奎屯市地下水開發(fā)利用淺析

王龍江

(新疆塔城水文水資源勘測(cè)局，新疆 塔城834700)

奎屯市地下水開發(fā)利用淺析

王龍江

(新疆塔城水文水資源勘測(cè)局，新疆 塔城834700)

奎屯市地處天山北麓，準(zhǔn)噶爾盆地西南邊緣，多年平均降水量?jī)H有204.5 mm，境內(nèi)有奎屯河和巴音溝河，河水主要來(lái)自冰川，積雪融水及沿程地下水補(bǔ)給。地下水廣泛賦存于第四系孔隙中，其富水性受第四紀(jì)地層的堆積厚度，滲透性等制約。其補(bǔ)給主要是地表水入滲，地下水徑流較通暢，主要是從南部接受補(bǔ)給后，流向北市的河谷地帶。地面蒸發(fā)和人工開采是地下水的主要排泄途徑。地下水死本區(qū)農(nóng)業(yè)和生活的主要水源，由2006－2008年的統(tǒng)計(jì)材料看地下水開采量在逐年增加，地下水位在連年下降，個(gè)別井年最大降幅達(dá)到6 m以上。研究全市地下水利用現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)地下水資源開發(fā)利用過度，南，北部地下水開發(fā)利用不協(xié)調(diào)等是地下水開發(fā)利用中的主要問題。

奎屯市;地下水;水位

奎屯市地處天山北麓，準(zhǔn)噶爾盆地西南邊緣，地理位置:東徑 84°47′～85°15′，北緯 44°20′～ 44°49′。市區(qū)地處天山山前沖洪積扇緣地帶，海拔高程為450～530 m。

奎屯市行政轄區(qū)東面以吐爾條溝為界與沙灣縣為鄰;西面隔奎屯河與烏蘇市相望;南與克拉瑪依市獨(dú)山子區(qū)相連;北與克拉瑪依市接壤，總面積1 109.89 km2?？褪须`屬于伊犁哈薩克自治州，轄區(qū)內(nèi)駐有奎屯市及兵團(tuán)農(nóng)七師、工一師八團(tuán)及部隊(duì)農(nóng)場(chǎng)等單位。

奎屯市整個(gè)地勢(shì)南高北低，由西南向北東傾斜。

市區(qū)西有奎屯河，東有巴音溝河，奎屯市西部屬于奎屯河自天山北麓流出后形成的沖、洪積扇的東半部分的中下部和奎屯河沖積平原的中上部地段;東部屬于巴音溝河安集海古沖積扇西半部分的中下部?？褪休爡^(qū)內(nèi)地貌景觀比較單一，屬?zèng)_洪積傾斜平原地貌，地勢(shì)為西高東低，南高北低，地形自西南向東北傾斜，南北縱坡約10‰～30‰，東西縱坡約3‰ ～5‰。

奎屯市處在中緯度歐亞大陸腹地，多年平均氣溫為8.7℃，極端最高氣溫為 40.0℃，極端最低氣溫為 －36.4℃;多年平均降水量為204.5 mm;多年平均20 cm蒸發(fā)器的蒸發(fā)量為 1 987.2 mm。

入奎屯市境內(nèi)的河流共有兩條，分別為奎屯河及巴音溝河?，F(xiàn)將各河分述如下:

(1)奎屯河

奎屯河位于奎屯市西南部，發(fā)源于天山北坡的依連哈比爾尕山，以冰川、積雪融水、降水及沿程地下水補(bǔ)給為主。將軍廟水文站以上集水面積1 900 km2，至河源長(zhǎng)度為62 km，多年平均年徑流量為6.745×108m3，是奎屯市地表水的主要用水水源。

(2)巴音溝河

巴音溝河位于奎屯市東南部，發(fā)源于依連哈比爾尕山北坡，以積雪融水、降水及沿程地下水補(bǔ)給為主。喇嘛廟水文站以上流域面積1 092 km2，至河源長(zhǎng)度為61 km。多年平均年徑流量為3.231×108m3。河水少量被開干齊鄉(xiāng)引用，其大部被沙灣縣引用。

