吐鲁番盆地平原区地下水潜力评价

张 晓，董宏志

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830091)



吐鲁番盆地平原区地下水潜力评价

张 晓，董宏志

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830091)

地下水是吐鲁番盆地的主要供水水源，近年来，随着地下水开采量的逐年增加，引发了一系列的生态环境地质问题，制约了盆地经济社会发展，甚至影响到了盆地的可持续发展。本文基于“新疆东疆煤炭基地地下水勘查吐鲁番-哈密盆地地下水勘查”项目研究资料和成果，以行政区为单元进行了盆地平原区地下水潜力评价。研究结果表明，吐鲁番盆地平原区地下水开采潜力系数为0.437 6，整体严重超采，无开采潜力。但空间分布不均，托克逊县的伊拉湖乡、博斯坦乡西部等局部地段还有一定的开采潜力。从分质供水的角度看，盆地平原区的地下淡水、微咸水已严重超采，无开发利用潜力，而咸水、盐水、卤水基本无人类开采，可适当扩大开采。该研究成果将有助于吐鲁番盆地地下水资源管理、规划和调配，为实现水资源优化配置、经济社会的可持续发展提供指导。

吐鲁番盆地；地下水；开采潜力；可持续发展

吐鲁番盆地拥有丰富的矿产、土地、光热、旅游等资源，是新疆重要的能源、化工、新型建材基地、特色农牧业生产基地和国内外知名的旅游目的地。盆地位于欧亚大陆腹地，降水稀少、蒸发强烈、水资源匮乏，匮乏的水资源已经成为制约吐鲁番社会经济发展的主要因素[1]。

地下水是盆地的主要供水水源，近年来，随着社会经济的高速发展，地下水开采量逐年增加，与地下水开采密切相关的地下水位持续下降、含水层疏干、湿地干涸、植被退化、水质恶化、土地沙化、风沙天气剧增等一系列生态环境地质问题随之而来，甚至已经影响到了区域的可持续发展[1]。

本文基于“新疆东疆煤炭基地地下水勘查吐鲁番-哈密盆地地下水勘查”项目研究资料和成果，以行政区为单元进行计算和分析，对整个吐鲁番盆地平原区地下水开发潜力进行评价。本研究成果将有助于吐鲁番盆地地下水资源管理、规划和调配，为实现水资源优化配置、经济社会的可持续发展提供指导[2]。

1 研究区概况

1.1 自然地理

吐鲁番盆地位于新疆中部偏东地区，为天山南麓的一个山间盆地。该盆地南北部高，中部低，是典型的“三山夹两盆”的封闭式盆地[1]。盆地地处亚欧大陆腹地，远离海洋，为典型的大陆性暖温带干旱沙漠气候。主要特点是干燥高温多风，盆地内年日照时数长，蒸发量大，降水量少，但局地性强[3]。

盆地内共发育大小河流14条，均发源于西北部中高山区，补给源为冰雪融水和山区降水，其径流方向由山区到平原，最后进入盆地中心(艾丁湖)内。吐鲁番盆地天然地表水总径流量为10.619 5×108m3[4]。

1.2 水文地质概况

吐鲁番盆地平原区广泛分布第四系松散岩类孔隙含水层。其中，北盆地以单一结构潜水含水层为主，含水层岩性以卵砾石、砂砾石为主；仅在南部的胜金乡和七克台镇一带有双层及多层结构的潜水-承压水(自流)含水层，含水层岩性以中粗砂和砂砾石为主；环南盆地四周以单一结构的潜水含水层为主，南盆地中部是以双层及多层结构的潜水-承压水(自流)含水层为主，含水层岩性以中砂、细砂和粉砂为主。盆地平原区地下水的主要补给来源是河道渗漏补给，其次是山区河谷潜流的侧向流入补给、大气降水入渗补给。

1.3 地下水开采情况

吐鲁番盆地平原区地下水开采以机电井为主，坎儿井和泉水为辅，2010年实测地下水开采量为10.396 2×108m3(见表1)。其中，托克逊县的地下水开采量为1.950 9×108m3(占比18.77%)，吐鲁番市为4.228 4×108m3(占比40.67%)，鄯善县为4.216 9×108m3(占比40.56%)；矿化度含量小于1 g·L-1的地下水开采量为7.721 2×108m3·a(占比74.27%)，1～3 g·L-1的地下水开采量为2.675 0×108m3·a(占比25.73%)，大于3 g·L-1的地下水基本未开采。

