胡 娟

(新疆昌吉水文水資源勘測(cè)局，新疆 昌吉831100)

淺析阜康市地下水埋藏與分布及地下水位動(dòng)態(tài)

胡 娟

(新疆昌吉水文水資源勘測(cè)局，新疆 昌吉831100)

對(duì)阜康市平原區(qū)地下水埋藏與分布條件進(jìn)行分析。根據(jù)近10 a地下水監(jiān)測(cè)井監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，從礫質(zhì)平原區(qū)、沖洪積平原中上部、沖洪積平原下部三個(gè)區(qū)域，結(jié)果得出阜康市平原區(qū)地下水水位動(dòng)態(tài)年際變化呈逐年下降的變化特征;總結(jié)造成地下水水位下降的原因，分析了由于地下水水位下降引發(fā)如低山丘陵區(qū)水土流失嚴(yán)重、灌區(qū)鹽堿地面積增大等一系列自然環(huán)境問題;針對(duì)如何控制地下水水位逐年下降提出了相應(yīng)對(duì)策和建議。

埋藏;分布;動(dòng)態(tài);變化

阜康市位于新疆天山博格達(dá)峰北麓、準(zhǔn)噶爾盆地東南緣，東與吉木薩爾縣相連，西與烏魯木齊市米東新區(qū)交接，南隔博格達(dá)峰與烏魯木齊縣相望，北入古爾班通古特沙漠與阿勒泰地區(qū)富蘊(yùn)縣接壤。行政轄區(qū)地理坐標(biāo)介于東經(jīng)87°46′～88°44′，北緯 43°45′～45°30′之間，南北長(zhǎng) 198 km，東西寬76 km，總面積8 844.85 km2，其中，山區(qū)面積2 167.4 km2，平原區(qū) 2 414.2 km2，沙漠區(qū) 4 263.25 km2。

1 平原區(qū)潛水埋藏與分布

阜康市山前礫質(zhì)平原區(qū)以扇形相連分布于海拔高程650～800 m一帶。這里冬季寒冷，夏季干旱炎熱，年平均降水量約200～250 mm，蒸發(fā)量高達(dá)2 000～2 300 mm，降水中只有形成雨洪及春季冰雪融水，對(duì)地下水才有一定的補(bǔ)給意義。但是該帶河床、渠系分布縱橫，形成較優(yōu)越的地表水轉(zhuǎn)化補(bǔ)給條件，因此地表水在此帶是豐富的地下水滲漏補(bǔ)給來(lái)源。

由于在第四紀(jì)以來(lái)長(zhǎng)期處于沉降階段，此區(qū)堆積了較厚冰水相及沖洪積相松散物，在山前呈扇形展布。其后緣為卵礫石粗粒相，前緣為中粒相的砂礫石，礫間孔隙十分發(fā)育，是賦存地下水的良好場(chǎng)所，在有優(yōu)越滲漏補(bǔ)給條件下，此帶也成為儲(chǔ)存有豐富孔隙潛水的地區(qū)。

山前礫質(zhì)平原區(qū)含水層巖性及厚度的垂向變化，不但與所處位置有關(guān)，并受構(gòu)造制約。如西部三工河、四工河洪積扇軸部及兩側(cè)第四系含水層厚度均大于200 m，而扇間則含水層厚度較薄，含水層顆粒相對(duì)較細(xì)，且粗細(xì)交錯(cuò)層次較復(fù)雜，所以兩處潛水埋藏深度及富水程度均有差異。

洪積扇富水程度決定于上游補(bǔ)給來(lái)源的多寡，即使同一個(gè)含水層涌水量也有較大差異。如三工河洪積扇上441鉆孔，孔深89 m，降深5 m時(shí)，涌水量達(dá)到6 575 m3/d，而鄰近干溝洪積扇上鉆孔，降深5 m時(shí)涌水量?jī)H2 500 m3/d，可見不同洪積扇富水性也是無(wú)法比擬的。

地下水埋藏深度與各洪積扇地貌形態(tài)緊密相關(guān)，在扇后緣埋深大于100 m或50～100 m，向前緣漸變?yōu)?0～30 m。即由深藏帶過(guò)渡到淺藏帶。據(jù)抽水試驗(yàn)成果，此帶含水層單位涌水量高值超過(guò)15 L/s·m，低值在3～5 L/s·m，一般可達(dá)5～15 L/s·m。潛水含水層的特征為:一是由于分選性不同，垂向上部含水層富水性、給水能力優(yōu)于下部，二是東部甘河子、白楊河流域，含水層厚度大于西部三、四工河、水么河流域。

