和田河流域典型剖面地下水位動(dòng)態(tài)研究

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(和田水文水資源勘測(cè)局，新疆 和田 848000)

1 流域水文地質(zhì)概況

1.1 地下水的埋藏條件

和田河灌區(qū)的地下水補(bǔ)給主要來(lái)源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)的灌溉用水和水庫(kù)水體下滲，再其次是喀河河谷與玉河潛流和昆侖山前流域的地表水(包括雨水和洪水入滲)。和田河灌區(qū)地下水屬于單一第四系松散巖型孔隙潛水，徑流強(qiáng)度從南部向北部漸漸減小，山前傾斜平原的中上部等位置主要是礫石和卵石為主的含水層，透水性較強(qiáng)，水力坡降超過(guò)5‰，具有良好的徑流條件；傾斜平原中部和下部位置的含水層是砂礫和中粗砂，兩者之間有亞砂和亞粘透鏡體，水力梯度大多低于3‰，徑流條件漸漸削弱。從北部到沙漠邊緣，含水層以水力坡降低于2‰的粉細(xì)砂為主，也受到隆升的影響，徑流緩慢，水位高，并且地下水具有水平流入和垂直蒸發(fā)兩種情況。

1.2 區(qū)域地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件

和田河灌區(qū)地下水的補(bǔ)給，徑流和排泄，以受地理地貌、區(qū)域水文、氣象和地質(zhì)構(gòu)造等自然因素，以及當(dāng)前水資源開(kāi)發(fā)利用等人為因素影響為主。

堆積在山前沖洪積平原上的較厚的第四系松散砂礫卵石層，給地下水的埋藏留存了優(yōu)良的空間。在接受自然補(bǔ)給(包括出山口河道的潛流和該地區(qū)的大氣降水滲入)的同時(shí)，主要接受該地區(qū)河流和水渠等部分的地表水入滲，并通過(guò)田間農(nóng)業(yè)灌溉用水滲入進(jìn)行補(bǔ)給。單一結(jié)構(gòu)潛水區(qū)的地層主要由沙子和卵石構(gòu)成，徑流條件比較好，下游區(qū)域土層顆粒漸漸變得細(xì)小，地下水徑流受到阻礙，徑流速度變慢，徑流條件比較差。

排泄條件主要是沿地勢(shì)差方向下游地表徑流，然后通過(guò)淺層地下水蒸發(fā)，泉水溢流等方法排放。

1.3 地下水埋深

地下水埋深的總體趨勢(shì)是從南部到北部，從深處到淺處。山前傾斜的沖積砂礫平原地區(qū)，上部位置是疏松堆積層中孔隙水的主要聚集地，深度是80 m～120 m。在斜坡平原的中下部位置，地下水是孔隙潛水的單一結(jié)構(gòu)，潛水深度通常高于20 m。

在朝北的沖積細(xì)土平原位置，隨著地形的坡度變慢，地層顆粒大小變得細(xì)小，地下水徑流逐漸從強(qiáng)變慢，水力坡降減小，水位埋深變低，地下水的埋深總體上呈環(huán)帶形分布，從南部到北部水位埋深由10 m～3 m。極少數(shù)位置水位埋深是1 m～3 m甚至小于1 m，主要分布在兩條河的洪泛區(qū)，泉水溝和水庫(kù)周邊等位置。

2 地下水監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)研究分析

2.1 地下水監(jiān)測(cè)概況

為了真實(shí)有效的顯示項(xiàng)目區(qū)地下水的細(xì)微變化，在和田子項(xiàng)目區(qū)建設(shè)了16口長(zhǎng)觀井，對(duì)地下水變化情況開(kāi)展定期不間斷式觀察和記錄。每10天間隔監(jiān)測(cè)一次地下水埋深和水溫，一般在每月的6日、16日和26日分別觀察記錄水位和水溫，并在汛期和枯水季分別觀察一次水質(zhì)情況。長(zhǎng)觀井的16口按照由GW1到GW16分別編號(hào)，其中該地區(qū)的長(zhǎng)觀井分別是：和田GW8和GW9、洛浦GW10、墨玉縣的GW7；進(jìn)區(qū)側(cè)長(zhǎng)觀井：GW1～GW6；出區(qū)側(cè)長(zhǎng)觀井：GW11～GW16。

