吉力湖西地下水賦存條件及動態變化特征研究

張樂樂

(新疆昌源水務科學研究院(有限公司)，新疆 烏魯木齊 830000)

新疆自治區地處西北內陸，經濟開發程度較低，隨著我國“西部大開發”戰略的不斷深入，新疆儲量豐富的煤、石油、天然氣等資源被不斷發現，為地區經濟發展提供了很好的基礎。地下水資源水質干凈、供應量穩定，是人們生活、生產的重要依靠，因此勘查資源儲量豐富區域地下水情況對于后期開發工作的順利開展意義重大。

1 研究區概況

勘查區處于新疆西北部，準噶爾盆地西北緣，轄屬三個行政區(塔城地區、阿勒泰地區、一八四團)，東西長約216 km，南北寬約118 km，面積約為14 000 km2，西北與哈薩克斯坦共和國交界，西起吾爾喀夏爾山東北緣，東至吉力湖，北以薩吾爾山為界與吉木乃縣相連，南以瑪納斯湖北部、烏爾禾區魔鬼城為界。

2 區域地下水形成及賦存條件分析

經勘查，吉力湖西地下水系統整體呈不規則矩形分布，其中南北長度約為40～55 km，東西長度約61～82 km，總面積約為2 863.6 km2。該區域地形主要有山區和平原組成，其中平原區占到比重達到73.3%，下面分別對這兩種不同地形的地下水賦存情況進行分析。

2.1 山區地下水的形成與賦存

在該區域內，有一個大裂隙帶從北部一直延續至黑山頭，其中F9、F10兩條斷裂將泥盆系地層抬升，形成地壘，降水沿斷裂帶及破碎帶裂隙補給山區基巖裂隙水，因此該區域地下水受降水影響非常大[1]。

山區內中部為沙爾布爾特山，海拔在1 400 m以下，地形為中低山丘，區內降水量小但蒸發量大，屬于貧水區，但是得益于裂隙帶較為發育，為地下存儲降水創造了良好條件，這就使得沙爾布爾特山相對于其他區域，是吉力湖西山區地形中地下含水量較大區域。經過實地勘察，沙爾布爾特山單泉流量能夠達到0.3～1.0 L/s。

2.2 平原地下水的形成與賦存

研究區內的平原地形占比很大，但是被沙爾布爾特山分隔為南北兩個片區，其中北方片區廣泛分布著第四系松散沉積物，但厚度均在5.0 m以內。沉積物以砂礫石、含土砂礫石為主，絕大部分區域在地面以下8.5～10.0深度，分布著一層透水地層，加上匯水條件好，可以見到第四系潛水。

南方片區內的第四系松散沉積物分布亦較廣泛，部分鉆孔揭露最大厚度7.24 m，一般也小于5 m，地層中砂礫石含量占比達到60%以上。但是該片區內受地殼運動破壞影響較大，地層完整結構已經被破壞，導致第四系主要含水層均不復存在，因此相對來說南片區的地下水含量不如北片區[2]。

3 含水層特征分析

3.1 基巖裂隙水

經地質勘察：基巖裂隙含水巖組主要為古生界地層和中期火山巖層，但這兩種地層沒有明顯分界線，所以在此按照裂隙性質將地下水分為以下三類：很多裂隙帶也是由不同原因造成，一般包括：構造裂隙(斷層帶、褶皺帶、侵入巖體擠壓等)，脈狀裂隙(斷層主裂隙周邊發育的較小裂隙)，風化帶裂隙。下面依據不同裂隙種類對地下含水層特征進行分析。

3.1.1 構造裂隙和脈狀裂隙含水層特征

項目區內構造裂隙水和斷層邁狀裂隙水本質上均是由地殼運動導致巖層整體結構被破壞，進而有一定的儲存地下水的能力，但是富水量很小，其中3處鉆孔檢測其流量均在0.1 L/s以下，不存在開采價值。構造裂隙水和斷層脈狀水主要位于阿得爾克山北坡及迪倫山大部分地區，這也就導致這些地區短期內不適合人工活動。

3.1.2 風化帶網狀裂隙含水層特征

風化帶網狀裂隙水相對于構造裂隙水和斷層脈狀水，含水量要豐富很多，但是也有較豐富區和貧乏區之分，具體如下：

(1)較豐富區(單泉流量0.1～1 L/s)：主要發育在阿得爾克山南坡，含水巖組主要為侵入巖，巖性主要是石英巖、花崗巖[3]；

(2)貧乏區(單泉流量<0.1 L/s)：主要分布于整個區域的北部山脈兩側，含水巖組主要為侵入花崗巖，貧乏區未看見一處地下水出露。

3.2 第四系松散巖類孔隙水潛水

該類型潛水相對于基巖裂隙水，其含量要豐富很多，主要分布在沙爾布爾特山北側平原區，含水巖層以砂礫石為主，松散巖類孔隙潛水含水量與含水層厚度直接相關，在部分富水區，單泉流量可以達到1.5 L/s以上。但是部分區域(主要是山前地帶南北兩側)受制于含水層厚度，導致水量并不豐富，其中以MJB013、MJC005兩處鉆孔最具代表性，詳細資料見表1所示。