2 平原區(qū)承壓水的埋藏與分布

第四系松散巖類孔隙承壓水分布于山前礫質(zhì)平原以北廣大沖洪積平原內(nèi)。其含水巖組由卵礫石過(guò)度為礫砂、砂、漸變?yōu)榉奂?xì)砂夾粉土、粉質(zhì)粘土、粘土互層，形成自流斜地形態(tài)，即形成多層含水層綜合體。

從前人調(diào)查成果鉆孔資料來(lái)看，在沖洪積平原上部，承壓含水層厚度變化較大，單層厚度為10～80余米。沖洪積平原上部12～15 km寬地帶，上部為潛水含水層，下部為承壓含水層。含水層巖性由卵礫石、礫砂，逐漸變?yōu)橹写稚?，?00 m深度內(nèi)可見3～4個(gè)含水巖組。由于近年來(lái)開采量不斷上升，導(dǎo)致本區(qū)自流水頭降低、溢出帶泉水消失。

沖洪積平原中下部，含水層單層厚度變小，為5～30余米。淺層潛水含水層巖性主要由砂組成，下部的承壓含水層巖性由砂礫石，中粗砂、細(xì)砂組成，在200 m深度內(nèi)可見4～8個(gè)含水層組。

北部沙漠邊緣一帶，含水層巖性大多是細(xì)砂層，其中洪積成因的含水層厚度尖滅，并被風(fēng)成的粉細(xì)砂填補(bǔ)，最大厚度可達(dá)130 m。在200 m深度內(nèi)一般有兩個(gè)或以上含水巖組，表層為潛水，下部為承壓水。

3 地下水的補(bǔ)逕排

3.1 山前礫質(zhì)平原

該帶地下水補(bǔ)給來(lái)源有三種:第一，山區(qū)河流出山口后垂直滲漏補(bǔ)給及河床潛水的徑流補(bǔ)給;第二，每年春季雪水融化及3～5次大于10 mm/次降雨形成的洪水滲漏補(bǔ)給地下水;第三山區(qū)基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給。可見，該帶地下水補(bǔ)給來(lái)源十分充沛，其砂、卵礫石含水層具有滲透性良好的孔隙，地下水逕流條件優(yōu)越。

3.2 沖洪積平原區(qū)

該區(qū)地下水以人工開采及蒸發(fā)排泄、側(cè)向流出為主，補(bǔ)給來(lái)源則除了上游流入的河渠水滲漏補(bǔ)給外，還有上游側(cè)向地下逕流補(bǔ)給或含水層之間越流補(bǔ)給。80年代，在溢出帶常有泉水出露，部分低洼處因潛水位高而形成沼澤排泄地下水，如1980調(diào)查，該帶泉水年徑流量0.062 2×108m3，2003年實(shí)測(cè)值0.026 5×108m3，本次調(diào)查則沒有實(shí)測(cè)到泉水流量。

沖洪積平原下游，地下水排泄途徑以植物蒸騰作用、人工開采為主，只有少量側(cè)向排泄出區(qū)。由于沖積平原含水層顆粒較細(xì)、地勢(shì)平坦，地下水逕流遲緩，交替緩慢，單井出水量明顯小于上游。

4 地下水水位動(dòng)態(tài)

阜康市監(jiān)測(cè)井分布覆蓋了阜康市境內(nèi)的礫質(zhì)平原區(qū)、沖洪積平原中上部、沖洪積平原中下部三個(gè)區(qū)域，現(xiàn)分別根據(jù)三個(gè)區(qū)域內(nèi)具有代表性的地下水長(zhǎng)觀井多年變幅情況對(duì)阜康市地下水動(dòng)態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。

利用收集到的阜康市地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料，選取具有代表性的17眼地下水長(zhǎng)觀井，對(duì)2001年～2010年的地下水動(dòng)態(tài)變化特征進(jìn)行分析，從而得出阜康市近10年的地下水動(dòng)態(tài)變化特征。

4.1 地下水動(dòng)態(tài)年際變化

4.1.1 礫質(zhì)平原區(qū)

阜康市地下水長(zhǎng)觀井潛9、潛17、潛26分布于礫質(zhì)平原區(qū)，潛9位于水磨河流域礫質(zhì)平原區(qū)，地下水水位多年變幅為0.25 m，多年平均下降速率為0.03 m/a，即水位成上升狀態(tài)，這是由于該地帶內(nèi)無(wú)工業(yè)用水，農(nóng)業(yè)用水引用水磨河地表水，地下水僅供居民生活用水，且水磨河地表水對(duì)地下水補(bǔ)給作用明顯所致;潛17位于三工河流域礫質(zhì)平原區(qū)，地下水水位多年變幅呈下降趨勢(shì);潛26屬西溝河流域礫質(zhì)平原區(qū)，由于西溝河屬季節(jié)性河流，地表水來(lái)水量對(duì)地下水補(bǔ)給作用不顯著，因此地下水水位變幅成下降趨勢(shì)。各長(zhǎng)觀井地下水位多年變幅詳見表1，地下水長(zhǎng)觀井地下水水位多年動(dòng)態(tài)變化圖見圖1。

