庫車縣地下水位與水質統測分析

庫爾班江·依提

（阿克蘇水文勘測局,新疆 阿克蘇 843000）

庫車縣屬典型內陸性北溫帶干旱氣候,年平均降水量135.2 mm,降雨不足。境內雖然有十余條河流,但大多干枯,僅有4 條常年有水,均消失于平原荒漠,區域社會經濟發展用水主要依靠地下水。為全面掌握庫車縣地下水情況與變化特征,需對庫車縣地下水情況進行統測分析。

1 統測范圍及目的

地下水統測工作是在停止地下水開采時段內,利用機井監測數據對區域內地下水進行調查分析的方法,調查內容包括地下水位、水質和區域分布變化等。庫車縣地處塔里木盆地臺北緣的塔里木臺坳區之北部的坳陷帶內,總面積14602.95 km2。由于地表水均為內陸河水系,極度匱乏,地下水資源在庫車縣社會經濟發展中起著重要作用。為了更好地了解庫車縣地下水情況,現對地下水進行統測。庫車縣地下水水位、水質統測工作范圍,為庫車縣行政轄區主要地下水開發利用的渭干河、庫車河平原地區,統測面積近3400 km2。

2 地下水水位統測

2.1 水位統測站布置

庫車縣現有水位（質）監測井16 眼,根據《地下水監測規范》（SL 183-2005）水位統測站的布設應為同一區域內監測站總數的 3~5 倍要求,庫車縣水位統測站布設數應在48~80 處,現有站點難以滿足監測需求。

為全面掌握庫車縣地下水情況,在現有16處監測站的基礎上,從控制區域地下水水位和繪制等水位線的角度出發,本次在庫車縣北部塔里木河灌區及牙哈鎮東部的荒漠區均布設了一定數量的水位統測站,具體站點布設情況為：玉奇吾斯唐鄉8個,依西哈拉鄉10個,雅克拉鎮2個,牙哈鎮24個,烏尊鎮10個,烏恰鎮10個,齊滿鎮16個,哈尼哈塔木鎮13個,墩闊坦鎮21個,比西巴格鄉13個,阿拉哈格鎮15個,阿克吾斯唐鎮15個,庫車鎮5個,克其里克農場1個。統測站分布見圖1。在野外調查中,共完成水位統測163 站次,滿足規范要求的統測站布設密度規定。

圖1 庫車縣統測站分轄區分布統計圖

從統測站在水文地質單元的分布上看,163 處統測站遍布了庫車縣渭干河、庫車河沖洪積平原的地下水補給徑流區,即沖積扇上部。大多分布在渭干河、庫車河沖洪積平原的地下水徑流-排泄區,即庫車縣的主要灌區地帶,還有部分分布在庫車河、塔里木河沖洪積平原的地下水排泄區,如牙哈鎮東部荒漠區、哈尼喀塔木鄉南部地域,可較全面反映庫車縣境內主要地下水開發利用區的埋深、水位變化特征。

2.2 統測數據合理性分析

在野外調查時,地下水埋深是采用標準測繩進行測量的,由于統測區地下水埋深普遍不大,163 處統測數據中,有129個顯示地下水埋深＜10 m,占全部地下水埋深統測數據的79.1%,埋深10 m~30 m統測站22 處,占統測站總數的13.5%,因此,在利用測繩進行埋深測量時,發生誤測的概率很小。在后期進行數據整理時,根據各統測站在1∶5 萬紙質地形圖上的位置,逐一進行復核,即所有數據應符合上游埋深大于下游的常理,地形平坦區域地下水埋深不應發生劇烈變動的一般性規律。統測站位置采用現場GPS定位法確定,在大比例尺1∶2.5 萬國家測繪地形圖上,用直線內插法將每個統測站高程求出,然后減去地下水埋深,得到地下水位值。

從以上分析可以看出,水位統測的3 項關鍵數據,統測站地理位置、地下水埋深、統測站高程通過野外質量控制、室內整編分析、復核等手段,其精度滿足工作要求。

2.3 統測數據代表性

庫車縣地下水目前主要用于農業灌溉、工業生產和居民生活用水。在調查時段內,農業灌溉尚未開始,調查區域沒有用于灌溉的地下水開采量,部分季節性生產的工業企業也沒有開采地下水,正常用水的只有居民生活用水,因此調查數據受地下水開采的影響較小,可以反映庫車縣非開采期地下水埋深、水位特征。由于庫車縣為南疆重鎮,城市用水量較高,因此在城市建成區測量的地下水水位會受到開采的影響。

2.4 地下水水位、埋深分布特征

庫車縣北高南低,受地形地貌、河流補給及地質構造的影響,庫車縣北部地下水水位高于南部。庫車河出山口成強攪拌站至牙哈鎮克日西一大隊一帶,潛水水位1090 m以上,潛水埋深在沖洪積扇的軸部＞50 m,沖洪積扇下部的西翼和東翼,潛水埋深在10 m~30 m之間變化。而在沖洪積扇軸部,由于河流補給形成地下水水位隆起帶。庫車縣城以北,潛水埋深亦隨著微地形的變化而變化,即地勢高處潛水埋深較大、地勢低洼處潛水埋深變小。在庫車河沖洪積扇,上部潛水流向基本為南北向。

