(新疆地礦局第一水文工程地質大隊，新疆 烏魯木齊 830091)

吐魯番盆地是新疆天山東部南坡的一個山間盆地，呈南北高，中部低的特征，是典型的封閉式盆地。為了解我國西北地區(qū)主要城市及其周邊區(qū)域的地下水污染現(xiàn)狀，本文以吐魯番盆地為研究對象，在野外調查和分析的基礎上，并參考相關研究成果[1-6]，對吐魯番盆地的含水層特征、區(qū)域地下水的補徑排特征以及地下水的水化學特征進行了分析，并對區(qū)內地下水資源的開發(fā)和利用現(xiàn)狀進行了分析，進而為后期該地區(qū)地下地下水資源的開發(fā)利用提供理論基礎和科學依據(jù)。

1 區(qū)域概況

1.1 氣象

吐魯番盆地1986～2010年年內氣溫1月最低，7月最高，氣溫年較差40℃～47.5℃。春秋兩季氣溫變化劇烈，尤其是春季，月升溫速度在10℃左右。吐魯番盆地的托克遜縣、吐魯番市、鄯善縣夏季平均炎熱日數(shù)(最高氣溫≥35℃日數(shù))分別為92 d、98 d和71 d；酷熱日數(shù)(最高氣溫≥40℃日數(shù))分別為29 d、34 d和13 d，最高氣溫分別為48.0℃、47.8℃和46.5℃，冬季最低氣溫分別為-24.6℃、-25.2℃和-24.7℃。吐魯番盆地降水量分析選用了山區(qū)和平原區(qū)共12個站點，實測資料最長的從1952～2010年，最短的1992～2000年。吐魯番盆地降水量等值線基本為南北走向，山區(qū)降水量等值線大致與山脈走向一致。降水量與海拔高度成正比關系，海拔高降水量大，海拔低降水量小。

1.2 水文

吐魯番盆地內共發(fā)育有大小河流14條，屬于博格達山水系的河流有：白楊河、大河沿、塔爾朗、煤窯溝、黑溝、恰勒坎、二塘溝、柯柯亞和坎兒其等河溝，屬于天格爾山水系的河流有：柯爾堿溝、艾維爾溝、阿拉溝，屬于覺羅塔格山水系的河流有：祖魯木圖溝、烏斯通溝。

1.3 地形地貌

吐魯番盆地南北高，中部低，是典型的封閉式盆地?！叭健睘楸辈康牟└襁_山、南部的天格爾山和覺羅塔格山、中部的鹽山～火焰山；“兩盆”為被鹽山～火焰山分隔開的吐魯番北盆地和南盆地；東部為庫姆塔格沙漠。

吐魯番盆地地貌按形態(tài)類型可分為山地、平原和沙漠，按成因類型可分為侵蝕構造作用、構造剝蝕作用和堆積作用(洪積、沖洪積、湖積、化學沉積、沼澤沉積、風積和沖～風積)。

2 區(qū)域地下水動態(tài)特征分析

2.1 主要含水層特征

根據(jù)地下水儲存介質、地下水動力特征、不同含水層系統(tǒng)之間的轉化關系等，并結合本次調查與評價工作的需要，將吐魯番地下水類型簡單概化成三大類型及相應的亞類：松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水、基巖裂隙水、凍結層水(如表1)。主要含水層及分區(qū)敘述如下：

表1 吐魯番盆地地下水類型劃分及分布特征統(tǒng)計一覽表

2.2 區(qū)域地下水補徑排特征

吐魯番盆地地下水流動系統(tǒng)，從水流空間來看可分為補給區(qū)、徑流區(qū)和排泄區(qū)三個部分，垂向上由第四系含水巖系的淺層含水巖組和深層含水巖組組成，該含水巖系底板為隔水的新近系、古近系。它們的地下水流場特征有明顯的差異，其中：第四系含水巖組中的淺層含水層具有水交替強烈，短循環(huán)周期的特點；第四系含水巖組中的深層承壓含水層，具有水交替緩慢、中等循環(huán)周期的特點。

2.2.1 地下水的補給

盆地平原區(qū)地下水的補給來源主要包括河道滲漏補給、山區(qū)河谷潛流的側向流入補給以及大氣降水入滲補給。自20世紀60年代以來，在人類開采地下水能力增強和地表水引水工程引水逐漸增多的作用下，盆地平原地下水的補給方式由降水入滲補給、河道滲漏補給和河谷潛流補給變?yōu)樵黾恿饲罎B漏補給和田間灌溉補給和田間灌溉回歸補給。由于山區(qū)與平原區(qū)之間的地層主要為第三系相對隔水的泥巖，因此，山區(qū)與平原區(qū)之間的接觸面可認為是隔水邊界，沒有山區(qū)地下水的側向流入補給。降水入滲多集中在北部博格達山、西部天格爾峰、南部庫木塔格山山前一帶，補給方式多為暴雨形成的洪水在山前戈壁灘上滲入補給地下水。

盆地北部的博格達山、西部的天格爾峰、南部的庫木塔格山等山區(qū)中的主要河流形成的沖洪積扇。沖洪積扇透水性強，側向潛流補給條件極佳，是接受山區(qū)河谷潛流流入補給的主要地段，構成了平原區(qū)地下水強大的補給來源之一，基本代表了天然條件下山區(qū)河谷潛流的真實情況。

