托克遜縣地下淡水分布特征及成因

吳海霞

（新疆地礦局第十一地質大隊，新疆昌吉831100）

托克遜縣地下淡水分布特征及成因

吳海霞*

（新疆地礦局第十一地質大隊，新疆昌吉831100）

托克遜縣地下水資源主要受白楊河水系和阿拉溝水系控制，在白楊河水系和阿拉溝水系的影響下，形成了特有的干旱區水資源特征，這種水資源特征對城市供水、農業用水及工業用水具有極大的意義。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。

托克遜；淡水資源；分布特征；成因分析；合理開發

白楊河水系和阿拉溝水系是托克遜縣境內最重要的水資源來源，兩河流域在托克遜盆地形成了廣闊的山前沖洪積傾斜平原，蘊藏了豐富的地下水資源，但可供利用的水資源相對緊缺，地下淡水資源面臨著逐漸被污染的風險，發現更多的淡水資源及合理有效利用水資源同樣重要，水資源的合理有效利用將直接影響到托克遜縣的可持續發展，現對托克遜縣地下水資源的分布特征及成因進行分析探討。

1　托克遜縣區域水文地質條件

本區地質構造、巖性、地形地貌、水文氣象因素決定了盆地地下水形成及分布埋藏條件。

托克遜位于天山山間吐魯番斷陷盆地西部，托克遜盆地南、西、北三面由中高山環繞，向東開闊與艾丁湖相連。南部、西部、東部山前由相對隔水的第三系泥巖、含泥質礫巖組成隔水邊界；盆地第四系松散沉積物下部為第三系泥巖，含泥質礫巖組成隔水底板。使盆地邊緣及底部由相對隔水巖層組成封閉相對獨立儲水盆地，盆地周圍山區與盆地中心高差懸殊，地形坡度大，有利于第四系松散沉積物的堆積和地下水的匯集。

盆地西北兩側山脊高達3000～5000m的博格達山、喀啦烏成山，降水豐富、長年冰雪覆蓋，地表水較發育，南部覺羅塔格山為中低山區，降水稀少，無一條長年性地表水流，使盆地的地表水系不對稱。地下水主要來自西部阿拉溝河水系、北部白楊河水系的補給。

盆地內廣泛分布厚度巨大的第四系松散堆積物，為區內地下水的存儲、運移提供了良好的空間。西、北山區地表水的大量滲入及河道潛流流入、地下徑流流入形成豐富的地下水補給。使其賦存著豐富的地下水之源，并具有干旱山間盆地所特有的水文地質規律，即由山前到盆地中心，松散堆積物顆粒由粗變細，由礫質沖洪積扇稀土平原，含水層由單一結構的潛水含水層過渡到多層結構的承壓水、自流水，富水性由強到弱，水質及水化學類型也發生了很大的變化。由于區內不均勻的沉降，使得本區第四系松散堆積物在區內的分布有一定的差異。雖然由山前到盆地中心含水層及水力特征有一定差異，但都屬于同一含水系統的含水巖組，具有其特定特征。

第四紀地質、構造、地貌及水文等條件的影響，本區含水層結構及富水性存在顯著的地帶性差異。

2　地下水分布特征

（1）托克遜縣周邊水資源山前沖洪積傾斜平原地下水分布特征。主要分布于阿拉溝河水系、白楊河山前沖洪積扇戈壁礫石帶，分布地帶與山前戈壁礫石平原地帶相吻合，面積487.5km2。潛水含水層的主要水文地質參數、含水層結構見表1。

阿拉溝河水系山前沖積扇的沉積物，扇頂部以卵礫石夾漂石為主，向下逐漸過渡到本次詳查區西部伊拉湖以西4.5km左右的細土平原區，單一結構的潛水一方面向深部承壓含水層補給，另一方面轉為上層潛水，含水層巖性漸變為粉土、細砂、礫砂等，厚度3～15m不等，富水性減弱，參透性較差。

