水均衡法在博斯騰湖大堿灘鹽礦礦床成因分析中的應用

■陳國棟 王保山

水均衡法在博斯騰湖大堿灘鹽礦礦床成因分析中的應用

■陳國棟 王保山

大堿灘鹽礦位于博斯騰湖東岸沙山外側，其西部、南部為沙山環抱，東部有少量沙丘，地勢略高于博斯騰湖常年平均水位。區域內無常年性地表水流，只有常年性洪流，據資料顯示礦區內潛水位年變幅0.2～0.4米，說明該礦區水轉化基本處于相對均衡狀態。根據地下水均衡原理，利用排泄量反求單項補給量，以獲得洪水補給量的估算值。并為礦床成因分析提供理論依據。

水均衡 大堿灘 成因 應用

1　均衡區與水均衡期的確定

均衡區包括大堿灘鹽盆全部范圍，東界和西界均與鹽盆東西界一致，即湖積砂與地表鹽殼的界線。呈長軸為北偏西—南偏東，北窄南寬的長條形，長軸與地下水流向基本垂直。長度8.8千米，短軸平均寬度2.4千米，面積21平方千米。以搜集到的氣象資料為依托，將2007年作為一個水均衡期。

2　均衡式的建立

根據本區水文地質特征和地下水補、徑、排條件，確定補給項為：①大氣降水入滲補給（Q降）、②東部湖積砂地下水徑流補給（Q徑入）、③自流井水人工補給（Q人工）、④凝結水入滲補給量（Q凝）、⑤季節性洪水入滲補給量（Q洪）；排泄項為：①大氣蒸發排泄（Q蒸）、②地下水通過西部邊界向博湖方向徑流（Q徑出）。由此，建立均衡式：Q降+Q徑入+Q人工+Q凝+Q洪＝Q蒸+Q徑出。

3　均衡要素計算

（1）大氣蒸發量（Q蒸）：均衡區內共分布有兩種蒸發體：①潛鹵水（埋深一般0.5米）；②浸漫地表的季節性洪水（滯留期按4個月計）。綜合其它地區均衡場觀測試驗結果，結合本區特點，蒸發量取值列于下表（※2007年6～9月，4個月蒸發量之和）：

表1　大氣蒸發量計算參數

Q蒸＝F×A＝498.15×104立方米/年

（2）地下徑流排泄量（Q徑出）：均衡區西界各項計算參數列于下表(其中地下水流向與計算斷面之間的夾角α＝90°)：

表2　地下徑流排泄量計算參數

Q徑出＝K×I×B×H×sinα×365＝1473立方米/年

（3）大氣降水入滲補給量（Q降）：根據滲入系數的不同將均衡區分為潛鹵水分布區和粉質粘土分布區，根據收集的氣象及入滲系數，各區參數如下表：

表3　大氣降水入滲補給量計算參數

Q降＝F·A·β＝34.2×104立方米/年

（4）東界湖積砂地下徑流補給量（Q徑入）：

均衡區東界各項計算參數列于表4(其中地下水流向與計算斷面之間的夾角α＝90°)：

表4　東界湖積砂地下徑流補給量計算參數

Q徑入＝K×I×B×H×sinα×365＝34.2立方米/年

（5）自流井人工補給量（Q人工）：均衡區北部約8千米處鑿有自流井一眼，供鹽化廠化鹽用，井深86米，下有流量為230立方米/時的深井泵，每年春天連續開泵40～50天，其他時間全年靠自流，自流量4～5升/秒,這是唯一的均衡區外地下水轉化為地表水流往均衡區。經測算此井每年流入補給水量：Q人工=39.85×104立方米/年

（6）大氣凝結水入滲補給量（Q凝）：

綜合其它干旱地區均衡試驗資料，結合本區巖性和地下水埋深，采用的凝結入滲量及其它計算參數見表5：

表5　大氣凝結水入滲補給量計算參數

Q凝=F×β=113.85×104立方米/年

4　計算成果

根據本區均衡式，反求季節性洪水的單項補給量，求得結果為：Q洪=276.20×104立方米/年。

現將補給與排泄項各數據和各自所占比例進行統計，見表6：

表6　各項參數統計表

5　結論

本文通過水均衡原理計算季節性洪水的單項補給量，可以解決水文地質等資料匱乏區域的補給問題，該方法較適用于補給途徑單一、排泄方式簡單且區域的水均衡分析，分析表6中計算結果，可以得出以下結論：

①補給量中，以季節性洪水入滲補給為主，占到總補給量的一半以上，次為大氣凝結水。大氣降水入滲、地下徑流和自流井水的人工補給所占比例不大。

②排泄量中，地下徑流泄出所占比例甚微，可忽略不計。本區地下水幾乎全為大氣蒸發垂直排泄。

③流入大堿灘的地表和地下徑流，除蒸發外幾乎沒有其它出路，因此利于鹽分濃縮聚集，也就是說各種鹽類絕對處于正均衡狀態，獨特的地形條件及氣候因素是其石鹽芒硝礦成礦的重要因素。

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P611[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～13～1