吐鲁番市2017年地下水变化与特征分析

2019-11-22木娜瓦尔买买提

陕西水利 2019年10期

关键词：吐鲁番市第四系盆地

木娜瓦尔·买买提

（新疆维吾尔族自治区吐鲁番水文勘测局，新疆吐鲁番 838000）

1 地下水埋藏分布及含水层特征分析

1.1 含水层结构与厚度

（1）吐鲁番北盆地

从地质剖面调查情况来看(图1)，北盆地第四系分布区海拔在250 m～1200 m之间，地形坡度较陡，一般在30‰～40‰。第四系沉积厚度一般在300 m～500 m之间，最大沉积厚度大于750 m。第四系厚度南北向的变化规律为:在北部山前小于50 m逐渐过渡到盆地中心大于750 m，再向南受火焰山隆起的影响，厚度逐渐又变为小于50 m，可以看出北盆地中部第四系厚度大，到盆地边缘，厚度逐渐变薄。

图1 北盆地勘探剖面位置图

（2）吐鲁番南盆地

南盆地第四系厚度一般在200 m～600 m之间。在南盆地西部托克逊地区，大部分第四系厚度都在200 m～600 m之间，只有山区与平原交界处，第四系厚度从大于400 m过渡到小于50 m。在南盆地中部由北向南，第四系厚度从小于50 m过渡到大于500 m，然后又逐渐过渡到小于50 m。在南盆地东部，第四系厚度在200 m～300 m之间。南盆地三面环山，从山前到盆地中心艾丁湖区，地层岩性由卵砾石和砂砾石逐渐过渡到粗砂、中砂、细砂、粉土和粘土等。

1.2 含水层富水性

吐鲁番盆地地下水按水量极丰富、水量丰富、水量中等、水量贫乏、水量极贫乏，可分为北盆地单一结构潜水含水层、北盆地多层结构潜水-承压水含水层、南盆地单一结构潜水含水层、南盆地多层结构潜水-承压水含水层等5个层次。按单井涌水量评价，5个层次的富水性分别为＞5000 t/d、1000 t/d～5000 t/d，100 t/d～1000 t/d、10 t/d～100 t/d 和＜10 t/d。

2 地下水动态监测井布设

2017年吐鲁番市监测区潜水监测井总数27眼，其中：高昌区8眼、鄯善县9眼、托克逊县10眼。监测井网基本涵盖了吐鲁番市各区县内平原绿洲区主采层位的浅层地下水开采区。监控总面积约3442.8 km2，其中，高昌区1394.4 km2、鄯善县1350.6 km2、托克逊县697.8 km2，分别占总监控面积的40.5%、39.2%和20.3%，井网密度为118 km2/点，基本满足《地下水监测规范》（SL 183-2016）要求。

2017年吐鲁番监测区内地下水监测点总计27个，其中，已安装地下水位信息采集传输一体化设备的有11个，每天自动采集地下水位、水温数据，并采用GPRS无线远程传输方式将监测数据自动上报到监测中心；人工监测点位16个，每月监测4次，基本满足国家《地下水监测规范》(SL I83-2005)的技术要求。

3 降水量分析

降水量是地下水的重要补给水源，现分两个区域对2017年降水量进行分析。

3.1 平原区降水量

2017年度各站点年降水量与上年同期比，鄯善县辟展乡、高昌区艾丁湖乡骆驼刺草原、三堡乡等雨量站分别偏多9.1 mm、9.3 mm、27.6 mm外，其余各站均减少，减少幅度在0.1 mm～48.4 mm之间。

3.2 前山区降水量

从雨量站点分布上看，各站点实测年降水量，自北部前山区向平原区方向随海拔高程增高而逐步递减趋势，而平原区内降水量较少。与上年同期比，库米什、柯柯亚水库、甘沟盐场路、乌斯通沟、胜金乡苏仑沟、鄯善县二塘沟、托县黑山矿区等11个雨量站年降水量均有偏少，减少幅度1 mm～148.3 mm之间。

总体来看，2017年吐鲁番盆地内降水稀少、蒸发量大。降水量山区大于平原，东部大于西部，北部大于南部，降水量主要集中在夏季，属少雨干旱苦水年份。

4 监测区浅层地下水水位动态分析

4.1 地下水位动态特征

地下水动态变化规律一般随地表径流量的变化而变化，根据2017年吐鲁番市监测区地下水动态类型分区及浅层地下水水位动态数据分析显示：

（1）地下水水位下降区（降幅＞0.5 m）面积约1585 km2，占监控面积的46%；与上年同期相比，下降区面积增加了836 km2，其面积占监控总面积的24.3%。说明地下水位变化较上年出现良性特征。

（2）地下水水位相对稳定区（变幅在-0.5 m～0.5 m）的面积为1210 km2，占监控总面积的35.1%；与上年同期相比，地下水稳定区萎缩558 km2，占监控总面积的16.2%。其中，稳定区面积有所扩大，与往年相同，局部区域强下降的动态特征基本消失。

