哈密市某工業園區地下水環境調查及評價

曾余慶 王海 韓鐵映 解富淵

摘要：隨著經濟社會的快速發展以及經濟社會活動的逐漸增多，大大小小的工業園區不斷投入使用，導致地下水環境的污染問題日趨嚴重。為使工業園區的建設符合環保的要求，保持生態環境的可持續發展，本文對園區進行了地下水環境調查及評價，可為工業園區建設提供參考依據。

關鍵詞：地下水；調查；評價；工業園區

1.自然地理概括

1.1地理位置

研究區位于淖毛湖盆地中上游的山前礫質平原，距離淖毛湖鎮約18km，距離伊吾工業園區南偏東約10km處，研究區西側距伊吾縣吐葫蘆鄉—淖毛湖鎮公路約7km，煙淖公路緊鄰工業園區西側邊界，交通較為便利。研究區面積630km2，本文所寫工業園區位于該研究區中，其面積約20km2。

1.2地形地貌

研究區位于伊吾河流域下游的淖毛湖盆地，淖毛湖盆地是天山余脈（莫欽烏拉山）與北部阿爾泰山余脈之間的斷陷盆地[1]，南北寬37km左右，主要是由沖洪積扇組成的山前強傾斜礫質平原和緩傾斜土質平原組成，地勢總體上南高北低，向北傾斜。根據研究區區域地貌成因和形態特征，依次逐級將區域地貌類型分為構造侵蝕剝蝕地貌、堆積地貌[2]。

1.3工業園區地質條件

1.3.1地層巖性

工業園區位于莫欽烏拉山山前洪積平原之上，出露地層巖性均為第四系地層，下伏新近系地層。其中地表均為第四系，且均為上更新統—全新統的洪積地層（Q3-4pl）。其沉積厚度在40m～85m之間（圖1），地層巖性由卵礫石、砂礫石及少量的亞砂土組成，粒度變化較大、分選差、磨圓度一般，極配良好，未膠結，厚度較大，母巖成分以石英巖和凝灰巖為主，上部較松散、下部密實。第四系下伏新近系上新統（N2）地層，根據鉆孔資料推測南部工業區范圍厚度大于200m。巖性為泥巖、砂質泥巖和砂巖互層，局部夾薄層礫巖。顏色為磚紅色，泥質膠結，結構較為堅硬。

1.3.2地質構造

區內主要的斷裂為莫欽烏拉北緣山前斷裂，位于研究區南部莫欽烏拉山前北緣，為一北西走向的張扭性斷裂[3]。傾角為70°～80°。斷層切割了泥盆系和石炭系。同時根據本次物探解譯結果推斷，在南部工業區南側推斷有一隱伏的正斷裂，該斷裂為莫欽烏拉北緣山前斷裂的次生斷裂，受該斷裂的影響，使得南部工業區沉積大厚度的第四系，同時地下水位埋深由上游的3m～5m（胡楊發育）下降至40余米。

1.4水文

研究區最大的常年性河流是伊吾河。該河發源于哈爾里克山，主要靠高山冰雪融水、夏季降雨及泉水補給，流域面積1057km2，河流全長約104.6km。年平均徑流量為0.6160億m3該河經葦子峽溝口流入淖毛湖盆地。河水除淖毛湖鎮灌溉季節引水外，其剩余河水一部分沿途滲入沖洪積扇及沖積平原之中，轉化為地下水，另一部分在沿途河谷、渠道流淌中蒸發。在汛期，河水可流至淖毛湖鎮開發區西部的紅柳沙包地帶，而平常，河水一般在葦子峽出山口后5km左右便全部滲入地下。

2.地下水賦存環境

2.1含水層空間分布

工業區出露地層巖性均為第四系全新統—上更新統洪積松散巖類組成，下伏新近系的沉積碎屑巖類。水文地質條件相對簡單，為多層結構的第四系松散巖類孔隙潛水—新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水[4]，下面分類型進行論述。

（1）第四系松散巖類孔隙水。園區第四系廣泛分布，根據物探解譯結果厚度在40m～70m，形成一個凹陷的隱伏洼地。第四系全新統—上更新統洪積松散巖的砂礫石、卵石構成了良好的儲水地層。此處出露的第一層含水層為單一結構第四系松散巖類孔隙潛水。含水層以砂礫石、卵石為主。根據1號鉆孔揭露水位埋深在41.12m。

（2）新近系碎屑巖類裂隙孔隙水。在第四系之下分布為新近系地層。根據收集工業園區東部7km處2號鉆孔揭露，新近系地層厚度大于200m。地層巖性以泥巖、砂巖以及礫巖為主，根據收集的2號鉆孔揭露，分布有2層新近系碎屑巖類裂隙孔隙水，水頭高度在37.11m。