2.2.2 地下水的徑流

受盆地地形、地貌等因素控制，徑流方向基本與地形坡度的方向相一致，由北向南徑流。北盆地的地下水流入南盆地后向艾丁湖和以艾丁湖為中心的地下水淺埋區(qū)匯流。南盆地的南部山區(qū)降水稀少，只有暴雨形成的洪水才對地下水形成有意義的補給，因此南部覺羅塔格山山前洪積扇地下水不會形成向艾丁湖的徑流。地下水的徑流主要形成于艾丁湖的西部、北部、東部三個地區(qū)。

2.2.3 地下水的排泄

淺層地下水的蒸發(fā)排泄量，取決于地下水的埋藏深度、地下水水面以上地層的巖性。沿鹽山、火焰山北麓分布的水位埋深小于5 m的細土帶分布面積則非常小，雖有蒸發(fā)，但蒸發(fā)量是很小的。南盆地的艾丁湖是吐魯番盆地地表水和地下水的匯集地，在環(huán)艾丁湖地區(qū)，細顆粒地層分布面積非常廣泛：西部到伊拉湖鄉(xiāng)，北部到近火焰山山前，東部靠近庫木塔格沙漠區(qū)。細顆粒地層分布區(qū)地下水位埋藏小于5 m的地區(qū)面積比較大，故潛水蒸發(fā)量比較大，主要集中于春季、夏季和秋季。由于地下水的長期蒸發(fā)，鹽份富積于地表，在環(huán)艾丁湖附近一帶形成結晶的芒硝、鹽堿地等。盆地中地下水的排泄途徑以實際開采量(包括機井、坎兒井)、潛水蒸發(fā)及平原泉水排泄為主要排泄方式。其中坎兒井和機井成為盆地中地下水開采的主要排泄方式。

2.3 地下水水化學特征

平原區(qū)地下水化學類型具條帶狀分布規(guī)律。山前礫質平原區(qū)以HCO3·SO4型水為主，向細土平原及湖積平原依次變?yōu)镾O4·HCO3型、SO4·Cl型、Cl·SO4型和Cl型水，地下水溶解性總固體含量從小于1 g/L逐漸上升至100 g/L以上。

3 地下水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀評價

目前的吐魯番盆地，在地下水的開發(fā)利用上以機電井為主，坎兒井、泉為輔。機電井開采的地

下水用于農田灌溉、農村自來水(農村人畜用水)，也用于工業(yè)生產，其中吐哈油田的開采也有地下水的功勞?？矁壕牡叵滤糜谏鷳B(tài)綠化、農田灌溉、以及農村居民生活。

隨著機電井的大面積施工和使用，坎兒井的水量受地下水位變動的影響，出水量受到了嚴重影響，很多坎兒井出水量降低其價值也隨著降低，隨之而失去維護，干涸以至廢棄，而機電井的數(shù)量和地下水的開采量都呈現(xiàn)出逐年增長的勢頭。吐魯番盆地在用的農灌機電井總計達到了5 732眼，機電井主要分布于吐魯番盆地的綠洲區(qū)，平均井點分布密度為2.5眼/km2，在達朗坎鄉(xiāng)、恰特卡勒鄉(xiāng)井點最高的分布密度已經達到了4眼/km2。

經過調查統(tǒng)計出：2010年吐魯番盆地各行業(yè)地下水總用水量為11.891 0×108m3。

按用水行業(yè)分類：農業(yè)用水量為7.824 4×108m3(占比65.80%)、工業(yè)用水量為0.246 4×108m3(占比2.07%)、生活用水量為0.221 4×108m3(占比1.86%)，其它用水(生態(tài)、坎兒井排水)3.598 8×108m3(占比30.27%)。

按開發(fā)利用方式分類：吐魯番盆地的機電井的地下水開采量為8.292 3×108m3(占比69.74%)、坎兒井為1.407 9×108m3(占比11.84%)、自流井為0.283 5×108m3(占比2.38%)、泉水為1.907 3×108m3(占比16.04%)。

按行政區(qū)劃分類：吐魯番盆地吐魯番市的地下水開采量為4.621 3×108m3(占比38.86%)，托克遜縣為2.053 0×108m3(占比17.27%)，鄯善縣為5.216 7×108m3(占比43.87%)。

4 結語

(1) 根據(jù)地下水儲存介質、地下水動力特征、不同含水層系統(tǒng)之間的轉化關系等，將吐魯番盆地地下水類型劃分為：松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔隙水、基巖裂隙水、凍結層水。吐魯番盆地地下水接受來自北部博格達山、西部天格爾山的冰川水及少量大氣降水補給，以蒸發(fā)、機井、坎兒井、側向徑流以及人工開采等形式排泄，最終排泄區(qū)為艾丁湖。

(2) 平原區(qū)地下水化學類型具條帶狀分布規(guī)律。山前礫質平原區(qū)以HCO3·SO4型水為主，向細土平原及湖積平原依次變?yōu)镾O4·HCO3型、SO4·Cl型、Cl·SO4型和Cl型水，地下水溶解性總固體含量從小于1 g/L逐漸上升至100 g/L以上。

(3)目前的吐魯番盆地，在地下水的開發(fā)利用上以機電井為主，坎兒井、泉為輔。機電井開采的地下水用于農田灌溉、農村自來水(農村人畜用水)，也用于工業(yè)生產。坎兒井的地下水用于生態(tài)綠化、農田灌溉、以及農村居民生活。

[1]陳魯. 吐魯番盆地區(qū)域水文地質條件及地下水循環(huán)研究[D]. 中國地質大學(北京).2014.

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