魏哲齊
(新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七0一隊(duì),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(shì)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(diǎn)是日照夏季長(zhǎng)、冬季短、春季升溫慢,常有倒春寒出現(xiàn)。工程區(qū)內(nèi)無(wú)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(duì)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(cè)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(tái)兩個(gè)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(fù)背斜,中部為地槽與地臺(tái)過(guò)渡帶的庫(kù)車山前坳陷,南部邊緣屬塔里木地臺(tái)。
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(guò)雙環(huán)滲水試驗(yàn)測(cè)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(yàn)測(cè)得砂礫石滲透系數(shù)2.81~4.23 米/日;鉆孔抽(注)水試驗(yàn)測(cè)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?jī)H95.6 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(bǔ)給在未形成地下水補(bǔ)給量前,在地表徑流過(guò)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(guò)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(bǔ)給來(lái)源主要為庫(kù)爾歸魯克河側(cè)向補(bǔ)給、灌區(qū)灌溉入滲補(bǔ)給及大氣降水補(bǔ)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于降雨量,地下水補(bǔ)給極差,有限的補(bǔ)給量一部分在地表徑流及垂直入滲過(guò)程中就已蒸發(fā)殆盡,一部分通過(guò)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(cè)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(xué)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(cè)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(yàn)巖土層的滲透系數(shù)(m/d);Q——涌水量(m3/d);H——含水層自然時(shí)厚度(m);h——含水層抽水時(shí)厚度(m);S——水位降深(m);l——過(guò)濾器長(zhǎng)度(m);R——影響半徑(m);r——鉆孔內(nèi)半徑(m)。
抽水試驗(yàn)計(jì)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(yàn)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(yàn)段地層為砂礫石和含礫中砂,適用于鉆孔常水頭注水試驗(yàn)。由于監(jiān)測(cè)井內(nèi)未見地下水位,試驗(yàn)段位于地下水位以上,且50<H/r<200、H/l≤l 時(shí),可采用以下公式計(jì)算試驗(yàn)土層的透水系數(shù):
K——試驗(yàn)巖土層的滲透系數(shù)(m/d);Q——注水流量(m3/d);l——試段長(zhǎng)度(m);H——試驗(yàn)水頭(m);r——鉆孔內(nèi)半徑(m)。
注水試驗(yàn)3組試驗(yàn)水頭計(jì)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(yàn)計(jì)算包氣帶滲透系數(shù)采用公式如下:
K——試驗(yàn)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(yàn)水頭(m);Hk——毛細(xì)上升高度(m);L——試驗(yàn)結(jié)束時(shí)水的滲入深度(m)。
雙環(huán)滲水試驗(yàn)計(jì)算過(guò)程中,包氣帶巖性主要為粉土、卵礫石,當(dāng)環(huán)內(nèi)試驗(yàn)水頭(Z)為10厘米時(shí),其水力坡度I=(Hk+Z+L)/L,由于毛細(xì)上升高度(Hk)及環(huán)內(nèi)試驗(yàn)水頭(Z)相對(duì)于L很小,所以I值趨近于1。
滲水試驗(yàn)計(jì)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(cè)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(cè)項(xiàng)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(jià)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(duì)二甲苯、乙苯、苯乙烯、萘、熒蒽等47個(gè)項(xiàng)目。
本次采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià),地下水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有的項(xiàng)目參照《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,工程區(qū)上游地下水監(jiān)測(cè)井、工程區(qū)內(nèi)地下水監(jiān)測(cè)井及工程區(qū)下游地下水監(jiān)測(cè)井水質(zhì)較好,各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)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(shì)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(bǔ)給來(lái)源主要為庫(kù)爾歸魯克河側(cè)向補(bǔ)給、灌區(qū)灌溉入滲補(bǔ)給及大氣降水補(bǔ)給,年均降雨量?jī)H95.6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(bǔ)給路徑較長(zhǎng),有限的大氣降雨補(bǔ)給在未形成地下水補(bǔ)給量前就因蒸發(fā)或入滲過(guò)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(yùn)營(yíng)過(guò)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(lái)得及補(bǔ)給地下水之前就已蒸發(fā)或消耗殆盡,不易對(duì)深埋的地下水環(huán)境造成影響。同時(shí)通過(guò)本次地下水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,工程區(qū)上下游地下水水質(zhì)較好,各項(xiàng)均符合國(guó)家《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求。