新疆于田縣地下水資源分析評價

馬 龍

(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引言

地下水作為水資源的重要組成部分，是支撐社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源，是維系良好生態(tài)環(huán)境的要素之一，也是抗旱和應(yīng)急供水的重要水源，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要支撐作用。為適應(yīng)和田地區(qū)于田縣社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，著力解決水資源利用和保護(hù)中存在的問題，進(jìn)一步加強(qiáng)水資源科學(xué)管理、提高水的利用效率、促進(jìn)水資源可持續(xù)利用，開展新的地下水資源評價工作是一項(xiàng)必要工作。

通過計算評價于田縣綠洲平原區(qū)淺層地下水資源量及可開采量，為水功能區(qū)劃分、超采區(qū)評價及地下水保護(hù)措施的制訂，治理地下水超采，保護(hù)地下水水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)地下水資源可持續(xù)利用提供支撐，為加強(qiáng)地下水管理提供技術(shù)依據(jù)。

1 水文地質(zhì)條件

1.1 地下水埋藏分布與含水巖組特征

評價區(qū)地處昆侖山北麓礫質(zhì)平原區(qū)和沖洪積細(xì)土平原區(qū)，不同地貌單元地下水的賦存條件與分布規(guī)律具有明顯的差異性。

(1)礫質(zhì)平原區(qū)。山前礫質(zhì)平原區(qū)沉積了巨厚的卵礫石層，地下水以松散巖類孔隙潛水的方式賦存于其中。據(jù)前人物探資料，傾斜礫質(zhì)平原的南緣潛水埋深大于100m，向北部下游水位埋深逐漸減小，至礫質(zhì)平原前緣潛水埋深為10～15m。礫質(zhì)平原為評價區(qū)地下水富集帶，東西向橫貫全區(qū)，以地下水位深埋及含水層巨厚為其特征。含水層巖性以卵礫石為主，滲透性良好。

(2)細(xì)土平原區(qū)。于田縣中部沿315國道兩側(cè)為沖積細(xì)土平原前緣帶，據(jù)00929部隊《區(qū)域水文地質(zhì)普查報告(于田幅)》(1∶200000)資料，基底存在走向大致與昆侖山脈平行，傾向NE的隱伏斷裂，1∶50萬彩色衛(wèi)片上可見其影像。該斷裂使喀拉克爾鄉(xiāng)—希吾勒鄉(xiāng)一線以北基底抬升，第四系松散堆積物厚度迅速變薄，此處沖積細(xì)土平原上部為厚度3～58m不等的粉細(xì)砂等弱含水層。在該構(gòu)造北側(cè)，含水層厚度增大，巖性上部為粉細(xì)砂、下部為砂礫石，水位埋深多在3～6m，含水層厚度多在60～150m，滲透性良好。

(3)沙漠區(qū)。巖性結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，地層顆粒變細(xì)，地下水以潛水形式賦存于細(xì)顆粒地層中，含水層巖性上部為粉砂，下部為細(xì)砂、粉細(xì)砂。該區(qū)潛水埋深淺2～4m，含水層厚度一般小于150m。

1.2 地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄

區(qū)內(nèi)南部戈壁礫質(zhì)平原卵礫石層孔隙較為發(fā)育，透水性良好，水力坡度大，地下水具有徑流速度快、徑流強(qiáng)度大的特點(diǎn)，水力坡度為0.0047，至沖積—洪積平原，松散堆積物顆粒變細(xì)，且地形坡度由陡變緩，水力坡度為0.0035，使地下水位雍高，潛水埋深變淺，地下水溢出形成濕地，或在地下水位較淺處，被河谷和沖溝切割，地下水以下降泉的形式排泄形成泉水溝。即從西側(cè)喀拉克爾到克里雅河之間，集中在和田—民豐公路兩側(cè)的沖積扇緣潛水溢出帶和克里雅河下游兩岸草灘葦湖地段，有喀爾克泉、拉依蘇泉、巴什庫勒泉、博斯坦泉、解放渠泉、團(tuán)結(jié)渠及克里雅河沿線泉流。沖洪積平原下部及前緣潛水位埋深小于6m區(qū)域較大，且發(fā)育植被，該區(qū)域蒸發(fā)蒸騰排泄地下水量較大，是區(qū)內(nèi)的主要排泄之一，地下水還以北部下游的側(cè)向徑流排入沙漠、區(qū)內(nèi)下游地形平緩，地下徑流遲緩，排水渠淤積嚴(yán)重，排水量均排入下游沙漠區(qū)，人工開采主要用于生活和農(nóng)業(yè)灌溉，年開采量為17122.1萬m3。

