库车县地下水位与水质统测分析

库尔班江·依提

（阿克苏水文勘测局,新疆 阿克苏 843000）

库车县属典型内陆性北温带干旱气候,年平均降水量135.2 mm,降雨不足。境内虽然有十余条河流,但大多干枯,仅有4 条常年有水,均消失于平原荒漠,区域社会经济发展用水主要依靠地下水。为全面掌握库车县地下水情况与变化特征,需对库车县地下水情况进行统测分析。

1 统测范围及目的

地下水统测工作是在停止地下水开采时段内,利用机井监测数据对区域内地下水进行调查分析的方法,调查内容包括地下水位、水质和区域分布变化等。库车县地处塔里木盆地台北缘的塔里木台坳区之北部的坳陷带内,总面积14602.95 km2。由于地表水均为内陆河水系,极度匮乏,地下水资源在库车县社会经济发展中起着重要作用。为了更好地了解库车县地下水情况,现对地下水进行统测。库车县地下水水位、水质统测工作范围,为库车县行政辖区主要地下水开发利用的渭干河、库车河平原地区,统测面积近3400 km2。

2 地下水水位统测

2.1 水位统测站布置

库车县现有水位（质）监测井16 眼,根据《地下水监测规范》（SL 183-2005）水位统测站的布设应为同一区域内监测站总数的 3~5 倍要求,库车县水位统测站布设数应在48~80 处,现有站点难以满足监测需求。

为全面掌握库车县地下水情况,在现有16处监测站的基础上,从控制区域地下水水位和绘制等水位线的角度出发,本次在库车县北部塔里木河灌区及牙哈镇东部的荒漠区均布设了一定数量的水位统测站,具体站点布设情况为：玉奇吾斯唐乡8个,依西哈拉乡10个,雅克拉镇2个,牙哈镇24个,乌尊镇10个,乌恰镇10个,齐满镇16个,哈尼哈塔木镇13个,墩阔坦镇21个,比西巴格乡13个,阿拉哈格镇15个,阿克吾斯唐镇15个,库车镇5个,克其里克农场1个。统测站分布见图1。在野外调查中,共完成水位统测163 站次,满足规范要求的统测站布设密度规定。

图1 库车县统测站分辖区分布统计图

从统测站在水文地质单元的分布上看,163 处统测站遍布了库车县渭干河、库车河冲洪积平原的地下水补给径流区,即冲积扇上部。大多分布在渭干河、库车河冲洪积平原的地下水径流-排泄区,即库车县的主要灌区地带,还有部分分布在库车河、塔里木河冲洪积平原的地下水排泄区,如牙哈镇东部荒漠区、哈尼喀塔木乡南部地域,可较全面反映库车县境内主要地下水开发利用区的埋深、水位变化特征。

2.2 统测数据合理性分析

在野外调查时,地下水埋深是采用标准测绳进行测量的,由于统测区地下水埋深普遍不大,163 处统测数据中,有129个显示地下水埋深＜10 m,占全部地下水埋深统测数据的79.1%,埋深10 m~30 m统测站22 处,占统测站总数的13.5%,因此,在利用测绳进行埋深测量时,发生误测的概率很小。在后期进行数据整理时,根据各统测站在1∶5 万纸质地形图上的位置,逐一进行复核,即所有数据应符合上游埋深大于下游的常理,地形平坦区域地下水埋深不应发生剧烈变动的一般性规律。统测站位置采用现场GPS定位法确定,在大比例尺1∶2.5 万国家测绘地形图上,用直线内插法将每个统测站高程求出,然后减去地下水埋深,得到地下水位值。

从以上分析可以看出,水位统测的3 项关键数据,统测站地理位置、地下水埋深、统测站高程通过野外质量控制、室内整编分析、复核等手段,其精度满足工作要求。

2.3 统测数据代表性

库车县地下水目前主要用于农业灌溉、工业生产和居民生活用水。在调查时段内,农业灌溉尚未开始,调查区域没有用于灌溉的地下水开采量,部分季节性生产的工业企业也没有开采地下水,正常用水的只有居民生活用水,因此调查数据受地下水开采的影响较小,可以反映库车县非开采期地下水埋深、水位特征。由于库车县为南疆重镇,城市用水量较高,因此在城市建成区测量的地下水水位会受到开采的影响。

2.4 地下水水位、埋深分布特征

库车县北高南低,受地形地貌、河流补给及地质构造的影响,库车县北部地下水水位高于南部。库车河出山口成强搅拌站至牙哈镇克日西一大队一带,潜水水位1090 m以上,潜水埋深在冲洪积扇的轴部＞50 m,冲洪积扇下部的西翼和东翼,潜水埋深在10 m~30 m之间变化。而在冲洪积扇轴部,由于河流补给形成地下水水位隆起带。库车县城以北,潜水埋深亦随着微地形的变化而变化,即地势高处潜水埋深较大、地势低洼处潜水埋深变小。在库车河冲洪积扇,上部潜水流向基本为南北向。

