新疆精河縣艾比湖湖水（鹵水）年內變化特征分析

劉 濤，鄭 勇，孫忠偉

（新疆地礦局第二水文工程地質大隊，新疆昌吉831100）

新疆精河縣艾比湖湖水（鹵水）年內變化特征分析

劉 濤*，鄭 勇，孫忠偉

（新疆地礦局第二水文工程地質大隊，新疆昌吉831100）

以新疆精河縣艾比湖東南岸西側芒硝礦為例，探討了艾比湖湖水特性，根據實際調查工作分析了湖區湖水一個水文年的變化特征，由試驗數據評價和分析鹵水中不同成分變化的問題，供同類湖區鹽礦借鑒。

艾比湖湖水（鹵水）；動態變化；特征

1 然地理概況

精河縣艾比湖位于精河縣城東北約30km處，呈北西、南東展布，湖水面積522km2，海拔高程197m。湖區北部為馬伊力山脈東段，海拔600-1500m，區內最高峰為1555m，南部為科古琴山脈，精河縣城東部的黑山頭最高為718m。艾比湖西北部為寬達10余公里的槽形長廊，直通哈薩克斯坦的阿拉湖，形成著名的風口。湖西南為平原區，海拔200m左右，是主要的農業區，東部和東北部為戈壁平原區。

2 水文地質概況

2.1 艾比湖周邊河流情況概述

從區域上來看，該區發育向心式水系，起源于艾比湖周邊各個山區的河流，從艾比湖四周向湖心匯集，較大的河流有東部的奎屯河、南部有精河，西部有博爾塔拉河，只有精河與博爾塔拉河為常年流水，年徑流量分別為3.30×108m3和4.13×108m3，均為水質優良的淡水，其它河流均為間歇性河流。區域水文、地質情況表明，奎屯河、精河、博爾塔拉河的河水以及地下水均含有豐富的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4，它們同艾比湖鹵水礦有著密切的水力聯系，是形成礦床的補給源。

2.2 艾比湖基本特征

艾比湖為新疆第二大咸水湖。艾比湖水是動態變化的，據新疆科學院鹽湖隊20世紀60年代資料，長約56km，寬37km，到20世紀80年代，湖面積為612km2，而目前艾比湖呈近似橢圓狀，長約30km，寬約20km，面積522km2左右，湖底平坦，最大湖深＞3m，平均1.4m，儲水量約（6.4～7.5）×108m3。由于艾比湖地區四季氣候變化較大，夏季多風，艾比湖湖水在大風的作用下波濤翻滾，湖水由于含有泥沙，略發黃色，在湖水邊緣有泡沫，味道咸澀，有腥味；在冬季，湖水清澈，部分地段結冰，冰層中含有鹵蟲卵而略發紅色。

3 艾比湖湖水動態變化

艾比湖湖區面積是動態的，年際及年內變化很明顯，或者可以說每天的湖水邊界都是不一致的；一年內四季變化使溫度也相應變化，而艾比湖湖水（鹵水）中的礦物組分的溶解與溫度又有密切關系，因此，隨著四季的變化使湖水中的礦物組分以及各礦物的含量是動態變化的。

3.1 艾比湖邊界動態變化特征

湖水主要接受周邊河流的補給，短期內（1個水文年）湖水面積與周邊河流補給量有關，因此艾比湖湖面隨著季節的不同，其湖水面積也不同，周邊河流補給量最大為6～8月，9～11月、3～5月為相對較小時期，最小補給量出現在12月至次年2月。但是，由于補給湖水的河流途經地區均為以農業為主，在夏季農田灌溉用水主要引用周邊河流的水，大部分河流都被引用，因此，在河流補給量最大的6～8月份入湖水量反而很小，待到冬季，雖然河流水流補給較小，但基本全部匯入艾比湖內，所以艾比湖湖水基本在夏季的6～8月為一年中湖水面積最小（枯水期），反而在12月至次年2月為一年中湖水面積最大（豐水期）。據實測資料，艾比湖枯水期邊界相對于與豐水期而言，一個水文年內在枯水期時湖水（鹵水）邊界往湖心退縮0.3～2.1km左右。