2.2 地下水埋深監(jiān)測(cè)分許

2.2.1 地下水埋深監(jiān)測(cè)結(jié)果

和田子項(xiàng)目區(qū)地下水埋深變化過(guò)程線，見(jiàn)圖1～圖6。從圖可知，進(jìn)區(qū)側(cè)長(zhǎng)觀井的地下水埋深都較深，其中GW1、GW2井的地下水埋深深度幾乎都超過(guò)30 m；墨玉縣內(nèi)的GW7井地下水埋深也比較深，超過(guò)10 m；出區(qū)側(cè)長(zhǎng)觀井中的GW11、GW12、GW13地下水埋深相對(duì)比較淺，基本都在2 m～4 m。通過(guò)GW1～GW16井監(jiān)測(cè)期間2001年～2003年地下水埋深變化數(shù)據(jù)分析，與同年比較來(lái)看，5月和6月的地下水埋藏深度最深，7月則有漸漸上浮的勢(shì)頭，等到10月份，地下水的埋藏深度漸漸上浮。這是因?yàn)?月以后，河流的水量增加了，引入灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)的水量也增加了，借助各種渠道向地下水供應(yīng)的水量增加補(bǔ)給形成。

圖1 GW1井地下水埋深過(guò)程線

圖2 GW2井地下水埋深過(guò)程線

圖3 GW7井地下水埋深過(guò)程線

圖4 GW11井地下水埋深過(guò)程線

圖5 GW12井地下水埋深過(guò)程線

圖6 GW13井地下水埋深過(guò)程線

雖然進(jìn)區(qū)側(cè)長(zhǎng)觀井的地下水埋深很深，但進(jìn)區(qū)側(cè)長(zhǎng)觀井附近的井口高程也較高，進(jìn)區(qū)地下水水位高于出區(qū)水位，也高于區(qū)域內(nèi)地下水水位，從零點(diǎn)調(diào)查的結(jié)果看，潛水流向是從進(jìn)區(qū)向出區(qū)方向流動(dòng)。

2.2.2 地下水埋深的變化規(guī)律

從圖1～圖6可知，出區(qū)側(cè)地下水埋深變化幅度情況最明顯，進(jìn)區(qū)側(cè)較為平穩(wěn)。主要是因?yàn)槌鏊畢^(qū)側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于主排水渠道的尾端，但干渠主排水量和季節(jié)息息相關(guān)，一般而言，主汛期引水量大，排水量就最大。引水灌溉也有一個(gè)不連續(xù)的頻率，即排水渠道中的水流量也上下浮動(dòng)，從而導(dǎo)致汛期地下水埋深的急劇變化；相反，在其它時(shí)間范圍內(nèi)，排水量相對(duì)較小，地下水補(bǔ)給量較小，埋深較大。

另外，從圖中還可看出，和田子項(xiàng)目區(qū)的地下水水位存在明顯的升高趨勢(shì)，即地下水埋深在逐漸變淺，其中尤以GW1～GW3、GW10、GW12、GW15、GW16最為明顯。按照觀測(cè)井分布的位置，前3眼井處于項(xiàng)目區(qū)進(jìn)區(qū)側(cè)，上游灌區(qū)邊緣的引水干渠附近位置；后3眼井處于項(xiàng)目區(qū)出區(qū)側(cè)，下游邊緣的排水干渠末端位置；而GW10設(shè)置洛浦縣吉牙干渠中段洛浦大橋北的和田地區(qū)技工學(xué)校里面，與玉龍喀什河垂直距離有2 km，即上述7眼井附近均具備充足的補(bǔ)給水源，地下水位在逐漸上升的狀態(tài)。和田子項(xiàng)目區(qū)內(nèi)分布的排水系統(tǒng)還有待進(jìn)一步更新改造，排水應(yīng)盡可能返回河道，或流入綠洲邊緣位置，著力于保持和優(yōu)化綠洲的生態(tài)人居環(huán)境和下游綠色生態(tài)走廊.可以適度有規(guī)劃的開(kāi)采利用地下水資源，以防止地下水位升高，減少潛水蒸發(fā)量。

根據(jù)GW1～GW16井監(jiān)測(cè)期間2001年～2003年地下水埋深變化數(shù)據(jù)可知，進(jìn)區(qū)側(cè)地下水埋深變化幅度最大，其中GW1、GW4、GW2的變幅分別達(dá)到6.89 m、6.87 m和3.53 m，原因是它們位于引水總干渠附近，水位的升降與引水量有一定的聯(lián)系，而引水量又隨季節(jié)變化。埋深變幅最小的是GW16和GW8，分別是0.39 m和0.73 m，地下水位相對(duì)較穩(wěn)定。其余的觀測(cè)點(diǎn)的地下水埋深變幅在1 m～2 m。另外，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的地下水埋深基本小于2 m，對(duì)于干旱灌區(qū)，有利于控制潛水蒸發(fā)。但監(jiān)測(cè)點(diǎn)基本不在灌區(qū)農(nóng)田內(nèi)，實(shí)際上農(nóng)田內(nèi)由于灌水量大，局部抬升地下水位明顯，潛水蒸發(fā)相對(duì)較大。因此，根據(jù)目前掌握的地下水埋深資料，并不能說(shuō)明灌區(qū)農(nóng)田的地下水埋深情況，需要加密監(jiān)測(cè)農(nóng)田內(nèi)地下水變化，分析其變化規(guī)律。

