新疆某油田水文地質(zhì)特征及地下水環(huán)境影響分析

魏哲齊

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七0一隊(duì)，新疆昌吉 831100）

1 工程概況

1.1 地形地貌

本工程位于哈爾克他烏山南側(cè)山前傾斜礫質(zhì)平原，整體地勢(shì)北西高，南東低，地形略有起伏，海拔1780～2100 米，坡降一般30～35‰，縱向溝谷發(fā)育，寬度5～50米不等，夏季暴雨季節(jié)形成散流或片流，植被發(fā)育。

1.2 氣象和水文

工程區(qū)屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候，以干旱少雨為主要特征，日照充足、空氣干燥，氣溫較低，晝夜溫差懸殊。四季特點(diǎn)是日照夏季長(zhǎng)、冬季短、春季升溫慢，常有倒春寒出現(xiàn)。工程區(qū)內(nèi)無(wú)地表水系，但季節(jié)性沖溝發(fā)育，在沖洪積平原區(qū)多形成短程寬淺型沖溝，暴雨形成的洪水對(duì)工程區(qū)內(nèi)沖溝有一定的沖刷侵蝕作用。

1.3 地層

根據(jù)施工的地下水監(jiān)測(cè)井及收集區(qū)域資料顯示，工程區(qū)內(nèi)地層主要為第四系上更新統(tǒng)洪積層和下伏第三系基巖地層。第四系上更新統(tǒng)洪積層分布廣泛，巖性依次為粉土、卵礫石、砂礫石及含礫中砂，100米深度內(nèi)層厚未揭穿。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造

工程區(qū)地處天山地槽褶皺中部，包括天山地槽褶皺帶和塔里木地臺(tái)兩個(gè)大地構(gòu)造單元。北部屬南天山地向斜褶皺帶的哈雷克套復(fù)背斜，中部為地槽與地臺(tái)過(guò)渡帶的庫(kù)車山前坳陷，南部邊緣屬塔里木地臺(tái)。

2 水文地質(zhì)特征

2.1 水文地質(zhì)條件

工程區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水，地下水水位埋深較大，100 米深度內(nèi)僅1 眼井見地下水，地下水水位87.10 米，含水層厚度12.90 米，含水層巖性含礫中砂，其余井未見地下水，屬透水不含水層。本次工作通過(guò)雙環(huán)滲水試驗(yàn)測(cè)得包氣帶粉土滲透系數(shù)0.0566～0.116 米/日，包氣帶卵礫石滲透系數(shù)5.665～9.541 米/日；鉆孔注水試驗(yàn)測(cè)得砂礫石滲透系數(shù)2.81～4.23 米/日；鉆孔抽（注）水試驗(yàn)測(cè)得含礫中砂滲透系數(shù)0.52～0.84 米/日。工程區(qū)屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候，年均降雨量?jī)H95.6 毫米，而蒸發(fā)量則大于1500毫米，地下水的形成條件差，有限的大氣降雨補(bǔ)給在未形成地下水補(bǔ)給量前，在地表徑流過(guò)程中就以蒸發(fā)殆盡，局部可形成托頂潛水，但由于第四系厚度較大，在入滲過(guò)程得以耗盡，所以地下水在含水層中徑流滯緩，富水性差。

2.2 地下水的補(bǔ)徑排條件

工程區(qū)位于山前傾斜礫質(zhì)平原上游，地下水補(bǔ)給來(lái)源主要為庫(kù)爾歸魯克河側(cè)向補(bǔ)給、灌區(qū)灌溉入滲補(bǔ)給及大氣降水補(bǔ)給，季節(jié)性變化較大。工程區(qū)地下水總體由北西向南東徑流，但蒸發(fā)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降雨量，地下水補(bǔ)給極差，有限的補(bǔ)給量一部分在地表徑流及垂直入滲過(guò)程中就已蒸發(fā)殆盡，一部分通過(guò)植物蒸騰排泄，很難形成穩(wěn)定的地下含水層。

2.3 地下水化學(xué)特征

本次工作在工程區(qū)內(nèi)及上下游共采集地下水樣品3件。經(jīng)水質(zhì)檢測(cè)分析，地下水水質(zhì)中pH 為6.88～6.93；礦化度491～623 毫克/升，屬淡水；水質(zhì)中CaCO3濃度為183～269 毫克/升，為微硬水，水化學(xué)類型為HCO3?SO4-Ca型水。

3 水文地質(zhì)試驗(yàn)

3.1 抽水試驗(yàn)

根據(jù)地層巖性及成井結(jié)構(gòu)可知，地下水監(jiān)測(cè)井所揭露的含水層地下水類型為第四系松散巖類孔隙潛水，含水巖性為含礫中砂，鉆孔未揭穿第四系潛水底板，由此判定為潛水非完整井。

K——試驗(yàn)巖土層的滲透系數(shù)(m/d)；Q——涌水量(m3/d)；H——含水層自然時(shí)厚度(m)；h——含水層抽水時(shí)厚度(m)；S——水位降深(m)；l——過(guò)濾器長(zhǎng)度(m)；R——影響半徑(m)；r——鉆孔內(nèi)半徑(m)。