1.3 地下水類型與含水層(組)富水性

(1)水量極強(qiáng)富水區(qū)。分布于315國道兩側(cè)，上部0～50m為亞砂土、粉細(xì)砂，下部為砂卵礫石，透水性較好，單井涌水量>10m3/(h·m)，滲透系數(shù)10～40m/d，涌水量3000～5000m3/d。該區(qū)渠系縱橫，地表徑流、灌溉回歸水大量滲入地下，地下水補(bǔ)給較豐富。先拜巴扎-巴什庫勒一帶為克里雅古河道，含水層透水性較好，含水層富水性好，其它地帶富水性相對較弱。

(2)水量強(qiáng)富水區(qū)。分布于項(xiàng)目區(qū)南部，含水層為上更新統(tǒng)松散中粗砂充填的含漂卵礫石層。含水層雖然顆粒粗大，但其分選較差，密實(shí)度較好，呈半膠結(jié)狀，透水性較南部沖洪積平原區(qū)下部砂礫石層含水巖組差，富水性相對較弱，單井涌水量為1000～3000m3/d。和田—民豐公路以北礦化度一般1～3g/L，和田—民豐公路以南礦化度小于1g/L。

(3)水量中等富水區(qū)。分布在項(xiàng)目區(qū)北部灌區(qū)與非灌區(qū)交界處，含水層巖性為夾亞砂土透鏡體的粉砂層，厚53～70m。含水層透水性較弱，富水性中等，單井涌水量100～1000m3/d。礦化度1～3g/L，個別地段3～5g/L。

1.4 地下水的動態(tài)特征

(1)地下水年內(nèi)動態(tài)。于田縣平原灌區(qū)地下水位年內(nèi)動態(tài)主要為徑流型和水文型，徑流型地下水動態(tài)主要表現(xiàn)為受河水豐枯期入滲補(bǔ)給影響，洪水期地下水位高，枯水期地下水位低；水文型地下水動態(tài)主要表現(xiàn)為受地表水入滲補(bǔ)給影響，地下水位有較明顯的回升，從而地下徑流加強(qiáng)，徑流排泄也隨之加強(qiáng)，又使水位差減小，水位漸趨穩(wěn)定。地下水位高水位期主要在5～10月豐水期(灌溉期)，豐水期(灌溉期)受河道水補(bǔ)給以及灌區(qū)渠系大量引入地表水灌溉入滲補(bǔ)給，地下水位出現(xiàn)上升；11—4月枯水期由于河道來水相對減少，農(nóng)田灌溉引水量減少，地下水位有所回落，據(jù)收集的地下水位觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計，于田縣平原灌區(qū)現(xiàn)狀地下水位年內(nèi)最大變幅為1.92m。

(2)本次收集了于田縣5眼觀測井近10a監(jiān)測數(shù)據(jù)，5眼地下水位監(jiān)測井中，有4眼監(jiān)測井呈穩(wěn)定狀態(tài)，年下降速率小于0.1m/a，1眼呈慢速下降趨勢，下降速率0.18m/a，位于奧依托格拉克鄉(xiāng)二農(nóng)場；另外將本次地下水等水位線與2012年進(jìn)行對比，整體基本吻合，變化不大，總體來看，于田縣多年地下水位動態(tài)基本穩(wěn)定。

2 地下水資源量計算與評價

2.1 評價方法

采用地下水均衡法計算全流域平原區(qū)地下水資源量。首先研究分析計算分區(qū)內(nèi)地表水與地下水的轉(zhuǎn)換關(guān)系及地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，從均衡要素入手，建立地下水均衡方程，對地下水均衡要素進(jìn)行逐項(xiàng)計算，然后將地表水、地下水視為一個系統(tǒng)，建立水均衡方程，對計算區(qū)地下水資源量進(jìn)行分析校核，最終確定地下水資源量。

2.2 地下水均衡分析

于田縣平原灌區(qū)地下水均衡計算結(jié)果見表1。

表1 現(xiàn)狀年地下水補(bǔ)排均衡表 單位：104m3/a

根據(jù)計算地下水補(bǔ)給量為58951.2×104m3/a，地下水排泄量為57380.6×104m3/a，地下水均衡差為1570.7，地下水資源基本處于均衡狀態(tài)。

