DST水源地開采地下水對環境地質的影響評價

王柱和

（新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊830091）

1 基本情況

DST山間洼地東西寬5～12km，南北長約28km，地形總體為西北低、東南高，向西北傾斜。地表巖性自南東向北西為上更新統洪積砂礫石、粉土等，洼地中北西向沖溝較為發育。洼地東、西、南、北四面環基巖山體，只在西北與東北角發育2條小沖溝，向洼地外排泄地下水。在該洼地的南東部發育WLBLK溝，地表年徑流量約為1.64×106m3，由南東方向流入洼地。該溝在出山口進入洼地平原區河道基本干枯，只有在暴雨洪水季節有少量地表水徑流進入北部洼地區入滲補給地下水。

2 水源地開采規模及開采量分析評價

根據水源地的水文地質勘察成果，規劃在洼地中上游區擬建年開采地下水量1.7×106m3/a的水源地（4 658m3/d），屬小型水源地。井群設計開采井10眼，井深100～110m，終孔直徑不小于600mm，管徑325mm。單井提水量為63m3/h，預計抽水水位降深小于10m，單井單位涌水量大于1.62L/（s·m）[1]。

水源地開采期擬定為6～8年，為短期臨時開采水源地。通過水源地水文地質勘察，水源地布井區地下水補給量約3.99×106m3/a，可開采量為2.11×106m3/a，水源地年開采地下水量約占地下水補給量的42.65%，占地下水可開采量的80.47%[2]。

地下水埋深大于6m區由于沒有潛水蒸發，野生植被完全靠降水生存，因此，水源地開采運行后對該區域的天然植被影響較小。

3 水源地開采后地下水淺埋區水位變化預測

由于洼地區域內人煙稀少，基本為原始荒漠狀態，水源地設計開采量又很小，因此，水源地建成投入運行后，不會產生地面沉降、地裂縫等問題。主要的環境地質問題是洼地北部地下水埋深小于6m區的地下水位將產生短期的少量下降，該區的天然植被可能會受到一定程度的影響。下面主要考慮從水源地建成運行后，洼地北部地下水淺埋區地下水水位下降方面進行計算分析及預測評價。

3.1 地下水淺埋區不同開采年水位下降值估算

擬定在水源地年開采地下水1.7×106m3/a（4 658m3/d）時，利用解析法按照不同開采典型年，分析計算預測水源地開采在1a、3a、6a、8a、10a、15a、20a、30a不同開采期下，水源地布井區開采地下水對北部地下水淺埋區地下水位下降的影響程度，并對北部地下水淺埋區（水位埋深小于6m區）的野生植被生長情況進行分析預測。為此，在北部淺埋區等埋深6m線、3m線、1m線上不同位置分別選取了5個、4個、8個，共17個點進行計算分析預測。

計算分析公式選擇潛水含水層完整井非穩定流泰斯公式[3]：

式中，S為計算點水位降深值，m；K為含水層滲透系數，取7.56m/d；Q為水源地日平均開采量，為4 658m3/d；H為開采區含水層厚度，取60m；r為計算點至水源地開采中心距離，m；α為含水層給水度，0.15；t為抽水時間，d；W（u）和u分別為井函數及自變量，通過查泰斯井函數表確定。

3.2 地下水淺埋區不同開采年水位變化分析

3.2.1 地下水水位下降值分析

通過計算成果分析可知（見表1），由于洼地北部地下水淺埋區（埋深0～6m）距離水源地開采中心較遠（≥4900m），規劃水源地年開采地下水量1.7×106m3/a（4 658m3/d）實施運行后，開采第1年對地下水淺埋區水位無影響；水源地開采6年后，地下水埋深小于6m區水位下降最大值僅為0.209m；水源地開采8年后，地下水埋深小于6m區水位下降最大值僅為0.324m。水位下降值較少，不會對洼地淺埋區野生植被產生大的影響。

表1開采狀態下地下水位下降最大值預測m

3.2.2 地下水水位下降速率分析

從計算成果分析可知（見表2），水源地開采第1年對地下水淺埋區水位無影響。從開采第2年開始隨著水源地開采期的增加，洼地內地下水淺埋區的地下水下降速率成逐年增加的趨勢，至開采期第8年達到最大值為0.057m/a。從第9年開始地下水淺埋區的地下水下降速率逐年減小，地下水水位逐漸趨于穩定，至開采期第30年地下水下降速率最大值減小為0.027m/a。

表2開采狀態下地下水位下降速率最大值預測

4 水源地開采運行后對地下水淺埋區生態的影響分析

根據有關研究成果，溫帶干旱荒漠區天然野生植被生長適宜的地下水埋深為1.5～4m[4]。隨著水源地開采期的增加，地下水水位逐年下降值與下降增加值均較小。水源地開采運行8年后北部地下水淺埋區地下水位下降最大值為0.324mm，下降值很小；開采至第8年水位下降速率最大值0.057m/a，從第15年開始地下水水位下降速率逐年減小，水位逐漸趨于穩定。ST水源地為一臨時供水水源地，年供水量1.7×106m3，預計開采年限6～8年。水源地集中開采地下水運行期間，對地下水淺埋區的野生植被生長影響極小，不會造成該區生態環境惡化，水源地停止運行后，這種不利影響將逐漸消失。

從另一個角度來分析，洼地內地下水淺埋區現狀土壤鹽漬化程度較為嚴重，天然植被生長較差，覆蓋度較低，適量的開采地下水降低該區地下水位，奪取地下水淺埋區潛水無效蒸發量，有助于改良土壤鹽漬化，有利于鹽漬化土壤區天然植被的生長。