抽水試驗(yàn)計(jì)算得出，工程區(qū)含礫中砂滲透系數(shù)0.84米/日。

3.2 注水試驗(yàn)

鉆孔常水頭注水試驗(yàn)適用于滲透性比較大的壤土、粉土、砂土和砂卵礫石層，本次試驗(yàn)段地層為砂礫石和含礫中砂，適用于鉆孔常水頭注水試驗(yàn)。由于監(jiān)測(cè)井內(nèi)未見地下水位，試驗(yàn)段位于地下水位以上，且50＜H/r＜200、H/l≤l 時(shí)，可采用以下公式計(jì)算試驗(yàn)土層的透水系數(shù)：

K——試驗(yàn)巖土層的滲透系數(shù)(m/d)；Q——注水流量(m3/d)；l——試段長(zhǎng)度(m)；H——試驗(yàn)水頭(m)；r——鉆孔內(nèi)半徑(m)。

注水試驗(yàn)3組試驗(yàn)水頭計(jì)算得出，工程區(qū)砂礫石滲透系數(shù)2.81～4.23 米/日，含礫中砂滲透系數(shù)0.52米/日。

3.3 滲水試驗(yàn)

本次雙環(huán)滲水試驗(yàn)計(jì)算包氣帶滲透系數(shù)采用公式如下：

K——試驗(yàn)土層滲透系數(shù)（m/d）；Q——內(nèi)環(huán)穩(wěn)定的滲入水量(m3/d)；F——內(nèi)環(huán)底面積（m2）；Z——內(nèi)環(huán)中試驗(yàn)水頭（m）；Hk——毛細(xì)上升高度（m）；L——試驗(yàn)結(jié)束時(shí)水的滲入深度（m）。

雙環(huán)滲水試驗(yàn)計(jì)算過(guò)程中，包氣帶巖性主要為粉土、卵礫石，當(dāng)環(huán)內(nèi)試驗(yàn)水頭（Z）為10厘米時(shí)，其水力坡度I=（Hk+Z+L）/L，由于毛細(xì)上升高度（Hk）及環(huán)內(nèi)試驗(yàn)水頭（Z）相對(duì)于L很小，所以I值趨近于1。

滲水試驗(yàn)計(jì)算得出，工程區(qū)包氣帶粉土垂向滲透系數(shù)為0.0566～0.116 米/日，卵礫石垂向滲透系數(shù)為5.665～9.541米/日。

4 地下水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

4.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

參照《地下水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T164-2004）以及本工程潛在污染特征因子，地下水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為：嗅和味、肉眼可見物、pH、色度、濁度、溶解性總固體、總硬度、氟化物、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、耗氧量、氨氮、六價(jià)鉻、氰化物、硫化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑、總大腸菌群、菌落總數(shù)、汞、砷、硒、銅、鋅、鉛、鎘、鐵、錳、鈉、鋁、碘化物、三氯甲烷、四氯化碳、苯并[a]芘、蒽、苯并[b]熒蒽、苯、甲苯、鄰二甲苯、間、對(duì)二甲苯、乙苯、苯乙烯、萘、熒蒽等47個(gè)項(xiàng)目。

4.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本次采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-2017）中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，地下水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有的項(xiàng)目參照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.3 地下水環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，工程區(qū)上游地下水監(jiān)測(cè)井、工程區(qū)內(nèi)地下水監(jiān)測(cè)井及工程區(qū)下游地下水監(jiān)測(cè)井水質(zhì)較好，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-2017）中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 地下水環(huán)境影響分析

工程區(qū)地處哈爾克他烏山南側(cè)山前傾斜礫質(zhì)平原，整體地勢(shì)北西高，南東低，地層主要為第四系上更新統(tǒng)洪積層和下伏第三系基巖地層，第四系巖性依次為粉土、卵礫石、砂礫石及含礫中砂，層厚未揭穿。地下水類型為松散巖類孔隙水，地下水水位埋深87.10 米，各土層滲透系數(shù)一般為0.52～9.541 米/日，富水性弱。工程區(qū)地下水補(bǔ)給來(lái)源主要為庫(kù)爾歸魯克河側(cè)向補(bǔ)給、灌區(qū)灌溉入滲補(bǔ)給及大氣降水補(bǔ)給，年均降雨量?jī)H95.6毫米，而蒸發(fā)量則大于1500毫米，地下水的形成條件差，垂直補(bǔ)給路徑較長(zhǎng)，有限的大氣降雨補(bǔ)給在未形成地下水補(bǔ)給量前就因蒸發(fā)或入滲過(guò)程得以耗盡。因此工程區(qū)內(nèi)油井開發(fā)建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢物和污水，在大氣降水淋濾作用下形成混合污水和生活污水入滲在未來(lái)得及補(bǔ)給地下水之前就已蒸發(fā)或消耗殆盡，不易對(duì)深埋的地下水環(huán)境造成影響。同時(shí)通過(guò)本次地下水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，工程區(qū)上下游地下水水質(zhì)較好，各項(xiàng)均符合國(guó)家《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-2017）中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求。