關(guān)于渭干河地下水資源評價的探究

陳 雷，陳 波

（阿克蘇水文勘測局,新疆 阿克蘇 843000）

渭干河流域雖然近年來經(jīng)濟發(fā)展迅速,但卻面臨著日漸突出的用水矛盾。因為渭干河流域長期缺乏合理的規(guī)劃,使水資源利用一直缺乏科學(xué)性。

1 渭干河自然地理概況

流域內(nèi)可分為山區(qū)、山間盆地和渭干河沖洪積平原三大地貌單元,渭干河流域遠離海洋、四周環(huán)山,地處中緯度地區(qū)的大陸深處,屬暖溫帶大陸性氣候。本區(qū)既受溫帶天氣系統(tǒng)和北冰洋冷空氣的控制,又受南亞干熱氣流的影響,加之地處歐亞大陸腹地,盆地邊緣冬有冷空氣沉積,夏有聚熱作用,特點是氣候干燥,降水量少,蒸發(fā)量大,氣溫的年較差和日較差都較大。流域年平均氣溫7.9℃～12.3℃,極端最高氣溫38.5℃,極端最低氣溫-23.0℃,全年最低氣溫發(fā)生在1月,最高氣溫山區(qū)在7月、平原區(qū)在6月。渭干河流域位于天山山脈中段南坡與塔里木地臺北緣之間,出露地層從太古界至新生界均有,是一個以中、新生代沉積為主體的臺緣拗陷,中、新生界發(fā)育完整。

2 資料收集

2.1 水文地質(zhì)測繪

利用遙感技術(shù),結(jié)合已有水文地質(zhì)資料按地貌單元、水文地質(zhì)條件對流域進行分區(qū),勾繪與圈定出灌區(qū)、荒地、濕地、水域及鹽堿地等,在此基礎(chǔ)上輔以實地調(diào)查與測繪。測繪調(diào)查工作內(nèi)容主要為：地形地貌、內(nèi)水井調(diào)查、含水層的分布、地下水的埋藏條件、壤鹽漬化發(fā)育現(xiàn)狀、植被發(fā)育狀況、水土樣采集等[1]。本次渭干河流域規(guī)劃水文地質(zhì)工作是在收集前人工作的基礎(chǔ)上進行的,針對空白區(qū)和研究程度較低的區(qū)域進行了1/10萬精度的水文地質(zhì)測繪,測繪面積3850 km2,同時對前人工作過的地區(qū)進行20%的復(fù)核,復(fù)核測繪面積3980 km2。

2.2 抽水試驗

為能較全面取得灌區(qū)內(nèi)含水層水文地質(zhì)參數(shù)及富水性資料,調(diào)查利用已有井,完成簡易抽水試驗120 組,其中80 組為收集前人已有抽水試驗資料。

2.3 收集調(diào)查資料方面

一方面,收集調(diào)查區(qū)內(nèi)地表水引水資料、地下水開發(fā)利用現(xiàn)狀資料和排堿渠排水資料,對調(diào)查區(qū)水利工程現(xiàn)狀進了調(diào)查和了解。另一方面,結(jié)合水文地質(zhì)測繪調(diào)查機井數(shù)量、機井位置（坐標）、井深、井結(jié)構(gòu)及地下水開采量。

3 渭干河地下水資源評價

3.1 計算范圍及評價方法

地下水資源計算與評價的范圍重點為流域平原區(qū)的第四系孔隙水。

地下水資源量計算采用水均衡法,具體分為2 個步驟：

（1）首先研究分析計算區(qū)內(nèi)地表水與地下水的轉(zhuǎn)換關(guān)系及地下水的補給、徑流、排泄條件,從均衡要素入手,建立地下水均衡方程,對現(xiàn)狀年地下水均衡要素進行逐項計算。

地下水均衡方程為：

式中：∑Q補為流域內(nèi)地下水總補給量；∑Q排為流域內(nèi)地下水總排泄量；ΔQ儲為流域內(nèi)地下水儲存量的變化量[2]。

（2）在地下水資源量計算的基礎(chǔ)上,將地表水、地下水視為一個系統(tǒng),建立水均衡方程,在水均衡分析計算的基礎(chǔ)上,對計算區(qū)地下水資源量進行分析校核,最終確定地下水資源量及地下水可開采量。

