Levelogger4實(shí)測法在新疆半干旱地區(qū)地下水找水的應(yīng)用

鄭 勇，孫忠偉，劉 濤，師德?lián)P，韓芳芳

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆昌吉831100）

Levelogger4實(shí)測法在新疆半干旱地區(qū)地下水找水的應(yīng)用

鄭 勇*，孫忠偉，劉 濤，師德?lián)P，韓芳芳

（新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆昌吉831100）

以“新疆巴里坤縣漢水泉—庫木蘇一帶水文地質(zhì)勘察項(xiàng)目”為例，探討了Levelogger4實(shí)測法在新疆半干旱地區(qū)找水時(shí)的應(yīng)用，具體在抽水試驗(yàn)、地下水動態(tài)監(jiān)測以及地下水資源評價(jià)中的應(yīng)用，根據(jù)多種方法對比，Levelogger4實(shí)測法其成果較為理想，大致闡述了在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用情況，供同類找水地區(qū)探討。

抽水試驗(yàn)；動態(tài)變化；資源量評價(jià)

Levelogger4是利用自記水位儀連續(xù)觀測地下水位，根據(jù)采集到的相應(yīng)數(shù)據(jù)來分析地下水相關(guān)特征。Levelogger4實(shí)際應(yīng)用利用“新疆巴里坤縣漢水泉—庫木蘇一帶水文地質(zhì)勘察項(xiàng)目”來進(jìn)行舉例分析。

1 項(xiàng)目概述

新疆巴里坤縣漢水泉—庫木蘇一帶水文地質(zhì)勘察項(xiàng)目位于新疆巴里坤縣西北漢水泉一帶，屬于干旱半干旱地區(qū),人煙稀少，基本無人類工程活動，但經(jīng)過地質(zhì)單位近幾年的工作，在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)了大量了煤炭資源，粗略估算煤炭資源可達(dá)550×108t，豐富的煤炭資源將帶動地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，然而，該地區(qū)為干旱半干旱地區(qū)，基本無可用的地表水資源，因此水源的來源成為迫在眉睫的首要問題。項(xiàng)目區(qū)北部為大哈甫提克山、呼洪得雷山,南部為白依山。總體地勢北部高于南部、西部高于東部，漢水泉一帶為本次項(xiàng)目的最低洼處，即本次項(xiàng)目的匯水中心。

2 Levelogger4實(shí)測法在本次工作中的應(yīng)用

Levelogger4實(shí)測法在本次工作中主要應(yīng)用于鉆孔抽水試驗(yàn)、地下水動態(tài)監(jiān)測以及地下水資源評價(jià)中。

2.1 鉆孔抽水試驗(yàn)中的應(yīng)用

鉆孔抽水試驗(yàn)過程中一般采用測線以及電表進(jìn)行地下水位的監(jiān)測，該方法受外界影響較大，且每次抽水試驗(yàn)前均要對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行校正，而利用自記水位儀較為方便簡單，即在抽水試驗(yàn)前將其下入鉆孔內(nèi)，多落程抽水試驗(yàn)后，將其取出，利用外接設(shè)備將其中采集的數(shù)據(jù)輸出，其數(shù)據(jù)可靠性高，根據(jù)圖1可以看出，采集的數(shù)據(jù)較好地反映了不同落程抽水試驗(yàn)時(shí)水位的變化情況。

圖1 自記水位儀采集數(shù)據(jù)曲線圖（抽水試驗(yàn)水位變化曲線）

2.2 對于地下水天、月、年動態(tài)變化特征中的應(yīng)用

據(jù)Levelogger4實(shí)測法采集的數(shù)據(jù)具有連續(xù)性，時(shí)間間隔可任意設(shè)置，因此，采集的數(shù)據(jù)豐富、可靠。

據(jù)圖2、圖3可以看出一天內(nèi)地下水水位的變化特征，即在0～12時(shí)左右為水位變幅相對較大，出現(xiàn)高水位值，而在17～19時(shí)左右出現(xiàn)水位的最低值，致使地下水位具有一定的變化，變幅值在3cm左右，據(jù)分析主要由于干旱地區(qū)晝夜溫差大，蒸發(fā)強(qiáng)烈，且地下水位變化具有一定的滯后所致。地下水水溫的變化在0.1℃左右，其變化規(guī)律與水位變化情況基本吻合。