潛水埋深自扇頂大于100m，向東逐漸變淺，據位于伊拉湖西部8km左右的坎兒井揭露潛水埋深63.5m，伊拉湖一帶水位埋深8～10m，向東到達托克遜潛水埋深3～5m。測區東部潛水埋深只有0.5～1.5m。

白楊河出山口，沖洪積扇在小草胡一帶向盆地分布。由于新構造運動，鹽山抬高，使白楊河向西改道，穿過鹽山，形成鹽山山前現代河谷沖積扇。沉積物由上部卵礫石夾漂石為主，向下部逐漸過渡為卵礫石，扇緣側為砂礫石層，向南逐漸過渡到細土平原區，地下水由單一結構潛水含水層過渡到多層結構的潛水承壓含水層。潛水埋深自測區北部大于150m，向南逐漸變淺，位于托萬克布拉克以北3km坎兒井揭露，潛水埋深30m，向南到達托萬克布拉克一帶，潛水埋深5～10m，向南潛水埋深1～3m。沿托克遜河岸邊，潛水埋深增大至3～4m。

白楊河現代河谷沖洪積扇出紅山口分布面積不大，接近扇的上部，松散堆積物由卵石、礫石組成的粗顆粒為主，向下顆粒逐漸變細，到達扇緣以礫石為主，地下潛水埋深近扇頂部大于100m，向下逐漸變淺。據河北鄉北3km坎兒井揭露，地下潛水位埋深43m，河東鄉一帶潛水埋深8～10m。

（2）托克遜縣細土帶（城市及農業分布區）地下水特征。本區的地下水特征主要表現是呈現多層結構的含水層，地下水也出現潛水與承壓水同時存在，淡水與微咸水、咸水同時存在的現狀。

多層結構的承壓水分布于沖洪積扇前緣到盆地中心，在平面上的分布地帶與整個細土平原基本吻合，自西向東條形展布，漸向東開闊，面積廣達463km2。含水層以砂礫、礫砂、砂等為主，其間分布粉質粘土，呈多層結構。

由細土帶邊部向細土帶軸部，粘性土層厚度逐漸增大，含水層則逐漸變薄，但層數增多。相對而言，北側、西側含水層厚度大，層數少；而南側厚度小，層數多。

由周邊向盆地中心，承壓含水層單層厚度逐漸變薄，層數增多，含水層顆粒變細，水頭由小變大，直至自流。隨著地形由周邊向中部、東部降低，承壓水頭由周邊的埋深3～10m到中部、東部水頭高于地面2～3m，最高可達5～6m。

在160m深度范圍內，托克遜盆地揭露了3個主要含水段，第一含水段主要為單層結構的承壓含水層，部分地段為潛水，含水層巖性主要為砂礫石、礫砂夾粉砂。第二含水段（淺層承壓水）成多層結構，一般為2～3層，含水層巖性多為礫砂，含礫粉砂。第三含水段（深層承壓水）亦成多層結構，為2～3層，含水層巖性主要為礫砂及含礫砂等。各含水段在整個承壓水區范圍內厚度變化不大（見表1、表2）。

表1　多層結構承壓含水層對比表

表2　深、淺層承壓含水層水頭高度對比表

3　地下水的補、徑、排條件

盆地為一典型的內陸干旱封閉盆地，其獨特的地質構造、地貌和氣候條件，使地下水補給、徑流、排泄形成獨立的體系。盆地內降水極為稀少，北部博格達山南坡及西部喀拉烏成山大氣降水相對充沛，多年平均降水量200～300mm，山頂部冰雪常年覆蓋，是盆地地下水的主要形成區，而南部覺羅塔格山由于降水有限，對盆地水資源的形成意義不大。西部北部山區河流水系發育，基巖裂隙水大部分以泉的形式排入河流，以降水、冰雪融水以及地下水轉化為河水為特征，兩河水系總徑流量為3.387×108m3/a，基本上包含了山區可供轉化形成盆地地下水的全部水資源。

