額濟納旗礦區水文地質資源特征剖面模型分析

邊文英，夏華宗

（河北省地礦局國土資源勘查中心，河北 石家莊 050000）

額濟納旗受地形地貌及區域地質背景控制，進入盆地內的水文資源完全靠蒸發消耗而不會向外排泄流出盆地，可作為潛水蒸發研究的典型區域。

根據該區域獨特的自然地理特征以及水文生態特征，特選了兩條具有代表性的剖面進行大尺度、小范圍、比較微觀上的研究和分析。剖面A-剖面和B-剖面分布見圖1。

圖1 典型剖面分布圖

1 模型設計

1.1 數學模型

本文采用Processing Modflow建立黑河下游傍河典型剖面地下水動態模型，為單層的潛水模型。模型的水流控制方程為：

式中：h為潛水位(m)；x為水平坐標；t為時間(d)；K為x方向的滲透系數(m/d)；μ為給水度（無量綱）；Eg為潛水面的蒸發量(m/d)。

1.2 典型剖面的數字化

A-剖面剖面長約170km，寬取0.5km，網格剖分為340列，1行，一層，網格單元為500m×500m，網格單元面積為0.25km2，有效單元格340個。

B-剖面剖面長約40km，寬取0.5km，網格剖分為200列，1行，一層，網格單元為200m×500m，網格單元面積為0.1km2，有效單元格200個。

1.3 蒸發的處理

MODFLOW調用EVT模塊來處理計算地下水的蒸散消耗量，采用以下經驗公式計算潛水蒸散發損失：

式中：RETM為潛在即最大潛水蒸散發強度，mm/d；RET為實際潛水蒸散發強度，mm/d；h為潛水位，m；hs為地表高程，m；hs-h=d，為潛水埋深；D為潛水蒸發的極限深度，m。從潛水蒸散發損失的計算公式可以看出，MODFLOW認為潛水實際蒸散發與地下水位埋深成線性關系。

1.4 參數

根據資料并結合實際情況，反演得到研究區水平水力傳導系數。A-剖面水平水力傳導系數分布情況見圖2；B-剖面水平水力傳導系數為60.05m/d，μ為0.7m/d。

圖2 A-剖面水平水力傳導系數分區圖

2 潛水面季節性動態的初步模擬

2.1 A-剖面邊界流量變化的處理

雖然1號觀測孔恰好位于剖面的起點，可以根據1號觀測孔的水位變化來反映黑河水位的季節性變化。但是A-剖面上只有這一個觀測孔，如果以該孔的水位變化反映黑河水位季節性變化，就無法在典型剖面的動態模擬中進行識別。因此本文最后決定黑河水位的季節性變化以邊界流量的變化來處理。根據狼心山-昂茨河滲漏量來計算黑河滲漏補給剖面的量（武選民，2004）。

2.2 B-剖面邊界流量變化的處理

B-剖面用達來庫布以下河段滲漏補給量來計算黑河滲漏補給剖面的量。

2.3 動態識別結果的分析

根據武選民資料計算典型剖面的河流滲漏補給量，并提取地下水位動態信息，本次模型識別時間確定為1996年1月～1996年12月，并以該時間段的1號觀測孔和2號觀測孔的地下水位動態序列作為擬合的目標。

通過典型剖面的動態模擬，最終確定年水位波動振幅隨距離變化的對數曲線，以及觀測值與計算值的擬合。詳見圖3、圖4、圖5。

圖3 A-剖面地下水年水位變幅隨距離變化的曲線

圖4 B-剖面地下水年水位變幅隨距離變化的曲線

圖5 2號觀測孔地下水位實測值和計算值擬合圖

3 結果討論

由圖3和圖4可以看出，在傍河附近年水位振幅最大，約2m～3m，在距河道大約5km范圍內，為河流對年水位振幅由大到小影響最為敏感的距離；在5km之后河流對年水位振幅的影響減小，年水位振幅基本保持不變，即地下水位基本保持穩定；局部地段有些許波動，水位波動年振幅約0m～0.2m。

由圖5所示：計算值和觀測值擬合的不是很好。根據資料2號觀測孔的地下水位動態主要受盆地上游徑流補給和蒸發蒸騰雙重作用的控制。在剖面的動態模型中，由于資料所限，出現和A-剖面一樣的問題，黑河的滲漏補給量并沒有明顯體現出黑河水的季節性變化，因此可能造成動態識別不好的結果。

綜上所述，干旱區傍河地下水蒸發型動態在典型剖面上的動態模擬取得了一定成果，首先在一定意義上知道了河流對地下水位年振幅的影響有一段最為敏感的距離范疇；其次典型剖面的不同地形對年水位振幅變化的影響速率不同；最后是典型剖面的動態模擬比較成功，識別結果較滿意，具有一定的適用性。

4 結論

額濟納旗盆地水文地質資源的季節性動態，是河流補給、潛水面蒸發共同作用的結果，動態波動幅度隨離開黑河的距離而衰減，水文變化的顯著影響范圍小于10km。在一些初選中，水分流較為清澈，礦體進入懸浮狀態時，礦產資源的含量要高于平均含量。因此，在進行包裹體礦產資源測定時，則會暗示出礦體的主要位置，并且連接應該在水文地質礦產資源。在不同的環境環境下進行的類比，這兩種方法都達到了測試極限，這種方法仍然存在于實驗階段，通過最先進的技術發現的，這是一種能讓我們在未來到達最終的方法。

本文的目的是希望能引起礦產勘查者對水文地質工作的重視，不要忽視水文地質工作的地位，可以更好地提高整體勘查報告的質量，為礦山建設設計提供可靠保證。