新疆輪臺縣迪那河拉依蘇地區儲水構造研究

馬 龍

（新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000）

0 引言

輪臺縣迪那河流域地域廣闊，地表水資源較豐富，水土光照資源豐富，是當地開發治理的重點區域，在當地國民經濟和社會發展中占有重要地位，但由于區內地表水時空分配不平衡，洪枯懸殊，同時上游五一水庫建成還需2～3年時間，目前上游缺乏控制性樞紐工程進行調蓄、泄洪。隨著石油工業的發展，輪臺縣工業將上一個新臺階，成為經濟發展的重要支柱產業，然而用水矛盾日漸突出，水資源緊缺已成為制約當地工業發展的重要因素。充分利用天然的地質儲水構造建設地下水庫，是目前解決工業園區用水緊缺的一個良好途徑。

本文對輪臺縣迪那河拉依蘇地區亞肯背斜儲水構造進行研究，通過物探EH4、遙感、鉆探、試驗等方法綜合分析了研究區的水文地質條件，探討了建設地下水庫的可行性，提出了經濟合理的地下水開采方案，可以解決輪臺縣當地工業園區生產開發用水需求。

1 區域地質構造

在大地構造單元上，研究區位于塔里木盆地北部邊緣的庫車坳陷帶范圍內東段，主要是由中生代地層組成的褶皺帶，從中新生代地層多次不整合接觸關系分析可知：在本區不止一次的構造運動，都表現以褶皺為主，形成一系列規模不等、軸向大致互相平行的褶皺，并伴隨有斷裂構造。近場區主要有東秋里塔克背斜和牙肯背斜，以及相應的東秋里塔克斷裂和牙哈斷裂（見圖1）。

圖1 近場區構造圖

亞肯背斜位于工作區南部，區內長28 km，向西延伸出場區外。軸部總體延伸方向為近東西向，略呈北突出的月牙形。背斜南北兩翼對稱，傾角5°～10°。亞肯背斜兩翼主要發育2 條傾向相反的正斷層，分別在背斜的南翼和北翼，其中北翼斷層傾角大于南翼斷層傾角。背斜兩翼由新生界第三系秋里塔克組（N2q）和第四系下更新統～中更新統（Q1-2）組成。背斜新生代以來多期活動，早中更新統活動強烈，但晚更新世以來表現為整體抬升運動，核部斷裂活動性減弱。該背斜對來自北部山區的徑流起重要的控制作用，不但決定了山前平原地下水的補、徑、排條件，也極大地影響了山前平原地下水的化學成分。

2 區域水文地質條件

2.1 地下水埋藏分布與含水巖組特征

山前沖洪積扇由于受到構造擠壓運動的影響，形成山前凹陷帶，在山前坳陷洼地接受了大量來自天山的碎屑物質，巨厚的松散堆積層構成出山口山前坳陷洼地沖洪積扇區，迪那河水出山口后大量滲漏轉化為地下水，由北向南形成徑流；迪那河沖洪積扇由出山口海拔1450 m 到洪積扇中部亞肯背斜處海拔1080 m，地形坡度較大，地形坡度一般在15‰左右。山間坳陷洼地沖洪積扇區第四系厚度一般大于300 m，其間賦存有豐富的地下水，地下水類型為單一結構的潛水，該區分布面積甚廣，含水層巖性主要由上更新統—全新統沖洪積砂卵礫石組成，厚度為100～250 m，由北向南逐漸增厚，砂卵礫石顆粒較粗，為強透水地層，水力坡度大，地下水位埋藏深度一般大于30 m，在亞肯背斜一帶埋深變淺。

亞肯背斜低山丘陵地帶由于受亞肯背斜影響，下部第三系基巖抬起使得地面隆起，第三系基巖頂板埋藏變淺，使得第四系含水層變薄，根據物探解譯及拉依蘇水源地探采井SJ5 資料，上部第四紀厚度在250 m左右，地層巖性以多層結構為主，含水層以含礫粗砂、中砂、細砂為主，隔水層以粉土、粉質粘土為主，地下水類型為潛水、微承壓水。下部為第三系相對隔水層，地層巖性為泥巖、砂巖，第三系埋深由東向西逐漸變淺，在研究區西側二八臺附近可見出露。由于第三系地層抬升形成的阻水作用，使得地下水位壅高，背斜北側邊緣地下水埋深一般在12～27.68 m，地下水徑流條件變緩，水力坡度由13.3‰下降至2‰，背斜軸部在2號溝與3號溝內低洼處均有泉水溢出現象（見圖2）。

受亞肯背斜隆起影響，迪那河出山口至沖洪積平原第四系含水層巖性自北向南由粗變細，從卵礫石逐漸過渡為砂礫石、中粗砂、粉細砂、粉土互層，地下水埋藏深度在亞肯背斜隆起低山丘陵地帶埋深最淺，地下水徑流條件自北向南逐漸變緩。

