新疆乌苏市地下水的补给、径流和排泄条件与动态特征

王建刚

(新疆维吾尔自治区塔城水文水资源勘测局，新疆 塔城834700)

乌苏市位于新疆维吾尔自治区北部准噶尔盆地的西南缘，天山支脉婆罗科努山和依连哈比尔尕山北麓，地理坐标东经 83°20＇～ 85°18＇，北纬 43°26＇～ 45°15＇。东与沙湾县、奎屯市、克拉玛依市接壤，西与精河县毗邻，北与托里县相接，南部与伊犁地区的尼勒克县以天山山脊线为界，总土地面积14870km2。本文主要阐述在此区域的地下水的补给、径流和排泄条件与动态特征

1 地下水的补给、径流和排泄条件

1.1 山区

南部山地的大气降水一大部分形成山区地表径流，一部分下渗形成基岩裂隙水，另一部分则以地表蒸发、植物蒸腾的方式回到大气中。而大气降水渗入形成的地下水(基岩裂隙水)在构造的控制下赋存、径流，一大部分在强烈侵蚀切割的沟谷中出露形成泉水，汇入河流以地表径流的方式排泄出山区，另一部分在沟谷河床下的松散堆积物中潜流或沿构造断裂节理破碎带、裂隙孔隙发育的碎屑岩层以侧向径流的形式进入平原区。在沟谷河床下松散堆积物中的潜流是山区地下水进入平原区的主要途径。

1.2 山前倾斜洪积砾质平原

南部山前倾斜洪积砾质平原的地下水在水平方向上接收山区地下水的侧向补给，在垂向主要接收河道水渗漏、渠系水入渗及前山带暴雨形成的洪水渗漏，由于地下水水位埋藏深，稀少的大气降水对地下水的补给作用不大。山区地下水的侧向补给、河道水、洪水渗漏是平原区地下水的重要补给源。洪积砾质平原地层颗粒粗大、孔隙大，且地形坡度较大，地下水径流强烈，是地下水的补给径流区。

1.3 冲洪积、冲积细土平原

冲洪积、冲积细土平原的地下水一方面接受山前倾斜洪积砾质平原地下水的侧向补给，另一方面灌区内渠道水、水库水、田灌水的渗漏补给也是该地带地下水主要的补给源。山前倾斜洪积砾质平原地下水的侧向补给是细土平原区中深部承压水的最主要补给源，灌区内渠道水、水库水、田间灌溉水的渗漏主要补给浅部潜水。下伏承压水对上覆潜水进行顶托越流补给。

1.4 沙漠

佐顿爱力生沙漠的下伏地层与上游四棵树河、古尔图河冲积细土平原和下游冲湖积细土平原在沉积岩性、岩相上基本无大的差别，是地下水的径流区。

1.5 冲湖积细土平原

冲湖积细土平原是乌苏市平原的下游区，地下水主要接受佐顿爱力生沙漠(南面)、奎屯河冲积细土平原(东面)的侧向径流补给，由于潜水位埋藏浅，潜水的蒸发蒸腾作用强烈，且地形较为平坦低洼，地下水径流滞缓，是地下水的排泄区。奎屯河的下游河道吉尔尕郎河排泄冲湖积细土平原的地下水。

1.6 地下水补给、排泄趋势

南部山地是地下水的主要形成区，乌苏市平原的地下水资源主要来自南山山区。南部山前冲洪积砾质平原是地下水的主要补给径流区，腹部的冲积、冲湖积平原则是地下水的径流排泄区和排泄区。

奎屯河冲积平原的地下水在接受南山水系的补给后，由于受车西鼻状构造隆起的影响，并不是简单地向现代最低的基准面—艾比湖区流泄，而是各地段有不同的情况，东段地下水从南向北径流，直至128团、126团绕过车西鼻状构造隆起，转向西沿吉河而下，向西径流排泄;中段四棵树河冲积平原地下水向北偏西径流，越过佐顿爱力生沙漠直至吉河，然后转向西偏南径流排泄;西段地下水总的径流趋势是从南向北逐渐转向西或西偏南流入艾比湖地区。

综上所述，乌苏市平原的地下水主要来自南山山区地下水的侧向补给、山前倾斜洪积砾质平原上的河道水及洪水渗漏、渠系水入渗补给，稀少的大气降水对地下水的补给作用不大;灌区内渠道水、水库水、田间灌溉水的渗漏主要补给潜水。地下水的总体流向在吉河以南地区为由南向北，在吉河地带为自东向西。地下水排泄主要为潜水蒸发蒸腾与人工开采。

2 地下水动态特征

2.1 潜水动态

乌苏市平原区潜水动态可分为三种类型即水文型(渗入径流型)、人工型(渗入开采型)、气象型(渗入蒸发型)。

2.1.1 水文型动态

水文型动态主要反映在区内的冲洪积扇区，地下水主要补给源为奎屯河、四棵树河、古尔图河等河水以及渠水的入渗补给，故河水流量的变化决定着地下水动态，尤其是赋存于单一结构卵砾石层中的潜水动态。

