Levelogger4實測法在新疆半干旱地區地下水找水的應用

鄭 勇，孫忠偉，劉 濤，師德揚，韓芳芳

（新疆地礦局第二水文工程地質大隊，新疆昌吉831100）

Levelogger4實測法在新疆半干旱地區地下水找水的應用

鄭 勇*，孫忠偉，劉 濤，師德揚，韓芳芳

（新疆地礦局第二水文工程地質大隊，新疆昌吉831100）

以“新疆巴里坤縣漢水泉—庫木蘇一帶水文地質勘察項目”為例，探討了Levelogger4實測法在新疆半干旱地區找水時的應用，具體在抽水試驗、地下水動態監測以及地下水資源評價中的應用，根據多種方法對比，Levelogger4實測法其成果較為理想，大致闡述了在生產實際中的應用情況，供同類找水地區探討。

抽水試驗；動態變化；資源量評價

Levelogger4是利用自記水位儀連續觀測地下水位，根據采集到的相應數據來分析地下水相關特征。Levelogger4實際應用利用“新疆巴里坤縣漢水泉—庫木蘇一帶水文地質勘察項目”來進行舉例分析。

1 項目概述

新疆巴里坤縣漢水泉—庫木蘇一帶水文地質勘察項目位于新疆巴里坤縣西北漢水泉一帶，屬于干旱半干旱地區,人煙稀少，基本無人類工程活動，但經過地質單位近幾年的工作，在該區域發現了大量了煤炭資源，粗略估算煤炭資源可達550×108t，豐富的煤炭資源將帶動地區經濟的發展，然而，該地區為干旱半干旱地區，基本無可用的地表水資源，因此水源的來源成為迫在眉睫的首要問題。項目區北部為大哈甫提克山、呼洪得雷山,南部為白依山。總體地勢北部高于南部、西部高于東部，漢水泉一帶為本次項目的最低洼處，即本次項目的匯水中心。

2 Levelogger4實測法在本次工作中的應用

Levelogger4實測法在本次工作中主要應用于鉆孔抽水試驗、地下水動態監測以及地下水資源評價中。

2.1 鉆孔抽水試驗中的應用

鉆孔抽水試驗過程中一般采用測線以及電表進行地下水位的監測，該方法受外界影響較大，且每次抽水試驗前均要對相關設備進行校正，而利用自記水位儀較為方便簡單，即在抽水試驗前將其下入鉆孔內，多落程抽水試驗后，將其取出，利用外接設備將其中采集的數據輸出，其數據可靠性高，根據圖1可以看出，采集的數據較好地反映了不同落程抽水試驗時水位的變化情況。

圖1 自記水位儀采集數據曲線圖（抽水試驗水位變化曲線）

2.2 對于地下水天、月、年動態變化特征中的應用

據Levelogger4實測法采集的數據具有連續性，時間間隔可任意設置，因此，采集的數據豐富、可靠。

據圖2、圖3可以看出一天內地下水水位的變化特征，即在0～12時左右為水位變幅相對較大，出現高水位值，而在17～19時左右出現水位的最低值，致使地下水位具有一定的變化，變幅值在3cm左右，據分析主要由于干旱地區晝夜溫差大，蒸發強烈，且地下水位變化具有一定的滯后所致。地下水水溫的變化在0.1℃左右，其變化規律與水位變化情況基本吻合。

圖2 地下水位變化特征線（1d24h內）

圖3 地下水溫度變化特征（1d24h內）

據圖4、圖5分析地下水半年變化特征可知，數據為2012年9月20日至2013年3月20日，地下水水位變幅總體是逐漸變小，9～11月份暴雨洪流入滲補給，徑流量增大,徑流補給增強，水位逐漸抬升，形成高水位期。暴雨洪流結束后，每年11月份和次年3月份地下水位持續下降，形成低水位期。地下水水溫與氣候條件變化相一致。

圖4 地下水位變化特征線（半年）

2.3 在地下水資源評價中的應用

本次勘察工作區地貌為四周高，中部低的盆狀，地下水向漢水泉一帶匯集后，最后以蒸發以及植被蒸騰的方式進行排泄。若按照一般的蒸發計算公式計算排泄量，需要取得潛水蒸發系數，該系數一般是要進行專門的試驗進行，而大部分地下水找水項目基本未開展該專門試驗，都是利用經驗值來計算，計算的誤差較大，可靠性不高。

根據勘察區的實際情況，為了獲取排泄法計算所需蒸發強度及潛水蒸發系數相關參數，在勘察區內地下水潛埋帶下入自動水位檢測儀，按1～3m,3～5m分區，分別觀測庫木蘇洼地及漢水泉洼地淺層地下水水位日變幅，采用以下計算公式：

式中：Q蒸發、蒸騰——潛水蒸發蒸騰量，104m3/a；

F——不同埋深區面積，km2，水位埋深圖上量取；

l——（實測值）Levelogger4實勘察區測潛埋帶水位日變幅斜率，1～3m區量取HQJ8淺井、HQJ27淺井的加權平均值；3～5m區量取HQJ7淺井、HQJ65淺井的加權平均值（見圖6）；

Hmax1-Hmax2——蒸發期勘察區日最大水位變幅，m，平均值；

μ——（實測值）淺埋帶含水層給水度，1～3m區取HQJ8、HQJ27號淺井帶觀測孔抽水試驗計算結果的加權平均值；3～5m區取HQJ8、HQJ65淺井帶觀測孔抽水試驗計算結果的加權平均值；

d——勘察區潛埋帶年蒸發變幅周期，d，1～3m區220d，3～5m區取200d（參考《新疆地下水資源調查與評價，董新光、鄧銘江主編，2005年》）。

按照本次實測數據計算勘察區內蒸發、蒸騰量后對比潛水蒸發蒸騰量經驗系數法與Levelogger4實測法計算結果，前者計算所得比后者略小，但經驗系數法取值多為前人經驗值誤差較大，依照可度量原則，本次均衡計算選取Levelogger4實測法計算結果為最終排泄量。

圖5 地下水溫度變化特征(半年)

圖6 HQJ8淺井Levelogger4實測曲線圖

3 結論

總的來說，Levelogger4實測在地下水找水中實際應用很廣，一方面操作方便，取得的數據可靠；另一方面，許多在地下水中利用的相關軟件均需要地下水位的連續觀測數據，大大提高了工作效率以及工作精度。

[1] 陶希東,石培基,李鳴驥.西北干旱區水資源利用與生態環境重建研究[J].干旱區研究，2001（01）.

[2] 曲本泉,陳小橋.單板計算機控制的多線水位檢測系統[J].武漢大學學報：工學版，1987（06）.

[3]沈益民，楊紹華，方安良.地震前兆水文數據分形分析及應用[C]//計算機在地學中的應用國際討論會論文摘要集，1991.

[4] 柯小干.水位采集與遠程傳輸系統的研究[D].河海大學，2003.

[5]肖朝明.滲流水位空間變異性分析的分形估值方法[D].北京林業大學，2004.

[6]樊自立,馬映軍.干旱區水資源開發及合理利用的幾個問題[J].干旱區研究，2000（03）.

[7]陶月贊，姚梅.地下水滲流力學的發展進程與動向[J].吉林大學學報：地球科學版，2007（02）.

P641

B

1004-5716(2015)04-0164-03

2014-03-25

2015-01-08

鄭勇（1983-），男（漢族），四川南部人，工程師，現從事水文地質、工程地質、環境地質工作。