新疆某油田水文地质特征及地下水环境影响分析

魏哲齐

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七0一队，新疆昌吉 831100）

1 工程概况

1.1 地形地貌

本工程位于哈尔克他乌山南侧山前倾斜砾质平原，整体地势北西高，南东低，地形略有起伏，海拔1780～2100 米，坡降一般30～35‰，纵向沟谷发育，宽度5～50米不等，夏季暴雨季节形成散流或片流，植被发育。

1.2 气象和水文

工程区属于典型的温带大陆性干旱气候，以干旱少雨为主要特征，日照充足、空气干燥，气温较低，昼夜温差悬殊。四季特点是日照夏季长、冬季短、春季升温慢，常有倒春寒出现。工程区内无地表水系，但季节性冲沟发育，在冲洪积平原区多形成短程宽浅型冲沟，暴雨形成的洪水对工程区内冲沟有一定的冲刷侵蚀作用。

1.3 地层

根据施工的地下水监测井及收集区域资料显示，工程区内地层主要为第四系上更新统洪积层和下伏第三系基岩地层。第四系上更新统洪积层分布广泛，岩性依次为粉土、卵砾石、砂砾石及含砾中砂，100米深度内层厚未揭穿。

1.4 地质构造

工程区地处天山地槽褶皱中部，包括天山地槽褶皱带和塔里木地台两个大地构造单元。北部属南天山地向斜褶皱带的哈雷克套复背斜，中部为地槽与地台过渡带的库车山前坳陷，南部边缘属塔里木地台。

2 水文地质特征

2.1 水文地质条件

工程区地下水类型主要为松散岩类孔隙水，地下水水位埋深较大，100 米深度内仅1 眼井见地下水，地下水水位87.10 米，含水层厚度12.90 米，含水层岩性含砾中砂，其余井未见地下水，属透水不含水层。本次工作通过双环渗水试验测得包气带粉土渗透系数0.0566～0.116 米/日，包气带卵砾石渗透系数5.665～9.541 米/日；钻孔注水试验测得砂砾石渗透系数2.81～4.23 米/日；钻孔抽（注）水试验测得含砾中砂渗透系数0.52～0.84 米/日。工程区属于典型的温带大陆性干旱气候，年均降雨量仅95.6 毫米，而蒸发量则大于1500毫米，地下水的形成条件差，有限的大气降雨补给在未形成地下水补给量前，在地表径流过程中就以蒸发殆尽，局部可形成托顶潜水，但由于第四系厚度较大，在入渗过程得以耗尽，所以地下水在含水层中径流滞缓，富水性差。

2.2 地下水的补径排条件

工程区位于山前倾斜砾质平原上游，地下水补给来源主要为库尔归鲁克河侧向补给、灌区灌溉入渗补给及大气降水补给，季节性变化较大。工程区地下水总体由北西向南东径流，但蒸发量远远大于降雨量，地下水补给极差，有限的补给量一部分在地表径流及垂直入渗过程中就已蒸发殆尽，一部分通过植物蒸腾排泄，很难形成稳定的地下含水层。

2.3 地下水化学特征

本次工作在工程区内及上下游共采集地下水样品3件。经水质检测分析，地下水水质中pH 为6.88～6.93；矿化度491～623 毫克/升，属淡水；水质中CaCO3浓度为183～269 毫克/升，为微硬水，水化学类型为HCO3•SO4-Ca型水。

3 水文地质试验

3.1 抽水试验

根据地层岩性及成井结构可知，地下水监测井所揭露的含水层地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水，含水岩性为含砾中砂，钻孔未揭穿第四系潜水底板，由此判定为潜水非完整井。

K——试验岩土层的渗透系数(m/d)；Q——涌水量(m3/d)；H——含水层自然时厚度(m)；h——含水层抽水时厚度(m)；S——水位降深(m)；l——过滤器长度(m)；R——影响半径(m)；r——钻孔内半径(m)。

