯35°40′～40°10′之間，東鄰若羌縣，西連和田地區(qū)民豐縣，南屏阿爾金山、東昆侖山與西藏自治區(qū)交界，北部深入塔克拉瑪干大沙漠與尉犁縣相望，西北部鄰阿克蘇地區(qū)沙雅縣，東西最寬320 km，南北最長460 km，總面積l4．025萬 km2，國土面積為全國第二大縣。且末縣城距自治區(qū)首府烏魯木齊市公路里程1 240 km，距自治州首府庫爾勒市公路里程667 km。

1 區(qū)域概況

且末縣地形東南高西北低，北邊為戈壁沙漠，距縣城百余公里的西南至東南有昆侖山支脈及阿爾金山山脈逶迤連綿，整個綠洲呈狹長的沿水系分布的條狀帶。在且末縣國土總面積中，山地面積為6.235萬 km2，占全縣總面積的44.42%；山前傾斜平原為2.415萬 km2，占17.21%，山前傾斜平原大致可分為兩大塊：一塊是車爾臣河沿岸綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)，一塊是東昆侖山山前地帶的天然草場放牧區(qū)；沙漠面積為5.38萬 km2，占38.36%。

氣候：年平均氣溫11.7℃，較歷年高1.2℃，年極端最高溫度40℃，極端最低-20.8℃，再次出現(xiàn)極值(較2005年、2007年)。年降水17.8 mm，較歷年少三成。降水時段異常，年頭年尾降水多，年中降水少。冬季1月份降水是歷年平均值的4倍，秋季最不易降水的11月中旬，出現(xiàn)連續(xù)降雪天氣過程，降水量達7.8 mm，過程降溫10℃以上，使旬平均氣溫較歷年平均值低3.7℃。春夏季降水異常偏少，干旱情況明顯。全年無霜期243 d，年日照時數(shù)為2 853.2 h，年蒸發(fā)量為1 977.3 mm，年最多風(fēng)向為NE,最大凍土深度為54 cm(1月19日)。

天氣過程頻繁，沙塵天氣多，大風(fēng)、沙暴等災(zāi)害性天氣較多。全年浮塵日數(shù)96 d，揚沙日數(shù)31 d，沙暴日數(shù)15 d，大風(fēng)4 d，浮塵、揚沙、沙暴、大風(fēng)日數(shù)均是近10 a最多。冬季總的氣候特點是平均氣溫偏高，冬季時間較短，降水時空分布極不均勻，強天氣過程較少，屬暖冬。秋季初霜期較歷年偏晚。夏季平均氣溫偏高，降水量(3.0 mm)異常偏少，強降水天氣過程相對較少。極端最高氣溫40℃，高溫天數(shù)達30 d，高溫天氣最長持續(xù)11 d。

2 水文地質(zhì)條件

車爾臣河流域山區(qū)年降水量多集中在夏季6～8月，降水量為100～300 mm。山區(qū)較豐沛的降水形成較發(fā)育的水文網(wǎng)，水流在流淌中不斷匯集山區(qū)的地表水與地下水，河流徑流量加大，到達出山口處達到最大8.59×108m3。而后向北流向平原區(qū)。流域下游降水量很少，對地下水無實際意義，地下水的補給源是各種地表水體的下滲(特別是河流到出山口后，河床加寬，河床質(zhì)為巨大的卵礫石，河水大量入滲補給地下水)，地下水補給有差異，受山前地帶河道補給作用，地下水富水區(qū)主要分布在山前沖積傾斜平原中上部。地下水總的徑流方向與河流延伸方向基本一致，自南向北流動，上部徑流循環(huán)交替比較快，水力坡度在4.5‰左右；下部地下水運移速度相對緩慢，水力坡度在1.6‰～3.0‰之間。

2.1 地下水的埋藏與分布規(guī)律

根據(jù)物探分析成果資料及抽水試驗成果，項目區(qū)內(nèi)松散沉積物厚度在南北方向上為350～150 m，含水層主要為卵礫石地層，中間分布有厚度15～50 m的粉細砂地層，含水層厚度由南向北逐漸減小，中部的粉細砂地層逐漸增厚；在灌區(qū)中部垂直河道的東西剖面上，松散沉積物東西方向上變化不大，厚度為175～220 m，含水層主要仍為卵礫石地層，中部有20～30 m的粉細砂地層。潛水埋深由出山口前大于百米到山前沖洪積扇前緣地帶的3～5 m，地下水埋深自南向北呈現(xiàn)出逐漸變淺趨勢。在山前洪積、沖積傾斜平原區(qū)(I區(qū))，河流出山口后，河道水量大量滲漏補給地下水，含水層巖性為卵礫石、砂礫石，結(jié)構(gòu)單一，厚度大，貯水條件很好。在灌區(qū)上游區(qū)域，地面坡度大，地下水埋深約3～10 m，地下水礦化度為0.6～1.9 g/L。中部地區(qū)巴格艾日克鄉(xiāng)一帶以下，地形坡度變緩，地層出現(xiàn)多元結(jié)構(gòu)，含水層顆粒變細，以中細砂、細砂為主，地下水埋深在1.0～2.5 m之間，地下水礦化度為1.0～3.0 g/L，富水性減弱；在灌區(qū)下游他提讓鄉(xiāng)地區(qū)，含水層以細砂為主，夾薄層中細砂，地下水埋深在0.8～2.5 m，局部有地下水溢出，礦化度為5.0～30 g/L，富水性弱；河?xùn)|恰瓦勒墩地區(qū)地下水埋深一般在1～3 m，向東方向地下水埋藏較淺，受蒸發(fā)濃縮作用，水質(zhì)變差，礦化度多在3～20 g/L之間。

