新疆提孜那甫河流域2019-2021年地下水位動(dòng)態(tài)特征分析

趙 曄,劉智佳,梁臨江,趙登鋒,王 鵬

(喀什地區(qū)莫莫克水利樞紐工程建設(shè)管理局,新疆 喀什 844000)

地下水在維持生態(tài)平衡和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方面有著重要的作用[1]。新疆提孜那甫河流域灌區(qū)密集,受提孜那甫河來(lái)水不均影響,水資源問(wèn)題突出。潛水埋深是評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境的重要指標(biāo),也是流域水資源管理的重要內(nèi)容之一[2],通過(guò)研究流域平原區(qū)2019-2021年地下水位動(dòng)態(tài)變化特征,對(duì)保護(hù)該區(qū)域地下水資源、保障糧食安全和緩解地下水超采具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

提孜那甫河作為葉爾羌河的一條重要支流,全長(zhǎng)335 km(平原區(qū)河段145 km),流經(jīng)喀什地區(qū)的葉城縣、澤普縣和莎車縣,止于麥蓋提縣的汗克爾渠首,多年平均徑流量8.83×108m3(莫莫克水文站1957-2016年)。提孜那甫河流域位于新疆塔里木盆地西南緣,蒸發(fā)強(qiáng)烈,降水稀少,呈典型的大陸性暖溫帶氣候。流域涉及二個(gè)一級(jí)大地構(gòu)造單元,即東北部為塔里木-華北板塊(Ⅰ),西南部為華南板塊(Ⅱ)。地勢(shì)西南高東北低,地貌類型可分為山地剝蝕區(qū)和沖洪積平原區(qū)。山區(qū)地下水類型以基巖裂隙水為主,平原區(qū)廣泛分布第四系孔隙水。其中,單一結(jié)構(gòu)潛水以砂礫石、粗砂為主,主要分布于研究區(qū)上游的山前傾斜沖洪積平原區(qū);多層結(jié)構(gòu)潛水-承壓水分布于中下游河流沖積平原區(qū),含水層介質(zhì)顆粒較細(xì),以亞砂土和黏土為主[3]。地下水流向同地勢(shì)基本一致,地下水主要以河水、降水、渠系滲漏水和田間灌溉入滲水為補(bǔ)給來(lái)源,人工開(kāi)采、下游側(cè)向流出和潛水蒸發(fā)是主要的排泄方式[4]。提孜那甫河流域灌區(qū)目前已建成各類機(jī)井1719眼,完好率在65%以上,現(xiàn)狀實(shí)際提水量1.59×108m3[5],現(xiàn)狀灌區(qū)總灌溉面積7.90×104ha。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

監(jiān)測(cè)井分布于提孜那甫河流域平原區(qū),井深<80 m,均為潛水井,總控制面積4 495.16 km2,監(jiān)測(cè)井密度 6.7 眼/103 km2。首先收集了2019年7月研究區(qū)26眼潛水統(tǒng)測(cè)井的埋深監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上,新增4眼監(jiān)測(cè)井并于2020年7月、2020年9月、2020年12月、2021年3月、2021年5月、2021年7月、2021年11月、2021年12月完成地下水水位觀測(cè)各1次。選擇上述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制了2019-2021年提孜那甫河流域地下水埋深動(dòng)態(tài)曲線。

3 地下水位動(dòng)態(tài)變化特征

3.1 時(shí)間變化特征

提孜那甫河流域平原區(qū)30眼地下水位監(jiān)測(cè)井地下水埋深動(dòng)態(tài)曲線見(jiàn)圖1。監(jiān)測(cè)井T64、T91地下水埋深均>40 m(圖1(f)),其余監(jiān)測(cè)井地下水埋深均<20 m。2019年7月-2021年12月提孜那甫河流域地下水埋深整體呈減小趨勢(shì)。2019年7月-2020年12月地下水埋深波動(dòng)較大,2020年12月-2021年12月地下水埋深變化趨于平緩,這主要得益于提孜那甫河流域地表水供水工程的完善和用水總量控制方案的落實(shí)。