2.2研究區的地下水補給、徑流和排泄條件

工業區位于莫欽烏拉山北側的洪積平原之上，主要接受融雪性洪水、溝谷潛流以及山前暴雨洪流入滲，地下水的徑流方向由西南向東北。結合本次調查和前人資料分析，區內地下水水力坡度在12.24‰～20.20‰，區內無地下水開采活動，亦無植被發育，因此地下水的排泄方式以向東北方向的側向徑流為主。根據2011年開展的巴里坤伊吾盆地地下水調查研究結果，南部工業區第四系潛水的更新年齡為60年[5]。

2.3地下水動態特征

補給與徑流：研究區南部洪積礫質平原區基本沒有地下水開采活動，地下水水位埋深較大，水力坡度亦較大，地下水主要受山前側向徑流補給及干渠入滲補給的控制和影響。每年4月～5月融雪季節和6月～8月雨季接受入滲補給，徑流量增大，側向徑流補給強，高水位出現在5月和8月。11月～12月和次年2月地表水入滲補給減少，側向徑流減弱，使得低水位期出現在該時段。

蒸發與開采型：研究區北部細土平原區，因地下水位埋深較小，且在每年的4月～8月蒸發強烈，而這一時期春灌與夏灌大量開采地下水，導致春、夏季節地下水位埋深較大。而在每年的9月至次年的3月，蒸發作用相對較弱，同時這一時段是農閑季節，所以地下水位埋深相對較小。

據淖毛湖鎮水管站及西坎兒水井地下水多年觀測資料分析，地下水位多年變化在9.24～10.83m之間，即多年變幅為1.59m。

據淖毛湖鎮水管站及西坎兒水井1995年12月～2005年12月地下水多年觀測資料分析，地下水位多年變化在9.24m～10.83m之間，即多年變幅為1.59m。根據2002年與2005年兩個水文年連續觀測資料，2002年地下水位埋深波動在9.24m～10.27m之間，年內變幅為1.03m；2005年地下水位埋深波動在9.39m～10.47m之間，年內變幅為1.08m（圖2）。

3.地下水評價

3.1地下水化學類型評價

根據1號鉆孔全微量水質分析結果顯示：工業園區地下水化學類型為HCO3-Ca·Na型水，礦化度在0.199g/L，水質優良。園區地下水化學類型的主要特點是地下水接受山區水質良好的冰雪性融水及降水補給，地下水更新速率快，地下水化學作用以溶濾作用為主。

3.2地下水質量評價

根據《地下水質量標準》（GB/T14848-2017）中地下水質量分類指標表中的各項水質分類標準，對園區1號勘探孔的全微量水樣分析結果進行評價，根據就高不就低的原則，地下水質量等級為Ⅲ類水。主要Ⅲ類指標為亞硝酸鹽含量0.627mg/L，氨氮含量0.12mg/L。

3.3生活飲用水水質評價

根據《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006），園區1號鉆孔水質的各項指標均低于評價標準（表1），因此適宜用作生活飲用水。

4.結論

（1）工業區地下水位類型為多層結構的第四系松散巖類孔隙潛水—新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水。上部第四系松散巖類孔隙潛水按富水性可分為水量豐富區、水量中等區。下部新近系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水富水性貧乏。

（2）水量豐富區的分布面積約15km2，含水層巖性以卵礫石、砂礫石為主，厚度約13.88m。潛水埋藏深度41.12m，換算成159mm口徑的單井涌水量為1368.85m3/d，滲透系數15.79m/d。水量中等區的分布面積約5km2，巖性以卵礫石、砂礫石為主，厚度一般小于10m。潛水埋藏深度大于40m，換算成159mm口徑的單井涌水量在100m3/d～1000m3/d之間，滲透系數小于15m/d。

（3）園區的地下水是接受山區水質良好的冰雪性融水及降水補給，地下水的更新速率快，地下水化學作用以溶濾作用為主。

（4）根據就高不就低的原則，評價結果是地下水質量等級為Ⅲ類水，適宜用作生活飲用水。園區地下水用作一般鍋爐用水鍋垢很少，具有中等沉淀，半起泡，非腐蝕性。

參考文獻：

[1]昝軍軍.山洪災害應急應對模式及平臺研究[D].西安理工大學， 2017.

[2]李炳元，潘保田，程維明，韓嘉福，齊德利，朱澈.中國地貌區劃新論[J].地理學報， 2013， 68（03）：291-306.

[3]盧苗安.天山東段盆山構造格局的多期演變[D].中國地震局地質研究所， 2007.

[4]白銘，李續續，張靜，居馬·吐爾遜.新疆三塘湖盆地地下水賦存控制因素分析[J].水文地質工程地質， 2015， 42（01）：47-52.

[5]王振山.淖毛湖盆地水文地質特征分析[J].西部探礦工程， 2015， 27（05）：60-62.