奎屯市地下水開發利用淺析

王龍江

(新疆塔城水文水資源勘測局，新疆 塔城834700)

奎屯市地下水開發利用淺析

王龍江

(新疆塔城水文水資源勘測局，新疆 塔城834700)

奎屯市地處天山北麓，準噶爾盆地西南邊緣，多年平均降水量僅有204.5 mm，境內有奎屯河和巴音溝河，河水主要來自冰川，積雪融水及沿程地下水補給。地下水廣泛賦存于第四系孔隙中，其富水性受第四紀地層的堆積厚度，滲透性等制約。其補給主要是地表水入滲，地下水徑流較通暢，主要是從南部接受補給后，流向北市的河谷地帶。地面蒸發和人工開采是地下水的主要排泄途徑。地下水死本區農業和生活的主要水源，由2006－2008年的統計材料看地下水開采量在逐年增加，地下水位在連年下降，個別井年最大降幅達到6 m以上。研究全市地下水利用現狀，發現地下水資源開發利用過度，南，北部地下水開發利用不協調等是地下水開發利用中的主要問題。

奎屯市;地下水;水位

奎屯市地處天山北麓，準噶爾盆地西南邊緣，地理位置:東徑 84°47′～85°15′，北緯 44°20′～ 44°49′。市區地處天山山前沖洪積扇緣地帶，海拔高程為450～530 m。

奎屯市行政轄區東面以吐爾條溝為界與沙灣縣為鄰;西面隔奎屯河與烏蘇市相望;南與克拉瑪依市獨山子區相連;北與克拉瑪依市接壤，總面積1 109.89 km2。奎屯市隸屬于伊犁哈薩克自治州，轄區內駐有奎屯市及兵團農七師、工一師八團及部隊農場等單位。

奎屯市整個地勢南高北低，由西南向北東傾斜。

市區西有奎屯河，東有巴音溝河，奎屯市西部屬于奎屯河自天山北麓流出后形成的沖、洪積扇的東半部分的中下部和奎屯河沖積平原的中上部地段;東部屬于巴音溝河安集海古沖積扇西半部分的中下部。奎屯市轄區內地貌景觀比較單一，屬沖洪積傾斜平原地貌，地勢為西高東低，南高北低，地形自西南向東北傾斜，南北縱坡約10‰～30‰，東西縱坡約3‰ ～5‰。

奎屯市處在中緯度歐亞大陸腹地，多年平均氣溫為8.7℃，極端最高氣溫為 40.0℃，極端最低氣溫為 －36.4℃;多年平均降水量為204.5 mm;多年平均20 cm蒸發器的蒸發量為 1 987.2 mm。

入奎屯市境內的河流共有兩條，分別為奎屯河及巴音溝河。現將各河分述如下:

(1)奎屯河

奎屯河位于奎屯市西南部，發源于天山北坡的依連哈比爾尕山，以冰川、積雪融水、降水及沿程地下水補給為主。將軍廟水文站以上集水面積1 900 km2，至河源長度為62 km，多年平均年徑流量為6.745×108m3，是奎屯市地表水的主要用水水源。

(2)巴音溝河

巴音溝河位于奎屯市東南部，發源于依連哈比爾尕山北坡，以積雪融水、降水及沿程地下水補給為主。喇嘛廟水文站以上流域面積1 092 km2，至河源長度為61 km。多年平均年徑流量為3.231×108m3。河水少量被開干齊鄉引用，其大部被沙灣縣引用。

1 地下水賦存條件

監測區內普遍賦存第四系孔隙水，其富水性分布主要受第四紀地層的堆積厚度、滲透性的制約。

奎屯河沖洪積扇，第四系砂礫石層堆積厚度巨大，且巖性單一，是良好的儲水構造。據物探資料，沖洪積扇中上部堆積厚度均大于800 m，到烏伊公路附近厚度為800 m。東干渠以北，進入沖洪積扇前緣地帶，第四系堆積厚度為400～600 m，且砂礫石層中出現含礫亞粘土和含礫亞砂土夾層，砂礫石粒徑變細，厚度變薄;奎屯市以北的沖洪積平原區，地層以細顆粒的亞砂、亞粘土和粘土為主，層間夾有中粗砂和細砂層，為地下水的賦存提供了良好的空間。