3.2 艾比湖湖水（鹵水）組分以及含量變化特征

3.2.1 鹵水離子含量與溫度的關系

根據枯水期（2012年8月）和豐水期（2011年11月）2個時期（溫度不同），進行說明含量變化情況（見表1）。湖水的化學組分主要離子種類與溫度的變化關系不大，離子種類基本為K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO2-4、HCO3-、CO3-、NO3-。總體來說Ca2+含量基本沒有變化，而K+、Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO3-含量溫度高時含量均大于溫度低時的含量，溫度高時的含量大部分為溫度低時候離子含量的1.5～2倍，最大可達3倍。離子含量隨溫度的變化與其各離子在不同溫度下的溶解度有關。

表1 離子含量與溫度關系特征一覽表

3.2.2 湖水（鹵水）組分變化特征

艾比湖湖水（鹵水）礦物組分主要組分有Ca (HCO3)2、CaSO4、MgSO4、K2SO4、Na2SO4、NaCl以及水不溶物。但在不同季節（溫度不同）其組分不盡相同，在此針對豐水期以及枯水期來簡單說明：

在豐水期湖水（鹵水）中鹽類礦物有NaCl、Na2SO4、MgSO4、K2SO4、Ca(HCO3)2、CaSO4，具體含量為：NaCl含量5.66%～6.08%，平均5.83%；Na2SO4含量0.82%～2.30%，平均1.16%；MgSO4含量2.16%～2.35%，平均2.24%；K2SO4含量0.15%～0.16%，平均0.16%；Ca(HCO3)2含量基本都在0.04%，平均0.04%；CaSO4含量0.11%～0.16%，平均0.12%。水不溶物含量0.043～2.3mg/L，平均1.17mg/L。

在枯水期在豐水期湖水（鹵水）中鹽類礦物有NaCl、Na2SO4、MgSO4、K2SO4、Ca(HCO3)2、CaSO4，具體含量為：NaCl含量7.63%～8.31%，平均8.01%；Na2SO4含量7.13%～8.21%，平均7.61%；MgSO4含量3.18%～ 3.42%，平均3.32%；K2SO4含量0.22%，平均0.22%；Ca (HCO3)2含量0.07%，平均0.07%；CaSO4含量0.06%～0.08%，平均0.07%。

雖然在枯水期與豐水期中鹽類礦物種類一樣，但從開發利用角度來說，在豐水期時鹽類礦物的含量與枯水期時鹽類礦物的含量到達最低工業指標的鹽類礦物的種類不盡相同。

從2011年10月至2012年9月一個水文年中，據圖1可以看出，湖水（鹵水）中的化學成分NaCl、Na2SO4含量隨季節的變化非常明顯，不同季節含量大不相同，比如Na2SO4整體為從3月開始隨季節溫度的變化其含量逐漸增多，到8月到達峰值，而后隨溫度的降低其含量又逐漸減少，在每年的1月、2月、12月湖水中的含量很少，NaCl含量變化規律與Na2SO4含量變化規律基本一致。

圖1 艾比湖湖水（鹵水）NaCl、Na2SO4含量年變化曲線圖

4 結論

綜上所述，對新疆精河縣艾比湖湖水（鹵水）一個水文年的動態變化特征進行了論述，主要可歸納為2點：一是湖水邊界的動態變化特征，二是湖水（鹵水）各礦物組分以及含量的變化特征。

[1]鄭綿平.鹽湖學的研究與展望[J].地質論評，2006（06）.

[2]吳敬祿，沈吉，王蘇民，等.新疆艾比湖地區湖泊沉積記錄的早全新世氣候環境特征[J].中國科學(D輯),2003,33(6):569-575.

[3]吳敬祿,劉建軍,王蘇民.近1500年來新疆艾比湖同位素記錄的氣候環境演化特征[J].第四紀研究,2004,24(5):585-590.

[4]鄭勇，新疆精河縣艾比湖東南岸西側芒硝礦詳查報告[R]. 2012.

P333

A

1004-5716(2015)08-0133-02

2014-08-15

劉濤（1982-），男（漢族），山東肥城人，工程師，現從事水文地質、工程地質、環境地質工作。