烏爾禾三角洲地下水系統(tǒng)特征分析

張樂樂

(新疆昌源水務(wù)科學(xué)研究院(有限公司)，烏魯木齊 830000)

地下水相對于地表水資源，具有潔凈度高、供水量穩(wěn)定、分布范圍廣等突出優(yōu)點(diǎn)，對于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著基礎(chǔ)性保障作用。但是若毫無節(jié)制開采也會造成地下水系統(tǒng)崩潰問題，因此研究地下水系統(tǒng)特征對于地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展意義重大。

1 項(xiàng)目區(qū)概況

和什托洛蓋煤田位于新疆自治區(qū)西北部，其中烏爾禾三角洲是其重要的三大區(qū)域板塊之一，該區(qū)域北部以哈拉阿拉特山為界與白楊河谷地地下水系統(tǒng)通過峽口相連，西側(cè)以成吉思汗山分水嶺為界，南至克拉瑪依市白堿灘一帶，東側(cè)以瑪納斯湖與艾里克湖的地表分水嶺為界，東西長約159km，南北寬20-53km，總面積約6158.7km2。

2 地下水形成和含水層特征

2.1 地下水的形成和賦存

2.1.1 山區(qū)地下水賦存

烏爾禾三角洲北部為哈拉阿拉特山地勢低矮，外表僅受剝蝕夷平，形成丘陵山地，受到東部準(zhǔn)噶爾沙漠干旱氣候影響，降水稀少，地下水補(bǔ)給條件差，排泄條件也不好，地表未見泉水出露，亦未見常年性地表水流。西部吉思汗山亦低矮，降水稀少，組成山地古生界地層裂隙雖較發(fā)育，但因缺乏補(bǔ)給來源，地下水較為匱乏，僅有來自達(dá)爾布特河河谷潛流對平原區(qū)有補(bǔ)給意義[1]。

2.1.2 平原區(qū)地下水賦存

烏爾禾三角洲周邊山勢低矮，降雨少且蒸發(fā)強(qiáng)烈，同時(shí)受山前控水?dāng)嗔延绊懀柚股絽^(qū)裂隙水側(cè)向潛流補(bǔ)給。地下水的形成主要依靠白楊河滲漏補(bǔ)給以及達(dá)爾布特河、白楊河谷地地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給。

平原區(qū)地下水類型主要為：第四系松散巖類孔隙水、新近系、白堊系碎屑巖類裂隙孔隙水。其中第四系松散巖類孔隙水補(bǔ)給條件極好，水量豐富，多被開發(fā)利用；而白堊系碎屑巖類水目前還未得到充分開發(fā)[2]。

2.2 含水層特征分析

2.2.1 第四系松散巖類孔隙水

1)水量豐富(單井涌水量1000-5000m3/d)：主要分布于達(dá)爾布特河出山口處，根據(jù)鉆孔TK21孔揭露，含水層巖性為砂卵礫石，結(jié)構(gòu)松散，顆粒不均，礫徑5-8cm常見，>10cm少見。含水層一般在60-200mm，潛水埋深約20m。

2)水量中等(單井涌水量100-1000m3/d)：沿白楊河谷分布，含水層巖性為砂礫石和亞砂土夾薄層砂，厚度20-30m，水位埋深1-6m，滲透系數(shù)6.93m/d，單井涌水量<20m3/d，富水性中等。但因其補(bǔ)給條件良好，存在一定開采價(jià)值，對該區(qū)域地下水研究有著十分重要的意義。

2.2.2 新近系碎屑巖類裂隙水

烏爾禾三角洲內(nèi)新近系含水層主要分布在北部一帶，多層的砂巖及砂礫巖組成了厚度較大的新近系含水層，而其之間存在泥巖層構(gòu)成了隔水層，從而使新近系含水層普遍存在承壓性，且部分區(qū)域自流。水量豐富，單井涌水量100-963m3/d，含水層厚度5-20m，其中以S14鉆孔為代表的水文地質(zhì)特征，新近系碎屑巖類水的水文地質(zhì)特征，見表1[3]

表1 新近系碎屑巖類水的水文地質(zhì)特征

2.2.3 白堊系承壓含水層

白堊系碎屑巖類裂隙孔隙水分布最為廣泛，基本全區(qū)均存在白堊系含水層。區(qū)內(nèi)白堊系地層與新近系地層呈不整合接觸關(guān)系，傾向南東，傾角1-2°，為一單斜構(gòu)造，地層巖性為泥巖和砂巖互層，其中砂巖組成了白堊系含水層，泥巖構(gòu)成了白堊系隔水層，并且白堊系與之上覆新近系之間存在著穩(wěn)定的隔水層，故白堊系含水層與新近系含水層類似，均具有承壓自流性。

白堊系碎屑巖類含水層由于其巖層滲透性查，巖層傾斜平緩，地下水在其中運(yùn)動十分緩慢，水礦化度較高，水量也小。根據(jù)收集資料，白堊系碎屑巖類水的水文地質(zhì)特征，見表2，在百口泉—黃羊泉—白堿灘一帶，該層水位埋深5m，單井涌水量16.98-81.05m3/d，滲透系數(shù)0.16-0.39m/d[4]。