總的來看，自南向北地下水賦存條件由好變差，富水性由強變弱。

2 地下水的補給，徑流及排泄

2.1 地下水補給

地下水主要依賴奎屯河及巴音溝河地表水的入滲補給。

奎屯河是準噶爾盆地南緣較大的河流之一。在獨南洼地，奎屯河新老龍口間除去獨山子用水，有約7 000萬m3/d的河水入滲補給洼地地下水，加上降雨、洪流入滲及烏蘭布拉克溝的入滲，大約有3 100萬m3的水由獨南洼地南部斷裂經哈拉安德山以側向徑流形式補給山前沖洪積平原區。河道水量出山口后，適逢厚度巨大，透水性良好的砂礫石地層，因而地表水大量入滲補給東岸的地下水，成為本區西部地下水的主要補給源。

奎屯市東部地下水補給來源主要為巴音溝河水，每年接受巴音溝河地表水的補給量總計為1.288×108m3/a。

平原區地表水在引水和灌溉過程中，對地下水也有一定的補給作用，是細土平原區地下水的補給源之一。

本區域年降雨量為204.5 mm，據多年統計，一次降水超過10 mm的記錄很少。因此，本區降水入滲補給量很小，可忽略。

2.2 地下水徑流

南部戈壁礫石帶含水層厚度大，粒徑也大，滲透性強，是地下水徑流的良好場所。隨地勢降低，地層顆粒逐漸變細，其透水性逐漸減弱，地下水運動相對滯緩。

山前戈壁區，地下水接受補給后，以奎屯河河谷及哈拉安德為主方向逐漸向北部方向運移;奎屯河道附近，潛水流向為北偏東30°方向。

312國道—奎屯城區一帶地下水補給充沛，含水層厚度大，透水性良好，因而徑流暢通，水力坡度較小，一般為0.89‰～1.05‰;近承壓區附近，潛水含水層厚度漸小，含水層滲透系數亦小，因而徑流相對滯緩，水力坡度較大，一般為1.6‰左右;奎屯市以北，潛水含水層厚度變薄，地下水運動受阻，因而水力坡度較大，約為5‰～10‰左右，是區內水力坡度最大的地區。

據1996年勘探時的鉆孔資料顯示，區內承壓水水力坡度約5.1‰，承壓水流場形態與上部潛水基本一致。

2.3 地下水排泄

監測區內地下水排泄方式有:徑流排泄、地面蒸發和人工開采。

徑流排泄:監測區北部邊界，承壓水以側向徑流形式向北運移，補給下游地下水，這部分量并不大。

地面蒸發:地面蒸發存在于葦湖以北大面積的地下水淺埋帶。該量是本區地下水主要排泄形式。

人工開采:隨著工農業生產發展和城市規模的逐漸擴大，地下水開采量也逐漸增加。人工開采主要分布在烏伊公路以北地區，主要為農業灌溉及城市生活工業用水。據統計，監測區內2010年總開采量為6 240萬m3/a(不包括工一師八團農場和131團)。

3 地表水來水量情況

奎屯市地下水主要依賴奎屯河及巴音溝河地表水的入滲補給。2008—2011年來奎屯河和巴音溝河的水量情況見下表1。

表1 2008—2011年奎屯市地表來水量情況

由表1可知，奎屯河來水量在2008年、2009年和2011年均為枯水年;在2010年為豐水年。

八音溝河來水量在2009年為枯水年，在2008年、2010年和2011年為豐水年。

4 地下水動態變化

奎屯市地下水監測區范圍為東西長約31 km、南北寬約14 km、面積約430 km2的條形區域，在該區域布置水位長觀井為10眼，其中4眼兼為水質監測井，監測的項目有水位和水質。