兩河水系在山前沖洪積扇均無明顯的河床，地表以卵礫石為主，夾少量漂石，滲透性極強，當河水進入其內1～1.5km時即全部滲漏，即使在夏季洪峰期，也較難見到地表徑流到達細土平原帶，河水主要由人工引渠引水到平原區灌溉，又有相當一部分水滲漏回歸地下，地表水再次轉化為地下水。

地下水在山前得到補給后，從山前向盆地中心沿沖洪積扇向下游徑流，形成細土帶以上山前沖洪積扇徑流帶，由于徑流帶顆粒粗，孔隙大，地下水徑流通暢，徑流速度快，地下水以平緩的水力坡度向扇緣運移。到達扇緣細土帶后，由于含水層結構的改變，含水層巖性由粗粒變為細粒，由單一結構變為多層結構，導水性能由強變弱，徑流條件變差，水力坡度相應增大形成徑流排泄帶，向東顆粒逐漸變細，水力坡度逐漸增大，地下水沿含水層繼續向東緩慢徑流，最終向艾丁湖方向運移。

地下水在徑流過程中，徑流強度隨著含水層的性質有所改變，對于潛水，洪積扇軸部比邊緣徑流強度大。對于細土平原帶多層含水層，潛水徑流強度大，承壓水徑流強度弱。同時沿托克遜河兩側地帶，亦為徑流強度較強地帶。

4　地下淡水成因分析

盆地地下水補給、徑流、排泄條件分析，洪積扇地貌為洪水下滲提供了良好的空間條件，為洪水補給地下水及促使地下水淡化和持續保持低礦化地下水提供了途徑。

在阿拉溝河水系、白楊河山前沖洪積扇戈壁礫石帶，分布著廣大區域的山前深埋藏潛水含水層，水質較好，礦化度在0.35～0.45g/L。

而到了洪積扇前緣于細土帶接觸部位，向平原區逐漸過渡到多層結構的含水層的平原細土帶，在淺層承壓水的上部潛水，分布于地表20m以內，水化學組分變化不大，只是隨著出露部位的不同，礦化度變化較大。由于水位埋深淺（0.5～2m），受干熱氣候條件影響，潛水含水層水質較差，一般情況下達到了0.8～2g/L，最高達13.5g/L。

而在100m以下的深部，由于上部有多層粘土隔水層的阻擋，防止了深部地下水被淺部地下水污染，同時地下水在徑流過程中受到松散巖石顆粒的過濾，地下水質不斷向好，明顯好于周邊，一般情況下，礦化度僅為0.163～0.228g/L，是非常良好的飲用水（見表3）。

表3　托克遜盆地多層結構區地下水水化學特征一覽表

5　幾點認識

（1）阿拉溝水系及白楊河水系是托克遜盆地地表水及地下水的全部補給來源。

（2）托克遜盆地堆積了巨厚的第四系松散沉積物，為地下水的儲存提供了巨大的空間。

（3）由于有上部粘土隔水層的存在，使深部地下水水質優良。

（4）托克遜盆地地表水、地下水是一個統一的含水系統，兩水之間相互轉化，相互依存，合理有效地利用好地表水及地下水，可使盆地水環境向良性循環狀態發展。

［1］托克遜縣境內白楊河、阿拉溝水系流域規劃委員會.托克遜縣境內白楊河、阿拉溝水系流域規劃報告［R］.1991.

［2］單鳳翔，等.新疆吐魯番地區十萬畝林草場基地可開采量預算報告［R］.1993.

［3］李濤，等.新疆托克遜火電廠水源地供水水文地質詳查報告［R］.1996.

P641.7

A

1004-5716（2016）06-0099-03

2015-07-16

2015-07-16

吳海霞（1971-），女（漢族），安徽亳州人，工程師，現從事水文地質工作。