1 地下水賦存條件

監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)普遍賦存第四系孔隙水，其富水性分布主要受第四紀(jì)地層的堆積厚度、滲透性的制約。

奎屯河沖洪積扇，第四系砂礫石層堆積厚度巨大，且?guī)r性單一，是良好的儲(chǔ)水構(gòu)造。據(jù)物探資料，沖洪積扇中上部堆積厚度均大于800 m，到烏伊公路附近厚度為800 m。東干渠以北，進(jìn)入沖洪積扇前緣地帶，第四系堆積厚度為400～600 m，且砂礫石層中出現(xiàn)含礫亞粘土和含礫亞砂土夾層，砂礫石粒徑變細(xì)，厚度變薄;奎屯市以北的沖洪積平原區(qū)，地層以細(xì)顆粒的亞砂、亞粘土和粘土為主，層間夾有中粗砂和細(xì)砂層，為地下水的賦存提供了良好的空間。

總的來(lái)看，自南向北地下水賦存條件由好變差，富水性由強(qiáng)變?nèi)酢?/p>

2 地下水的補(bǔ)給，徑流及排泄

2.1 地下水補(bǔ)給

地下水主要依賴奎屯河及巴音溝河地表水的入滲補(bǔ)給。

奎屯河是準(zhǔn)噶爾盆地南緣較大的河流之一。在獨(dú)南洼地，奎屯河新老龍口間除去獨(dú)山子用水，有約7 000萬(wàn)m3/d的河水入滲補(bǔ)給洼地地下水，加上降雨、洪流入滲及烏蘭布拉克溝的入滲，大約有3 100萬(wàn)m3的水由獨(dú)南洼地南部斷裂經(jīng)哈拉安德山以側(cè)向徑流形式補(bǔ)給山前沖洪積平原區(qū)。河道水量出山口后，適逢厚度巨大，透水性良好的砂礫石地層，因而地表水大量入滲補(bǔ)給東岸的地下水，成為本區(qū)西部地下水的主要補(bǔ)給源。

奎屯市東部地下水補(bǔ)給來(lái)源主要為巴音溝河水，每年接受巴音溝河地表水的補(bǔ)給量總計(jì)為1.288×108m3/a。

平原區(qū)地表水在引水和灌溉過程中，對(duì)地下水也有一定的補(bǔ)給作用，是細(xì)土平原區(qū)地下水的補(bǔ)給源之一。

本區(qū)域年降雨量為204.5 mm，據(jù)多年統(tǒng)計(jì)，一次降水超過10 mm的記錄很少。因此，本區(qū)降水入滲補(bǔ)給量很小，可忽略。

2.2 地下水徑流

南部戈壁礫石帶含水層厚度大，粒徑也大，滲透性強(qiáng)，是地下水徑流的良好場(chǎng)所。隨地勢(shì)降低，地層顆粒逐漸變細(xì)，其透水性逐漸減弱，地下水運(yùn)動(dòng)相對(duì)滯緩。

山前戈壁區(qū)，地下水接受補(bǔ)給后，以奎屯河河谷及哈拉安德為主方向逐漸向北部方向運(yùn)移;奎屯河道附近，潛水流向?yàn)楸逼珫|30°方向。

312國(guó)道—奎屯城區(qū)一帶地下水補(bǔ)給充沛，含水層厚度大，透水性良好，因而徑流暢通，水力坡度較小，一般為0.89‰～1.05‰;近承壓區(qū)附近，潛水含水層厚度漸小，含水層滲透系數(shù)亦小，因而徑流相對(duì)滯緩，水力坡度較大，一般為1.6‰左右;奎屯市以北，潛水含水層厚度變薄，地下水運(yùn)動(dòng)受阻，因而水力坡度較大，約為5‰～10‰左右，是區(qū)內(nèi)水力坡度最大的地區(qū)。