（3）地下水水位上升区（升幅＞0.5 m）面积647 km2，占监控面积的18.8%；与上年同期相比，地下水上升区萎缩278.3 km2，占监控总面积的8%。说明地下水变化较上年出现良性特征。

总之，随着近年来吐鲁番市对农业种植结构的大力调整，地下水开采力度得到有效控制，使地下水变化呈现出逐步稳定或部分区域略有回升的趋势。

4.2 地下水蓄变量动态分析

受降雨影响，统计时段内（2016年12月～2017年12月）吐鲁番市地下水监测区地下水水位平均降幅0.13 m，地下水储存量较上年同期减少了1923.8万m3。地下水储存量减少速率较上年同期略有缓解。

4.3 吐鲁番市地下水多年动态特征

根据2007年12月至2017年12月10年间埋深资料统计，吐鲁番市监测区平均每年下降0.49 m，其中高昌区、鄯善县、托克逊县分别下降0.32 m、0.75 m、0.29 m。根据吐鲁番市28眼监测井（潜层水）10年埋深资料统计，时段末平均埋深在3.64 m～124.94 m，多年累计降幅0.20 m～34.03 m，每年平均降幅在0.02 m～3.40 m之间（除了个别站点上升外）；其中，地下水位呈持续下降的态势的有24眼站点（占85.7%）；地下水位略有上升或呈相对稳定的状态的站点有4眼（占14.3%）。见图2～图4。

统计时段内，降幅最大的监测点为鄯善县吐峪沟英买里1队监测井，累计下降34.03 m；第二位是高昌区恰特咯勒乡塘努尔11队监测井，累计下降13.10 m；第三位的是鄯善县达浪坎乡阿扎提村监测井，累计下降8.68 m；其余21眼监测井十年间水位均下降10 m以下，其中，累计降幅5 m～10 m的有3眼（占12.5%）；累计降幅5 m以下的18眼（占79.1%），有5眼监测井水位稍有回升。

图2 高昌区亚尔镇西沟1队Ⅱ1-5埋深过程线图

图3 鄯善县电力公司Ⅱ2-2井埋深过程线图

图4 托克逊县夏乡喀格恰克村Ⅱ3-1井埋深过程线图

5 超采区地下水动态分析

5.1 超采区的划定依据

依据水利部颁布的《地下水超采区评价导则》（SL 286-2003）中的有关规定，用以下两种超采区划定分级标准来划分吐鲁番的地下水超采区。

（1）按超采区面积可划分以下四级。地下水超采区面积不少于5000 km2为特大型地下水超采区；地下水超采区面积少于5000 km2且不少于1000 km2为大型地下水超采区；地下水超采区面积少于1000 km2且不少于100 km2为中型地下水超采区；地下水超采区面积少于100 km2为小型地下水超采区；

（2）按超采程度可将各级超采区划分为一般超采区和严重超采区两种。根据上述规定，用地下水动态分析法来确定超采区，即将监测区地下水水位年均持续下降速率在1.0m或1.0m以上的区域划定为严重超采区。

5.2 超采区的地下水动态特征

本次地下水超采区范围的划定依据：根据2007年12月～2017年12月的地下水多年平均降幅来划定超采区范围，见表1。

表1 吐鲁番市地下水超采区地下水动态统计表

由各区县地下水超采区动态统计资料可知，吐鲁番市监测区总面积为3442.8 km2，其中超采区面积为3093 km2，占监测区总面积的89.8%，一般超采区面积为2558.1 km2，严重超采区面积为534.9 km2，其余均不属于超采区，所以，总体上可确定吐鲁番市为大型地下水超采区。

（1）高昌区

高昌区监测区总面积约1394.4 km2，其中超采区面积约为1187.2 km2，占监测区总面积的85.1%，均属地下水超采区，其中一般超采区面积为823.1 km2、严重超采区面积为364.1 km2，分别占高昌区监测区总面积的59%、26.1%，严重超采区主要分布在恰特卡勒乡以东至三堡乡曼古布拉克村区间（主要是喀拉霍加村一带）。该监测区地下水水位年均降幅均在1 m以上，说明该地区地下水补给不平衡。因此，高昌区地下水超采区可确定为大型超采区。

（2）鄯善县

鄯善县监测区总面积约1350.6 km2，其中超采区面积为1208 km2，均属地下水超采区，其中一般超采区面积约1037.2 km2，严重超采区面积为170.8 km2，分别占鄯善县总监测区面积的76.8%、12.6%。严重超采区主要分布在吐峪沟乡的北部区域(主要是吐峪沟英买里一带)和鲁克沁镇部分地带，该监测区地下水水位年均下降速率均在1 m以上。因此，鄯善县地下水超采区可确定为大型超采区。

（3）托克逊县超采区

据托克逊县10眼监测井历年地下水资料计算分析，2007年～2017年间地下水埋深均以下降为主，多年累计降幅度在0.35 m～6.79 m。经量算其面积约697.8 km2，属一般超采区。该监测区地下水水位年均下降速率1 m以下。因此，托克逊县地下水超采区可确定为小型超采区。