和若鐵路水環(huán)境與可供水量探析

希爾艾力·克尤木

（新疆維吾爾自治區(qū)水文局，新疆 烏魯木齊 830000）

和若鐵路所經(jīng)地貌為沖積平原區(qū)、山前沖洪積傾斜平原區(qū)以及風(fēng)沙區(qū)，為了確保鐵路沿線防風(fēng)固沙植被生長(zhǎng)用水需求，需對(duì)鐵路沿線地下水環(huán)境和可供水量進(jìn)行探討。

1 概況

和若鐵路線路全長(zhǎng)825.476 km，線路沿昆侖山北麓的山前洪積平原和塔克拉瑪干沙漠南緣基本與G315 并行自東向西延伸，所經(jīng)區(qū)域有阿爾金山、東昆侖山和戈壁風(fēng)沙流，流動(dòng)沙丘、沙地，半固定沙丘、沙地等，地質(zhì)地貌情況復(fù)雜。風(fēng)沙對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)危害很?chē)?yán)重，為此，規(guī)劃在鐵路沿線種植當(dāng)?shù)啬秃怠⒐躺衬芰?qiáng)的胡楊、沙棗等喬木。喬木能夠起到良好的降低風(fēng)速作用，但需水量較大，為降低固沙林后期的養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用及用水量、保障植物的成活率，需分析鐵路沿線水環(huán)境及可供水量。

2 區(qū)域水文地質(zhì)條件分析

車(chē)爾臣河流域受巖性、構(gòu)造、地貌、氣象等因素的控制，形成了地下水明顯的分帶性。區(qū)域地下水類型以基巖裂隙水和第四系孔隙潛水為主。

2.1 山區(qū)水文地質(zhì)條件

①阿爾金山山區(qū)：地勢(shì)由東向西增高，有冰川積雪分布。雪線高度5240 m～5400 m。東段年降水量50 mm～100 mm，西段年降水量150 mm～200 mm。在降水、冰川積雪融水的補(bǔ)給下，多形成構(gòu)造裂隙水和部分風(fēng)化裂隙水，分布于多年凍土以下，水量貧乏，一般單泉流量小于0.5 L/s。礦化度2.0 g/L～4.0 g/L。屬SO4-Na·Ca、S04·C1-Na型水或C1·SO4-Na·Mg型水。

②東昆侖山山區(qū)：由高山、盆地、谷地構(gòu)成。高山區(qū)有冰川積雪和常年流水分布。盆地中有高山湖泊如阿牙克庫(kù)木湖、阿其克褲勒湖鯨魚(yú)湖分布，構(gòu)成周?chē)乇怼⒌叵滤膮R水中心。半封閉式的布拉克巴什谷地和吐拉牧場(chǎng)谷地（烏宗硝谷地），前者有常年河流流入青海尕斯庫(kù)勒湖，后者的水匯于且末河。地下水具有水質(zhì)好、水量豐富的特點(diǎn)。礦化度小于1.0 g/L，泉流量1.0 L/s～386 L/s。

2.2 沖積平原區(qū)水文地質(zhì)條件

該沖積平原大體可分礫質(zhì)平原區(qū)、沖洪積細(xì)土平原區(qū)和沖積平原地下水。洪積礫質(zhì)平原區(qū)，分布著結(jié)構(gòu)單一的潛水含水層，沖積洪積細(xì)土平原區(qū)分布著泉水、承壓水多層結(jié)構(gòu)含水層，河谷地帶的沖積細(xì)土平原區(qū)，也分布有潛水、承壓水多層結(jié)構(gòu)含水層；含水層特征：礫質(zhì)平原區(qū)潛水含水層，滲透系數(shù)為21.89 m/d，導(dǎo)水系數(shù)為930.89 m2/d。單井涌水量1233.23 m3/d。礦化度小于1.0 g/L。但向下游水質(zhì)漸差，至扇緣地帶礦化度大于3.0 g/L。沖洪積細(xì)土平原區(qū)潛水含水層，以砂質(zhì)層為主，層厚3 m～50 m。地下水埋深一般1.5 m～3.0 m，深者達(dá)二十幾米，滲透性不一，滲透系數(shù)為0.3 m/d～36 m/d。單井涌水量每日幾立方米到幾百立方米。礦化度一般每升3 克到幾十克。斷裂南側(cè)承壓水頂板埋深小于50 m，北側(cè)頂板埋深大于50 m，含水層透水性、富水性都好于潛水含水層，滲透系數(shù)20 m/d，導(dǎo)水系數(shù)為1210.18 m2/d，單井涌水量一般為150 m3/d～700 m3/d。大部地區(qū)礦化度小于1.0 g/L。車(chē)爾臣河谷沖積細(xì)土平原區(qū)地下水，含水層水量貧乏，水質(zhì)差，為高礦化地下水。