圖2 地下水位變化特征線（1d24h內(nèi)）

圖3 地下水溫度變化特征（1d24h內(nèi)）

據(jù)圖4、圖5分析地下水半年變化特征可知，數(shù)據(jù)為2012年9月20日至2013年3月20日，地下水水位變幅總體是逐漸變小，9～11月份暴雨洪流入滲補(bǔ)給，徑流量增大,徑流補(bǔ)給增強(qiáng)，水位逐漸抬升，形成高水位期。暴雨洪流結(jié)束后，每年11月份和次年3月份地下水位持續(xù)下降，形成低水位期。地下水水溫與氣候條件變化相一致。

圖4 地下水位變化特征線（半年）

2.3 在地下水資源評價(jià)中的應(yīng)用

本次勘察工作區(qū)地貌為四周高，中部低的盆狀，地下水向漢水泉一帶匯集后，最后以蒸發(fā)以及植被蒸騰的方式進(jìn)行排泄。若按照一般的蒸發(fā)計(jì)算公式計(jì)算排泄量，需要取得潛水蒸發(fā)系數(shù)，該系數(shù)一般是要進(jìn)行專門的試驗(yàn)進(jìn)行，而大部分地下水找水項(xiàng)目基本未開展該專門試驗(yàn)，都是利用經(jīng)驗(yàn)值來計(jì)算，計(jì)算的誤差較大，可靠性不高。

根據(jù)勘察區(qū)的實(shí)際情況，為了獲取排泄法計(jì)算所需蒸發(fā)強(qiáng)度及潛水蒸發(fā)系數(shù)相關(guān)參數(shù)，在勘察區(qū)內(nèi)地下水潛埋帶下入自動水位檢測儀，按1～3m,3～5m分區(qū)，分別觀測庫木蘇洼地及漢水泉洼地淺層地下水水位日變幅，采用以下計(jì)算公式：

式中：Q蒸發(fā)、蒸騰——潛水蒸發(fā)蒸騰量，104m3/a；

F——不同埋深區(qū)面積，km2，水位埋深圖上量取；

l——（實(shí)測值）Levelogger4實(shí)勘察區(qū)測潛埋帶水位日變幅斜率，1～3m區(qū)量取HQJ8淺井、HQJ27淺井的加權(quán)平均值；3～5m區(qū)量取HQJ7淺井、HQJ65淺井的加權(quán)平均值（見圖6）；

Hmax1-Hmax2——蒸發(fā)期勘察區(qū)日最大水位變幅，m，平均值；

μ——（實(shí)測值）淺埋帶含水層給水度，1～3m區(qū)取HQJ8、HQJ27號淺井帶觀測孔抽水試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果的加權(quán)平均值；3～5m區(qū)取HQJ8、HQJ65淺井帶觀測孔抽水試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果的加權(quán)平均值；

d——勘察區(qū)潛埋帶年蒸發(fā)變幅周期，d，1～3m區(qū)220d，3～5m區(qū)取200d（參考《新疆地下水資源調(diào)查與評價(jià)，董新光、鄧銘江主編，2005年》）。

按照本次實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算勘察區(qū)內(nèi)蒸發(fā)、蒸騰量后對比潛水蒸發(fā)蒸騰量經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法與Levelogger4實(shí)測法計(jì)算結(jié)果，前者計(jì)算所得比后者略小，但經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法取值多為前人經(jīng)驗(yàn)值誤差較大，依照可度量原則，本次均衡計(jì)算選取Levelogger4實(shí)測法計(jì)算結(jié)果為最終排泄量。

圖5 地下水溫度變化特征(半年)

圖6 HQJ8淺井Levelogger4實(shí)測曲線圖

3 結(jié)論

總的來說，Levelogger4實(shí)測在地下水找水中實(shí)際應(yīng)用很廣，一方面操作方便，取得的數(shù)據(jù)可靠；另一方面，許多在地下水中利用的相關(guān)軟件均需要地下水位的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率以及工作精度。

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1004-5716(2015)04-0164-03

2014-03-25

2015-01-08

鄭勇（1983-），男（漢族），四川南部人，工程師，現(xiàn)從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)工作。