(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830091)

吐鲁番盆地是新疆天山东部南坡的一个山间盆地，呈南北高，中部低的特征，是典型的封闭式盆地。为了解我国西北地区主要城市及其周边区域的地下水污染现状，本文以吐鲁番盆地为研究对象，在野外调查和分析的基础上，并参考相关研究成果[1-6]，对吐鲁番盆地的含水层特征、区域地下水的补径排特征以及地下水的水化学特征进行了分析，并对区内地下水资源的开发和利用现状进行了分析，进而为后期该地区地下地下水资源的开发利用提供理论基础和科学依据。

1 区域概况

1.1 气象

吐鲁番盆地1986～2010年年内气温1月最低，7月最高，气温年较差40℃～47.5℃。春秋两季气温变化剧烈，尤其是春季，月升温速度在10℃左右。吐鲁番盆地的托克逊县、吐鲁番市、鄯善县夏季平均炎热日数(最高气温≥35℃日数)分别为92 d、98 d和71 d；酷热日数(最高气温≥40℃日数)分别为29 d、34 d和13 d，最高气温分别为48.0℃、47.8℃和46.5℃，冬季最低气温分别为-24.6℃、-25.2℃和-24.7℃。吐鲁番盆地降水量分析选用了山区和平原区共12个站点，实测资料最长的从1952～2010年，最短的1992～2000年。吐鲁番盆地降水量等值线基本为南北走向，山区降水量等值线大致与山脉走向一致。降水量与海拔高度成正比关系，海拔高降水量大，海拔低降水量小。

1.2 水文

吐鲁番盆地内共发育有大小河流14条，属于博格达山水系的河流有：白杨河、大河沿、塔尔朗、煤窑沟、黑沟、恰勒坎、二塘沟、柯柯亚和坎儿其等河沟，属于天格尔山水系的河流有：柯尔碱沟、艾维尔沟、阿拉沟，属于觉罗塔格山水系的河流有：祖鲁木图沟、乌斯通沟。

1.3 地形地貌

吐鲁番盆地南北高，中部低，是典型的封闭式盆地。“三山”为北部的博格达山、南部的天格尔山和觉罗塔格山、中部的盐山～火焰山；“两盆”为被盐山～火焰山分隔开的吐鲁番北盆地和南盆地；东部为库姆塔格沙漠。

吐鲁番盆地地貌按形态类型可分为山地、平原和沙漠，按成因类型可分为侵蚀构造作用、构造剥蚀作用和堆积作用(洪积、冲洪积、湖积、化学沉积、沼泽沉积、风积和冲～风积)。

2 区域地下水动态特征分析

2.1 主要含水层特征

根据地下水储存介质、地下水动力特征、不同含水层系统之间的转化关系等，并结合本次调查与评价工作的需要，将吐鲁番地下水类型简单概化成三大类型及相应的亚类：松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水、基岩裂隙水、冻结层水(如表1)。主要含水层及分区叙述如下：

表1 吐鲁番盆地地下水类型划分及分布特征统计一览表

2.2 区域地下水补径排特征

吐鲁番盆地地下水流动系统，从水流空间来看可分为补给区、径流区和排泄区三个部分，垂向上由第四系含水岩系的浅层含水岩组和深层含水岩组组成，该含水岩系底板为隔水的新近系、古近系。它们的地下水流场特征有明显的差异，其中：第四系含水岩组中的浅层含水层具有水交替强烈，短循环周期的特点；第四系含水岩组中的深层承压含水层，具有水交替缓慢、中等循环周期的特点。

2.2.1 地下水的补给

盆地平原区地下水的补给来源主要包括河道渗漏补给、山区河谷潜流的侧向流入补给以及大气降水入渗补给。自20世纪60年代以来，在人类开采地下水能力增强和地表水引水工程引水逐渐增多的作用下，盆地平原地下水的补给方式由降水入渗补给、河道渗漏补给和河谷潜流补给变为增加了渠道渗漏补给和田间灌溉补给和田间灌溉回归补给。由于山区与平原区之间的地层主要为第三系相对隔水的泥岩，因此，山区与平原区之间的接触面可认为是隔水边界，没有山区地下水的侧向流入补给。降水入渗多集中在北部博格达山、西部天格尔峰、南部库木塔格山山前一带，补给方式多为暴雨形成的洪水在山前戈壁滩上渗入补给地下水。

盆地北部的博格达山、西部的天格尔峰、南部的库木塔格山等山区中的主要河流形成的冲洪积扇。冲洪积扇透水性强，侧向潜流补给条件极佳，是接受山区河谷潜流流入补给的主要地段，构成了平原区地下水强大的补给来源之一，基本代表了天然条件下山区河谷潜流的真实情况。

