淖毛湖盆地水文地质特征分析

王振山

（新疆地矿局第二水文工程地质大队，新疆昌吉831100）

·地质与矿业工程·

淖毛湖盆地水文地质特征分析

王振山*

（新疆地矿局第二水文工程地质大队，新疆昌吉831100）

淖毛湖是典型的盆地平原，在盆地内广泛分布着多层结构的第四系松散岩类孔隙潜水和新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水，通过对该地区的地下水水文地质特征分析可为科学合理开发利用该地区地下水资源提供相应的科学依据。

淖毛湖；水文地质；水化学特征

1 概况

淖毛湖位于新疆哈密地区伊吾县北部73km处，距中蒙边境50km，人口约1万人，总面积8589.17km2，有宜农可耕土地18万亩，耕地面积4万多亩。

2 气象、水文

2.1 气象

淖毛湖是典型的盆地平原，具有得天独厚的水土光热资源，该镇年平均气温9.8℃，夏季极端最高气温43℃，冬季极端最低气温-31.2℃，日照时数3326h，平均无霜期180d，年降水量11.5mm，年蒸发量4378mm，平均大风天数100d，年沙暴20.9d。

2.2 水文

2.2.1 河流

伊吾河是区域内最大的长年性河流，发源于哈尔里克山，主要靠高山冰雪融水、夏季降雨及泉水补给为主。该河流域面积达1057km2，河流全长约104.6km，多年年平均径流量为0.7134×108m3/a，其源头托木尔提峰海拔为4886m，终年积雪；河流末端为淖毛湖平原北部的低山区洼地，海拔高度在390～500m。

莫钦乌拉山北坡四道白杨沟发源于莫钦乌拉山，流域集水面积100.5km2，多年平均径流量0.0718× 108m3/a。河流主要发育于山区，在出山口向北约3km后便全部渗入地下，通过径流在牛圈湖一带以泉水形式溢出或在低洼地带以蒸发排泄，部分地表水在洪水季节性汇入北部盐池地带。

2.2.2 湖泊

英库勒湖位于淖毛湖西北25km处，由地下水及洪水汇集而成，平均水深1.5m，最深处5m左右，水域面积约0.59km2，水苦咸。

3 地下水类型

淖毛湖盆地是一个中新生代的沉积坳陷盆地，广泛分布着多层结构的第四系松散岩类孔隙潜水—新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水。

在苇子峡沟口至淖毛湖一线，第四系由南向北逐渐变厚，厚度在10～80m之间。含水层岩性为卵砾石、砂砾石，含水层的厚度南部小，北部大，多在10～30m之间。在淖毛湖盆地中部及南部，富水性强，换算涌水量1192.48～1848.49m3/d，矿化度0.16～0.71g/L。在其东西两侧，其富水性逐渐减弱至10～100m3/d，矿化度逐渐升高至大于1g/L。

在第四系下部下伏着新近系碎屑岩类，在苇子峡北部新近系厚度变化稍小，多在80～110m之间，并呈现南部稍薄，北部稍厚的趋势；在淖毛湖南部，新近系逐渐变薄，至淖毛湖镇北部逐渐尖灭。新近系含水层岩性为砂砾岩、砂岩、砾岩、粗砂岩等，隔水层岩性为泥岩、砂质泥岩。孔隙裂隙承压水富水性弱，换算涌水量为25.58～36.08m3/d，矿化度0.2～0.558g/L。

4 地下水流系统

4.1 补给

淖毛湖盆地南侧为莫钦乌拉山，山区降水充沛，在接受大气降水及积雪消融水的补给后，在山区北坡形成了4条常年性河流，其在出山口后全部入渗补给山前的洪积平原。伊吾河为伊吾县唯一的一条常年性河流，年径流量约7134×104m3，其在苇子峡沟口经淖毛湖引水大渠引走大部分河水后，剩余少部分河水在苇子峡沟口又入渗至地下，对山前洪积平原进行补给。

4.2 径流

莫钦乌拉山北侧的洪积平原接受山区及山前暴雨洪流入渗、侧向径流补给后向下游径流，洪积平原中上部为为地下水的强径流区，水力坡度19.61‰～47.79‰，地下水以水平运动为主，由于地形坡降较大，形成了透水不含水层。至洪积平原中下部，地层颗粒变细，径流变缓，水力坡度降至12.24‰～20.20‰，地下水以垂直蒸发运动为主。