2.3 地下水資源量評價

均衡區(qū)地下水總補(bǔ)給量58951.2×104m3/a，主要補(bǔ)給量為河道沿途滲漏補(bǔ)給、渠道沿途滲漏補(bǔ)給、基巖裂隙水側(cè)向補(bǔ)給。區(qū)內(nèi)河道滲漏補(bǔ)給量為30654.0×104m3/a，占地下水總補(bǔ)給量52.0%；渠道沿途滲漏補(bǔ)給量為8032.3×104m3/a，占地下水總補(bǔ)給量的13.6%；基巖裂隙水補(bǔ)給量為5823.0×104m3/a，占地下水總補(bǔ)給量的9.9%；田間入滲補(bǔ)給量為5085.2×104m3/a，占地下水總補(bǔ)給量的8.6%；泉水回灌入滲2824.1×104m3/a，占地下水總補(bǔ)給量的4.8%；鄰區(qū)側(cè)滲補(bǔ)給量為2102.4×104m3/a，占地下水總補(bǔ)給量的3.6%；井灌入滲補(bǔ)給量為2443.2×104m3/a，占地下水總補(bǔ)給量4.1%；無匯流區(qū)暴雨洪流入滲補(bǔ)給量為850.5×104m3/a，占地下水總補(bǔ)給量1.4%；水庫入滲補(bǔ)給量為902.5×104m3/a，占地下水總補(bǔ)給量的1.5%。河床潛流入滲補(bǔ)給量為234.0×104m3/a，占地下水總補(bǔ)給量的0.4%；

從上述分析可看出，地下水的補(bǔ)給量中，河道滲漏補(bǔ)給是區(qū)內(nèi)地下水的主要補(bǔ)給來源，所占比例較大，反映出了目前河流地表水的利用率較低。

均衡區(qū)內(nèi)地下水總排泄量為57380.6×104m3/a。在地下水排泄量中，主要有地下水開采量為17122.1×104m3/a，占總排泄量的29.8%；潛水蒸發(fā)量13943.0×104m3/a，占總排泄量的24.3%；泉水溢出量為12419.0×104m3/a，占總排泄量的21.6%；作物及野生植被騰發(fā)地下水量7860.3×104m3/a，占總排泄量的12.7%；地下水側(cè)向排出量6036.2×104m3/a，占總排泄量的10.5%。

地下水排泄量中，以人工開采、潛水蒸發(fā)量和泉水溢出為主，說明區(qū)內(nèi)地下水位埋藏較淺，由此形成灌區(qū)內(nèi)的土壤次生鹽漬地。

2.4 地下水可開采量分析

經(jīng)綜合分析確定于田縣全縣開采系數(shù)ρ值為0.5。其中克里雅河區(qū)開采條件上游相對較好，下游相對較差，本次評價開采系數(shù)取0.45，克里雅河以東小河區(qū)主要為于田縣純井灌區(qū)，開采條件較好，本次評價開采系數(shù)取0.65。

均衡區(qū)地下水總補(bǔ)給量為58951.2×104m3/a，W可開采量=58951.2×0.5=29475.6×104m3/a。通過可開采系數(shù)法計算均衡區(qū)不區(qū)分礦化度地下水可開采量為29475.62×104m3/a，其中克里雅河區(qū)(Ⅰ)區(qū)地下水可開采量為22006.4×104m3/a，克里雅河以東小河區(qū)(Ⅱ區(qū))地下水可開采量為7469.2×104m3/a。

根據(jù)礦化度分區(qū)計算，均衡區(qū)不分礦化度總可開采量及不同礦化度可開采量結(jié)果見表2。

表2 均衡區(qū)可開采量計算成果表 單位：104m3/a

根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積及富水性權(quán)重，分別計算出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地下水補(bǔ)給量及可開采量，見表3。

表3 于田縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地下水可利用量評價表

3 結(jié)論

本次評價地下水補(bǔ)給量略高于歷次評價結(jié)果。地下水資源量位于“13版”評價與“新疆第三次地下水資源調(diào)查評價”2次評價之間。側(cè)向補(bǔ)給量與歷次評價結(jié)果基本相同。河道滲漏補(bǔ)給量主要與河道下泄水量有關(guān)，歷次評價中引用地表水量差異較大，本次評價中引用地表水量較小，故河道下泄量較大，河道滲漏補(bǔ)給量隨之增大。渠系與田間灌溉水入滲補(bǔ)給量較前人成果偏小，分析認(rèn)為主要是2個方面的原因：①近年來評價區(qū)隨著渠系防滲改造、高效節(jié)水灌溉工程的實(shí)施，灌溉水的利用系數(shù)有所提高；②本次計算時將下游河段引用河水(泉水)的渠道滲漏補(bǔ)給量和田間入滲補(bǔ)給量計入回歸入滲補(bǔ)給，故渠系滲漏補(bǔ)給量與田間入滲補(bǔ)給量較前人成果略偏小是合理的。

通過分析對比認(rèn)為，本次計算評價地下水補(bǔ)給量、地下水資源量變化符合客觀事實(shí)，計算較為合理，可作為于田縣地下水開發(fā)利用及保護(hù)規(guī)劃的技術(shù)依據(jù)。