淺析阜康市地下水埋藏與分布及地下水位動態(tài)

胡 娟

(新疆昌吉水文水資源勘測局，新疆 昌吉831100)

淺析阜康市地下水埋藏與分布及地下水位動態(tài)

胡 娟

(新疆昌吉水文水資源勘測局，新疆 昌吉831100)

對阜康市平原區(qū)地下水埋藏與分布條件進行分析。根據(jù)近10 a地下水監(jiān)測井監(jiān)測數(shù)據(jù)，從礫質(zhì)平原區(qū)、沖洪積平原中上部、沖洪積平原下部三個區(qū)域，結(jié)果得出阜康市平原區(qū)地下水水位動態(tài)年際變化呈逐年下降的變化特征;總結(jié)造成地下水水位下降的原因，分析了由于地下水水位下降引發(fā)如低山丘陵區(qū)水土流失嚴重、灌區(qū)鹽堿地面積增大等一系列自然環(huán)境問題;針對如何控制地下水水位逐年下降提出了相應(yīng)對策和建議。

埋藏;分布;動態(tài);變化

阜康市位于新疆天山博格達峰北麓、準(zhǔn)噶爾盆地東南緣，東與吉木薩爾縣相連，西與烏魯木齊市米東新區(qū)交接，南隔博格達峰與烏魯木齊縣相望，北入古爾班通古特沙漠與阿勒泰地區(qū)富蘊縣接壤。行政轄區(qū)地理坐標(biāo)介于東經(jīng)87°46′～88°44′，北緯 43°45′～45°30′之間，南北長 198 km，東西寬76 km，總面積8 844.85 km2，其中，山區(qū)面積2 167.4 km2，平原區(qū) 2 414.2 km2，沙漠區(qū) 4 263.25 km2。

1 平原區(qū)潛水埋藏與分布

阜康市山前礫質(zhì)平原區(qū)以扇形相連分布于海拔高程650～800 m一帶。這里冬季寒冷，夏季干旱炎熱，年平均降水量約200～250 mm，蒸發(fā)量高達2 000～2 300 mm，降水中只有形成雨洪及春季冰雪融水，對地下水才有一定的補給意義。但是該帶河床、渠系分布縱橫，形成較優(yōu)越的地表水轉(zhuǎn)化補給條件，因此地表水在此帶是豐富的地下水滲漏補給來源。

由于在第四紀以來長期處于沉降階段，此區(qū)堆積了較厚冰水相及沖洪積相松散物，在山前呈扇形展布。其后緣為卵礫石粗粒相，前緣為中粒相的砂礫石，礫間孔隙十分發(fā)育，是賦存地下水的良好場所，在有優(yōu)越滲漏補給條件下，此帶也成為儲存有豐富孔隙潛水的地區(qū)。

山前礫質(zhì)平原區(qū)含水層巖性及厚度的垂向變化，不但與所處位置有關(guān)，并受構(gòu)造制約。如西部三工河、四工河洪積扇軸部及兩側(cè)第四系含水層厚度均大于200 m，而扇間則含水層厚度較薄，含水層顆粒相對較細，且粗細交錯層次較復(fù)雜，所以兩處潛水埋藏深度及富水程度均有差異。

洪積扇富水程度決定于上游補給來源的多寡，即使同一個含水層涌水量也有較大差異。如三工河洪積扇上441鉆孔，孔深89 m，降深5 m時，涌水量達到6 575 m3/d，而鄰近干溝洪積扇上鉆孔，降深5 m時涌水量僅2 500 m3/d，可見不同洪積扇富水性也是無法比擬的。

地下水埋藏深度與各洪積扇地貌形態(tài)緊密相關(guān)，在扇后緣埋深大于100 m或50～100 m，向前緣漸變?yōu)?0～30 m。即由深藏帶過渡到淺藏帶。據(jù)抽水試驗成果，此帶含水層單位涌水量高值超過15 L/s·m，低值在3～5 L/s·m，一般可達5～15 L/s·m。潛水含水層的特征為:一是由于分選性不同，垂向上部含水層富水性、給水能力優(yōu)于下部，二是東部甘河子、白楊河流域，含水層厚度大于西部三、四工河、水么河流域。

