羅南湖盆鉀鹽礦區水文地質特征及地下水系統分析

王 剛，王保山

（新疆地礦局第三地質大隊，新疆 庫爾勒 841000）

羅布泊鹽湖沉積區面積近2萬km2，10余年來，中國地質科學院礦產資源研究所和新疆地質礦產勘探開發局第三地質大隊等單位開展了羅布泊鹽湖鉀鹽資源科學調查，開展了羅布泊鉀鹽開發條件研究，這些工作有力促進了羅布泊鉀鹽的產業化進程，并為我國其它鹽湖及古代鹽湖找鉀提供理論指導[1]。本文通過鉆探對羅南湖盆地區水文地質特征及地下水情況展開了討論分析。

1 區域地下水循環特征

本區大氣降水在山區轉變為阿爾金山和庫魯塔格及北山的基巖裂隙水和地表水，基巖裂隙水一部分向深部運動轉變為深循環水，通過表面水的蒸發、潛水面的蒸發、植物蒸騰和人工開采等方式排泄，在垂向上地下水系統相對穩定的由下向上運動，水不斷交替呈混合型，中深層承壓水水頭相對較高，通過斷層或相對隔水層補給淺層承壓水，淺層承壓水再補給潛水[2]。

2 地下水系統結構特征

羅布泊羅南湖盆區為次生的斷陷盆地，第四系沖積和湖泊碎屑沉積十分發育，地層巖性以粘性土、砂土為主（局部為淤泥質土），化學沉積較少且多分布于湖盆地表，區內賦存有潛水和承壓水（組）。

潛水含水層主要分布于15線以東，含水層發育程度較差，平面分布較連續。在東北部、南部以及西南部有地下水的補給。含水層底板穩定性較好，單層厚度大于2.50m，巖性為粘土和淤泥質土。承壓水含水層（組）不發育，多由數個薄層或小透鏡體組成。

3 地下水系統補給、逕流、排泄條件

地下水系統的形成和地下水運移主要受地形地貌、地層和地質構造的控制，羅南湖盆在上述因素的影響下，具有獨自完整的地下水補給、逕流、排泄規律。

3.1 地下水系統補給條件

由于地層巖性、地質構造和地貌等條件的不同，形成的邊界補給有：東北部、東部邊界的補給、南部邊界的側向補給。

3.1.1 大氣降雨入滲補給（Q降）

表1 降水入滲極限埋深數值表

表2 山前戈壁礫石帶不同埋深降水入滲系數

羅南湖盆區氣候異常干熱，年降雨量僅38.5mm，但由于地表鹽殼及下伏的包氣帶巖溶洞十分發育，相互連通性較好，形成的鹽溶孔隙為降水入滲補給提供了十分有利的條件。降水入滲的臨界深度取決于包氣帶的巖性（孔隙度），不同巖性的降水入滲限埋深見表1。在降水量和降水時間相同的情況下，滲透性強的巖層，滲水很快達到潛水面補給地下水。因此，隨巖層滲透性增大，其極限埋深也挺大。

根據表2，山前戈壁礫石帶降水入滲系數不受埋深限制，只是隨埋深的增大，降雨入滲系數逐漸變小。根據不同埋深的降雨入滲系數以及其分布面積，可得不同埋深條件下的降雨入滲量。

計算公式：Q降=F·A·β

式中：Q降—大氣降水入滲補給量（104m3/a）；A—年有效降雨量，取16.0mm（23.1mm×69.3%），由6月、7月、8月份降水量占全年降水量的百分比得出；β—有效降水入滲系數。

經計算：大氣降水入滲補給量為1059.11×104m3/a。

3.1.2 地下水邊界側向補給（Q側向）

從全區地下水等主要接受來自兩個方向邊界的側向逕流補給(東部和南部邊界)，補給量采用斷面法計算。

計算公式：Q側補＝365·I·B·K·H

式中：Q側補—地下水側向補給量（104m3/a）；I—水力坡度（無量綱），參考新疆若羌縣羅北凹地鉀鹽礦床詳查地質報告資料；B—計算斷面寬度（m），從水文地質圖中量??；K—滲透系數(m/d)，據抽水試驗成果取計算斷面平均值；H—含水層厚度（m），取斷面平均厚度。

3.2 地下水系統逕流、排泄條件

羅南湖盆地下水系統的逕流，受地形地貌、含水層結構的控制，地下水總體流向由東北部、東部以及南部向北部偏西方向（ⅠZK0007附近）匯流。

本次蒸發量計算據吐魯番盆地長期均衡試驗結果類比確定。據青海察爾汗鹽湖的資料，潛鹵水的臨界蒸發深度為1.23mm，臨界深度以上潛鹵水年平均蒸發量24.82mm。羅南湖盆和青海察爾汗鹽湖相比，地質條件基本相同，氣候更為干旱。察爾汗年蒸發量3210.9mm，羅南湖盆（根據若羌氣象站）多年蒸發量2728mm，按線性相關計算，羅南湖盆潛鹵水年蒸發量為21.2mm。

蒸發量計算公式：Q蒸=F·A1

式中：Q蒸—潛水蒸發量（104m3/a）；F—計算區水位埋深的面積；A1—潛鹵水年蒸發量，類比戈壁砂礫石潛水不同埋深蒸發量。

4 結語

隨著羅南湖盆鉀鹽礦區開采工程的不斷深入發展，水文地質問題成為礦區安全開采的重要前提保障。對區內地下水的分析和勘查能夠為礦區開采提供一定的參考和借鑒。同時我們也能夠看出地下水的賦存和滲流形態對礦區開采工程的影響已經十分的重要，因此加強對礦區水文地質情況的分析研究勘查，對提高礦區開采工程工作和保護工作人員的生命安全有著舉足輕重的地位。