表1 北谷地第四系含水層特征一覽表(水量貧乏)

3.3 古近系結構不完整巖類孔隙水

經地質勘探：平原區的大部分區域新近系地層由于埋深淺、地層松散(蒸發量大)等原因，導致富水性很差，含水量可忽略不計。相對來說古近系富水條件好一些，主要以碎屑巖類構成含水層，但總量依然屬于貧乏。

古近系結構不完整巖性以砂巖、礫巖以及砂泥巖互層為主，含水層厚度在8.5 m以上，推測最厚可達120.2 m以上。由于北區相對于南區富水性更好，因此勘探鉆孔主要分布在北區，由鉆孔信息可知部分區域地下水具有承壓性(前提條件是埋深超過80m)。

4 地下水動態分析

4.1 地下水位動態分析

為觀察地下水水位動態，本次共在吉力湖西地下水系統中設計了50處監測點，根據采樣結果分析：僅第四系松散巖類孔隙潛水富水量大、地下水位動態明顯，所以在此只對其水位動態進行分析。

由于該類潛水埋深很小(8.0 m以內，部分區域甚至小于2.0 m)，所以影響水位動態的最大因素是蒸發和降水、冰雪融水補給，從圖1展示的地下水位動態歷時曲線中也可以得出：

圖1 吉力湖西地下水位動態歷時曲線

(1)6-8月份，水位下降趨勢明顯，究其原因是由于進入夏季，地表溫度較高，會促進蒸發量增大；

(2)從9月份-次年4月份，地下水位逐漸升高，究其原因是地表溫度降低，冰雪融水和降水的補給量大于蒸發損失量，最終在4月份形成高水位；

(3)本區域第四系潛水水位動態渠線總體呈“單峰、單谷”形態，變化幅度在0.65 m。

4.2 地下水化學類型動態分析

地下水化學類型與水質息息相關，而且地下水化學類型會受地形、巖性、水量、賦存條件等多個因素影響，處于一個不斷變化之中。通過對樣品分析得到以下結論：吉力湖西地下水系統水化學類型主要受降水和地下水徑流條件控制，自西向東逐漸變化。其中北片區水樣化學類型變化順序為：重碳酸型→重碳酸硫酸型→硫酸型；南片區水樣化學類型變化順序為：重碳酸硫酸型→硫酸型→硫酸氯型。區域上整體徑流條件極差，僅在局部洼地可見地下水的匯集，故溶濾作用很弱，濃縮作用很強。區內地下水化學類型詳細分類如下：

4.2.1 HCO3型

區內HCO3型地下水僅在北洼地薩烏爾山東部到黑山頭一帶有發育。該區域降水和地下水徑流條件較好，有利于地下水的溶濾作用，故發育HCO3-Mg型地下水，礦化度小于0.5 g/L。

4.2.2 SO4·HCO3型

區內SO4·HCO3型地下水主要受到濃縮作用控制，在北谷地的伊克烏圖布拉克牧場到坎德克村一帶及南谷地的沙爾布爾特山到阿尤巴依村一帶發育。北谷地潛水埋深淺，利于蒸發濃縮作用，靠暴雨洪流進行補給，區域上主要發育SO4·HCO3-Na·Ca型地下水，礦化度在0.4～1.2 g/L。南谷地受蒸發濃縮作用，在徑流區發育SO4·HCO3-Na型地下水，礦化度在1～2 g/L。

4.2.3 SO4型

區內SO4型地下水主要在北谷地坎德克村以東及阿尤巴依村東南一帶發育，屬于SO4·HCO3型地下水與SO4·Cl型地下水的過渡帶。區域上蒸發強烈，濃縮作用較強。北谷地主要發育SO4-Na型地下水，礦化度在1～2 g/L；南谷地亦發育SO4-Na型地下水，礦化度在1～2 g/L。

4.2.4 SO4·Cl型

主要在南谷地東南部發育，該區域降水量小，蒸發作用最為強烈，濃縮作用亦最為強烈，故發育為SO4·Cl-Na型地下水，礦化度在2～5 g/L。

5 結語

通過勘察分析，吉力湖西地下水系統總體含水量貧乏，且受降雨、蒸發等因素影響較大，地下水賦存量也會出現較大幅度變化，不利于穩定開采，而且水質也比較差，因此地區經濟開發價值被很大程度制約。隨著近年來我國對煤炭開采的積極性主動降低，導致新疆地區很多煤炭資源開發前景暗淡，因此吉力湖西地區20 a間基本無大動作。