水均衡方程為：

式中：∑Q進為進入流域內(nèi)的水資源總量（包括流域內(nèi)降水、冰川融水及外流域調(diào)水）；∑Q出為出流域的總水量（包括灌溉排水、地下徑流流出及蒸發(fā)）；ΔQ為流域內(nèi)水資源變化量。

3.2 計算參數(shù)確定

含水層滲透系數(shù)是利用本次現(xiàn)場簡易抽水試驗取得的數(shù)據(jù)計算獲得,計算公式：

式中：Q為機井出水量；S為井中水位降深；M為承壓水含水層厚度；R為抽水影響半徑；r為機井半徑；H為潛水含水層厚度；h為抽水穩(wěn)定狀態(tài)下的潛水含水層厚度[3]。

平原區(qū)的地下水水力坡度從水位等值線圖上或剖面圖上量取,山口河谷中潛水水力坡度參照地形坡度取值。山口河谷中潛水含水層厚度由物探實測確定,平原區(qū)含水層厚度由計算斷面地下水徑流條件確定。其它參數(shù)中,降水入滲補給系數(shù)、河道水滲漏補給系數(shù)、渠系滲漏修正系數(shù)、渠系防滲修正系數(shù)、田間灌溉水入滲補給系數(shù)、平原區(qū)水庫水滲漏補給系數(shù)、潛水蒸發(fā)系數(shù)及植被蒸騰系數(shù)的確定是依據(jù)《新疆地下水資源》（2005年版）中給出“渭干河流域”的數(shù)據(jù)考慮其影響因素進行選取,渠系水綜合有效利用系數(shù)由拜城縣、新和縣、庫車縣及沙雅縣水利局提供或從提供的資料中整理校核后確定。如表1為河道水滲漏補給系數(shù)（M）表。

表1 河道水滲漏補給系數(shù)（M）表

4 地下水水質(zhì)評價

4.1 拜城縣地下水水質(zhì)評價

4.1.1 農(nóng)田灌溉用水

依據(jù)農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準（GB 5084-92）評價分析,拜城縣地下水水質(zhì)較好,礦化度小于1g/L,全鹽量小于1000 mg/L,灌溉系數(shù)（Ka）＞18,適于做農(nóng)灌水開發(fā)利用[4]。托克遜鄉(xiāng)南部及賽里木鄉(xiāng)北部小范圍區(qū)域有SO4·HCO3（Cl）-Ca·Na（Mg）型水分布,有排灌條件措施可以灌溉。黑英山鄉(xiāng)地下水為HCO3-Ca·Na型潛水,適于農(nóng)業(yè)灌溉利用。

4.1.2 生活用水

拜城縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)場所在地及黑英山盆地主要為潛水分布區(qū),為HCO3-Ca·Na型水,符合一級水標準,適合作為城鎮(zhèn)生活飲用水。

4.2 新和縣地下水水質(zhì)評價

4.2.1 農(nóng)田灌溉用水

依其力克鄉(xiāng)多為HCO3·Cl·SO4-Ca·Na·Mg型淡水,常用評價指標大都較好,灌溉系數(shù)（Ka）多為18～6,綜合危害系數(shù)（K）多大于25等,適宜于灌溉。阿克亞爾地區(qū)水質(zhì)較差,屬SO4·Cl·HCO3-Na·Mg型微咸水,由于其自然排水條件較好,基本可用于灌溉。塔什艾日克鄉(xiāng)基本呈SSW-NNE條帶靠依其力克鄉(xiāng)、排先巴扎鄉(xiāng)西側(cè)分布,北部多為SO4·Cl·HCO3-Na·Mg型微咸水,南部多為SO4-Na·Mg的微咸水或咸水,不適于灌溉使用。排先巴扎鄉(xiāng)北部及東部地區(qū),潛水水質(zhì)較好,多為HCO3·Cl·SO4-Na·Mg·Ca型淡水,適做農(nóng)灌使用,但要加強排水。西南地區(qū)潛水水質(zhì)較差,為SO4-Na·Mg型微咸水或咸水,不適于做農(nóng)灌水使用。渭干鄉(xiāng)北部局部地段水質(zhì)較好,屬HCO3·SO4·Cl-Na·Mg型淡水,適于灌溉使用,但排水條件要好。中部、南部地區(qū)的潛水水質(zhì)較差,多屬HCO3·Cl·SO4-Ca·Na或Cl·SO4-Na·Mg型微咸水,不可做農(nóng)灌水使用。玉奇喀特鄉(xiāng)自尤魯都斯巴格往南西呈開口的三角形分布,潛水水質(zhì)較好,為HCO3·SO4·Cl-Na·Ca·Mg型或SO4·Cl·HCO3-Na·Ca型淡水或略大于1.0 g/L的微咸水,常用指標都基本正常或正常,但做為農(nóng)灌用水亦需要加強排水。尤魯都斯巴格鄉(xiāng)大部分地區(qū)的潛水水質(zhì)好,常用評價指標基本能滿足要求,灌溉時要采用排水措施。

