DST水源地開采地下水對環(huán)境地質(zhì)的影響評價

王柱和

（新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，烏魯木齊830091）

1 基本情況

DST山間洼地東西寬5～12km，南北長約28km，地形總體為西北低、東南高，向西北傾斜。地表巖性自南東向北西為上更新統(tǒng)洪積砂礫石、粉土等，洼地中北西向沖溝較為發(fā)育。洼地東、西、南、北四面環(huán)基巖山體，只在西北與東北角發(fā)育2條小沖溝，向洼地外排泄地下水。在該洼地的南東部發(fā)育WLBLK溝，地表年徑流量約為1.64×106m3，由南東方向流入洼地。該溝在出山口進入洼地平原區(qū)河道基本干枯，只有在暴雨洪水季節(jié)有少量地表水徑流進入北部洼地區(qū)入滲補給地下水。

2 水源地開采規(guī)模及開采量分析評價

根據(jù)水源地的水文地質(zhì)勘察成果，規(guī)劃在洼地中上游區(qū)擬建年開采地下水量1.7×106m3/a的水源地（4 658m3/d），屬小型水源地。井群設(shè)計開采井10眼，井深100～110m，終孔直徑不小于600mm，管徑325mm。單井提水量為63m3/h，預計抽水水位降深小于10m，單井單位涌水量大于1.62L/（s·m）[1]。

水源地開采期擬定為6～8年，為短期臨時開采水源地。通過水源地水文地質(zhì)勘察，水源地布井區(qū)地下水補給量約3.99×106m3/a，可開采量為2.11×106m3/a，水源地年開采地下水量約占地下水補給量的42.65%，占地下水可開采量的80.47%[2]。

地下水埋深大于6m區(qū)由于沒有潛水蒸發(fā)，野生植被完全靠降水生存，因此，水源地開采運行后對該區(qū)域的天然植被影響較小。

3 水源地開采后地下水淺埋區(qū)水位變化預測

由于洼地區(qū)域內(nèi)人煙稀少，基本為原始荒漠狀態(tài)，水源地設(shè)計開采量又很小，因此，水源地建成投入運行后，不會產(chǎn)生地面沉降、地裂縫等問題。主要的環(huán)境地質(zhì)問題是洼地北部地下水埋深小于6m區(qū)的地下水位將產(chǎn)生短期的少量下降，該區(qū)的天然植被可能會受到一定程度的影響。下面主要考慮從水源地建成運行后，洼地北部地下水淺埋區(qū)地下水水位下降方面進行計算分析及預測評價。

3.1 地下水淺埋區(qū)不同開采年水位下降值估算

擬定在水源地年開采地下水1.7×106m3/a（4 658m3/d）時，利用解析法按照不同開采典型年，分析計算預測水源地開采在1a、3a、6a、8a、10a、15a、20a、30a不同開采期下，水源地布井區(qū)開采地下水對北部地下水淺埋區(qū)地下水位下降的影響程度，并對北部地下水淺埋區(qū)（水位埋深小于6m區(qū)）的野生植被生長情況進行分析預測。為此，在北部淺埋區(qū)等埋深6m線、3m線、1m線上不同位置分別選取了5個、4個、8個，共17個點進行計算分析預測。

計算分析公式選擇潛水含水層完整井非穩(wěn)定流泰斯公式[3]：

式中，S為計算點水位降深值，m；K為含水層滲透系數(shù)，取7.56m/d；Q為水源地日平均開采量，為4 658m3/d；H為開采區(qū)含水層厚度，取60m；r為計算點至水源地開采中心距離，m；α為含水層給水度，0.15；t為抽水時間，d；W（u）和u分別為井函數(shù)及自變量，通過查泰斯井函數(shù)表確定。

3.2 地下水淺埋區(qū)不同開采年水位變化分析

3.2.1 地下水水位下降值分析

通過計算成果分析可知（見表1），由于洼地北部地下水淺埋區(qū)（埋深0～6m）距離水源地開采中心較遠（≥4900m），規(guī)劃水源地年開采地下水量1.7×106m3/a（4 658m3/d）實施運行后，開采第1年對地下水淺埋區(qū)水位無影響；水源地開采6年后，地下水埋深小于6m區(qū)水位下降最大值僅為0.209m；水源地開采8年后，地下水埋深小于6m區(qū)水位下降最大值僅為0.324m。水位下降值較少，不會對洼地淺埋區(qū)野生植被產(chǎn)生大的影響。

表1開采狀態(tài)下地下水位下降最大值預測m

3.2.2 地下水水位下降速率分析

從計算成果分析可知（見表2），水源地開采第1年對地下水淺埋區(qū)水位無影響。從開采第2年開始隨著水源地開采期的增加，洼地內(nèi)地下水淺埋區(qū)的地下水下降速率成逐年增加的趨勢，至開采期第8年達到最大值為0.057m/a。從第9年開始地下水淺埋區(qū)的地下水下降速率逐年減小，地下水水位逐漸趨于穩(wěn)定，至開采期第30年地下水下降速率最大值減小為0.027m/a。

表2開采狀態(tài)下地下水位下降速率最大值預測

4 水源地開采運行后對地下水淺埋區(qū)生態(tài)的影響分析

根據(jù)有關(guān)研究成果，溫帶干旱荒漠區(qū)天然野生植被生長適宜的地下水埋深為1.5～4m[4]。隨著水源地開采期的增加，地下水水位逐年下降值與下降增加值均較小。水源地開采運行8年后北部地下水淺埋區(qū)地下水位下降最大值為0.324mm，下降值很??；開采至第8年水位下降速率最大值0.057m/a，從第15年開始地下水水位下降速率逐年減小，水位逐漸趨于穩(wěn)定。ST水源地為一臨時供水水源地，年供水量1.7×106m3，預計開采年限6～8年。水源地集中開采地下水運行期間，對地下水淺埋區(qū)的野生植被生長影響極小，不會造成該區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化，水源地停止運行后，這種不利影響將逐漸消失。

從另一個角度來分析，洼地內(nèi)地下水淺埋區(qū)現(xiàn)狀土壤鹽漬化程度較為嚴重，天然植被生長較差，覆蓋度較低，適量的開采地下水降低該區(qū)地下水位，奪取地下水淺埋區(qū)潛水無效蒸發(fā)量，有助于改良土壤鹽漬化，有利于鹽漬化土壤區(qū)天然植被的生長。