渭干河冲洪积扇的轴部,渭干河龙口至玉奇吾斯塘乡栏杆村一带,潜水水位在1020 m左右,龙口附近埋深接近10 m,向南潜水埋深在5 m左右。潜水流向基本平行于河流走向。在库车县渭干河、库车河冲洪积平原,即阿克吾斯塘乡政府-乌尊镇买来锡-墩阔坦镇库车河引水口以北至冲洪积扇地区,潜水水力坡度变小,水位等值线间距加大,水位由1020 m下降至980 m。而在此带潜水水位最明显的表现是,受渭干河势大力强的影响,潜水流向逐渐由近南北向变为北偏西向,这种影响甚至延续到了牙哈镇东南荒地一带。

冲洪积平原区北部潜水埋深＞5 m,乌尊镇、牙哈镇沿314国道两侧,潜水埋深一般在10 m~20 m之间；跃进水库-比西巴格乡其尼巴格村一线以南,潜水埋深在5 m~10 m；而受开采的影响,统测时库车县城区潜水埋深在16 m~24 m,形成一个局部开采漏斗。冲洪积平原中、下部,渭干河区潜水埋深大部在3 m~5 m之间,库车河冲洪积平原潜水溢出带,潜水埋深1 m~2 m,溢出带以南潜水埋深则在2 m~5 m之间变化。

渭干河冲积平原区,阿克吾斯塘乡政府-哈尼喀塔木乡波斯坦巴扎一带,潜水埋深多为3 m~5 m,哈尼喀塔木乡波斯坦巴扎-羊艾日克一组一带,潜水埋深为2 m~3 m,再往南由于塔里木河冲积地形影响,地势有轻微抬高,潜水埋深则又变化为3 m~5 m。库车河冲积平原区,潜水埋深一般为3 m~5 m,墩阔坦乡以东局部地方为2 m~3 m。

从以上分析可知,库车县地下水水位呈现出西北高、东南低、地下水埋深北部大、南部小的总体特征。根据本次统测成果,在1∶5万电子地图上量算,库车县潜水埋深1 m~2 m的面积为176.4 km2,仅占库车县面积的6.2%,说明区域地下水埋藏较深。埋深分区面积见表1。

表1 库车县渭干河、库车平原潜水不同埋深面积统计表

2.5 地下水位与地下水的开发利用

监测数据显示,2000 年库车县地下水开采量为3916×104m3/a,开采的重点区域为渭干河、库车河冲洪积平原。据2017 年资料统计,库车县建成机电井476眼,地下水开采量9207×104m3,其中农田灌溉开采量5289×104m3,工业开采量1700×104m3,城镇公共用水量413×104m3,居民生活用水量1545×104m3,生态环境用水量260×104m3,机井分类情况见表2。

表2 2017年库车县地下水开采机电井统计表 单位：眼

统测结果显示,库车县潜水埋深＜5m的面积为2039.3 km2,＜1 m的面积为0。而2015 完成的《库车县地下水资源开发利用规划报告》显示,2011年3月,库车县地下水埋深＜5 m的面积为2420.7 km2,＜1 m的面积为160 km2。可见,随着库车县地下水开采量的不断增大,地下水位有所下降,2019 年库车县潜水埋深＜5 m的面积比2011 年减少381.4 km2,潜水埋深＜1 m的面积由2011 年的160 km2至2019 年已全部消失,应引起警觉。

3 地下水潜水水质统测

库车县现有水质监测站16 处,按规范要求,水位统测站布设总数应为16~48 处。根据库车县地形地貌、水文地质条件及地下水开发利用工程建设情况,在野外调查时,实际完成水质统测96 站次,采取了一定量的浅层潜水水样,即2 m~20 m潜水水样,也采取了中、深部潜水水样,满足规范要求的统测站布设密度规定。根据统测数据,总硬度达到Ⅲ类水类别的有56 组,矿化度值达到Ⅲ类水类别的有60 组,硫酸盐含量达到Ⅲ类水类别的有50 组,氯化物含量达到Ⅲ类水类别有69 组。根据以上结果,可知,库车县潜水水质达到Ⅲ类水类别大于50%,水质较差,特别是氯化物和总硬度等严重超标,不能直接饮用和灌溉。库车县潜水水质状况见表3。

表3 库车县潜水水质统测成果一览表

续表3

4 结语

本次地下水统测工作共完成水文地质调查面积6418 km2、调查路线长达789 km,完成地下水水位观测163 点计326 次,采集水样96 组,通过对库车县地下水水位、水质统测站点的布设以及统测数据探讨,得出库车县地下水埋深北部大、南部小的总体特征,地下水位呈下降趋势,浅层潜水面积较小,水质较差,不能直接饮用和灌溉,应该加强地下水资源保护,合理开发利用库车县地下水资源。