新疆烏蘇市地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件與動(dòng)態(tài)特征

王建剛

(新疆維吾爾自治區(qū)塔城水文水資源勘測局，新疆 塔城834700)

烏蘇市位于新疆維吾爾自治區(qū)北部準(zhǔn)噶爾盆地的西南緣，天山支脈婆羅科努山和依連哈比爾尕山北麓，地理坐標(biāo)東經(jīng) 83°20＇～ 85°18＇，北緯 43°26＇～ 45°15＇。東與沙灣縣、奎屯市、克拉瑪依市接壤，西與精河縣毗鄰，北與托里縣相接，南部與伊犁地區(qū)的尼勒克縣以天山山脊線為界，總土地面積14870km2。本文主要闡述在此區(qū)域的地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件與動(dòng)態(tài)特征

1 地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件

1.1 山區(qū)

南部山地的大氣降水一大部分形成山區(qū)地表徑流，一部分下滲形成基巖裂隙水，另一部分則以地表蒸發(fā)、植物蒸騰的方式回到大氣中。而大氣降水滲入形成的地下水(基巖裂隙水)在構(gòu)造的控制下賦存、徑流，一大部分在強(qiáng)烈侵蝕切割的溝谷中出露形成泉水，匯入河流以地表徑流的方式排泄出山區(qū)，另一部分在溝谷河床下的松散堆積物中潛流或沿構(gòu)造斷裂節(jié)理破碎帶、裂隙孔隙發(fā)育的碎屑巖層以側(cè)向徑流的形式進(jìn)入平原區(qū)。在溝谷河床下松散堆積物中的潛流是山區(qū)地下水進(jìn)入平原區(qū)的主要途徑。

1.2 山前傾斜洪積礫質(zhì)平原

南部山前傾斜洪積礫質(zhì)平原的地下水在水平方向上接收山區(qū)地下水的側(cè)向補(bǔ)給，在垂向主要接收河道水滲漏、渠系水入滲及前山帶暴雨形成的洪水滲漏，由于地下水水位埋藏深，稀少的大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給作用不大。山區(qū)地下水的側(cè)向補(bǔ)給、河道水、洪水滲漏是平原區(qū)地下水的重要補(bǔ)給源。洪積礫質(zhì)平原地層顆粒粗大、孔隙大，且地形坡度較大，地下水徑流強(qiáng)烈，是地下水的補(bǔ)給徑流區(qū)。

1.3 沖洪積、沖積細(xì)土平原

沖洪積、沖積細(xì)土平原的地下水一方面接受山前傾斜洪積礫質(zhì)平原地下水的側(cè)向補(bǔ)給，另一方面灌區(qū)內(nèi)渠道水、水庫水、田灌水的滲漏補(bǔ)給也是該地帶地下水主要的補(bǔ)給源。山前傾斜洪積礫質(zhì)平原地下水的側(cè)向補(bǔ)給是細(xì)土平原區(qū)中深部承壓水的最主要補(bǔ)給源，灌區(qū)內(nèi)渠道水、水庫水、田間灌溉水的滲漏主要補(bǔ)給淺部潛水。下伏承壓水對(duì)上覆潛水進(jìn)行頂托越流補(bǔ)給。

1.4 沙漠

佐頓愛力生沙漠的下伏地層與上游四棵樹河、古爾圖河沖積細(xì)土平原和下游沖湖積細(xì)土平原在沉積巖性、巖相上基本無大的差別，是地下水的徑流區(qū)。

1.5 沖湖積細(xì)土平原

沖湖積細(xì)土平原是烏蘇市平原的下游區(qū)，地下水主要接受佐頓愛力生沙漠(南面)、奎屯河沖積細(xì)土平原(東面)的側(cè)向徑流補(bǔ)給，由于潛水位埋藏淺，潛水的蒸發(fā)蒸騰作用強(qiáng)烈，且地形較為平坦低洼，地下水徑流滯緩，是地下水的排泄區(qū)?？秃拥南掠魏拥兰獱栨乩珊优判箾_湖積細(xì)土平原的地下水。

1.6 地下水補(bǔ)給、排泄趨勢

南部山地是地下水的主要形成區(qū)，烏蘇市平原的地下水資源主要來自南山山區(qū)。南部山前沖洪積礫質(zhì)平原是地下水的主要補(bǔ)給徑流區(qū)，腹部的沖積、沖湖積平原則是地下水的徑流排泄區(qū)和排泄區(qū)。