圖2 牙肯背斜上下游地下水等水位線圖

2.2 地下水的補給、徑流與排泄

亞肯背斜北部坳陷洼地，地下水主要補給源來自于迪那河、二八臺河的出山口后河段地表水的沿途滲漏，其次是山前基巖裂隙水的側向補給與山前降雨入滲。

地下水得到補給后沿沖洪積扇由北東向西南徑流，大厚度的第四系松散堆積物為地下水賦存、運移提供了良好的空間和通道。根據本次物探解譯（見圖3），迪那河出山口后坳陷洼地沖洪積扇內第四系松散堆積物厚度一般大于300 m，地層巖性多為大顆粒砂卵礫石，滲透系數較大，徑流條件較好，水力坡度一般在13.3‰左右；到達亞肯背斜一帶，由于受到背斜的隆起抬高影響，地層被抬升擠壓，地層相對上游比較密實，地下水徑流受到阻擋，徑流速度變緩慢，地下水位被抬升；根據物探資料及溝內鉆孔資料顯示，阻水的第三系地層分布在地面以下250 m左右，地層巖性為泥砂巖，其上為第四系砂礫石、中粗砂、粉細砂、粉土互層，相對密實的地層使得地下水徑流條件變緩，水力坡度一般在2.0‰左右，地下水在徑流經過背斜時，徑流方向轉為由北向南方向，到達沖洪積平原一帶，由于受到地層巖性的變細及多層結構的影響，地下水徑流速度變緩，繼續向南緩慢徑流。研究區地下水排泄方式主要為泉水溢出及人工機井開采（見圖4）。

圖3 物探視電阻率-地質剖面圖

圖4 亞肯背斜南北向A-A水文地質剖面圖

3 地下水庫可行性分析

干旱內陸河流流程一般較短，河流經出山口進入山前戈壁礫石帶后，大量滲漏補給地下水。研究區山前戈壁礫石帶地層顆粒巨大，透水性好，含水層厚度為150～300 m，滲透系數一般為50～100 m/d，重力給水度為0.15～0.25，地下水補給、徑流條件好，據新疆各河流水資源評價報告資料，沖洪積扇地表水滲漏量占地下水補給量的60%～80%。迪那河出山口控制斷面多年平均徑流量3.37億m3，沖洪積扇段，河道長度15 km左右，迪那河水出山口后大量入滲轉化為地下水，由北向南形成徑流，成為該區常年穩定的地下水補給來源。

迪那河出山口至亞肯背斜段山間坳陷洼地是干旱區內陸河流普遍存在的地貌單元特征及儲水構造，第四系松散卵礫石地層厚度大，儲存豐富的地下水量，地下水類型為單一結構的潛水，是一個天然的地下水庫，并且庫容巨大，其總庫容往往是河流徑流量的數十倍，具有多年調節能力，這座地下水庫的天然“入庫”水量為山前側滲、河流滲漏、和降水入滲，一般是河流徑流量的20%～80%，徑流量越小，入滲量占總徑流量的比例則越高。由于南部亞肯背斜第三系阻水巖層埋藏深度在250 m左右以下，其上部第四系地層由于抬升擠壓，地層顆粒變細，具有一定的阻水能力，但是地下水埋藏深度相對較大，背斜北部沖溝溝口部位地下水埋深一般在12～34.58 m，向上游隨著地形的增高埋深逐漸增大。

本次勘察階段完成一眼勘探井，對該勘探井進行單孔抽水試驗，抽水延續時間為24 h，其中水位穩定時長8 h，恢復時長4 h，抽水流量310 m3/h。根據抽水試驗結果，抽水前靜水位34.58 m，抽水延續12 h 后水位穩定，動水位為39.20 m，水位降深4.62 m，單位涌水量18.64 L/（s·m）；含水層滲透系數為32.86 m/d，影響半徑500.8 m。根據以往勘探經驗，單井出水量大于300 m3/h時降深小于5 m的出水效果在南疆地區地層中屬于罕見現象，由此可以初步判定迪那河出山口至亞肯背斜段山間坳陷洼地是一個天然的地下水庫的理論是成立的。

從以上兩點分析可以看出，迪那河出山口至亞肯背斜一帶具有良好的儲水構造及穩定的補給水源，是一個天然的地下水庫；地形條件較好，具有一定的縱向地形坡度，由于背斜隆起地帶地下水埋深一般在12～34.58 m，水位埋深相對較大，不宜采用“橫坎兒井”式的大口徑+水平輻射井自流式開發方式，但是對大口徑機井開采具有良好的開采條件。

4 結語

迪那河亞肯背斜以北的山前坳陷條形洼地具備有足夠的地下水儲水空間及穩定的補給水源，地下水水量豐富，是一座天然的地下水庫；水質良好，地下水徑流條件較好；由于背斜隆起地帶地下水埋深相對較大，一般在12～34.58 m，可以采用大口徑機井方式進行開采。地下水庫水量可以解決輪臺縣工業園區生產開發用水的問題。