表2 白堊系碎屑巖類水的水文地質(zhì)特征

3 區(qū)域地下水動態(tài)特征分析

3.1 地下水位動態(tài)分析

地下水動態(tài)主要受氣象、水文地質(zhì)條件及人類活動等因素影響，由于所處地段不同，其動態(tài)變化有明顯差異，下面就以最典型含水層：第四系潛水和白堊系承壓水的水位動態(tài)變化為分析對象。

3.1.1 第四系潛水水位動態(tài)

主要分布于烏爾禾區(qū)，黃羊泉、百口泉一帶，曲線呈現(xiàn)明顯的“M型”，第四系潛水水位動態(tài)曲線，見圖1。此區(qū)因灌溉、綠化、生活和生產(chǎn)用水等屬于強(qiáng)烈開采地下水的地區(qū)，地下水動態(tài)要素明顯隨著地下水開采量的變化而變化，在降水的高峰季節(jié)地下水水位上升不明顯或有所下降[5]。

圖1 第四系潛水水位動態(tài)曲線

3.1.2 白堊系承壓水水位動態(tài)

主要分布于黃羊泉和百口泉一帶，受到油井注水影響呈現(xiàn)出明顯的單一上升或下降趨勢，沒有明顯的變化規(guī)律，白堊系承壓水水位動態(tài)曲線，見圖2[6]。

圖2 白堊系承壓水水位動態(tài)曲線

3.2 地下水化學(xué)動態(tài)分析

本次在烏爾禾三角洲地下水系統(tǒng)中布置的兩個(gè)水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)(TK21-1和JJD119)研究該地下水系統(tǒng)的年內(nèi)水化學(xué)動態(tài)變化情況，北洼地水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)水化學(xué)類型變化統(tǒng)計(jì)表，見表3。由于該區(qū)域位于白楊河、木哈塔依河的下游，又是地下水的排泄區(qū)，水化學(xué)類型中多含有氯離子，但是在2012年9月，烏爾禾區(qū)JJD119的水化學(xué)類型出現(xiàn)異常，其余月份變化不大；而TK21-1水化學(xué)類型基本沒有明顯的規(guī)律。

表3 北洼地水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)水化學(xué)類型變化統(tǒng)計(jì)表

烏爾禾三角洲地下水系統(tǒng)中，JJD119位于烏爾禾區(qū)，屬于生活用水水源，JJD119主要陰、陽離子含量變化圖，見圖3。由圖3可看出：主要陽離子、陰離子含量均出現(xiàn)9月份偏高的現(xiàn)象，其中Na+、SO42-含量的變幅最大，其余離子含量的變幅相對較小，而其它月份各離子含量相對穩(wěn)定[7]。

圖3 JJD119主要陰、陽離子含量變化圖

3.3 水質(zhì)評價(jià)

3.3.1 毒理學(xué)指標(biāo)評價(jià)

經(jīng)新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)試驗(yàn)測試中心測試分析，烏爾禾地下水系統(tǒng)中采集水樣的各項(xiàng)毒理學(xué)指標(biāo)檢測結(jié)果中，除個(gè)別異常外，其他指標(biāo)均低于國家毒理學(xué)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，符合生活飲用水國家標(biāo)準(zhǔn)，烏爾禾三角洲地下水毒理學(xué)指標(biāo)評價(jià)，見表4。

表4 烏爾禾三角洲地下水毒理學(xué)指標(biāo)評價(jià)

3.3.2 生活飲用水水質(zhì)評價(jià)

以JJD119監(jiān)測點(diǎn)水樣為分析標(biāo)準(zhǔn)，除硝酸鹽超標(biāo)率10%外，其地下水各項(xiàng)檢測指標(biāo)均低于標(biāo)準(zhǔn)限量，可以直接用作生活飲用，烏爾禾三角洲地下水生活飲用水水質(zhì)評價(jià)，見表5。

表5 烏爾禾三角洲地下水生活飲用水水質(zhì)評價(jià)

3.3.3 一般鍋爐用水水質(zhì)評價(jià)

烏爾禾三角洲區(qū)域內(nèi)地下水具有鍋垢多，具有軟沉淀物,起泡,非腐蝕性水的特點(diǎn)，烏爾禾三角洲地下水一般鍋爐用水水質(zhì)評價(jià)，見表6

表6 烏爾禾三角洲地下水一般鍋爐用水水質(zhì)評價(jià)

4 結(jié) 語

通過本次針對烏爾禾三角洲區(qū)域進(jìn)行地下水勘察工作，基本掌握了該區(qū)域地下水含水豐富區(qū)位置、含水量、可開采潛力等一系列重要參數(shù)，之后通過對該區(qū)域地下水動態(tài)、水質(zhì)等分析評價(jià)，發(fā)現(xiàn)基本滿足正常使用，未來具有一定的開發(fā)價(jià)值，也為該地區(qū)的規(guī)劃發(fā)展提供了寶貴的資料基礎(chǔ)。