據(jù)1996年勘探時(shí)的鉆孔資料顯示，區(qū)內(nèi)承壓水水力坡度約5.1‰，承壓水流場(chǎng)形態(tài)與上部潛水基本一致。

2.3 地下水排泄

監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)地下水排泄方式有:徑流排泄、地面蒸發(fā)和人工開采。

徑流排泄:監(jiān)測(cè)區(qū)北部邊界，承壓水以側(cè)向徑流形式向北運(yùn)移，補(bǔ)給下游地下水，這部分量并不大。

地面蒸發(fā):地面蒸發(fā)存在于葦湖以北大面積的地下水淺埋帶。該量是本區(qū)地下水主要排泄形式。

人工開采:隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和城市規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，地下水開采量也逐漸增加。人工開采主要分布在烏伊公路以北地區(qū)，主要為農(nóng)業(yè)灌溉及城市生活工業(yè)用水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)2010年總開采量為6 240萬(wàn)m3/a(不包括工一師八團(tuán)農(nóng)場(chǎng)和131團(tuán))。

3 地表水來(lái)水量情況

奎屯市地下水主要依賴奎屯河及巴音溝河地表水的入滲補(bǔ)給。2008—2011年來(lái)奎屯河和巴音溝河的水量情況見下表1。

表1 2008—2011年奎屯市地表來(lái)水量情況

由表1可知，奎屯河來(lái)水量在2008年、2009年和2011年均為枯水年;在2010年為豐水年。

八音溝河來(lái)水量在2009年為枯水年，在2008年、2010年和2011年為豐水年。

4 地下水動(dòng)態(tài)變化

奎屯市地下水監(jiān)測(cè)區(qū)范圍為東西長(zhǎng)約31 km、南北寬約14 km、面積約430 km2的條形區(qū)域，在該區(qū)域布置水位長(zhǎng)觀井為10眼，其中4眼兼為水質(zhì)監(jiān)測(cè)井，監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目有水位和水質(zhì)。

長(zhǎng)觀監(jiān)測(cè)區(qū)范圍為奎屯市城建區(qū)，以水文地質(zhì)單元論之，規(guī)劃區(qū)位處奎屯河沖洪積傾斜平原區(qū)中下部，南以312國(guó)道為界，北以黃溝三水庫(kù)—泉溝水庫(kù)—污水庫(kù)一線為界，西以奎屯河河道至黃溝三水庫(kù)一線為界，東以奎屯與沙灣的邊界線為界。

按照《地下水監(jiān)測(cè)規(guī)范》(SL183－2005)的要求，我局對(duì)奎屯市2008—2011年地下水監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行了整編，整編工作嚴(yán)格按照地下水資料整編要求進(jìn)行。

地下水監(jiān)測(cè)井的年際變化一般隨奎屯河來(lái)水量的變化趨勢(shì)，即奎屯河為豐水年即當(dāng)年地下水水位一般為上升趨勢(shì);奎屯河來(lái)水為枯水年即當(dāng)年地下水水位為下降趨勢(shì)。年內(nèi)變化，一般隨農(nóng)業(yè)用水趨勢(shì)變化，即農(nóng)業(yè)用水高峰期時(shí)地下水水位下降到最低，農(nóng)業(yè)不用水時(shí)水位開始回升。其典型水位年內(nèi)年際變化見圖1、圖2。

圖1 K1井水位變化過程

圖2 K5井水位變化過程

5 地下水開采量情況

目前監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)430 km2范圍內(nèi)截止2008年共有機(jī)井?dāng)?shù)383眼;2009年新增31眼，2009年年底共有井?dāng)?shù)414眼(不包括兵團(tuán)系統(tǒng))?？褪休爡^(qū)2006年提水量為4 335萬(wàn)m3;2007年提水量為4 536萬(wàn)m3;2008年提水量為5 316萬(wàn)m3;2009年提水量為5 430萬(wàn)m3;2010年提水量為6 240萬(wàn)m3。