3 地下水賦存條件分析

3.1 若羌縣地下水賦存條件和水化學(xué)特征

（1）地下水分布

若羌縣沿線植物防護(hù)段（DK7+999～DK80+430、DK112+840～DK124+000），起止樁號(hào)范圍內(nèi)植物防護(hù)共78.649 km，采取打井抽地下水灌溉，水文地質(zhì)勘探深度100 m～200 m，該段共布置22 眼鉆探井，平均3.5 km一眼。鉆探資料揭示了沿線地下水賦存于第四系沖洪積物的孔隙之中，潛水含水層分布較穩(wěn)定，在200 m揭露厚度內(nèi)，由于潛水水位埋深變化較大，含水層厚度變化也比較大，一般為50 m～150 m。DK7+999～DK80+430段若羌縣城至瓦石峽一帶，含水層為單一結(jié)構(gòu)的礫砂，灰黃色，成份以長(zhǎng)石、石英、云母為主，顆粒不均，砂質(zhì)不純，間夾2 mm～20 mm的顆粒約35%，大于20 mm的約占5%，含少量粉黏粒，巖芯呈散狀，中密，2.0m以上稍濕。地下水水位埋藏深度隨地形坡度變化比較大，潛水埋深一般為8 m～85 m，最深可達(dá)195 m，地下水礦化度一般大于2 g/L，下部潛水水質(zhì)好于上部潛水。

（2）潛水水水化學(xué)特征

CL·HCO3·SO4-Na·Ca型水：若羌段鐵路沿線含水介質(zhì)主要為礫砂～細(xì)砂，含水介質(zhì)顆粒較小，水力坡度相對(duì)小，鐵干里克鄉(xiāng)一帶地下水礦化度0.74 g/L，局部地下水化學(xué)類型為CL·HCO3-Na·Ca型，礦化度相對(duì)較低，一般為1.5 g/L～2.5 g/L。

整體來(lái)看隨著含水層隨深度增大，地下水礦化度呈降低趨勢(shì)。

3.2 且末縣地下水賦存條件和水化學(xué)特征

（1）地下水分布

且末縣防護(hù)段75.139 km，采取打井抽取地下水灌溉，水文地質(zhì)勘探深度100 m～200 m，該段共布置22 眼鉆探井，平均3.4 km一眼。鉆探資料揭示了沿線地下水賦存于第四系沖洪積物的孔隙之中，潛水含水層分布較穩(wěn)定，鉆孔揭露厚度一般為120 m～150 m，含水層厚度變化不大，一般為100 m～130 m。含水層為單一結(jié)構(gòu)的粉砂—中砂，巖性主要為細(xì)砂或粉砂，粉砂一般為淺灰黃色以下青灰色，顆粒不勻，砂質(zhì)不純，成份以石英、長(zhǎng)石為主，巖芯呈散狀，中密，4.50 m以上稍濕，4.50 m～5.70 m潮濕，一般5.0 m以下飽和，細(xì)砂一般為青灰色或灰黃色，砂質(zhì)不純，成份以石英、長(zhǎng)石為主，巖芯呈散狀，巖芯呈散狀，中密，飽和。130 m以下局部出現(xiàn)少量粉土層。

沿線處于細(xì)土平原下部，地下水水位埋藏深度較淺，潛水埋深一般為1.6 m～4.6 m，地下水礦化度一般大于2 g/L，下部潛水水質(zhì)好于上部潛水。

（2）潛水水水化學(xué)特征

地下水進(jìn)入綠洲細(xì)土平原區(qū)，水流減緩，漸趨停滯，在徑流途中溶解可溶鹽份，使SO42-、Cl-、Na+增加，在恰瓦勒墩

下游至塔體讓大橋一帶，地下水埋深一般1 m～3 m，礦化度一般1 g/L～3 g/L，地下水類型為SO4·Cl-Na·Mg型水。

3.3 地下水質(zhì)分析

本次對(duì)鐵路沿線地帶不同深度共取15組地下水簡(jiǎn)分析水樣，平均1 組/2.36 km，分析結(jié)果見(jiàn)表1。根據(jù)水質(zhì)簡(jiǎn)分析表可以看出，同一深度不同地帶的水質(zhì)有所差異，不同深度的水質(zhì)也不相同。其地下水水質(zhì)基本能夠滿足沿線植物固沙體系灌溉用水的水質(zhì)要求。

表1 巴州段植物防護(hù)段水質(zhì)簡(jiǎn)分析匯總表

4 地下水可供水量計(jì)算

4.1 地下水類型及開(kāi)采條件

鐵路沿線植物防護(hù)范圍地下水的類型、分布特征及開(kāi)采條件概況等如下：

①若羌至塔特勒克（DK0+000～DK41+200）

位于山前傾斜平原中部，地層為細(xì)圓礫，礫砂、（粉）細(xì)砂，潛水位大于50 m，含水層為細(xì)圓礫、礫砂、細(xì)砂，單井出水量100 m3/d～1000 m3/d，水質(zhì)簡(jiǎn)分析報(bào)告顯示地下水礦化度為2 g/L～8 g/L。