4.2.2 生活用水

新和灌區(qū)北部潛水、承壓水及南部承壓水、部分地段潛水水質(zhì),為HCO3·Cl·SO4- Na·Ca·Mg型淡水,基本都可達一級水和二級水標準。新和灌區(qū)南部塔木托乎拉克及桑塔木地區(qū)與中間條形地帶的塔什艾日克—塔木托乎拉克（渭干鄉(xiāng)及塔什艾日克鄉(xiāng)）潛水水質(zhì)差,基本都屬二級水或三級水,甚至還達不到三級水標準的水,對于達到三級水甚至還達不到三級水標準的潛水分布區(qū),最好利用其承壓水做為生活用水水源。

4.3 沙雅縣地下水水質(zhì)評價

4.3.1 生活飲用水水質(zhì)評價

沙雅灌區(qū)地下水水質(zhì)是北部好于南部,中部好于東、西兩側(cè),深層地下水水質(zhì)優(yōu)于淺層地下水水質(zhì),由于開采原因春冬季地下水水質(zhì)好于夏秋季。

4.3.2 農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)評價

渭干河河道附近地帶表層潛水水質(zhì)一般較差,不適宜于灌溉用水,但淺層地下水水質(zhì)一般較好,多為適宜灌溉的地下水；深層地下水水質(zhì)更好,完全適宜于灌溉用水；在遠離渭干河河道地帶淺層地下水（60 m～80 m以上）水質(zhì)一般較差,綜合評價多為不適宜灌溉用水；中層地下水（80 m～120 m）水質(zhì)較好,多為適宜或完全適宜灌溉的地下水。

4.4 庫車縣地下水水質(zhì)評價

4.4.1 農(nóng)灌用水

玉奇吾斯塘鄉(xiāng)、阿拉哈格鄉(xiāng)北部與中部及齊滿鄉(xiāng)、墩闊坦鄉(xiāng)、阿克吾斯塘鄉(xiāng)的英達利亞河兩岸潛水為HCO3·Cl（SO4）-Na·Mg型水,適于農(nóng)灌。承壓水為HCO3·Cl·SO4-Na·Ca·Mg型水,適于灌溉。阿拉哈格鄉(xiāng)及齊滿鄉(xiāng)南部、哈尼喀塔木鄉(xiāng)一帶潛水不適于灌溉,承壓水基本都可用于農(nóng)灌。比西巴格、牙尕買里西、喀蘭古買里西一帶潛水為Cl·SO4（HCO3）-Na·Mg（Ca）型水,各項指標基本滿足農(nóng)灌用水的要求。

4.4.2 城鎮(zhèn)生活用水

據(jù)灌區(qū)西北部的玉奇吾斯塘、阿拉哈格及齊滿地區(qū)潛水或承壓水的各項指標,屬《農(nóng)村標準》一級水。灌區(qū)南部的喀尼喀塔木一帶潛水、承壓水均屬一級水。灌區(qū)的喬托爾、牙尕買里西、喀蘭古買里西一帶潛水水質(zhì)差,超出三級水標準；承壓水水質(zhì)可達一級水至二級水要求。

5 結(jié)論

綜上所述,得出以下結(jié)論：（1）渭干河流域按水循環(huán)與水文地質(zhì)條件分為上游黑英山盆地、中游拜城盆地及下游塔里木盆地北部庫沙新平原；（2）拜城盆地平原區(qū)地下水徑流條件好,水循環(huán)快,水質(zhì)好,開采條件好；（3）黑英山盆地平原區(qū)地下水開采條件中等,現(xiàn)狀地下水可開采量為1638.0×104m3/a；（4）塔里木盆地北部庫沙新平原新和縣城以北近渭干河河道地帶含水層富水性極強,向下游英大雅河、沙雅大河河道兩側(cè)區(qū)域含水層富水性強,其它區(qū)域含水層富水性中等。