魏哲齊
(新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七0一隊,新疆昌吉 831100)
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。
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。四季特點是日照夏季長、冬季短、春季升溫慢,常有倒春寒出現(xiàn)。工程區(qū)內(nèi)無地表水系,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,暴雨形成的洪水對工程區(qū)內(nèi)沖溝有一定的沖刷侵蝕作用。
根據(jù)施工的地下水監(jiān)測井及收集區(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。
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兩個大地構(gòu)造單元。北部屬南天山地向斜褶皺帶的哈雷克套復背斜,中部為地槽與地臺過渡帶的庫車山前坳陷,南部邊緣屬塔里木地臺。
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。本次工作通過雙環(huán)滲水試驗測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;鉆孔注水試驗測得砂礫石滲透系數(shù)2.81~4.23 米/日;鉆孔抽(注)水試驗測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,年均降雨量僅95.6 毫米,而蒸發(fā)量則大于1500毫米,地下水的形成條件差,有限的大氣降雨補給在未形成地下水補給量前,在地表徑流過程中就以蒸發(fā)殆盡,局部可形成托頂潛水,但由于第四系厚度較大,在入滲過程得以耗盡,所以地下水在含水層中徑流滯緩,富水性差。
工程區(qū)位于山前傾斜礫質(zhì)平原上游,地下水補給來源主要為庫爾歸魯克河側(cè)向補給、灌區(qū)灌溉入滲補給及大氣降水補給,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)量遠遠大于降雨量,地下水補給極差,有限的補給量一部分在地表徑流及垂直入滲過程中就已蒸發(fā)殆盡,一部分通過植物蒸騰排泄,很難形成穩(wěn)定的地下含水層。
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,水化學類型為HCO3?SO4-Ca型水。
根據(jù)地層巖性及成井結(jié)構(gòu)可知,地下水監(jiān)測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——試驗巖土層的滲透系數(shù)(m/d);Q——涌水量(m3/d);H——含水層自然時厚度(m);h——含水層抽水時厚度(m);S——水位降深(m);l——過濾器長度(m);R——影響半徑(m);r——鉆孔內(nèi)半徑(m)。
抽水試驗計算得出,工程區(qū)含礫中砂滲透系數(shù)0.84米/日。
鉆孔常水頭注水試驗適用于滲透性比較大的壤土、粉土、砂土和砂卵礫石層,本次試驗段地層為砂礫石和含礫中砂,適用于鉆孔常水頭注水試驗。由于監(jiān)測井內(nèi)未見地下水位,試驗段位于地下水位以上,且50<H/r<200、H/l≤l 時,可采用以下公式計算試驗土層的透水系數(shù):
K——試驗巖土層的滲透系數(shù)(m/d);Q——注水流量(m3/d);l——試段長度(m);H——試驗水頭(m);r——鉆孔內(nèi)半徑(m)。
注水試驗3組試驗水頭計算得出,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。
本次雙環(huán)滲水試驗計算包氣帶滲透系數(shù)采用公式如下:
K——試驗土層滲透系數(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)中試驗水頭(m);Hk——毛細上升高度(m);L——試驗結(jié)束時水的滲入深度(m)。
雙環(huán)滲水試驗計算過程中,包氣帶巖性主要為粉土、卵礫石,當環(huán)內(nèi)試驗水頭(Z)為10厘米時,其水力坡度I=(Hk+Z+L)/L,由于毛細上升高度(Hk)及環(huán)內(nèi)試驗水頭(Z)相對于L很小,所以I值趨近于1。
滲水試驗計算得出,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。
參照《地下水監(jiān)測技術(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)測項目為: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、對二甲苯、乙苯、苯乙烯、萘、熒蒽等47個項目。
本次采用《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-2017)中的Ⅲ類標準進行評價,地下水Ⅲ類標準中沒有的項目參照《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749-2006)進行評價。
綜合評價結(jié)果顯示,工程區(qū)上游地下水監(jiān)測井、工程區(qū)內(nèi)地下水監(jiān)測井及工程區(qū)下游地下水監(jiān)測井水質(zhì)較好,各項指標均符合國家《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-2017)中的Ⅲ類標準要求。
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)地下水補給來源主要為庫爾歸魯克河側(cè)向補給、灌區(qū)灌溉入滲補給及大氣降水補給,年均降雨量僅95.6毫米,而蒸發(fā)量則大于1500毫米,地下水的形成條件差,垂直補給路徑較長,有限的大氣降雨補給在未形成地下水補給量前就因蒸發(fā)或入滲過程得以耗盡。因此工程區(qū)內(nèi)油井開發(fā)建設(shè)和生產(chǎn)運營過程中產(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得及補給地下水之前就已蒸發(fā)或消耗殆盡,不易對深埋的地下水環(huán)境造成影響。同時通過本次地下水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,工程區(qū)上下游地下水水質(zhì)較好,各項均符合國家《地下水質(zhì)量標準》(GB/T14848-2017)中的Ⅲ類標準要求。