抽水试验计算得出，工程区含砾中砂渗透系数0.84米/日。

3.2 注水试验

钻孔常水头注水试验适用于渗透性比较大的壤土、粉土、砂土和砂卵砾石层，本次试验段地层为砂砾石和含砾中砂，适用于钻孔常水头注水试验。由于监测井内未见地下水位，试验段位于地下水位以上，且50＜H/r＜200、H/l≤l 时，可采用以下公式计算试验土层的透水系数：

K——试验岩土层的渗透系数(m/d)；Q——注水流量(m3/d)；l——试段长度(m)；H——试验水头(m)；r——钻孔内半径(m)。

注水试验3组试验水头计算得出，工程区砂砾石渗透系数2.81～4.23 米/日，含砾中砂渗透系数0.52米/日。

3.3 渗水试验

本次双环渗水试验计算包气带渗透系数采用公式如下：

K——试验土层渗透系数（m/d）；Q——内环稳定的渗入水量(m3/d)；F——内环底面积（m2）；Z——内环中试验水头（m）；Hk——毛细上升高度（m）；L——试验结束时水的渗入深度（m）。

双环渗水试验计算过程中，包气带岩性主要为粉土、卵砾石，当环内试验水头（Z）为10厘米时，其水力坡度I=（Hk+Z+L）/L，由于毛细上升高度（Hk）及环内试验水头（Z）相对于L很小，所以I值趋近于1。

渗水试验计算得出，工程区包气带粉土垂向渗透系数为0.0566～0.116 米/日，卵砾石垂向渗透系数为5.665～9.541米/日。

4 地下水环境现状评价

4.1 监测项目

参照《地下水监测技术规范》（HJ/T164-2004）以及本工程潜在污染特征因子，地下水环境现状监测项目为：嗅和味、肉眼可见物、pH、色度、浊度、溶解性总固体、总硬度、氟化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、耗氧量、氨氮、六价铬、氰化物、硫化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、总大肠菌群、菌落总数、汞、砷、硒、铜、锌、铅、镉、铁、锰、钠、铝、碘化物、三氯甲烷、四氯化碳、苯并[a]芘、蒽、苯并[b]荧蒽、苯、甲苯、邻二甲苯、间、对二甲苯、乙苯、苯乙烯、萘、荧蒽等47个项目。

4.2 评价标准

本次采用《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）中的Ⅲ类标准进行评价，地下水Ⅲ类标准中没有的项目参照《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）进行评价。

4.3 地下水环境现状评价

综合评价结果显示，工程区上游地下水监测井、工程区内地下水监测井及工程区下游地下水监测井水质较好，各项指标均符合国家《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）中的Ⅲ类标准要求。

5 地下水环境影响分析

工程区地处哈尔克他乌山南侧山前倾斜砾质平原，整体地势北西高，南东低，地层主要为第四系上更新统洪积层和下伏第三系基岩地层，第四系岩性依次为粉土、卵砾石、砂砾石及含砾中砂，层厚未揭穿。地下水类型为松散岩类孔隙水，地下水水位埋深87.10 米，各土层渗透系数一般为0.52～9.541 米/日，富水性弱。工程区地下水补给来源主要为库尔归鲁克河侧向补给、灌区灌溉入渗补给及大气降水补给，年均降雨量仅95.6毫米，而蒸发量则大于1500毫米，地下水的形成条件差，垂直补给路径较长，有限的大气降雨补给在未形成地下水补给量前就因蒸发或入渗过程得以耗尽。因此工程区内油井开发建设和生产运营过程中产生的固体废物和污水，在大气降水淋滤作用下形成混合污水和生活污水入渗在未来得及补给地下水之前就已蒸发或消耗殆尽，不易对深埋的地下水环境造成影响。同时通过本次地下水环境现状监测数据显示，工程区上下游地下水水质较好，各项均符合国家《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）中的Ⅲ类标准要求。