奎屯河沖積平原的地下水在接受南山水系的補(bǔ)給后，由于受車西鼻狀構(gòu)造隆起的影響，并不是簡單地向現(xiàn)代最低的基準(zhǔn)面—艾比湖區(qū)流泄，而是各地段有不同的情況，東段地下水從南向北徑流，直至128團(tuán)、126團(tuán)繞過車西鼻狀構(gòu)造隆起，轉(zhuǎn)向西沿吉河而下，向西徑流排泄;中段四棵樹河沖積平原地下水向北偏西徑流，越過佐頓愛力生沙漠直至吉河，然后轉(zhuǎn)向西偏南徑流排泄;西段地下水總的徑流趨勢是從南向北逐漸轉(zhuǎn)向西或西偏南流入艾比湖地區(qū)。

綜上所述，烏蘇市平原的地下水主要來自南山山區(qū)地下水的側(cè)向補(bǔ)給、山前傾斜洪積礫質(zhì)平原上的河道水及洪水滲漏、渠系水入滲補(bǔ)給，稀少的大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給作用不大;灌區(qū)內(nèi)渠道水、水庫水、田間灌溉水的滲漏主要補(bǔ)給潛水。地下水的總體流向在吉河以南地區(qū)為由南向北，在吉河地帶為自東向西。地下水排泄主要為潛水蒸發(fā)蒸騰與人工開采。

2 地下水動(dòng)態(tài)特征

2.1 潛水動(dòng)態(tài)

烏蘇市平原區(qū)潛水動(dòng)態(tài)可分為三種類型即水文型(滲入徑流型)、人工型(滲入開采型)、氣象型(滲入蒸發(fā)型)。

2.1.1 水文型動(dòng)態(tài)

水文型動(dòng)態(tài)主要反映在區(qū)內(nèi)的沖洪積扇區(qū)，地下水主要補(bǔ)給源為奎屯河、四棵樹河、古爾圖河等河水以及渠水的入滲補(bǔ)給，故河水流量的變化決定著地下水動(dòng)態(tài)，尤其是賦存于單一結(jié)構(gòu)卵礫石層中的潛水動(dòng)態(tài)。

據(jù)位于奎屯河老龍口南8km以及奎屯河大橋北3km東岸奎屯監(jiān)獄兩處的長觀資料看，地下水動(dòng)態(tài)曲線一般為單峰型。每年6-9月份奎屯河洪峰期到來，地下水得到河水滲漏的補(bǔ)給量大，地下水位上升;9月份奎屯河洪水期結(jié)束，地下水水位達(dá)到最高點(diǎn)，隨后至翌年4月份地下水水位下降，4-6月份奎屯河河水流量較小，水量被引水龍口引走，河道沒有泄水，地下水得不到補(bǔ)給，水位下降至最低。地下水水位峰值的變化與河水流量有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。但隨著距河床遠(yuǎn)近不同，各地峰值出現(xiàn)的時(shí)間及變幅亦不相同，具有距河愈遠(yuǎn)滯后期愈長，變幅愈小;反之，則滯后期愈短，變幅愈大的特點(diǎn)。到河流中下游地帶則與河水徑流分配關(guān)系明顯減弱。

2.1.2 人工型動(dòng)態(tài)

1)地下水位持續(xù)下降

在沖洪積扇區(qū)，隨著水利工程的日益完善和地下水開采量的增加，地下水位呈下降趨勢。根據(jù)2000年-2009年地下水位觀測資料的對(duì)比，由于長期開采地下水，烏蘇市區(qū)及其附近地區(qū)地下水下降了1.05～1.56 m，平均每年下降0.26～0.31 m/a。從地下水多年變幅來看，沖洪積扇上部年變幅較緩，多年平均變幅也相對(duì)較小;沖洪積扇緣地帶地下水年變幅較大，多年平均變幅也較大。地下水位下降的原因分析如下:

(1)隨著水利工程的興建以及渠系防滲措施的提高，由山口引入灌區(qū)的水量逐年增加，河道棄水逐年減少，渠系滲漏也逐年減少，地下水的補(bǔ)給量也呈逐年下降的趨勢，使地下水位逐年下降。