綜上所述，整個項目區(qū)屬單一結(jié)構(gòu)的孔隙含水層系統(tǒng)。特別是貫穿于車爾臣河項目區(qū)沿河兩岸2～8 km區(qū)域，潛水含水層受沖洪積作用沉積規(guī)律的控制，沿項目區(qū)上游至下游沉積顆粒由大到小，順河方向其沉積顆粒呈現(xiàn)由南向北逐漸變細的規(guī)律。垂直河道方向河道對含水層的富水性具有明顯的控制作用，近河地區(qū)富水性較好，地下水埋深在1～3 m；遠離河兩岸較遠的荒漠地帶，地下水埋深大于3.0 m。

表1 流域潛水不同埋深面積統(tǒng)計表

2.2 地下水的補給、徑流、排泄條件

2.2.1 地下水的補給條件

地下水的補給主要來源于南部山前傾斜平原區(qū)的河道滲漏，通過南部斷面?zhèn)认蛄魅氡緟^(qū)外，其次是由灌區(qū)內(nèi)渠系引水、農(nóng)田灌溉的滲漏補給。

河道滲漏補給：河流出山口后流經(jīng)山前傾斜平原的戈壁礫石帶，由于地下水埋深大，區(qū)域透水性強，河水大量滲漏補給地下水，成為該區(qū)域地下水的主要補給來源。據(jù)車爾臣河實測資料，河流出山口至巴什克其克電站斷面約30 km河道損失量為1.283億 m3,該河段輸水損失率為0.004 98%/km；巴什克其克電站至且末水文站斷面50 km，河道損失量為1.991億 m3,該河段輸水損失率為0.005 45%/km；山前戈壁礫石帶河道下部滲漏大于上部。渠道滲漏、田間灌溉水入滲補給也是地下水的重要補給源。

2.2.2 地下水的徑流條件

流域內(nèi)地下水流向與河流走向及地形坡向基本一致，由南向東北流動，受車爾臣河地勢低洼的影響，河道成為地下水的主要排泄通道。在局部地帶受地表水體、河道洼地及排堿渠的影響，徑流方向稍有變化，水力坡度由上而下游逐漸變小。南部傾斜平原區(qū)為3.0‰～5‰，中部及下游區(qū)為3.0‰～2.0‰，由于水平徑流條件相對較差，地下水運移速度緩慢，潛水埋深很淺，部分地區(qū)形成小片沼澤濕地，地下水排泄方式主要以淺埋帶面狀垂直排泄為主，其次是向河道排泄和側(cè)向出區(qū)排泄。地下水徑流基本上以車爾臣河為軸線順河向下游緩慢水平運移，通過東南部邊界側(cè)向流出區(qū)外。

2.2.3 地下水的排泄條件

地下水的排泄有潛水蒸發(fā)蒸騰排泄、河道排泄、排水渠溝排泄、天然水體濕地的蒸發(fā)排泄、人工開采等。

潛水蒸發(fā)蒸騰排泄：且末縣氣候干燥干旱指數(shù)高，蒸發(fā)強度大，年平均蒸發(fā)量2 506.9 mm(E20)，加之均衡區(qū)地下水位埋深小，地下水的蒸發(fā)蒸騰成為主要的排泄方式。

車爾臣河在山前傾斜平原由于地下水位埋深大，河水補給地下水，而在傾斜平原與沖積平原的交接地帶，由于地下水位埋深較小，而河流下切，地下水補給河水，河道有排泄地下水的作用。

區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀地下水年人工提取地下水量約986×104m3。主要用于農(nóng)業(yè)灌溉和城鎮(zhèn)、農(nóng)村生活及工業(yè)用水。

3 區(qū)域富水性劃分

根據(jù)《供水水文地質(zhì)》松散沉積層富水性的劃分標(biāo)準(zhǔn)，富水性級別采用單位涌水量劃分。項目區(qū)含水層單位涌水量為2.9～30.0 m3/h·m區(qū)間，據(jù)富水性劃分標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)內(nèi)為地下水富水性大部為富水性強和中等標(biāo)準(zhǔn)。

富水性極強區(qū)為：位于山前傾斜平原的中上部，含水層巖性顆粒粗大，透水性能、貯水性能均好，徑流通暢，單位涌水量大。

富水性強區(qū)為：主要在項目區(qū)沿車爾臣河的兩側(cè)3～5 km的區(qū)域，即富水性極強區(qū)以北的沖洪積平原的近河地帶及溢出帶附近，貯水性較好，含水層具有多層結(jié)構(gòu)，透水性較好。

富水性中等區(qū)為：位于離河兩側(cè)較遠的地帶，一般距離河流6 km以外的區(qū)域和項目區(qū)下游區(qū)域，地下水補給條件較差，含水層巖性顆粒細，透水性及貯水性相對較差。

4 結(jié)語

本流域地下水易開采區(qū)為車爾臣河中游河段兩側(cè)3～5 km的區(qū)域，地下水埋深較淺，機井出水量大，該區(qū)域地下水補給充沛，地層貯水性較好，含水層具有多層結(jié)構(gòu)，透水性較好，適合大規(guī)模開采，在日常開采中存在一系列問題，主要是機井建設(shè)規(guī)模較小，不能起到豎井排灌，滿足灌區(qū)灌溉的要求。機井建設(shè)與管理須進一步加強，機井建設(shè)布局不合理，個別地帶存在井距較小等因素，機井在解決灌溉未能充分發(fā)揮作用，機井配套不足。

2016-12-23

許衛(wèi)民(1970-)，男，湖南衡陽人，工程師，主要從事水文水資源方面工作。

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1004-1184(2017)03-0230-02