6 水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀中存在的問題

6.1 區(qū)域性地下水系統(tǒng)整體研究不夠

奎屯河未進(jìn)行過流域水文地質(zhì)研究，原有的水文地質(zhì)調(diào)查、勘探均集中在上游地帶，北部邊界到山前沒有控制性區(qū)域水文地質(zhì)剖面;此外流域地下水的流場(chǎng)形態(tài)特別是承壓水沒有完整的資料;致使含水層結(jié)構(gòu)分布及變化規(guī)律無(wú)法掌握，水動(dòng)力條件不明確(包括承壓水界線、自流水界線)，這對(duì)奎屯市開展大規(guī)模的地下水開發(fā)利用及水資源規(guī)劃帶來(lái)很大的困難。

6.2 水資源管理各自為政

監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)駐有兵團(tuán)農(nóng)七師131團(tuán)，水資源管理各自為政。由于兵地關(guān)系相當(dāng)尖銳，有關(guān)131團(tuán)的水資源資料無(wú)法收集，這對(duì)本次地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)規(guī)劃及將來(lái)的地下水長(zhǎng)觀工作帶來(lái)了很大的負(fù)面影響。

表1 奎屯市2008—2011年長(zhǎng)觀井地下水變化統(tǒng)計(jì)表m

6.3 地下水資源開發(fā)利用過度

目前監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)430 km2范圍內(nèi)已有開采機(jī)井602眼，機(jī)井分布密度達(dá)0.71 km2/眼，現(xiàn)狀地下水年開采總量達(dá)7 894萬(wàn) m3?？褪谐菂^(qū)目前已化為地下水超采區(qū)，禁采地下水;監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)其它地區(qū)已化為地下水強(qiáng)開采區(qū)，限采地下水。

6.4 南、北部地下水開發(fā)利用不協(xié)調(diào)

現(xiàn)有的地下水開采主要集中在南部單一潛水區(qū)，北部承壓水區(qū)由于地表30～50 m以下的百余米厚沖湖積層亞粘土的存在，加大了地下水的開采難度及開采成本，為提高單井出水能力，現(xiàn)有的一般農(nóng)灌井深度達(dá)百余米，混合開采下部的沖湖積粉細(xì)砂承壓水，由于下部含水層顆粒細(xì)小、滲透性差，使得此帶地下水開發(fā)有井位深、降深大、易沉淀等問題，并影響成井的壽命，這是本區(qū)不同于一般沖洪積平原承壓水開采的主要原因。如何協(xié)調(diào)上下游地下水開采布局，降低本區(qū)地下水開采的綜合造價(jià)，提高地下水開采的經(jīng)濟(jì)效益，這是地下水管理方面的問題，有待科學(xué)地解決。

6.5 缺乏統(tǒng)一管理與合理開發(fā)

本監(jiān)測(cè)區(qū)有兵團(tuán)農(nóng)七師131團(tuán)、工一師八團(tuán)、新疆軍區(qū)農(nóng)場(chǎng)等單位，打井取水各自為政，條塊分割及多頭管理。沒有統(tǒng)一的水行政管理部門對(duì)區(qū)內(nèi)水資源的開發(fā)與管理進(jìn)行協(xié)調(diào)，造成地下水開采過程中的亂審批、亂鑿井、亂開采的“三亂”現(xiàn)象?，F(xiàn)有地下水開采現(xiàn)狀詳細(xì)情況不明、開采井布局不合理、節(jié)水措施無(wú)法落實(shí)、開采量不能準(zhǔn)確掌握及政策法規(guī)執(zhí)行力度受阻。

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1004－1184(2012)04－0058－03

2012－05－25

王龍江(1980－)，男，山東即墨人，工程師，主要從事水文水資源及地下水管理工作。