(2)由于城鎮(zhèn)工農(nóng)業(yè)及人口的發(fā)展，工業(yè)及生活用水逐年增加，地下水開采量逐年加大，因而引起城區(qū)附近地下水位逐年下降。

2)地下水位上升

此現(xiàn)象主要產(chǎn)生于灌區(qū)下游，由于地下水開采條件較差，淺層地下水水質(zhì)較差，地下水開發(fā)利用程度相對(duì)較低，灌溉用水完全利用地表水，由于排水措施跟不上，排水條件差，導(dǎo)致灌排失衡，使地下水位逐年上升，如 125、126、127、128團(tuán)下游團(tuán)場。

2.1.3 氣象型動(dòng)態(tài)

氣候變化對(duì)水位埋深小于5 m的潛水動(dòng)態(tài)變化有一定影響，每年11月份到翌年3月份的負(fù)溫季節(jié)，降水量呈固態(tài)，封凍了地表，地下水缺乏垂直入滲補(bǔ)給和蒸發(fā)蒸騰的排泄，水位處于較穩(wěn)定狀態(tài)。3月份以后，隨著氣溫升高，地表積雪融化滲入補(bǔ)給地下水，使得地下水水位有所抬升，出現(xiàn)一個(gè)明顯的峰值。5-7月份隨著蒸發(fā)不斷加強(qiáng)及農(nóng)灌抽水量的明顯增加，地下水水位持續(xù)下降，出現(xiàn)一個(gè)谷值，7月份以后蒸發(fā)及開采量逐漸減少，水位持續(xù)上升，由于受冬灌水的影響，在9-10月份，地下水水位升至最高點(diǎn)，隨后又呈下降趨勢，11月份至翌年2月份，水位基本穩(wěn)定。

綜上所述:從潛水水位年內(nèi)變幅特征來看，對(duì)于水位埋深較深的地區(qū)，地下水動(dòng)態(tài)特征一般為水文型動(dòng)態(tài);水位埋深較淺的地區(qū)，潛水動(dòng)態(tài)主要為氣象型動(dòng)態(tài)。所有地下水動(dòng)態(tài)都受人類活動(dòng)影響而呈現(xiàn)人工型動(dòng)態(tài)。

沖洪積扇區(qū)地下水多年動(dòng)態(tài)主要受水文和開采的影響。隨著地表水的利用率越來越高，渠道引水量逐年增加，渠道防滲程度越來越高，導(dǎo)致地下水的補(bǔ)給量逐年減少，加之地下水開采量的逐年增加，其水位呈逐年下降趨勢。年均降幅0.3 ～0.58 m/a。

沖洪積平原中上部即312國道以北至柳溝水庫、奎屯水庫的地帶，該區(qū)多為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的機(jī)井開采區(qū)，地下水動(dòng)態(tài)主要受人工開采的影響。由于近幾年大量開采地下水，使水位降幅呈逐年增大趨勢，尤其是東部甘河子鎮(zhèn)地下水開發(fā)利用強(qiáng)度較大，使得該區(qū)地下水水位下降較快，多年平均變幅在0.96～1.62 m之間;西部哈圖布呼鎮(zhèn)一帶，地下水水位多年平均下降在0.3 m/a左右。

沖洪積平原下部即柳溝灌區(qū)、車排子灌區(qū)，由于地下水天開采量較小，其地下水動(dòng)態(tài)主要受氣象因素的影響。

2.2 承壓自流井流量動(dòng)態(tài)

烏蘇市平原區(qū)承壓自流區(qū)分布廣泛，承壓自流井較多，自流量有從南向北由大變小和以河道為中軸向東西兩側(cè)逐漸變小的規(guī)律。表明含水層富水性因水系分布和地貌部位不同而有所差異。從建井初期與數(shù)年后的自流量多年變化情況來看，井的自流量衰減較大。許多自流井已不自流而報(bào)廢。現(xiàn)有自流井長觀點(diǎn)的自流量均在逐年下降。四棵樹鎮(zhèn)、哈圖布呼鎮(zhèn)自流井流量下降幅度較大，而吉爾格特郭楞鄉(xiāng)、百泉鎮(zhèn)、甘河子鎮(zhèn)自流井流量下降幅度相對(duì)較小。