疏勒河流域地下水位变化分析

2014-04-28郝玉萍

水利建设与管理 2014年3期

郝玉萍

(甘肃省疏勒河流域水资源管理局，甘肃玉门 735211)

1 流域概况

疏勒河为甘肃省第二大内陆河，流域总面积2.41万 km2，位于东经 96°15'～98°30'、北纬39°40'～41°00'之间。流域属半沙漠干旱性气候，平均风速2.3m/s，年平均气温6.90℃，年蒸发量2897.70～3042.60mm，年降水量47.40～63.40mm，降雨年内分布极不均匀，主要集中在6～10月，约占全年降水量的60%。年平均日照时数为3056.40h，年平均相对湿度为46%，最冷时冻土深度为1.32m。

2 流域水文地质

昌马洪积扇:属粗颗粒的砂卵砾石单一结构，是地下水的主要补给径流区。潜水的埋深与含水层厚度变化一致。

玉门～踏实盆地:潜水含水层属第四系全新统的亚黏土、亚砂土和砂层，厚度一般5～10m，在南北及山区边缘小于5m。承压水顶板埋深大多在8～12m。

瓜州盆地:瓜州东部的孔隙水为中粒含水层的单一潜水结构，层厚15～20m，水位埋深4～6m。中部和西部则为细粒含水层和黏性土隔水层的双层结构，上部为潜水，下部为承压水。水量除南部丰富外其余均属中等。

花海盆地:砾石平原区，地下及田间灌溉入渗，其补给量约占盆地地下水总补给量的11%，在盆地南部地下水由南向北径流的同时，水位埋深大于20m，地下水位向北东方向径流，水量丰富。细土平原区为孔隙潜水—承压水，具有双层结构。

流域内昌马灌区位于玉门—踏实盆地、双塔灌区位于瓜州盆地、花海灌区位于花海盆地，这三大盆地为3个相对独立的水文地质单元。

3 地下水运动方式

地下水通过补给和排泄，完成运动过程。

3.1 地下水补给方式

在昌马洪积扇顶部以河(渠)的形式大量入渗，渗漏量达50%以上，入渗量占盆地地下水补给量的80%左右。到细土平原区，地下水补给原则主要为灌溉渠系在含水层内部还存在由浅部向深部的径流，北部深层地下水又由深部向浅部移动，顶托补给上层潜水［3］。大气降水和疑结水入渗补给量很小，一般忽略不计。

3.2 地下水排泄方式

第一排泄方式为灌区农田灌溉提水;次大用水量为生活、生产用水;同时，一部分水以地面蒸发、植物蒸腾、地下径流等方式泄出本区。

4 地下水位变化分析

1993年、1998年、2001年，流域昌马灌区、双塔灌区、花海灌区开始建地下水位观测点。现对流域2001～2009年的观测数据进行分析。

4.1 地下水运行规律分析

地下水受重力影响向下游流动，一旦灌区某地点地下水被提取，上游地下水将会向下游流动对其进行补充。如果流域长时间补给量小于排泄量，地下水位因得不到补充而逐年下降。在地下水受重力作用不断向下游移动时，地下水位高的水位点会最先显示出下降趋势，水位最高点下降最大，第二水位高点次之，依此类推。

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4.2 地下水位变化趋势分析

昌马灌区地下水位最高点昌2，多年平均地下水位为1513.92m，比其地面高程低16.02m(见表1、图1)。昌马灌区排名在前的3个高水位点水位埋深之和为34.80m，占全部测点水位埋深总和64.88m的54%，出现了最大水位埋深点，正好符合地下水受重力作用向下游运动规律，说明昌马灌区地下水位变化趋势是由于地下水补给量小于排泄量造成的，地下水失衡明显。

表1 昌马灌区最高水位与最低水位幅度差单位:m

图1 昌马灌区地下水位与地面高程

双塔灌区地下水位最高点是双 CG1(见表2、图2)，多年平均地下水位1254.59m，比其地面高程低2.93m。双塔灌区排名前3个高水位点水位埋深之和为10.07m，占全部测点水位埋深总和96.67m的10%，没有出现高水位埋深点，地下水位总体上没有较大变化，说明地下水补给量与排泄量均衡。

表2 双塔灌区最高水位与最低水位幅度差单位:m

续表

图2 双塔灌区地下水位与地面高程

花海灌区地下水位最高点是花CG6，多年平均地下水位为1268.25m，比其地面高程低35.97m(见表3、图3)。花海灌区排名前3个高水位点水位埋深之和为60.02m，占全部测点水位埋深总和80.21m的75%，出现了最大水位埋深点，正好符合地下水受重力作用向下游运动的规律，说明花海灌区地下水位变化趋势是下降的，这是由于地下水补给量小于排泄量造成的，地下水失衡严重。

表3 花海灌区最高水位与最低水位幅度差单位:m

图3 花海灌区地下水位与地面高程

4.3 地下水位均衡分析

根据水文地质部门提供的参数、系数，通过地下水补给量与排泄量平衡计算，地下水位变化分析情况如下:

4.3.1 参数(表4)

表4 均衡计算参数取值

4.3.2 系数

昌马水库—昌马大坝河水入渗系数0.90;昌马大坝处向昌马戈壁弃水入渗率取0.68;洪水入渗率0.68;灌区渠系干、支、斗综合利用率满足0.53。

4.3.3 计算公式

式中 Q渠渗——渠系入渗补给量;

Q渠引——渠口引水量;

α——渠系利用率。

表5 昌马灌区年地下水平衡分析

昌马灌区地下水年补给量4.48亿m3，地下水年排泄量4.59亿m3，补给量比排泄量少0.11亿m3，补给不足，地下水位总体将呈下降趋势(见表5)。

表6 双塔灌区年地下水平衡分析

双塔灌区地下水年补给量2.06亿m3，地下水年排泄量2亿m3，补给量比排泄量多0.06亿m3，基本均衡，地下水位将不会有太大变化(见表6)。

花海灌区地下水年补给量为0.61亿m3，地下水年排泄量为0.59亿m3，地下水补给量比排泄量少0.02亿m3，补给量不足，地下水位总体将呈下降趋势(见表7)。

表7 花海灌区年地下水平衡分析

以上计算，从理论上分析了地下水下降的原因，进而说明高水位点最先受到影响而出现最大水位埋深的现象。

5 地下水水位影响因素分析

5.1 内因分析

水文地质构造对地下水位影响。地下孔隙水间有毛细现象，土壤颗粒间孔隙越小，吸水能力就越强，水位上升;孔隙越大，吸水能力就越弱，水位下降。砂层和砾石层，因土壤颗粒间孔隙较大，蓄水能力差，地下水位上升高度较低。黏土、亚黏土，由于土壤颗粒孔隙较小，水位上升较高。因而，水文地质构造对地下水位有一定影响。

昌马灌区和花海灌区处于戈壁周边，上游均为砂层和亚砂土，中、下游是细土平原为亚黏土，双塔灌区处于细土平原区，土质为黏性土，具备了毛细现象基本条件。昌马灌区前3个最大水位埋深和后9个较小水位埋深、双塔灌区所有测点水位埋深、花海灌区前3个最大水位埋深和后3个较小水位埋深，都符合毛细现象。这说明不同地质条件一定会影响地下水位的埋深，出现上、下游水位埋深相差悬殊的现象。