吐鲁番盆地地下水系统划分及其特征研究

2016-04-14李崇博郭新谷留洋

地球 2016年8期

关键词：平原区第四系吐鲁番

■李崇博郭新谷留洋

（1新疆维吾尔自治区地质调查院新疆乌鲁木齐830011；2新疆大学地质与矿业工程学院新疆乌鲁木齐830046）

吐鲁番盆地地下水系统划分及其特征研究

■李崇博1郭新2谷留洋2

（1新疆维吾尔自治区地质调查院新疆乌鲁木齐830011；2新疆大学地质与矿业工程学院新疆乌鲁木齐830046）

本文以吐鲁番盆地地下水系统作为研究对象，运用地下水系统理论对该盆地的地下水系统进行了划分。根据地下水系统划分原则和依据，将研究区划分为1个一级地下水系统，6个二级地下水系统，4个三级地下水系统，8个四级地下水系统。

系统边界系统划分地下水系统吐鲁番盆地

1　研究区概况

吐鲁番盆地是典型的“三山夹两盆”的封闭式盆地。吐鲁番盆地北部为博格达山；南部为天格尔山和觉罗塔格山；中部为盐山-火焰山，将吐鲁番盆地分为吐鲁番北盆地和吐鲁番南盆地；东部为库姆塔格沙漠吐鲁番盆地总体地势呈现南部和北部高，中部低的特征。吐鲁番盆地水系均发源于西、北部中高山区，补给来源为冰雪融水和山区降水，径流方向从山区到平原区，最后进入盆地中心（艾丁湖）。吐鲁番盆地内共发育有大小河流14条。吐鲁番盆地内赋存有丰富的第四系松散岩类孔隙水、新近系、古近系碎屑岩类孔隙裂隙水。

根据以往研究成果，该盆地水文系统和水循环系统的形成演化模式和运行机制［1］与塔里木［2］、准格尔以及额济纳等盆地［3］具有相似的特征。因此，本文以吐鲁番盆地地下水系统作为研究对象，结合国内近年来不同地区地下水系统划分方法的研究，针对其独特的水文地质条件，将地下水含水系统进行划分，为科学评价吐鲁番盆地的地下水资源提供了理论依据。

2　吐鲁番盆地地下水系统划分

2.1地下水系统边界的确定

（1）一级地下水系统边界的确定。一级地下水系统的划分主要依据地表水分水岭边界，吐鲁番盆地地下水大系统的边界类型为地表水分水岭边界。

（2）二级地下水系统边界的确定。二级地下水系统在一级地下水系统划分的基础上，重点考虑了一级地下水系统内部的几种边界类型，其主要包括：①地表水分水岭边界；②地下水分水岭边界；③流面边界；④隔水边界。

（3）三级地下水系统边界的确定。三级地下水系统在二级地下水系统划分的基础上，重点考虑了地质构造形成的火焰山隆起，包括的主要边界类型有：①地表水分水岭边界、②流量边界、③河谷流量边界和④隔水边界等。

（4）四级地下水系统边界的确定。四级地下水系统边界在重点考虑二、三级地下水系统内的山区与平原区界线后，依据山区与平原区含水介质的差异性来确定的，包括的主要几种边界类型有：①流量边界、②河谷流量边界和③隔水边界等。

2.2地下水系统分区结果

根据各级地下水系统的划分原则以及各级地下水系统边界条件的确定，在综合考虑研究区地形地貌、区域地质背景以及水文地质条件的基础上，重点对研究区地下水含水系统特征进行分析，通过综合研究，将吐鲁番盆地划分为1个地下水大系统（一级系统）、6个地下水系统（二级系统）、4个地下水亚系统（三级系统）和8个地下水子系统（四级系统）。

2.3地下水系统分区特点

（1）阿拉沟-白杨河地下水系统（Ⅰ1）。该系统位于吐鲁番盆地西部，系统总面积16009.8km2，其中山区（Ⅰ11）占11780.8km2，平原区（Ⅰ12）占4228.9km2。