2 平原區(qū)承壓水的埋藏與分布

第四系松散巖類孔隙承壓水分布于山前礫質(zhì)平原以北廣大沖洪積平原內(nèi)。其含水巖組由卵礫石過度為礫砂、砂、漸變?yōu)榉奂毶皧A粉土、粉質(zhì)粘土、粘土互層，形成自流斜地形態(tài)，即形成多層含水層綜合體。

從前人調(diào)查成果鉆孔資料來看，在沖洪積平原上部，承壓含水層厚度變化較大，單層厚度為10～80余米。沖洪積平原上部12～15 km寬地帶，上部為潛水含水層，下部為承壓含水層。含水層巖性由卵礫石、礫砂，逐漸變?yōu)橹写稚?，?00 m深度內(nèi)可見3～4個含水巖組。由于近年來開采量不斷上升，導(dǎo)致本區(qū)自流水頭降低、溢出帶泉水消失。

沖洪積平原中下部，含水層單層厚度變小，為5～30余米。淺層潛水含水層巖性主要由砂組成，下部的承壓含水層巖性由砂礫石，中粗砂、細砂組成，在200 m深度內(nèi)可見4～8個含水層組。

北部沙漠邊緣一帶，含水層巖性大多是細砂層，其中洪積成因的含水層厚度尖滅，并被風(fēng)成的粉細砂填補，最大厚度可達130 m。在200 m深度內(nèi)一般有兩個或以上含水巖組，表層為潛水，下部為承壓水。

3 地下水的補逕排

3.1 山前礫質(zhì)平原

該帶地下水補給來源有三種:第一，山區(qū)河流出山口后垂直滲漏補給及河床潛水的徑流補給;第二，每年春季雪水融化及3～5次大于10 mm/次降雨形成的洪水滲漏補給地下水;第三山區(qū)基巖裂隙水的側(cè)向補給?？梢?，該帶地下水補給來源十分充沛，其砂、卵礫石含水層具有滲透性良好的孔隙，地下水逕流條件優(yōu)越。

3.2 沖洪積平原區(qū)

該區(qū)地下水以人工開采及蒸發(fā)排泄、側(cè)向流出為主，補給來源則除了上游流入的河渠水滲漏補給外，還有上游側(cè)向地下逕流補給或含水層之間越流補給。80年代，在溢出帶常有泉水出露，部分低洼處因潛水位高而形成沼澤排泄地下水，如1980調(diào)查，該帶泉水年徑流量0.062 2×108m3，2003年實測值0.026 5×108m3，本次調(diào)查則沒有實測到泉水流量。

沖洪積平原下游，地下水排泄途徑以植物蒸騰作用、人工開采為主，只有少量側(cè)向排泄出區(qū)。由于沖積平原含水層顆粒較細、地勢平坦，地下水逕流遲緩，交替緩慢，單井出水量明顯小于上游。

4 地下水水位動態(tài)

阜康市監(jiān)測井分布覆蓋了阜康市境內(nèi)的礫質(zhì)平原區(qū)、沖洪積平原中上部、沖洪積平原中下部三個區(qū)域，現(xiàn)分別根據(jù)三個區(qū)域內(nèi)具有代表性的地下水長觀井多年變幅情況對阜康市地下水動態(tài)進行說明。

利用收集到的阜康市地下水動態(tài)監(jiān)測資料，選取具有代表性的17眼地下水長觀井，對2001年～2010年的地下水動態(tài)變化特征進行分析，從而得出阜康市近10年的地下水動態(tài)變化特征。

4.1 地下水動態(tài)年際變化

4.1.1 礫質(zhì)平原區(qū)

阜康市地下水長觀井潛9、潛17、潛26分布于礫質(zhì)平原區(qū)，潛9位于水磨河流域礫質(zhì)平原區(qū)，地下水水位多年變幅為0.25 m，多年平均下降速率為0.03 m/a，即水位成上升狀態(tài)，這是由于該地帶內(nèi)無工業(yè)用水，農(nóng)業(yè)用水引用水磨河地表水，地下水僅供居民生活用水，且水磨河地表水對地下水補給作用明顯所致;潛17位于三工河流域礫質(zhì)平原區(qū)，地下水水位多年變幅呈下降趨勢;潛26屬西溝河流域礫質(zhì)平原區(qū)，由于西溝河屬季節(jié)性河流，地表水來水量對地下水補給作用不顯著，因此地下水水位變幅成下降趨勢。各長觀井地下水位多年變幅詳見表1，地下水長觀井地下水水位多年動態(tài)變化圖見圖1。