2.2.3 地下水埋深的主要影響因素分析

影響地下水埋深的因子眾多，包括地質(zhì)的、氣象的、生物的、水文的和人為的等諸多因素，例如河流、降水入滲、地區(qū)的下墊面性質(zhì)、蒸發(fā)、氣壓、包氣帶巖性及厚度、火災(zāi)和地震等等。

本文主要以墨玉縣內(nèi)GW7井、和田的GW8井和洛浦縣的GW10井為研究對(duì)象，分析大氣降水對(duì)三個(gè)縣的地下水埋深過(guò)程線的影響，三個(gè)位置地下水埋深與降水關(guān)系分別見(jiàn)圖7、圖8和圖9。從圖可知，地下水埋深過(guò)程線與大氣降水具有同步性，但相關(guān)性較差。

圖7 墨玉縣地下水埋深與降水關(guān)系

圖8 和田縣地下水埋深與降水關(guān)系

圖9 洛浦縣地下水埋深與降水關(guān)系

氣溫的變化不僅會(huì)引起地下水溫度的變化，而且會(huì)導(dǎo)致地下水補(bǔ)給條件變化。冬季氣溫在0℃以下時(shí)，大氣降水以雪的形式出現(xiàn)，不發(fā)生入滲補(bǔ)給，地面凍土層的存在，即使有暫時(shí)的化雪天氣，融雪水也只能消耗于蒸發(fā)和補(bǔ)充土壤水，或產(chǎn)生地表徑流，不能進(jìn)入飽和帶。當(dāng)冬季溫度低于0℃，大氣降水便會(huì)以雪的方式出現(xiàn)，并且不會(huì)發(fā)生水的滲透補(bǔ)給。地面凍結(jié)土壤的形成，即便出現(xiàn)暫時(shí)的融雪氣候，融化的雪也只能以蒸發(fā)和補(bǔ)充土壤水的形式被耗散，或者產(chǎn)生地表徑流而不進(jìn)入飽和地帶。但到開(kāi)春融凍季節(jié)，包氣帶隨著地溫逐漸上升而全面解凍，這時(shí)也可發(fā)生大量持續(xù)的融凍水的下滲，從而補(bǔ)給地下水，使短期內(nèi)地下水有明顯的上升趨勢(shì)。但是，到春季解凍的時(shí)候，隨著地面溫度的逐漸升高，包氣帶已經(jīng)完全融化，此時(shí)還可能發(fā)生大量的融化冰水的連續(xù)滲透，進(jìn)而大大補(bǔ)充了地下水，使得地下水在短期內(nèi)出現(xiàn)明顯升高的趨勢(shì)。

實(shí)際上，因?yàn)楹吞锏貐^(qū)處在新疆維吾爾自治區(qū)最南端區(qū)域，屬于典型的大陸性干旱氣候，年降水量較小，和田河流域地下水位動(dòng)態(tài)變化還是主要受灌溉方式、灌溉量、時(shí)間和頻次因素的影響，降水量和大氣溫度會(huì)在一定程度影響地下水位，但都不是影響地下水位變化的關(guān)鍵因素。

3 結(jié)語(yǔ)

和田河流域區(qū)域的地下水埋深存在明顯的上升趨勢(shì)，即地下水的埋深在逐漸變淺。出區(qū)側(cè)地下水埋深變幅最劇烈，進(jìn)區(qū)側(cè)相對(duì)平穩(wěn)。影響和田河流域地下水水位動(dòng)態(tài)變化的主要因素分別是灌水方式、灌水量、灌水時(shí)間及次數(shù)，降水量及大氣溫度對(duì)地下水水位產(chǎn)生一定程度的影響，但不是主要因素。經(jīng)過(guò)后期對(duì)資料的分析處理后得知，喀拉喀什河與地下水之間常年存在河流補(bǔ)給地下水狀況，而不是地下水補(bǔ)給河流。而玉龍喀什河的監(jiān)測(cè)資料由于不完整，且部分反常，而難以得出結(jié)論。由于兩個(gè)監(jiān)測(cè)剖面均處于上游河段，河流補(bǔ)給地下水是基本流向，在下游是否如此，有待更多監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)證實(shí)。