長觀監測區范圍為奎屯市城建區，以水文地質單元論之，規劃區位處奎屯河沖洪積傾斜平原區中下部，南以312國道為界，北以黃溝三水庫—泉溝水庫—污水庫一線為界，西以奎屯河河道至黃溝三水庫一線為界，東以奎屯與沙灣的邊界線為界。

按照《地下水監測規范》(SL183－2005)的要求，我局對奎屯市2008—2011年地下水監測資料進行了整編，整編工作嚴格按照地下水資料整編要求進行。

地下水監測井的年際變化一般隨奎屯河來水量的變化趨勢，即奎屯河為豐水年即當年地下水水位一般為上升趨勢;奎屯河來水為枯水年即當年地下水水位為下降趨勢。年內變化，一般隨農業用水趨勢變化，即農業用水高峰期時地下水水位下降到最低，農業不用水時水位開始回升。其典型水位年內年際變化見圖1、圖2。

圖1 K1井水位變化過程

圖2 K5井水位變化過程

5 地下水開采量情況

目前監測區內430 km2范圍內截止2008年共有機井數383眼;2009年新增31眼，2009年年底共有井數414眼(不包括兵團系統)。奎屯市轄區2006年提水量為4 335萬m3;2007年提水量為4 536萬m3;2008年提水量為5 316萬m3;2009年提水量為5 430萬m3;2010年提水量為6 240萬m3。

6 水資源開發利用現狀中存在的問題

6.1 區域性地下水系統整體研究不夠

奎屯河未進行過流域水文地質研究，原有的水文地質調查、勘探均集中在上游地帶，北部邊界到山前沒有控制性區域水文地質剖面;此外流域地下水的流場形態特別是承壓水沒有完整的資料;致使含水層結構分布及變化規律無法掌握，水動力條件不明確(包括承壓水界線、自流水界線)，這對奎屯市開展大規模的地下水開發利用及水資源規劃帶來很大的困難。

6.2 水資源管理各自為政

監測區內駐有兵團農七師131團，水資源管理各自為政。由于兵地關系相當尖銳，有關131團的水資源資料無法收集，這對本次地下水監測站網規劃及將來的地下水長觀工作帶來了很大的負面影響。

表1 奎屯市2008—2011年長觀井地下水變化統計表m

6.3 地下水資源開發利用過度

目前監測區內430 km2范圍內已有開采機井602眼，機井分布密度達0.71 km2/眼，現狀地下水年開采總量達7 894萬 m3。奎屯市城區目前已化為地下水超采區，禁采地下水;監測區內其它地區已化為地下水強開采區，限采地下水。

6.4 南、北部地下水開發利用不協調

現有的地下水開采主要集中在南部單一潛水區，北部承壓水區由于地表30～50 m以下的百余米厚沖湖積層亞粘土的存在，加大了地下水的開采難度及開采成本，為提高單井出水能力，現有的一般農灌井深度達百余米，混合開采下部的沖湖積粉細砂承壓水，由于下部含水層顆粒細小、滲透性差，使得此帶地下水開發有井位深、降深大、易沉淀等問題，并影響成井的壽命，這是本區不同于一般沖洪積平原承壓水開采的主要原因。如何協調上下游地下水開采布局，降低本區地下水開采的綜合造價，提高地下水開采的經濟效益，這是地下水管理方面的問題，有待科學地解決。

6.5 缺乏統一管理與合理開發

本監測區有兵團農七師131團、工一師八團、新疆軍區農場等單位，打井取水各自為政，條塊分割及多頭管理。沒有統一的水行政管理部門對區內水資源的開發與管理進行協調，造成地下水開采過程中的亂審批、亂鑿井、亂開采的“三亂”現象。現有地下水開采現狀詳細情況不明、開采井布局不合理、節水措施無法落實、開采量不能準確掌握及政策法規執行力度受阻。

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1004－1184(2012)04－0058－03

2012－05－25

王龍江(1980－)，男，山東即墨人，工程師，主要從事水文水資源及地下水管理工作。