2.2.2 地下水的径流

受盆地地形、地貌等因素控制，径流方向基本与地形坡度的方向相一致，由北向南径流。北盆地的地下水流入南盆地后向艾丁湖和以艾丁湖为中心的地下水浅埋区汇流。南盆地的南部山区降水稀少，只有暴雨形成的洪水才对地下水形成有意义的补给，因此南部觉罗塔格山山前洪积扇地下水不会形成向艾丁湖的径流。地下水的径流主要形成于艾丁湖的西部、北部、东部三个地区。

2.2.3 地下水的排泄

浅层地下水的蒸发排泄量，取决于地下水的埋藏深度、地下水水面以上地层的岩性。沿盐山、火焰山北麓分布的水位埋深小于5 m的细土带分布面积则非常小，虽有蒸发，但蒸发量是很小的。南盆地的艾丁湖是吐鲁番盆地地表水和地下水的汇集地，在环艾丁湖地区，细颗粒地层分布面积非常广泛：西部到伊拉湖乡，北部到近火焰山山前，东部靠近库木塔格沙漠区。细颗粒地层分布区地下水位埋藏小于5 m的地区面积比较大，故潜水蒸发量比较大，主要集中于春季、夏季和秋季。由于地下水的长期蒸发，盐份富积于地表，在环艾丁湖附近一带形成结晶的芒硝、盐碱地等。盆地中地下水的排泄途径以实际开采量(包括机井、坎儿井)、潜水蒸发及平原泉水排泄为主要排泄方式。其中坎儿井和机井成为盆地中地下水开采的主要排泄方式。

2.3 地下水水化学特征

平原区地下水化学类型具条带状分布规律。山前砾质平原区以HCO3·SO4型水为主，向细土平原及湖积平原依次变为SO4·HCO3型、SO4·Cl型、Cl·SO4型和Cl型水，地下水溶解性总固体含量从小于1 g/L逐渐上升至100 g/L以上。

3 地下水资源开发利用现状评价

目前的吐鲁番盆地，在地下水的开发利用上以机电井为主，坎儿井、泉为辅。机电井开采的地

下水用于农田灌溉、农村自来水(农村人畜用水)，也用于工业生产，其中吐哈油田的开采也有地下水的功劳。坎儿井的地下水用于生态绿化、农田灌溉、以及农村居民生活。

随着机电井的大面积施工和使用，坎儿井的水量受地下水位变动的影响，出水量受到了严重影响，很多坎儿井出水量降低其价值也随着降低，随之而失去维护，干涸以至废弃，而机电井的数量和地下水的开采量都呈现出逐年增长的势头。吐鲁番盆地在用的农灌机电井总计达到了5 732眼，机电井主要分布于吐鲁番盆地的绿洲区，平均井点分布密度为2.5眼/km2，在达朗坎乡、恰特卡勒乡井点最高的分布密度已经达到了4眼/km2。

经过调查统计出：2010年吐鲁番盆地各行业地下水总用水量为11.891 0×108m3。

按用水行业分类：农业用水量为7.824 4×108m3(占比65.80%)、工业用水量为0.246 4×108m3(占比2.07%)、生活用水量为0.221 4×108m3(占比1.86%)，其它用水(生态、坎儿井排水)3.598 8×108m3(占比30.27%)。

按开发利用方式分类：吐鲁番盆地的机电井的地下水开采量为8.292 3×108m3(占比69.74%)、坎儿井为1.407 9×108m3(占比11.84%)、自流井为0.283 5×108m3(占比2.38%)、泉水为1.907 3×108m3(占比16.04%)。

按行政区划分类：吐鲁番盆地吐鲁番市的地下水开采量为4.621 3×108m3(占比38.86%)，托克逊县为2.053 0×108m3(占比17.27%)，鄯善县为5.216 7×108m3(占比43.87%)。

4 结语

(1) 根据地下水储存介质、地下水动力特征、不同含水层系统之间的转化关系等，将吐鲁番盆地地下水类型划分为：松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水、基岩裂隙水、冻结层水。吐鲁番盆地地下水接受来自北部博格达山、西部天格尔山的冰川水及少量大气降水补给，以蒸发、机井、坎儿井、侧向径流以及人工开采等形式排泄，最终排泄区为艾丁湖。

(2) 平原区地下水化学类型具条带状分布规律。山前砾质平原区以HCO3·SO4型水为主，向细土平原及湖积平原依次变为SO4·HCO3型、SO4·Cl型、Cl·SO4型和Cl型水，地下水溶解性总固体含量从小于1 g/L逐渐上升至100 g/L以上。

(3)目前的吐鲁番盆地，在地下水的开发利用上以机电井为主，坎儿井、泉为辅。机电井开采的地下水用于农田灌溉、农村自来水(农村人畜用水)，也用于工业生产。坎儿井的地下水用于生态绿化、农田灌溉、以及农村居民生活。

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