阿拉沟-白杨河山区地下水子系统（Ⅰ11）以基岩山区为主，包括博格达山南麓达坂城地区，白杨河-天格尔峰分水岭一带基岩山区和却勒塔格山北麓托克逊县境内的基岩山区。阿拉沟-白杨河平原区地下水子系统（Ⅰ12）以第四系冲洪积砾质倾斜平原及细土平原为主，包括白杨河、阿拉沟两河流域内的冲洪积平原，以及系统东部的（冲）湖积平原区。

（2）大河沿-柯柯亚河地下水系统（Ⅰ2）。该系统贯穿了吐鲁番盆地南北，位于盆地中部，总面积19127.3km2，其中北盆地地下水亚系统（Ⅰ2-1）占8780.7km2，南盆地地下水亚系统（Ⅰ2-2）占10346.5km2。

大河沿-柯柯亚河北盆地地下水亚系统（Ⅰ2-1）分为山区地下水子系统（Ⅰ2-11）与平原区地下水子系统（Ⅰ2-12）两部分，山区面积为5245.2km2，平原区面积为3535.5km2。

大河沿-柯柯亚河南盆地地下水亚系统（Ⅰ2-2）分为山区地下水子系统（Ⅰ2-21）与平原区地下水子系统（Ⅰ2-22）两部分，山区面积为7825.0km2，平原区面积为2521.5km2。山区地下水子系统（Ⅰ2-21）以基岩为主，包括却勒塔格山北麓的吐鲁番市至鄯善县一段山区。平原区地下水子系统（Ⅰ2-22）以第四系冲洪积细土平原、湖积平原为主。

（3）坎儿其河地下水系统（Ⅰ3）。该系统位于吐鲁番盆地东北部，该系统总面积为6985.7km2，其中坎儿其河地下水亚系统（Ⅰ3-1）占5878.4km2，下巴哥-七克台山南地下水亚系统（Ⅰ3-2）占1107.3km2。

坎儿其河地下水亚系统（Ⅰ3-1）又分为山区地下水子系统（Ⅰ3-11）与平原区地下水子系统（Ⅰ3-12）两部分，山区面积为1742.2km2，平原区面积为4136.2km2。山区地下水子系统（Ⅰ3-11）以基岩山区为主，包括博格达山南麓的坎儿其河流域及西盐池洼地与平原区之间的基岩山区。平原区地下水子系统（Ⅰ3-12）以第四系冲洪积砾质倾斜平原及细土平原为主，包括坎儿其河流域及其以东的山前泉水补给区。

下巴哥-七克台山南地下水亚系统（Ⅰ3-2）以第四系冲洪积砾质倾斜平原为主。

（4）西盐池盆地地下水系统（Ⅰ4）。该系统位于吐鲁番盆地东北角，总面积219.4km2。西盐池盆地的四周山区为基岩裂隙含水层，中部为第四系单一孔隙潜水含水层，分布面积较大，下部为第四系多层结构潜水承压水含水层，分布面积较小。

（5）库姆塔格沙漠地下水系统（Ⅰ5）。库姆塔格沙漠区组成了库姆塔格沙漠系统，该系统位于吐鲁番盆地中部，面积2017.9km2，是世界上距离城市最近的沙漠。沙漠区上覆风积砂，分布有潜水及浅层承压水，下伏新生界孔隙裂隙含水层。

（6）库姆塔格东地下水系统（Ⅰ6）。该系统位于吐鲁番盆地东南角，西接大河沿-柯柯亚河南盆地山区地下水子系统（Ⅰ2-21）及库姆塔格砂漠地下水系统（Ⅰ5），东临一级系统分区下的吐鲁番盆地地下水大系统（Ⅱ）。行政隶属于鄯善县，东部边缘一带延伸至吐鲁番地区，面积8734.1km2。系统中部及南部大面积地区为石炭系、泥盆系等隔水层或透水不含水层，北部地区主要为古近系-新近系隔水层。