DST水源地开采地下水对环境地质的影响评价

王柱和

（新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐830091）

1 基本情况

DST山间洼地东西宽5～12km，南北长约28km，地形总体为西北低、东南高，向西北倾斜。地表岩性自南东向北西为上更新统洪积砂砾石、粉土等，洼地中北西向冲沟较为发育。洼地东、西、南、北四面环基岩山体，只在西北与东北角发育2条小冲沟，向洼地外排泄地下水。在该洼地的南东部发育WLBLK沟，地表年径流量约为1.64×106m3，由南东方向流入洼地。该沟在出山口进入洼地平原区河道基本干枯，只有在暴雨洪水季节有少量地表水径流进入北部洼地区入渗补给地下水。

2 水源地开采规模及开采量分析评价

根据水源地的水文地质勘察成果，规划在洼地中上游区拟建年开采地下水量1.7×106m3/a的水源地（4 658m3/d），属小型水源地。井群设计开采井10眼，井深100～110m，终孔直径不小于600mm，管径325mm。单井提水量为63m3/h，预计抽水水位降深小于10m，单井单位涌水量大于1.62L/（s·m）[1]。

水源地开采期拟定为6～8年，为短期临时开采水源地。通过水源地水文地质勘察，水源地布井区地下水补给量约3.99×106m3/a，可开采量为2.11×106m3/a，水源地年开采地下水量约占地下水补给量的42.65%，占地下水可开采量的80.47%[2]。

地下水埋深大于6m区由于没有潜水蒸发，野生植被完全靠降水生存，因此，水源地开采运行后对该区域的天然植被影响较小。

3 水源地开采后地下水浅埋区水位变化预测

由于洼地区域内人烟稀少，基本为原始荒漠状态，水源地设计开采量又很小，因此，水源地建成投入运行后，不会产生地面沉降、地裂缝等问题。主要的环境地质问题是洼地北部地下水埋深小于6m区的地下水位将产生短期的少量下降，该区的天然植被可能会受到一定程度的影响。下面主要考虑从水源地建成运行后，洼地北部地下水浅埋区地下水水位下降方面进行计算分析及预测评价。

3.1 地下水浅埋区不同开采年水位下降值估算

拟定在水源地年开采地下水1.7×106m3/a（4 658m3/d）时，利用解析法按照不同开采典型年，分析计算预测水源地开采在1a、3a、6a、8a、10a、15a、20a、30a不同开采期下，水源地布井区开采地下水对北部地下水浅埋区地下水位下降的影响程度，并对北部地下水浅埋区（水位埋深小于6m区）的野生植被生长情况进行分析预测。为此，在北部浅埋区等埋深6m线、3m线、1m线上不同位置分别选取了5个、4个、8个，共17个点进行计算分析预测。

计算分析公式选择潜水含水层完整井非稳定流泰斯公式[3]：

式中，S为计算点水位降深值，m；K为含水层渗透系数，取7.56m/d；Q为水源地日平均开采量，为4 658m3/d；H为开采区含水层厚度，取60m；r为计算点至水源地开采中心距离，m；α为含水层给水度，0.15；t为抽水时间，d；W（u）和u分别为井函数及自变量，通过查泰斯井函数表确定。

3.2 地下水浅埋区不同开采年水位变化分析

3.2.1 地下水水位下降值分析

通过计算成果分析可知（见表1），由于洼地北部地下水浅埋区（埋深0～6m）距离水源地开采中心较远（≥4900m），规划水源地年开采地下水量1.7×106m3/a（4 658m3/d）实施运行后，开采第1年对地下水浅埋区水位无影响；水源地开采6年后，地下水埋深小于6m区水位下降最大值仅为0.209m；水源地开采8年后，地下水埋深小于6m区水位下降最大值仅为0.324m。水位下降值较少，不会对洼地浅埋区野生植被产生大的影响。

表1开采状态下地下水位下降最大值预测m

3.2.2 地下水水位下降速率分析

从计算成果分析可知（见表2），水源地开采第1年对地下水浅埋区水位无影响。从开采第2年开始随着水源地开采期的增加，洼地内地下水浅埋区的地下水下降速率成逐年增加的趋势，至开采期第8年达到最大值为0.057m/a。从第9年开始地下水浅埋区的地下水下降速率逐年减小，地下水水位逐渐趋于稳定，至开采期第30年地下水下降速率最大值减小为0.027m/a。

表2开采状态下地下水位下降速率最大值预测

4 水源地开采运行后对地下水浅埋区生态的影响分析

根据有关研究成果，温带干旱荒漠区天然野生植被生长适宜的地下水埋深为1.5～4m[4]。随着水源地开采期的增加，地下水水位逐年下降值与下降增加值均较小。水源地开采运行8年后北部地下水浅埋区地下水位下降最大值为0.324mm，下降值很小；开采至第8年水位下降速率最大值0.057m/a，从第15年开始地下水水位下降速率逐年减小，水位逐渐趋于稳定。ST水源地为一临时供水水源地，年供水量1.7×106m3，预计开采年限6～8年。水源地集中开采地下水运行期间，对地下水浅埋区的野生植被生长影响极小，不会造成该区生态环境恶化，水源地停止运行后，这种不利影响将逐渐消失。

从另一个角度来分析，洼地内地下水浅埋区现状土壤盐渍化程度较为严重，天然植被生长较差，覆盖度较低，适量的开采地下水降低该区地下水位，夺取地下水浅埋区潜水无效蒸发量，有助于改良土壤盐渍化，有利于盐渍化土壤区天然植被的生长。