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(1.新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830091；2.山東省菏澤市地震局，山東 菏澤 274000；3.北京巖土工程勘察院有限公司，北京 100083)

和什托洛蓋煤田位于新疆維吾爾自治區(qū)的西北部。研究區(qū)北以賽米斯臺(tái)山分水嶺與和布克谷地隔山相望，西到吾爾喀夏爾山分水嶺(額敏河流域東界)，東與和什托洛蓋鎮(zhèn)毗鄰，南至克拉瑪依市白堿灘一帶；研究區(qū)周邊陸運(yùn)交通發(fā)達(dá)，距離烏魯木齊市360 km，距塔城市178 km。該煤田共劃分為三個(gè)地下水系統(tǒng)，本文主要以烏爾禾三角洲地下水系統(tǒng)為研究對(duì)象。烏爾禾三角洲地下水系統(tǒng)位于研究區(qū)的東南部，北部以哈拉阿拉特山為界與白楊河谷地地下水系統(tǒng)通過峽口相連，西側(cè)以成吉思汗山分水嶺為界，南至克拉瑪依市白堿灘一帶，東側(cè)以瑪納斯湖與艾里克湖的地表分水嶺為界。東西長(zhǎng)約159 km，南北約寬20～53 km，總面積6 158.70 km2。因此，本文在相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上[1-5]，結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查和資料收集，對(duì)和什托洛蓋煤田的烏爾禾三角洲地下水系統(tǒng)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析，進(jìn)而可以為后期地下水開采的條件以及水源地方案的比選提供基礎(chǔ)地質(zhì)依據(jù)。

1 地下水的賦存

1.1 山區(qū)地下水的賦存

三角洲的北部為哈拉阿拉特山，該山地勢(shì)較為低矮，外表僅受剝蝕夷平，形成丘陵山地，為受到強(qiáng)烈的侵蝕切，同時(shí)受到東部準(zhǔn)噶爾沙漠干旱氣候的影響，氣候干燥、降水稀少，巖層裂隙水補(bǔ)給條件很差，排泄條件也不好，根據(jù)本次實(shí)測(cè)，地表未見泉水出露，亦未見常年性地表水流，丘陵內(nèi)很難獲得淡水資源，該山對(duì)平原地區(qū)地下水的補(bǔ)給意義也不大。

西部為成吉思汗山，山勢(shì)亦低矮，降水稀少，組成山地的古生界地層裂隙雖較發(fā)育，但因缺乏補(bǔ)給來源，地下水較為匱乏，僅有來自扎伊爾山的達(dá)爾布特河的河谷潛流對(duì)平原區(qū)有補(bǔ)給意義。

1.2 平原區(qū)地下水的形成與賦存

由于三角洲周邊山勢(shì)低矮，降雨少且蒸發(fā)強(qiáng)烈，同時(shí)受山前控水?dāng)嗔训挠绊?，阻止山區(qū)裂隙水的側(cè)向潛流補(bǔ)給。三角洲上部為白楊河、木哈塔依河及達(dá)爾布特河的交匯口，目前三條河流中僅白楊河為常年性有水河流，除烏爾禾一帶部分被渠道引流外，其余全部排泄進(jìn)入艾里克湖；其余兩條河流均在進(jìn)入三角洲區(qū)域前已滲漏完畢。地下水的形成主要依靠白楊河滲漏補(bǔ)給以及達(dá)爾布特河、白楊河谷地地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給。

平原區(qū)的地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙水、新近系碎屑巖類裂隙孔隙水以及白堊系碎屑巖類裂隙孔隙水。烏爾禾洼地一帶地下水主要為第四系松散巖類孔隙水及白堊系碎屑巖類裂隙孔隙水。其中第四系地下水主要在烏爾禾一帶的河流三角洲、古河道帶和河流沿岸分布，補(bǔ)給條件極好，水量十分豐富，多被開發(fā)利用；而三角洲內(nèi)的白堊系碎屑巖類水目前還未得到充分開發(fā)，在平面上呈帶狀和片狀分布。白堊系、新近系為一套粗、細(xì)粒相間巖層，均以平緩的單斜構(gòu)造向南東方向傾斜，與河流的流向趨于一致。巖層向河流上游翹起，受切割的巖層易接受河水的滲入補(bǔ)給，并順巖層傾斜方向逐漸形成承壓自流水帶。

2 含水層特征

2.1 第四系松散巖類孔隙水

(1)水量豐富(單井涌水量1 000～5 000 m3/d)

主要分布于達(dá)爾布特河出山口處。根據(jù)本次是施工的鉆孔TK21孔揭露，含水層巖性為砂卵礫石，結(jié)構(gòu)松散，顆粒不均，磨圓度尚好，礫徑一般為約占30%，5～8 cm常見，大于10 cm少見，總共約占70%。含水層厚度一般在60～200 mm，潛水埋深20 m左右。