据位于奎屯河老龙口南8km以及奎屯河大桥北3km东岸奎屯监狱两处的长观资料看，地下水动态曲线一般为单峰型。每年6-9月份奎屯河洪峰期到来，地下水得到河水渗漏的补给量大，地下水位上升;9月份奎屯河洪水期结束，地下水水位达到最高点，随后至翌年4月份地下水水位下降，4-6月份奎屯河河水流量较小，水量被引水龙口引走，河道没有泄水，地下水得不到补给，水位下降至最低。地下水水位峰值的变化与河水流量有明显的对应关系。但随着距河床远近不同，各地峰值出现的时间及变幅亦不相同，具有距河愈远滞后期愈长，变幅愈小;反之，则滞后期愈短，变幅愈大的特点。到河流中下游地带则与河水径流分配关系明显减弱。

2.1.2 人工型动态

1)地下水位持续下降

在冲洪积扇区，随着水利工程的日益完善和地下水开采量的增加，地下水位呈下降趋势。根据2000年-2009年地下水位观测资料的对比，由于长期开采地下水，乌苏市区及其附近地区地下水下降了1.05～1.56 m，平均每年下降0.26～0.31 m/a。从地下水多年变幅来看，冲洪积扇上部年变幅较缓，多年平均变幅也相对较小;冲洪积扇缘地带地下水年变幅较大，多年平均变幅也较大。地下水位下降的原因分析如下:

(1)随着水利工程的兴建以及渠系防渗措施的提高，由山口引入灌区的水量逐年增加，河道弃水逐年减少，渠系渗漏也逐年减少，地下水的补给量也呈逐年下降的趋势，使地下水位逐年下降。

(2)由于城镇工农业及人口的发展，工业及生活用水逐年增加，地下水开采量逐年加大，因而引起城区附近地下水位逐年下降。

2)地下水位上升

此现象主要产生于灌区下游，由于地下水开采条件较差，浅层地下水水质较差，地下水开发利用程度相对较低，灌溉用水完全利用地表水，由于排水措施跟不上，排水条件差，导致灌排失衡，使地下水位逐年上升，如 125、126、127、128团下游团场。

2.1.3 气象型动态

气候变化对水位埋深小于5 m的潜水动态变化有一定影响，每年11月份到翌年3月份的负温季节，降水量呈固态，封冻了地表，地下水缺乏垂直入渗补给和蒸发蒸腾的排泄，水位处于较稳定状态。3月份以后，随着气温升高，地表积雪融化渗入补给地下水，使得地下水水位有所抬升，出现一个明显的峰值。5-7月份随着蒸发不断加强及农灌抽水量的明显增加，地下水水位持续下降，出现一个谷值，7月份以后蒸发及开采量逐渐减少，水位持续上升，由于受冬灌水的影响，在9-10月份，地下水水位升至最高点，随后又呈下降趋势，11月份至翌年2月份，水位基本稳定。

综上所述:从潜水水位年内变幅特征来看，对于水位埋深较深的地区，地下水动态特征一般为水文型动态;水位埋深较浅的地区，潜水动态主要为气象型动态。所有地下水动态都受人类活动影响而呈现人工型动态。

冲洪积扇区地下水多年动态主要受水文和开采的影响。随着地表水的利用率越来越高，渠道引水量逐年增加，渠道防渗程度越来越高，导致地下水的补给量逐年减少，加之地下水开采量的逐年增加，其水位呈逐年下降趋势。年均降幅0.3 ～0.58 m/a。

冲洪积平原中上部即312国道以北至柳沟水库、奎屯水库的地带，该区多为各乡镇的机井开采区，地下水动态主要受人工开采的影响。由于近几年大量开采地下水，使水位降幅呈逐年增大趋势，尤其是东部甘河子镇地下水开发利用强度较大，使得该区地下水水位下降较快，多年平均变幅在0.96～1.62 m之间;西部哈图布呼镇一带，地下水水位多年平均下降在0.3 m/a左右。

冲洪积平原下部即柳沟灌区、车排子灌区，由于地下水天开采量较小，其地下水动态主要受气象因素的影响。

2.2 承压自流井流量动态

乌苏市平原区承压自流区分布广泛，承压自流井较多，自流量有从南向北由大变小和以河道为中轴向东西两侧逐渐变小的规律。表明含水层富水性因水系分布和地貌部位不同而有所差异。从建井初期与数年后的自流量多年变化情况来看，井的自流量衰减较大。许多自流井已不自流而报废。现有自流井长观点的自流量均在逐年下降。四棵树镇、哈图布呼镇自流井流量下降幅度较大，而吉尔格特郭楞乡、百泉镇、甘河子镇自流井流量下降幅度相对较小。