表1 地下水長觀井地下水位多年變幅表m，m/a

圖1 礫質(zhì)平原各地下水長觀井2001－2010年地下水水位多年動態(tài)變化圖

4.1.2 沖洪積平原中上部

阜康市沖洪積平原中上部分布了地下水長觀井8眼，分屬于水磨河流域、三工河流域、甘河子流域、白楊河、四工河流域、西溝河流域和黃山河流域。8眼地下水長觀井地下水水位多年變幅均成下降趨勢，多年變幅為 －2.14 m～－17.31 m，地下水多年平均下降速率為 － 0.21 m/a～－1.073 m/a，造成地下水水位下降的原因是由于此地帶屬阜康市人口、工業(yè)密集區(qū)，地下水開采相對集中。各長觀井地下水位多年變幅見表2，地下水長觀井地下水水位多年動態(tài)變化圖見圖2。

表2 地下水長觀井地下水位多年變幅表m，m/a

圖2 沖洪積平原中上部各地下水長觀井2001－2010年地下水水位多年動態(tài)變化圖

4.1.3 沖洪積平原下部

阜康市沖洪積平原下部分布了地下水長觀井4眼，分屬于水磨河流域、甘河子流域。其中阜北農(nóng)場農(nóng)五隊沿線地下水水位上升，其原因是，此區(qū)域農(nóng)業(yè)為主要用水項目，而農(nóng)業(yè)灌溉用水由三工河泄洪洪水及上游魚兒溝水源地機井抽水注入冰湖水庫，再通過渠道將水引入農(nóng)田灌溉，本區(qū)域無地下水開采，因此地下水水位自2001至2010年呈上升趨勢。其余3眼地下水長觀井地下水水位多年變幅均成下降趨勢，多年變幅為－3.80～－7.70 m，地下水多年平均下降速率為－0.38 m/a～ －0.59 m/a，水磨河流域、甘河子流域自南向北條形地帶地下水水位下降趨勢較前兩個地帶減弱，這是由于地下水受地表水補給作用顯著所致。各長觀井地下水位多年變幅詳見表3，地下水長觀井地下水水位多年動態(tài)變化圖見圖3。

表3 地下水長觀井地下水位多年變幅表m，m/a

4.2 地下水水位年內(nèi)變化

阜康市地下水水位年內(nèi)變化趨勢都和年內(nèi)地下水開采量變化有關(guān)，以2010年小泉開發(fā)區(qū)井為例，4月～8月地下水集中開采時地下水水位持續(xù)下降，1月～3月，9月～12月，地下水水位略有上升，有所恢復(fù)。該井2010年地下水水位變化過程見圖4。

圖3 沖洪積平原下部各地下水長觀井2001－2010年地下水水位多年動態(tài)變化圖

圖4 阜康市小泉開發(fā)區(qū)井2010年地下水水位變化圖

根據(jù)2010年阜康市地下水水位降幅等直線圖所測量出的不同地下水埋深面積，與昌吉州水利科學(xué)研究所《阜康市超采區(qū)劃定報告》中2005年阜康市不同地下水埋深面積做比較，地下水埋深2～3 m的面積由2005年的1 112.0 km2減少到2010年的11.9 km2;地下水埋深3～5 m的面積由2005年的358.7 km2減少到2010年的94.3 km2;地下水埋深＞5 m的面積由2005年的307.7 km2增加到2010年的2 305.5 km2，由此可明顯看出阜康市地下水水位年際變化呈逐年下降趨勢，詳見表4。

綜上所述，造成阜康市地下水水位持續(xù)下降的主要原因是近年來工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展，各種經(jīng)濟形勢的小農(nóng)場不斷涌現(xiàn)，對水資源的需求越來越大，從而使地下水的開采量逐年增加。此外，水利工程日趨完善，對地下水的補給相應(yīng)減少，也是地下水水位下降的原因之一。

