新疆吐魯番盆地南部山區地下水分布特征及成因

吳海霞

（新疆地礦局第十一地質大隊，新疆昌吉831100）

新疆吐魯番盆地南部山區地下水分布特征及成因

吳海霞*

（新疆地礦局第十一地質大隊，新疆昌吉831100）

吐魯番盆地南部山區廣大的區域內地下水資源主要受短時陣發性暴雨洪流入滲補給，形成了該區特有的極端干旱區高礦化度水資源特征，這種水資源對該區內的飲用水、農業用水及一般工業用水無法提供有效的供水，只能用作探礦及選礦用水等。通過對地下水資源的分布特征及成因分析，為地下水的合理開發與利用指明了方向。

吐魯番盆地南部山區；水資源；分布特征；成因分析；開發利用

吐魯番盆地南部山區廣大的區域內降水量稀少，蒸發強烈，地下水資源貧乏，地下水礦化度很高，絕大部分為咸水和鹵水，可供利用的水資源及其緊缺，且無淡水資源可供利用，發現的水資源礦化度高，只能供礦產勘探、采礦選礦使用。現對該區域地下水資源的分布特征及成因進行分析探討。

1 區內水文地質條件

根據地下水賦存條件、水理性質及水力特征，將地下水劃分為以下幾種類型，松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水和基巖裂隙水。

1.1 松散巖類孔隙水

松散巖類孔隙水只在一些丘間洼地內第四系發育的地帶才有發育，含水層為第四系松散風積、坡洪積物。烏宗布拉克布拉克洼地是該類型水分布范圍最大的區域，洼地周邊為單一砂礫石孔隙潛水，水位埋深從小于5m到大于50m，富水性從單孔涌水量小于100～500m3/d都有分布，在洼地中部為多層結構含水巖組，上部為潛水，含水層巖性為含礫中細砂，厚度1～9m，水位埋深1.5～5m；下部為承壓水，含水層巖性為礫質中粗砂及礫石，頂板埋深2～9m，富水性單孔出水量小于100m3/d，隔水層為亞粘土和粘土，厚度11～25m。

石英灘洼地中部，小熱泉子洼地北部以及調查區東部的一些小洼地，如馬頭灘、咸水坡等地也有松散類孔隙水分布，均為潛水，含水層巖性為含礫中粗砂及中細砂，水位埋深一般小于2m，含水層厚度0.5～0.8m，單孔涌水量小于100m3/d。

1.2 碎屑巖類裂隙孔隙水

碎屑巖類裂隙孔隙水含水巖性為第三系侏羅系的砂巖、含礫砂巖、礫巖及砂泥巖，多形成層間水，并具有承壓性，在補給條件相對較好的地段、具備一定儲水構造地段，地下水富水性較好，而不具備上水條件時，則富水性差。

石英灘洼地中部侏羅系（J1-2）,地層埋藏于第四系松散沉積層之下，巖性組成為礫紗、砂巖、粉砂巖夾頁巖及煤層，該套巖類堅固性較差，存在一些相互聯通的孔隙，并因構造運動，在砂巖、礫巖及煤層中形成構造裂隙，根據鉆孔資料，在110m深度范圍內，含水層只分布在小于80m深度內。含水的巖層與相對隔水的巖層互層形成承壓水，并在一定地段發生自流。

南湖戈壁為第三系（E3+N2）t砂泥巖分布區，巖層向北傾斜，傾角較小，構成斜地儲水構造，該套巖層膠結性差，孔隙裂隙較為發育，由于補給條件不好，富水性較差，單孔出水量小于100m3/d。

1.3 基巖裂隙水

基巖裂隙水按巖性結構可分為層狀巖類基巖裂隙水和塊狀巖類基巖裂隙水。

（1）層狀巖類基巖裂隙水主要賦存于古生界沉積巖和淺變質巖中，富水性差別很大，一般在低洼地及溝谷等有利于匯水地段可以形成相對富集的風化裂隙水。該類型水常與上覆薄層松散層孔隙水組成雙層結構，且二者有一定的水力聯系，接近地表處巖石裂隙發育，隨著深度增加，富水性變差。在有斷裂或褶皺通過的地段，裂隙發育深度較大，在補給條件好的情況下，在較深處可以有一定的地下水富集。烏宗布拉克洼地第四系松散層孔隙水下伏的古生界淺變質砂巖及灰巖中，單孔涌水量有500m3/d左右，馬頭攤洼地主要為紅石炭統底格爾組紫紅色玄武巖裂隙水，但富水性較差，單孔涌水量小于100m3/d。該類型水按單泉涌水量0.01-0.1L/s，富水等級分區只局限于小熱泉子洼地北部地區，小熱泉子洼地二疊系粉砂巖、砂礫巖互層，夾泥巖、賦礦砂巖、粉砂巖裂隙含水。富水性不同地段差別很大，含水地段單孔涌水量小于10m3/d，相對富水地段單孔涌水量可達500m3/d。

（2）塊狀巖類基巖裂隙水主要賦存于侵入巖體和元古界深變質巖中，富水性差別很大。在侵入花崗巖區匯水洼地內分布有風化裂隙水，含水層厚度變化較大，一般在10m深度以內，單孔涌水量在小熱泉子洼地北32號鉆孔只有1.73m3/d，在秋格明塔什為2.85m3/d，在馬頭攤洼地南側為44.06m3/d。在元古界地層，巖層富水性普遍較差，單孔涌水量在降深35.4m時為38.4m3(表1)。