(2)水量中等(單井涌水量100～1 000 m3/d)

烏爾禾盆地內(nèi)的第四系沿白楊河谷分布，厚度在20～30 m，含水層巖性為砂礫石和亞砂土夾薄層砂，水位埋深1～6 m，滲透系數(shù)6.93 m/d，單井涌水量小于20 m3/d，為富水性中等的含水層。但因其補(bǔ)給條件良好，存在一定的開采價(jià)值，故該層作為烏爾禾盆地內(nèi)地下水的主要開采層，對(duì)區(qū)域內(nèi)地下水的研究有著十分重要的意義。

2.2 碎屑巖類裂隙—孔隙水

2.2.1 新近系承壓含水層

三角洲內(nèi)新近系含水層主要分布在北部一帶。區(qū)域內(nèi)新近系屬一套山麓河流相沉積地層，巖性為泥巖、砂巖及砂礫巖互層，多層的砂巖及砂礫巖組成了厚度較大的新近系含水層，而其之間存在的泥巖層則構(gòu)成了隔水層，從而使得新近系含水層普遍存在承壓性，且部分區(qū)域自流。水量豐富，單井涌水量100～963 m3/d，含水層厚度分布不均，北部大部分水井揭露1～3層，少數(shù)井揭露5～6層，厚度5～20 m，中部一般為2～4層，少數(shù)井可見8層，總厚度達(dá)20～33 m。南部有6～9層，單層厚1～3 m，總厚13～22.5 m。北部含水層滲透系數(shù)50～150 m/d。由西北向東南透水性變?nèi)?，滲透系數(shù)為15～30 m/d。

2.2.2 白堊系承壓含水層

白堊系碎屑巖類裂隙孔隙水分布最為廣泛，基本全區(qū)均存在白堊系含水層。區(qū)內(nèi)白堊系地層與新近系地層呈不整合接觸關(guān)系，傾向南東，傾角1°～2°，為一單斜構(gòu)造，地層巖性為泥巖和砂巖互層，其中砂巖組成了白堊系含水層，泥巖構(gòu)成了白堊系隔水層，并且白堊系與之上覆新近系之間存在著穩(wěn)定的隔水層，故白堊系含水層與新近系含水層類似，均具有承壓自流性。

白堊系碎屑巖類含水層由于其巖層滲透性查，巖層傾斜平緩，地下水在其中運(yùn)動(dòng)十分緩慢，水礦化度較高，水量也小。根據(jù)收集資料，在百口泉—黃羊泉—白堿灘一帶，該層水位埋深5 m左右，單井涌水量16.98～81.05 m3/d，滲透系數(shù)0.16～0.39 m/d。

2.3 侏羅系含水層

主要分布在百口泉一帶，艾里克湖以北，含水層巖性為中細(xì)砂巖，厚度分布不均，根據(jù)收集資料單井涌水量143.97～374 m3/d，滲透系數(shù)1～3 m/d，勘探深度內(nèi)，具有3個(gè)以上含水層，單層厚度小于10 m。含水層多為砂巖，裂隙、孔隙發(fā)育，含水層頂板直接與上覆第四系含水層接觸，滲透性能較強(qiáng)，水頭高度高于地面1.5～2.0 m，在烏爾禾到艾里克湖北一帶地下水自流帶。

3 地下水流循環(huán)

山丘區(qū)受到東部準(zhǔn)噶爾沙漠干旱氣候的影響，氣候干燥、降水稀少，對(duì)平原地區(qū)地下水的補(bǔ)給意義不大。三角洲大部分補(bǔ)給來源于河流或引水渠的滲漏，大平原區(qū)內(nèi)大氣降水多小于10 mm，蒸發(fā)作用又極為強(qiáng)烈，故大氣降水對(duì)平原區(qū)補(bǔ)給甚少。地下水主要以潛水蒸發(fā)和植物蒸騰形式排泄維持平衡。淺埋潛水為滲入—蒸發(fā)型循環(huán)，深埋潛水和承壓水為滲入—徑流型循環(huán)。

3.1 烏爾禾洼地

烏爾禾洼地四面被白堊系吐谷魯組構(gòu)成的風(fēng)蝕丘陵所包圍，北側(cè)為哈拉阿拉特山。白楊河作為區(qū)域內(nèi)唯一有地表徑流的河流，穿越流經(jīng)烏爾禾盆地最終進(jìn)入到艾里克湖，該河流在徑流過程中大量滲漏，是烏爾禾盆地內(nèi)第四系孔隙潛水的主要補(bǔ)給源。