水文地質(zhì)勘探深度150 m～200 m，深160 m的勘探孔，72 m～156 m為過(guò)濾器，直徑0.18 m，抽水試驗(yàn)穩(wěn)定水位58.6 m，降深4.9 m，鉆孔出水量146.8 m3/d。

②塔特勒克至塔什薩依（DK41+200～DK112+750）

位于山前傾斜平原中下部，地層為礫砂、粉砂等，潛水位一般4 m～33 m，在瓦石峽河床處為0.3 m～4 m，淺層地下水礦化度一般1 g/L～10 g/L，局部10 g/L～60 g/L。深層地下水礦化度0.7 g/L～3 g/L。

水文地質(zhì)勘探深度150 m～200 m，過(guò)濾器直徑0.18 m，位于47 m～60 m以下，抽水試驗(yàn)降深1.6 m～5.8 m，鉆孔出水量181.4 m3/d～293.8 m3/d。

③塔什薩依至依木拉克（DK112+750～DK145+400）

位于沙漠區(qū)，位于沖洪積平原區(qū)前緣，地層為細(xì)砂、中砂、粉砂等，潛水位1 m～10 m，含水層巖性以細(xì)砂為主，淺層地下水礦化度3 g/L～9 g/L，深層地下水礦化度2 g/L～6 g/L。

水文地質(zhì)勘探深度120 m，過(guò)濾器直徑0.18 m，位于60 m以下，降深2.2 m～2.8 m，鉆孔出水量501.1 m3/d～554.3 m3/d。

④依木拉克至三十七團(tuán)（DK145+400～DK281+800）

位于車(chē)爾臣河沖積、沖洪積平原，地層為粉砂、細(xì)砂、礫砂、細(xì)圓礫、粉土，含水層巖性為細(xì)砂、礫砂、細(xì)圓礫，潛水位0.1 m～4 m，個(gè)別約10 m，淺層地下水水質(zhì)極差，礦化度一般4 g/L～16 g/L，高者達(dá)185.4 g/L；深層地下水礦化度0.8 g/L～3.76 g/L。

水文地質(zhì)勘探深度120 m～150 m，過(guò)濾器直徑0.18 m，位于44 m～52 m 以下，降深1.0 m～2.3 m，鉆孔出水量216.0 m3/d～271.9 m3/d。

⑤三十七團(tuán)至布滾魯克（DK281+800～DK337+700）

位于沙漠區(qū)，沖洪積平原區(qū)前緣，地層巖性為粉土、粉砂、細(xì)砂等，含水層類型為潛水，局部有微承壓水，含水層巖性以粉砂為主，地下水位埋深1 m～7 m，單井出水量100 m3/d～1000 m3/d，富水性弱至中等，潛水礦化度10 g/L～50 g/L，局部大于50 g/L，下部潛水水質(zhì)好于上部潛水，微承壓水水質(zhì)優(yōu)于潛水水質(zhì)。

水文地質(zhì)勘探深度120 m～180 m，深150 m的勘探孔，其地下水礦化度2.12 g/L。

4.2 地下水可開(kāi)采量的確定

從水文地質(zhì)條件看，評(píng)價(jià)區(qū)位于沖積細(xì)土平原區(qū)，地下水補(bǔ)給比較穩(wěn)定，總補(bǔ)給資源量為1830.3萬(wàn)m3/a；根據(jù)本次調(diào)查評(píng)價(jià)成果，含水層滲透系數(shù)在0.57 m/d～4.37 m/d，涌水量300 m3/d～3000 m3/d，開(kāi)采條件一般。

本次采用開(kāi)采系數(shù)法計(jì)算可開(kāi)采量，若羌河流域、車(chē)爾臣河流域可開(kāi)采系數(shù)為0.60。經(jīng)計(jì)算，評(píng)價(jià)區(qū)地下水可開(kāi)采量為1063.97萬(wàn)m3/a。計(jì)算公式：

Q允=Q補(bǔ)·σ=1830.3×104m3/a×σ=1098.18×104m3/a式中：Q開(kāi)采為地下水可開(kāi)采量，104m3/a；σ為開(kāi)采系數(shù)（無(wú)因次）；Q補(bǔ)為地下水總補(bǔ)給量，104m3/a。

表2 植物防護(hù)段地下水可開(kāi)采量計(jì)算匯總表

5 結(jié)語(yǔ)

和若鐵路位于塔克拉瑪干沙漠的南緣，線路由東向西走行，所經(jīng)區(qū)域風(fēng)沙侵害嚴(yán)重，需建設(shè)起一條綠色長(zhǎng)廊，達(dá)到防風(fēng)固沙作用。通過(guò)分析探討，鐵路沿線水環(huán)境較好，水質(zhì)滿足作物生長(zhǎng)需求，地下水可開(kāi)采量達(dá)1098.18×104m3/a，水量充足，為項(xiàng)目建設(shè)提供了水源支撐。