表1 鉆孔抽水試驗資料匯總表

2 地下水的補、徑、排條件

本區地下水完全依賴于二、三年為一周期的局部地區暴雨洪流入滲補給，受到地形、地貌的控制，區內分屬于數個匯流區，每個匯流區內的降水則是該區內地下水的補給來源，西部地區分為3個匯流區：烏宗布拉克匯流洼地、石英灘匯流洼地、小熱泉子—秋格明塔什、麻黃溝外流區（屬艾丁湖匯流區），東部地區則分成為數較多的小洼地匯流區，主要有馬頭灘洼地、咸水坡洼地等。

匯流區降水由四周高地向中部洼地匯流集中。烏宗布拉克洼地南部山區外有水進入區內；小熱泉子—秋格明塔什以北地區有水流出區外。降水匯集形成的地表徑流在流經出露的基巖面時，沿裂隙滲入巖石中補給裂隙水。洪流進入洼地流經松散堆積物時，入滲補給孔隙水，并繼而補給下伏碎屑巖孔隙裂隙水或基巖裂隙水。地下水接受補給的地帶一般只局限于洪水沖溝及積水洼地，不僅范圍狹窄而且時間較短。洪水流經溝谷的時間往往只有2～3h，大的一些洼地積水也只能持續幾個星期。具體到一個地方則需兩三年才能發生一次暴雨，，暴雨有輪流在不同地方發生的特點，地下水不是在整個補給區內同時接受補給，較大的匯流洼地每年在其局部地段都可能有地表徑流形成，從而使地下水受到補給，如烏宗布拉克洼地、石英灘洼地，而較小的洼地，地下水補給時間只能隨當地降水周期而定。

地下水徑流方向總體上沿地形坡度方向，在局部地段有順構造裂隙發育方向的特點，并最終匯流于閉流洼地的低處，地下水徑流受到不透水巖體阻擋時，會呈成泉出露，并流往下游，在洼地邊部地形坡度大的地段，地下水徑流速度變較大，使一些松散層多處于疏干狀態，在洼地中部地勢平緩，地下水徑流極為緩慢，多處于停滯狀態。

地下水排泄處于各匯流洼地的低處，以淺埋、鹽沼、泉流等形式蒸發排泄，地下水位埋藏很淺，一般小于2m，有的地段有水時甚至直接出露地表，在有潛水面和水面蒸發分布區，地表土發生強烈的鹽漬化，有的甚至成結晶鹽殼分布。地下徑流受不透水的壓性斷層、基巖隆起及侵入巖體的阻擋，水位抬升接近地表，也形成一定范圍的淺埋蒸發排泄帶，在出露泉水流動過程中，也發生蒸發而形成排泄，在外流區，泉水會順基巖表面流出區外而形成排泄。

區內降水稀少，地形平緩。地下水補給、徑流、排泄多在山地范圍內自成體系，而難以形成區域性的地下水補、徑、排系統。

3 地下水水化學特征

全區地下水中含鹽量較高，因工作區地下水補給微弱，蒸發排泄強烈，鹽分遷移能力差，所以水化學分帶不明顯，礦化度5.23～344.64g/L之間，特點為西部低，中東部高，高地補給徑流區較低，低地排泄區，區內水化學類型有ClSO4-NaCa、ClSO4-Na及Cl-Na型水。

在山地水化學作用為溶濾和蒸發，在低洼處以蒸發濃縮作用最為強烈。

4 地下水成因

本區短時的陣發性暴雨洪流為當地地下水的補給提供了主要來源，而洼地地貌為地下水的匯集提供了地形條件，但不利的氣象條件則對地下水的形成造成制約，使地下水水量極為有限，水質極差，礦化度較高，造成當地無可飲用水存在。僅在小熱泉子洼地、石英灘洼地及馬頭攤康古爾地區存在可供長期持續開采的高礦化度地下水，其它地區由于無大的匯水盆地，無法形成可靠的可供長期持續開采的地下水。

5 對當地水資源的認識及開發建議

（1）短時的陣發性暴雨洪流是當地地下水的主要補給來源。

（2）由于當地降水稀少，氣候干燥，使地下水貧乏，水礦化度很高，僅在局部區域有較低礦化度的地下水存在（3～10g/L），全區未發現可飲用的地下水存在。

（3）小熱泉子洼地、石英灘洼地及馬頭灘康古爾地區存在可供長期持續開采的地下水資源，其中小熱泉子洼地為447.36×104m3/a,石英灘洼地為258.61× 104m3/a,康古爾馬頭灘洼地為78.97×104m3/a。

（4）區內地下水礦化度很高、均超過《地下水質量標準》（GB/T14848-93）“Ⅴ”類水，不能作為生活、農業及一般工業用水，但可以作為礦產勘探、開采降塵及礦石分選用水是可行的。

（5）該區域環境條件惡劣，目前除礦業開采活動外難以進行其它經濟活動，本區的地下水資源一般是處于不利長期開采狀態的，但礦業用水在某一地點一般為階段性的，保證程度較低，開采地下水時，用水量大的階段，可考慮動用一部分地下水儲存量，以滿足用水需求，在需水量少或不用水的時間段，其水量可以逐漸恢復。

（6）開采地下水時根據含水層的不同賦存狀態，可考慮采用滲坑、滲渠的方式開采，含水層厚度大時，亦可考慮采用管井方法進行開采。

[1]新疆地礦局第一水文地質大隊.鄯善—阿奇山地區1∶50萬水文地質普查報告[R].1977.

[2]呂明松，等.新疆吐魯番盆地南部金銅礦區供水水文地質調查報告[R].1996.

P641.12

A

1004-5716(2015)12-0135-03

2015-07-21

吳海霞（1971-），女（漢族），安徽亳州人，工程師，現從事水文地質工作。