地下水径流方向与地形坡度基本一致，在洪积平原中上部多由南向北径流，在洪积平原下部，地下水均流向盆地的最低处英库勒湖一带，该处成为淖毛湖盆地的汇水中心。承压水与潜水径流方向基本一致。

4.3 排泄

莫钦乌拉山北侧洪积平原的地下水主要向下游侧向径流，最终汇集于英库勒湖汇水洼地，以蒸发蒸腾的形式排泄。此外在淖毛湖的细土平原还以人工开采的方式进行排泄。

碎屑岩类孔隙裂隙承压水的排泄方式与孔隙潜水一致，也是向英库勒湖一带汇集，由于隔水层的不连续和不完整性，承压水可通过顶托补给潜水以蒸发的方式排泄。

5 地下水水化学特征

5.1 地下水矿化度及主要离子浓度分布

淖毛湖地下水系统中潜水和承压水矿化度整体上从南部山区地下水补给区向平原区地下水排泄区渐增，呈现出明显的水平分带性规律。

5.1.1 潜水

盆地南部的莫钦乌拉山是盆地地下水的补给区，水质好，为矿化度小于1g/L的淡水。莫钦乌拉山北部的洪积平原中上部为地下水的径流区，也形成矿化度小于1g/L的淡水。沿地下水流向，矿化度逐渐升高，由补给区的小于1g/L的淡水逐渐过渡到排泄区的大于5g/L的咸水，呈现出明显的水平分带规律。

5.1.2 承压水

盆地中承压水矿化度皆小于5g/L，其中小于1g/L的淡水分布在盆地的南部及中部地区，北部为矿化度1～3g/L的微咸水，英库勒湖一带位于地下水排泄中心，为矿化度3～5g/L的半咸水。

5.2 地下水化学类型

淖毛湖盆地潜水和承压水水化学类型水平分带规律明显：从山区地下水补给区—平原区地下水排泄区，水化学类型逐渐由简单变复杂。潜水和承压水皆呈现出6种不同的水化学类型，且类型皆为HCO3、HCO3· SO4、SO4·HCO3、SO4、SO4·Cl和Cl·SO4型。

5.2.1 水平分带

5.2.1.1 潜水

盆地内潜水从补给区向排泄区呈现出明显的水平分带性。盆地南部莫钦乌拉山为地下水的补给区，由南向北，从山区高海拔区向山区低海拔区再向平原区最终至排泄区过渡的过程中，水化学类型由HCO3→HCO3·SO4→SO4·HCO3→SO4型。莫钦乌拉山补给区至淖毛湖排泄区，水化学类型由HCO3→HCO3·SO4→SO4·Cl→Cl·SO4型转化。由于受伊吾河及莫钦乌拉山补给的影响，HCO3·SO4型水在该区域分布面积最广。在淖毛湖地区出现水化学类型较好的HCO3型水，主要是受人类引用地表水进行灌溉的影响，使局部地区水质较好。

5.2.1.2 承压水

承压水在区域上呈现出明显的水平分带规律：沿地下水流向，从南至北承压水水化学类型由HCO3· SO4→SO4·HCO3→SO4→SO4·Cl→Cl·SO4型变化。西庄子—苇子峡一带向北，水化学类型呈带状分布，由HCO3·SO4→SO4·HCO3→SO4·Cl型演变。在淖毛湖东南部地区分布有大面积的HCO3型水，主要是受到人类引用地表水进行灌溉的影响。受该区域地下水径流途径较长的影响，淖毛湖地区水质较好，英库勒湖一带地下水排泄区水质较差。

5.2.2 垂直分带

潜水和承压水在盆地内赋存区域差异性较大，在富含潜水和承压水的区域进行垂向上的对比，潜水和承压水水化学类型和矿化度在垂向上不一致，潜水水化学类型为HCO3·SO4型，承压水水化学类型为Cl· HCO3型，且承压水矿化度大于潜水矿化度。主要是由于潜水受到伊吾河流域的影响，虽径流途径较长，但其水动力条件好，水化学类型好。在整个区域上，潜水和承压水之间分布有厚度不均的隔水层，致使其水力联系较弱，且承压水由于水动力条件较潜水弱，水质较潜水差。其离子浓度和矿化度呈现出由潜水→承压水渐增的垂直分带规律。