表1 地下水長(zhǎng)觀井地下水位多年變幅表m，m/a

圖1 礫質(zhì)平原各地下水長(zhǎng)觀井2001－2010年地下水水位多年動(dòng)態(tài)變化圖

4.1.2 沖洪積平原中上部

阜康市沖洪積平原中上部分布了地下水長(zhǎng)觀井8眼，分屬于水磨河流域、三工河流域、甘河子流域、白楊河、四工河流域、西溝河流域和黃山河流域。8眼地下水長(zhǎng)觀井地下水水位多年變幅均成下降趨勢(shì)，多年變幅為 －2.14 m～－17.31 m，地下水多年平均下降速率為 － 0.21 m/a～－1.073 m/a，造成地下水水位下降的原因是由于此地帶屬阜康市人口、工業(yè)密集區(qū)，地下水開采相對(duì)集中。各長(zhǎng)觀井地下水位多年變幅見表2，地下水長(zhǎng)觀井地下水水位多年動(dòng)態(tài)變化圖見圖2。

表2 地下水長(zhǎng)觀井地下水位多年變幅表m，m/a

圖2 沖洪積平原中上部各地下水長(zhǎng)觀井2001－2010年地下水水位多年動(dòng)態(tài)變化圖

4.1.3 沖洪積平原下部

阜康市沖洪積平原下部分布了地下水長(zhǎng)觀井4眼，分屬于水磨河流域、甘河子流域。其中阜北農(nóng)場(chǎng)農(nóng)五隊(duì)沿線地下水水位上升，其原因是，此區(qū)域農(nóng)業(yè)為主要用水項(xiàng)目，而農(nóng)業(yè)灌溉用水由三工河泄洪洪水及上游魚兒溝水源地機(jī)井抽水注入冰湖水庫(kù)，再通過(guò)渠道將水引入農(nóng)田灌溉，本區(qū)域無(wú)地下水開采，因此地下水水位自2001至2010年呈上升趨勢(shì)。其余3眼地下水長(zhǎng)觀井地下水水位多年變幅均成下降趨勢(shì)，多年變幅為－3.80～－7.70 m，地下水多年平均下降速率為－0.38 m/a～ －0.59 m/a，水磨河流域、甘河子流域自南向北條形地帶地下水水位下降趨勢(shì)較前兩個(gè)地帶減弱，這是由于地下水受地表水補(bǔ)給作用顯著所致。各長(zhǎng)觀井地下水位多年變幅詳見表3，地下水長(zhǎng)觀井地下水水位多年動(dòng)態(tài)變化圖見圖3。

表3 地下水長(zhǎng)觀井地下水位多年變幅表m，m/a

4.2 地下水水位年內(nèi)變化

阜康市地下水水位年內(nèi)變化趨勢(shì)都和年內(nèi)地下水開采量變化有關(guān)，以2010年小泉開發(fā)區(qū)井為例，4月～8月地下水集中開采時(shí)地下水水位持續(xù)下降，1月～3月，9月～12月，地下水水位略有上升，有所恢復(fù)。該井2010年地下水水位變化過(guò)程見圖4。

圖3 沖洪積平原下部各地下水長(zhǎng)觀井2001－2010年地下水水位多年動(dòng)態(tài)變化圖

圖4 阜康市小泉開發(fā)區(qū)井2010年地下水水位變化圖

根據(jù)2010年阜康市地下水水位降幅等直線圖所測(cè)量出的不同地下水埋深面積，與昌吉州水利科學(xué)研究所《阜康市超采區(qū)劃定報(bào)告》中2005年阜康市不同地下水埋深面積做比較，地下水埋深2～3 m的面積由2005年的1 112.0 km2減少到2010年的11.9 km2;地下水埋深3～5 m的面積由2005年的358.7 km2減少到2010年的94.3 km2;地下水埋深＞5 m的面積由2005年的307.7 km2增加到2010年的2 305.5 km2，由此可明顯看出阜康市地下水水位年際變化呈逐年下降趨勢(shì)，詳見表4。

綜上所述，造成阜康市地下水水位持續(xù)下降的主要原因是近年來(lái)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展，各種經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的小農(nóng)場(chǎng)不斷涌現(xiàn)，對(duì)水資源的需求越來(lái)越大，從而使地下水的開采量逐年增加。此外，水利工程日趨完善，對(duì)地下水的補(bǔ)給相應(yīng)減少，也是地下水水位下降的原因之一。