1.4 地下水可开采资源量

地下水可开采资源量，是指在一定技术、经济条件下，开采过程中不会诱发严重的环境问题，可以持续开采利用的地下水量[5]。本次利用实测或收集的含水层渗透系数、降水量、暴雨洪流量、河流径流量、渠道引水量、地下水开采量、暴雨洪流入渗补给系数、河道渗流补给系数等数据，采用均衡法、数值模拟法计算了盆地平原区2010年地下水可开采资源量。

经计算(见表1)，盆地平原区2010年地下水可开采资源量为4.549 9×108m3·a。其中，托克逊县为1.132 0×108m3·a，吐鲁番市为1.278 9×108m3·a，鄯善县地下水可开采量最高，为2.139 0×108m3·a。从水质分布来说，盆地内可开采资源以淡水(矿化度含量<1g·L-1)为主，其可采资源量为3.854 6×108m3·a(占比84.72%)；其次为微咸水(矿化度含量1～3 g·L-1)，其可采资源量为0.518 8×108m3·a(占比11.40%)；而咸水、盐水甚至卤水(矿化度含量>3 g·L-1)可采资源量为0.176 5×108m3·a(占比3.88%)。

2 盆地平原区地下水潜力评价

2.1 地下水潜力评价方法

地下水潜力是指地下水资源在开发利用的现状条件下，尚可挖掘的潜在供水能力，反映地下水资源的开采和利用方向。由地下水开采潜力和利用潜力两部分组成。本次依据《地下水潜力评价技术要求》(GWI-D4)[6]中的地下水潜力评价方法，按地下水潜力系数进行评价。评价时本文着重考虑开采潜力[包括微(半)咸水、咸水、卤水等的可扩大开采]，不考虑地下水利用潜力。具体方法如下：

1)地下水开采潜力系数

α=Q开资/Q开采

(1)

式中：Q开资为地下可开采资源量(108m3·a)；Q开采为地下水已开采量(108m3·a)；α为地下水开采潜力系数。

2)地下水开采潜力分级

考虑到吐鲁番盆地平原区地下水资源及其开采情况，参考《地下水潜力评价技术要求》(GWI-D4)[6]，依据表2对开采潜力系数计算结果进行评价分级。

2.2 盆地平原区地下水潜力评价

以2010年盆地平原区地下水可开采量和已开采量为基准，采用式(1)计算地下水开采潜力系数，并利用表2进行潜力评价分析。盆地平原区地下水开采潜力系数计算与评价结果见表1、表3和图1。

盆地平原区地下水开采潜力系数计算与评价结果表明，吐鲁番盆地平原区地下水开采潜力系数为0.437 6，整体严重超采，无开采潜力。但由于开采程度不同，开采潜力也表现出空间分布的差异性，总体规律为：盆地西部、北部和东部的山前冲洪积平原上部，由于地下水埋深较大，开采程度低，有开采潜力；向盆地中部，地下水严重超采，无开采潜力；到盆地南部的艾丁湖，由于地下水矿化度高(大于3 g·L-1)，地下水基本不开采，有开采潜力。

从行政区划上看，托克逊县开采潜力系数为0.580 2，严重超采，已无开采潜力。但伊拉湖乡、博斯坦乡西部，地下水开采潜力系数3.416 9，开采潜力大，可在考虑生态环境、不影响下游地下水开采的前提下扩大开采该区域地下水；吐鲁番市地下水开采潜力系数0.302 5，已严重超采。但大河沿镇和艾丁湖附近，地下水基本未开采，开采潜力大，胜金乡北部的单一结构潜水地带，地下水开采潜力系数为1.378 2，开采潜力较大，可在考虑生态环境、不影响下游地下水开采的前提下扩大对其的地下水开采；鄯善县平原区地下水开采潜力系数为0.507 2，整体超采严重，无开采潜力，但鄯善县城、七克台镇北部和迪坎儿乡南部的地带开采潜力系数4.406 8，有一定的开采潜力，可在考虑生态环境、不影响下游地下水开采的前提下扩大对其的地下水开采。园艺场开采潜力系数0.808 9，处于采补平衡和超采的临界状态，只能维持现状而不能扩大开采。