圖1 2019-2021年地下水埋深動(dòng)態(tài)曲線

3.2 空間變化特征

基于2019年7月和2021年7月地下水埋深數(shù)據(jù)研究低水位期空間變化特征。受提孜那甫河來(lái)水不均的影響,提孜那甫河流域灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在春灌缺水的問(wèn)題,加之資料限制,僅選擇2020年12月和2021年12月研究高水位期空間變化特征。

3.2.1 低水位期年際地下水埋深變幅

提孜那甫河流域平原區(qū)2019年7月和2021年7月地下水位埋深變幅分區(qū)及面積統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖2(a)和表1。地下水埋深減小(地下水水位上升)區(qū)主要分布于流域南部山前平原和北部平原區(qū),共有17眼監(jiān)測(cè)井地下水埋深減小,占總原位監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)(26眼)的65.4%,分布面積為3 248.64 km2,占平原區(qū)總面積的72.3%。其中地下水埋深變幅-1.0～0.0 m是地下水埋深減小的主要區(qū)域,分布面積為1 905.31 km2,占埋深減小總面積的58.6%。地下水埋深增加(地下水水位下降)區(qū)主要分布于流域中部的澤普縣、葉城縣和北部麥蓋提縣,共有9眼地下水埋深呈增加趨勢(shì),占總原位監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)(26眼)的34.6%,分布面積為1 246.52 km2,占平原區(qū)總面積的27.7%,其中地下水埋深變幅多>0.5 m,分布面積為751.66 km2,占地下水埋深增加總面積的60.3%。

表1 2019年7月和2021年7月地下水埋深變幅分區(qū)面積統(tǒng)計(jì)

圖2 提孜那甫河流域低水位期(a)、高水位期(b)年際地下水埋深變幅分區(qū)圖

3.2.2 高水位期年際地下水埋深變幅

提孜那甫河流域平原區(qū)2020年12月和2021年12月地下水埋深變幅分區(qū)及面積統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖2(b)和表2。地下水埋深減小區(qū)域主要分布于流域南部山前平原區(qū)和北部平原區(qū),共有20眼監(jiān)測(cè)井地下水埋深減小,占總原位監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)(30眼)的66.7%,分布面積為3 109.34 km2,占平原區(qū)總面積的69.2%,其中地下水埋深變幅-1.0～0.0 m是地下水埋深減小的主要區(qū)域,分布面積為3 022.98 km2,占地下水埋深減小總面積的97.2%。地下水埋深增加區(qū)主要分布于流域中部澤普縣、莎車縣、葉城縣附近,共有10眼地下水埋深呈增加趨勢(shì),占總原位監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)(30眼)的33.3%,分布面積為1 385.82 km2,占平原區(qū)總面積的30.8%,其中地下水埋深變幅主要集中在0.0～0.5 m,分布面積為1 254.34 km2,占地下水埋深增加總面積的90.5%。

表2 2020年12月和2021年12月地下水埋深變幅分區(qū)面積統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語(yǔ)

從時(shí)間維度看,研究區(qū)2019年7月-2021年12月地下水水位整體呈上升趨勢(shì)。從空間維度看,高、低水位期地下水埋深變幅均主要表現(xiàn)為減小(-1.0～0.0 m),主要位于流域南部山前平原區(qū)和北部平原區(qū)。對(duì)于低水位期,地下水埋深增加區(qū)的埋深變幅以>0.5 m為主,主要分布于流域中部的澤普縣、葉城縣和麥蓋提縣;而高水位期地下水埋深變幅主要集中在0.0～0.5 m,主要分布于流域中部澤普縣、莎車縣和葉城縣附近?？傊?隨著提孜那甫河流域地表水供水工程的完善和用水總量控制方案的落實(shí),地下水超采狀況得到基本緩解。