表4 阜康市2005年、2010年地下水不同埋深面積比較表

5 地下水水位下降對(duì)自然環(huán)境的影響

5.1 低山丘陵區(qū)水土流失嚴(yán)重

河流出山口段的低山、丘陵區(qū)，降水稀少、蒸發(fā)量大，氣候干燥、植被稀疏。山坡和溝谷表層有黃土覆蓋，遇暴雨丘陵區(qū)表土沖刷嚴(yán)重，造成河道兩岸水土流失嚴(yán)重，產(chǎn)生大量的泥流匯入河流。

另一方面，季節(jié)性洪水沖刷兩岸，造成兩岸不同程度的垮塌，加劇了河床淤積，使得該區(qū)本已十分脆弱的生態(tài)環(huán)境雪上加霜。

5.2 灌區(qū)鹽堿地面積大、分布廣，且局部地區(qū)有擴(kuò)大趨勢(shì)

灌區(qū)下游分布有大量次生鹽漬化面積。其中輕鹽漬化面積(含鹽量0.5% ～0.8%)占15% ～25%;中鹽漬化面積(含鹽量0.8% ～1.0%)占25% ～45%;強(qiáng)鹽漬化面積(含鹽量0.5% ～0.8%)占45% ～75%。灌區(qū)下游區(qū)灌溉面積鹽堿地有擴(kuò)大趨勢(shì)。

5.3 荒漠植被破壞嚴(yán)重，大農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境十分脆弱

區(qū)域內(nèi)大量荒漠面積植被稀疏，覆蓋度低，僅為10% ～15%，由于局部地區(qū)地下水超采、加之過(guò)渡放牧，致使荒漠植被逐年衰退，農(nóng)田林網(wǎng)長(zhǎng)期得不到更新完善，加之干旱、大風(fēng)、洪澇等災(zāi)害頻發(fā)，使得該區(qū)域大農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境十分脆弱。

5.4 局部地區(qū)地下水超采，泉水干涸

平原灌區(qū)內(nèi)地下水開采量逐年遞増、居高不下，使灌區(qū)下游地下水溢出帶泉水逐漸衰退，直至干涸，這也是荒漠植被衰退的主要因素之一。

6 對(duì)策與建議

6.1 建立健全地下水資源管理機(jī)構(gòu)

建議在水利局及鄉(xiāng)水管站原有的職能基礎(chǔ)上，明確對(duì)地下水資源的管理職能，將水資源管理工作約入到日常工作中，并明確具體的負(fù)責(zé)人及具體的管理人員。

6.2 改革地下水資源管理體制

建立以取水許可為標(biāo)志的地下水資源權(quán)屬統(tǒng)一管理體制，消除地下水開發(fā)利用和水資源費(fèi)征收方面仍然存在的部門職能交叉、城鄉(xiāng)分割管理的問題，為加強(qiáng)地下水資源的管理和保護(hù)提供體制保障。

6.3 建立地下水資源管理檔案

地下水資源在開發(fā)利用中應(yīng)建立嚴(yán)格的管理體系，由于地下水都是由單個(gè)井完成開發(fā)利用的，故應(yīng)對(duì)單井的資料建立完善的檔案。

6.4 實(shí)施地下水資源保護(hù)規(guī)劃

灌區(qū)內(nèi)鹽漬化土壤的存在、南部沙漠高礦化度水的較大面積分布，都可能影響到灌區(qū)地下水水質(zhì)，因此，應(yīng)按照地下水資源保護(hù)規(guī)劃進(jìn)行地下水利用管理。

6.5 建立和完善地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作

建議水行政主管部門借此次地下水開發(fā)工程的建設(shè)，建立和完善地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作，為今后本區(qū)的地下水資源管理和評(píng)價(jià)奠定良好基礎(chǔ)。

6.6 通過(guò)調(diào)整水資源開發(fā)利用總體布局，保護(hù)地下水資源

加大地表水資源和地下水資源的統(tǒng)管力度，實(shí)行地下水與地表水聯(lián)合調(diào)度與合理配置，實(shí)施地下水超采替代措施，壓縮地下水超采區(qū)超采水量，完善、提高水利工程布局和功能。

6.7 強(qiáng)化水資源論證工作，嚴(yán)格限制開采地下水資源

為了加強(qiáng)地下水資源的管理和保護(hù)，嚴(yán)格執(zhí)行水資源論證制度。

［1］中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).供水水文地質(zhì)勘查規(guī)范［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社.2001.

P641.74

B

1004－1184(2012)04－0071－03

2012－03－23

胡娟(1982－)，女，陜西富平人，助理工程師，主要從事工作為水資源調(diào)查評(píng)價(jià)、地下水開發(fā)利用與保護(hù)、建設(shè)項(xiàng)目水資源論證。