渭干河沖洪積扇的軸部,渭干河龍口至玉奇吾斯塘鄉欄桿村一帶,潛水水位在1020 m左右,龍口附近埋深接近10 m,向南潛水埋深在5 m左右。潛水流向基本平行于河流走向。在庫車縣渭干河、庫車河沖洪積平原,即阿克吾斯塘鄉政府-烏尊鎮買來錫-墩闊坦鎮庫車河引水口以北至沖洪積扇地區,潛水水力坡度變小,水位等值線間距加大,水位由1020 m下降至980 m。而在此帶潛水水位最明顯的表現是,受渭干河勢大力強的影響,潛水流向逐漸由近南北向變為北偏西向,這種影響甚至延續到了牙哈鎮東南荒地一帶。

沖洪積平原區北部潛水埋深＞5 m,烏尊鎮、牙哈鎮沿314國道兩側,潛水埋深一般在10 m~20 m之間；躍進水庫-比西巴格鄉其尼巴格村一線以南,潛水埋深在5 m~10 m；而受開采的影響,統測時庫車縣城區潛水埋深在16 m~24 m,形成一個局部開采漏斗。沖洪積平原中、下部,渭干河區潛水埋深大部在3 m~5 m之間,庫車河沖洪積平原潛水溢出帶,潛水埋深1 m~2 m,溢出帶以南潛水埋深則在2 m~5 m之間變化。

渭干河沖積平原區,阿克吾斯塘鄉政府-哈尼喀塔木鄉波斯坦巴扎一帶,潛水埋深多為3 m~5 m,哈尼喀塔木鄉波斯坦巴扎-羊艾日克一組一帶,潛水埋深為2 m~3 m,再往南由于塔里木河沖積地形影響,地勢有輕微抬高,潛水埋深則又變化為3 m~5 m。庫車河沖積平原區,潛水埋深一般為3 m~5 m,墩闊坦鄉以東局部地方為2 m~3 m。

從以上分析可知,庫車縣地下水水位呈現出西北高、東南低、地下水埋深北部大、南部小的總體特征。根據本次統測成果,在1∶5萬電子地圖上量算,庫車縣潛水埋深1 m~2 m的面積為176.4 km2,僅占庫車縣面積的6.2%,說明區域地下水埋藏較深。埋深分區面積見表1。

表1 庫車縣渭干河、庫車平原潛水不同埋深面積統計表

2.5 地下水位與地下水的開發利用

監測數據顯示,2000 年庫車縣地下水開采量為3916×104m3/a,開采的重點區域為渭干河、庫車河沖洪積平原。據2017 年資料統計,庫車縣建成機電井476眼,地下水開采量9207×104m3,其中農田灌溉開采量5289×104m3,工業開采量1700×104m3,城鎮公共用水量413×104m3,居民生活用水量1545×104m3,生態環境用水量260×104m3,機井分類情況見表2。

表2 2017年庫車縣地下水開采機電井統計表 單位：眼

統測結果顯示,庫車縣潛水埋深＜5m的面積為2039.3 km2,＜1 m的面積為0。而2015 完成的《庫車縣地下水資源開發利用規劃報告》顯示,2011年3月,庫車縣地下水埋深＜5 m的面積為2420.7 km2,＜1 m的面積為160 km2。可見,隨著庫車縣地下水開采量的不斷增大,地下水位有所下降,2019 年庫車縣潛水埋深＜5 m的面積比2011 年減少381.4 km2,潛水埋深＜1 m的面積由2011 年的160 km2至2019 年已全部消失,應引起警覺。

3 地下水潛水水質統測

庫車縣現有水質監測站16 處,按規范要求,水位統測站布設總數應為16~48 處。根據庫車縣地形地貌、水文地質條件及地下水開發利用工程建設情況,在野外調查時,實際完成水質統測96 站次,采取了一定量的淺層潛水水樣,即2 m~20 m潛水水樣,也采取了中、深部潛水水樣,滿足規范要求的統測站布設密度規定。根據統測數據,總硬度達到Ⅲ類水類別的有56 組,礦化度值達到Ⅲ類水類別的有60 組,硫酸鹽含量達到Ⅲ類水類別的有50 組,氯化物含量達到Ⅲ類水類別有69 組。根據以上結果,可知,庫車縣潛水水質達到Ⅲ類水類別大于50%,水質較差,特別是氯化物和總硬度等嚴重超標,不能直接飲用和灌溉。庫車縣潛水水質狀況見表3。

表3 庫車縣潛水水質統測成果一覽表

續表3

4 結語

本次地下水統測工作共完成水文地質調查面積6418 km2、調查路線長達789 km,完成地下水水位觀測163 點計326 次,采集水樣96 組,通過對庫車縣地下水水位、水質統測站點的布設以及統測數據探討,得出庫車縣地下水埋深北部大、南部小的總體特征,地下水位呈下降趨勢,淺層潛水面積較小,水質較差,不能直接飲用和灌溉,應該加強地下水資源保護,合理開發利用庫車縣地下水資源。