表4 阜康市2005年、2010年地下水不同埋深面積比較表

5 地下水水位下降對自然環(huán)境的影響

5.1 低山丘陵區(qū)水土流失嚴重

河流出山口段的低山、丘陵區(qū)，降水稀少、蒸發(fā)量大，氣候干燥、植被稀疏。山坡和溝谷表層有黃土覆蓋，遇暴雨丘陵區(qū)表土沖刷嚴重，造成河道兩岸水土流失嚴重，產(chǎn)生大量的泥流匯入河流。

另一方面，季節(jié)性洪水沖刷兩岸，造成兩岸不同程度的垮塌，加劇了河床淤積，使得該區(qū)本已十分脆弱的生態(tài)環(huán)境雪上加霜。

5.2 灌區(qū)鹽堿地面積大、分布廣，且局部地區(qū)有擴大趨勢

灌區(qū)下游分布有大量次生鹽漬化面積。其中輕鹽漬化面積(含鹽量0.5% ～0.8%)占15% ～25%;中鹽漬化面積(含鹽量0.8% ～1.0%)占25% ～45%;強鹽漬化面積(含鹽量0.5% ～0.8%)占45% ～75%。灌區(qū)下游區(qū)灌溉面積鹽堿地有擴大趨勢。

5.3 荒漠植被破壞嚴重，大農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境十分脆弱

區(qū)域內(nèi)大量荒漠面積植被稀疏，覆蓋度低，僅為10% ～15%，由于局部地區(qū)地下水超采、加之過渡放牧，致使荒漠植被逐年衰退，農(nóng)田林網(wǎng)長期得不到更新完善，加之干旱、大風(fēng)、洪澇等災(zāi)害頻發(fā)，使得該區(qū)域大農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境十分脆弱。

5.4 局部地區(qū)地下水超采，泉水干涸

平原灌區(qū)內(nèi)地下水開采量逐年遞増、居高不下，使灌區(qū)下游地下水溢出帶泉水逐漸衰退，直至干涸，這也是荒漠植被衰退的主要因素之一。

6 對策與建議

6.1 建立健全地下水資源管理機構(gòu)

建議在水利局及鄉(xiāng)水管站原有的職能基礎(chǔ)上，明確對地下水資源的管理職能，將水資源管理工作約入到日常工作中，并明確具體的負責(zé)人及具體的管理人員。

6.2 改革地下水資源管理體制

建立以取水許可為標(biāo)志的地下水資源權(quán)屬統(tǒng)一管理體制，消除地下水開發(fā)利用和水資源費征收方面仍然存在的部門職能交叉、城鄉(xiāng)分割管理的問題，為加強地下水資源的管理和保護提供體制保障。

6.3 建立地下水資源管理檔案

地下水資源在開發(fā)利用中應(yīng)建立嚴格的管理體系，由于地下水都是由單個井完成開發(fā)利用的，故應(yīng)對單井的資料建立完善的檔案。

6.4 實施地下水資源保護規(guī)劃

灌區(qū)內(nèi)鹽漬化土壤的存在、南部沙漠高礦化度水的較大面積分布，都可能影響到灌區(qū)地下水水質(zhì)，因此，應(yīng)按照地下水資源保護規(guī)劃進行地下水利用管理。

6.5 建立和完善地下水動態(tài)監(jiān)測工作

建議水行政主管部門借此次地下水開發(fā)工程的建設(shè)，建立和完善地下水動態(tài)監(jiān)測工作，為今后本區(qū)的地下水資源管理和評價奠定良好基礎(chǔ)。

6.6 通過調(diào)整水資源開發(fā)利用總體布局，保護地下水資源

加大地表水資源和地下水資源的統(tǒng)管力度，實行地下水與地表水聯(lián)合調(diào)度與合理配置，實施地下水超采替代措施，壓縮地下水超采區(qū)超采水量，完善、提高水利工程布局和功能。

6.7 強化水資源論證工作，嚴格限制開采地下水資源

為了加強地下水資源的管理和保護，嚴格執(zhí)行水資源論證制度。

［1］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).供水水文地質(zhì)勘查規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社.2001.

P641.74

B

1004－1184(2012)04－0071－03

2012－03－23

胡娟(1982－)，女，陜西富平人，助理工程師，主要從事工作為水資源調(diào)查評價、地下水開發(fā)利用與保護、建設(shè)項目水資源論證。