6 地下水同位素

6.1 地下水补给来源

6.1.1 潜水含水层

淖毛湖西部所有表现出蒸发效应样品的拟合直线斜率为3.4（Y=3.4X-50），与莫钦乌拉山北部确定的蒸发线相近（斜率3.2），代表了淖毛湖西部和莫钦乌拉山北部的蒸发线，该直线与区域补给水直线的交点为原始补给水的同位素组成特征，根据该点的δD和δ18O值可知其补给来源是温度较低的高海拔山区降水，并推断莫钦乌拉山北部平原的平均补给高程约为海拔2600m，南部莫钦乌拉山这一高程的降水是平原区地下水的主要补给源。

淖毛湖中部及东部的潜水样品表现出与前述莫钦乌拉山补给完全不同的特征，样品δD和δ18O值明显偏高，反映出与前者不同的补给来源与补给高程。除淖毛湖西北部样品表现出经受强烈的蒸发影响外，其余样品均落在代表山区来水的区域补给水直线附近，表明其补给源是伊吾河水，补给过程快速，蒸发损失小。

6.1.2 承压含水层

淖毛湖盆地的新近系承压水样品落在RRWL上，说明补给来源为山区水，样品的氚含量7～14TU，说明存在核爆后（1952年以后）补给的现代水，具有一定的更新能力，而且该处新近系含水层与第四系含水层之间存在密切水力联系。

6.2 地下水流动途径

6.2.1 稳定同位素指示

淖毛湖盆地潜水和承压水样品在δ18O-Cl关系大致以-12‰δ18O为界，分为A和B两组，A组的δ18O小于-12‰，Cl含量相对于B组较低,特征与莫钦乌拉山的出山河水相近，地下水补给源来自莫钦乌拉山；B组的δ18O大于-12‰，Cl含量相对于较高,特征与莫钦乌拉山河水明显不同，补给源来自哈尔里克山区。从采样点平面分布上可以看出：大致以小沙枣泉为界，以西地下水来自于莫钦乌拉山，以东地下水来自哈尔里克山区。

6.2.2 地下水年龄的指示

从地下水14C年龄分布来看，现代年龄水主要分布在莫钦乌拉山前，年老水出现在盆地西部却勒明冈和淖毛湖镇西南侧附近。在牛圈湖一带，地下水年龄从山前的现代年龄，向下游在冲积扇前缘以下年龄逐渐增加到约0.01千年、0.4千年，至平原中部年龄增加到16.3千年，反映出地下水自山前向平原中部流动。自四道白杨沟向下游径流过程中，在东庄子出现向北东方向偏转的径流途径，流往淖毛湖方向，即沿着山前至淖毛湖镇年龄从现代逐渐增加到约1万年。

从测年结果可见，伊吾河干流的现代水平均滞留时间为33～42年，含水层的现代水更新速率度为每年2.4%～3%。淖毛湖盆地承压水在牛圈湖一带年龄比较年轻，为现代至4.2千年，更新速率为0.02%～1.6%，淖毛湖镇南侧新近系接受上覆第四系补给，年龄小于60年，更新速率大于1.6%，苏鲁克一带年龄为200年，更新速率大于0.45%，上述这几处新近系更新性相对较好，其余大部分新近系含水层分布区，样品年龄在（2.1～9.7）千年,更新性弱。

6.3 含水层之间水力联系

在淖毛湖地区机井样品中，无论是潜水含水层还是承压水含水层，都显示含有相当的氚，排除井内止水不好导致的上段渗漏，下段样品中含有氚14TU是现代补给的证据，反映了上层潜水含水层向下补给承压含水层的特征。

7 结论

淖毛湖盆地内广泛分布着多层结构的第四系松散岩类孔隙潜水—新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水，其富水性差异较大。地下水主要接受莫钦乌拉山区积雪消融水和伊吾河河水的补给，沿山前洪积平原向北径流，最终汇集于英库勒湖汇水洼地。地下水矿化度及主要离子浓度分布呈现出明显的分带性规律。由莫钦乌拉山补给区至淖毛湖排泄区，水化学类型由HCO3→HCO3·SO4→SO4·Cl→Cl·SO4型转化。在垂直分带上，其离子浓度和矿化度呈现出由潜水→承压水渐增的规律。

[1]白铭，梁红涛.新疆东疆地区煤炭基地地下水勘查巴里坤—伊吾盆地地下水勘查报告[R].新疆地矿局第二水文工程地质大队，2013:146-176.

[2]李涛，马长慧.新疆伊吾河流域地下水资源调查评价报告[R].新疆水利水电勘测设计研究院地质勘察研究所，2006: 10-13.

P641

A

1004-5716(2015)05-0060-03

2014-04-03

王振山（1978-），男（汉族），安徽宿州人，工程师，现从事水文地质、工程地质、环境地质工作。