图1 吐鲁番盆地平原区地下水开采潜力系数分区

从分质供水的角度看，吐鲁番盆地平原区的地下淡水(矿化度含量小于1 g·L-1)、微咸水(矿化度含量1～3 g·L-1)已严重超采，无开发利用潜力，必须采取措施控制并逐年减小对其的开采。而咸水(矿化度含量3～10 g·L-1)、盐水(矿化度含量10～50 g·L-1)、甚至是卤水(矿化度含量大于50 g·L-1)基本无人类开采，开采潜力为0.176 5×108m3·a，可以在保证目前生态、环境条件不恶化的前提下，适当扩大开采。

表1 吐鲁番盆地平原区地下水开采潜力系数计算与评价表

表2 地下水开采潜力评价分级标准

表3 吐鲁番盆地平原区矿化度地下水开采潜力系数计算与评价表

3 结语

(1)吐鲁番盆地地下水宏观上已经严重超采，无开采潜力，必须采取措施控制并逐年减少超采地区地下水开采量。但由于开采程度不同，开采潜力也表现出空间分布的差异性，总体呈现盆地西部、北部和东部的山前冲洪积平原上部，有开采潜力，向盆地中部，地下水严重超采，无开采潜力，到盆地南部的艾丁湖，地下水基本不开采，有开采潜力的规律。

(2)从行政区划上看，托克逊县、吐鲁番市、鄯善县地下水均严重超采，无开采潜力。但托克逊县的伊拉湖乡、博斯坦乡西部，吐鲁番市的大河沿镇和艾丁湖附近，鄯善县城、七克台镇北部和迪坎儿乡南部等地带，有一定的开采潜力，可在考虑生态环境、不影响下游地下水开采的前提下扩大开采该地带的地下水。

(3)从分质供水的角度看，吐鲁番盆地平原区的地下淡水、微咸水已严重超采，无开发利用潜力，必须采取措施控制并逐年减小对其的开采强度。而咸水、盐水、卤水基本无人类开采，可以在保证目前生态、环境条件不恶化的前提下，适当扩大开采。

[1]张明江,刘娟,刘新新,等.新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查吐鲁番盆地地下水勘查报告[R].新疆：新疆地矿局第一水文工程地质大队.2013.1,34,389.

[2]钱永,张兆吉,费宇红,等.华北平原浅层地下水可持续利用潜力分析[J].中国生态农业学报.2014,22(8):890-897.

[3]蔡月梅,王文祥,张明江,等.吐鲁番盆地地表水与地下水主要化学成分的形成与演化[J].现代地质.2016,30(3):681.

[4]阿不力米提.阿不力克木.新疆吐鲁番盆地地表径流特征[J].冰川冻土.2014,36(3):717-723.

[5]中国地质调查局.水文地质手册[M]. 北京:地质出版社.2012.138.

[6]王贵玲,刘志明,陈浩,等.地下水资源调查评价技术方法汇编[M]. 北京:地质出版社.2010.146-154.

Evaluation of Groundwater Potential in Plain Area of Turpan Basin

ZHANG Xiao，DONG Hong-zhi

(No.1 Hydrogeology & Engineering Geology Exploration Team of XinJiang Geology & Mineral Bureau, Urumqi 830091, China)

Groundwater is the main water supply source in Turpan Basin. In recent years, with the increase of groundwater exploitation, a series of ecological and environmental problems have been triggered, which has restricted the economic and social development of the basin and even affected the sustainable development of the basin. Based on the research data and achievements of the groundwater survey of Turpan-Hami basin in Xinjiang Dongjiang coal base, this paper evaluates the groundwater potential of the basin plain area with the administrative area as the unit. The results show that the potential coefficient of groundwater exploitation in the plain area of Turpan Basin is 0.4376, the overall serious over-exploitation and no exploitation potential. But the spatial distribution of uneven, Toksun County, Lake Township, Bostan Township and other local areas there are some mining potential. From the perspective of quality water supply, the basin of plain water, brackish water has been seriously over-exploitation, no development and utilization potential, and salt water, salt water, brine is basically no human exploitation, may be appropriate to expand mining. The research results will contribute to the management, planning and deployment of groundwater resources in the Turpan Basin, and provide guidance for the sustainable development of water resources and the sustainable development of economy and society.

Turpan Basin；groundwater；exploitation potential；sustainable development

2017-02-23

新疆自治区人民政府与国土资源部合作“三五八”项目(2010005)

张晓(1984-)，女，陕西商南人，工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质相关领域的勘查工作。

P641.8

A

1004-1184(2017)02-0018-03