烏爾禾洼地內(nèi)地下水與白楊河河水存在十分緊密的水力聯(lián)系，地下水的徑流方向也基本與白楊河流向一致，即自北西向南東徑流，最終匯入艾里克湖周邊區(qū)域。在盆地內(nèi)有烏爾禾鎮(zhèn)和農(nóng)七師一三七團(tuán)兩個(gè)農(nóng)灌區(qū)，農(nóng)灌用水除了引用河流渠道地表水外，同時(shí)也開采使用盆地內(nèi)第四系地下水，因此盆地內(nèi)地下水主要排泄方式為人工開采、地面蒸發(fā)、植物蒸騰、向下游徑流等。

烏爾禾盆地內(nèi)白堊系碎屑巖類含水層埋藏較深，目前尚未得到開發(fā)利用，白堊系水補(bǔ)給來源主要靠上游的側(cè)向徑流，并且以自南向北往下游徑流的方式排泄。

3.2 百口泉-黃羊泉山前傾斜平原

區(qū)內(nèi)地下水主要受到木哈塔依河及達(dá)爾布特河河水滲漏補(bǔ)給，另外還接受上游白楊河谷地地下水的側(cè)向徑流補(bǔ)給。

百口泉-黃羊泉區(qū)域地表第四系含水層接受各項(xiàng)補(bǔ)給的形式較為直觀，在此不予累述。在區(qū)域內(nèi)廣泛分布的新近系和白堊系地層是由多層透水的砂巖、砂礫巖和不透水的泥巖互層組成，整體以平緩的單斜構(gòu)造向南東傾斜，這些富含易溶鹽的巖層在巖溶作用下，溶隙和裂隙均十分發(fā)育，為河水的滲漏補(bǔ)給提供了良好的通道，并且河流的流向與巖層傾斜方向基本一致，故當(dāng)河谷切穿新近系和白堊系含水層后，河水就沿途源源不斷的對(duì)多層含水層予以補(bǔ)給。部分區(qū)域的淺層水再被大量開采抽取后，還有可能接收深層水的頂托補(bǔ)給。

這一區(qū)域各層地下水流向與河流流向基本一致，均為自北西向南東徑流并最終流向艾里克湖及小艾里克湖區(qū)域，地下水水利坡度約為4‰，第四系含水層及上部新近系含水層徑流條件較好，下部新近系及白堊系含水層徑流條件較差。

區(qū)內(nèi)有百口泉及黃羊泉兩個(gè)水源地，開采形式為集中式開采，所采地下水類型為第四系、新近系及白堊系混合水。其中，百口泉水源地現(xiàn)有在采機(jī)井43眼，開采井深度70～100 m，開采量為486萬 m3/a；黃羊泉水源地現(xiàn)有在采機(jī)井13眼，水源井井深290～550 m，開采量為195萬 m3/a。由于新疆油田公司近年來不斷增加地表水的引用量，地下水的開采量呈逐年下降趨勢(shì)。綜上所述認(rèn)為百口泉-黃羊泉一帶地下水的排泄方式主要為人工開采，另外還有向下游徑流、地面蒸發(fā)和植物蒸騰等方式。目前，百口泉—黃羊泉地區(qū)白堊系地下水已被高度開發(fā)利用，并且與新近系含水層共同構(gòu)成了區(qū)域內(nèi)地下水供水的主要目的層。

加之區(qū)域內(nèi)新近系與白堊系是呈不整合接觸關(guān)系的，故新近系含水層和白堊系含水層之間存在著非常緊密的水力聯(lián)系，新近系水有可能通過越流補(bǔ)給白堊系地下水，這同樣也是新近系水的一種排泄方式。

4 結(jié)語

(1)烏爾禾三角洲地下水系統(tǒng)位于研究區(qū)的東南部，北部以哈拉阿拉特山為界與白楊河谷地地下水系統(tǒng)通過峽口相連，西側(cè)以成吉思汗山分水嶺為界，南至克拉瑪依市白堿灘一帶，東側(cè)以瑪納斯湖與艾里克湖的地表分水嶺為界。東西長(zhǎng)約159 km，南北約寬20～53 km，總面積6 158.70 km2。

(2)烏爾禾三角洲內(nèi)地下水類型主要分為松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙孔隙水。山丘區(qū)受到東部準(zhǔn)噶爾沙漠干旱氣候的影響，氣候干燥、降水稀少，對(duì)平原地區(qū)地下水的補(bǔ)給意義不大。三角洲大部分補(bǔ)給來源于河流或引水渠的滲漏，大平原區(qū)內(nèi)大氣降水多小于10 mm，蒸發(fā)作用又極為強(qiáng)烈，故大氣降水對(duì)平原區(qū)補(bǔ)給甚少。地下水主要以潛水蒸發(fā)和植物蒸騰形式排泄維持平衡。淺埋潛水為滲入—蒸發(fā)型循環(huán)，深埋潛水和承壓水為滲入—徑流型循環(huán)。