准噶尔盆地地下水监测现状及监测网部署规划方案

2015-12-25霍传英朱瑾杜晓畋新疆维吾尔自治区地质环境监测院乌鲁木齐830000

新疆有色金属 2015年2期

关键词：专门性准噶尔盆地监测网

霍传英朱瑾杜晓畋（新疆维吾尔自治区地质环境监测院　　乌鲁木齐830000）

霍传英朱瑾杜晓畋
（新疆维吾尔自治区地质环境监测院乌鲁木齐830000）

摘要文章主要分析准噶尔盆地3个地质环境监测站地下水监测网现状及现有地下水监测网存在问题，编制了准噶尔盆地地下水监测网部署规划方案，为下一步监测工程提供了依据。

关键词准噶尔盆地地下水监测网现状监测网部署规划方案

1　准噶尔盆地地下水监测网现状

准噶尔盆地界于天山与阿尔泰山之间，西起准噶尔西部山地，东到北塔山，南起天山北麓山前带，北到额尔齐斯河，东西最长约920 km，南北最宽约560 km，面积约26.11×104km2，其中山区面积8.83× 104km2，平原区面积11.67×104km2，沙地面积5.61× 104km2（含古尔班通古特沙漠面积4.88×104km2）。

准噶尔盆地共有3个地质环境监测站，分布在准噶尔盆地南缘，即天山北坡经济带自东向西分别为乌鲁木齐地质环境监测站、昌吉州地质环境监测站、塔城地区地质环境监测站。

乌鲁木齐地质环境监测站监测区以乌鲁木齐市区为中心，南起南山山前柴窝堡盆地，北至乌鲁木齐河流域末端农六师102团芒硝厂，西起西山农场，东至水磨沟。南北最长148.38 km,东西向最宽109.50 km,东西向最窄1.89 km。控制面积5 702 km2。行政区划包括乌鲁木齐市、乌鲁木齐县、五家渠市及兵团农六师和农十二师的部分地区。

昌吉州地质环境监测站东起乌鲁木齐三坪－五一农场，西至沙湾县乌拉乌苏镇－石河子农八师143团（归石河子市），南界为乌奎高速公路，北界至昌吉北沙窝－石河子农八师150团团部，占地呈阶梯状，面积8 454 km2。

塔城地区地质环境监测站监测区南起奎屯河出山口北侧一带（独山子南洼地至哈拉安德北断裂为界），北至土质平原地下水溢出带（乌苏九莲泉-奎屯东苇湖），西至乌苏市西2.5 km（甘河子扇间），东至独山子区第三水源地东界（安集海扇间）的山前冲洪积平原区。监测区域包括奎屯市（城市建设区、开干旗开发区、农七师131团部及生产连队）、乌苏市（城镇区、八十四户乡）和独山子区，监测重点以奎屯市为主，控制面积1 033 km2。

截至2012年底，监测网基本上控制了乌鲁木齐河、三屯河、呼图壁河及玛纳斯河的整个流域以及奎屯河流域下游部分地区，监测面积达到1.86×104km2，占准噶尔盆地平原区面积比例达到15.96%，专门性监测点在准噶尔盆地平原区密度为0.0022个/ km2。有各类监测点275个，按监测级别分：国家级监测点115个、省级监测点89个，地区级监测点71；按监测内容分：水位监测点182个，水质监测点91个(单独51个)，泉水监测点2个。

2　现有地下水监测网存在问题

2.1站点少，分布不合理

准噶尔盆地平原区3个监测站2012年监测面积达到1.86×104km2，监控的县（市）仅占盆地24个县（市）的20%，占盆地平原区面积的15.96%。由于现有监测网点是在以往不同时期、不同目的的水文地质勘探项目中保留下来的各类勘探孔的基础上逐渐形成的，监测点主要分布在城区及水源地附近，总体数量不够、分布不合理，从水文地质学角度来说，监测孔主要位于河流流域中游，数量严重不足，流域主干监测剖面未能建成，绿州区网点密度平均379 km21个控制点，不满足地下水监测规范中专门性监测网点密度平均125 km21个控制点的要求，不符合监测规范要求，也没有控制到完整的流域。再者，部分监测点监测的是混合水位，所监测的信息已不具代表性和使用价值。

2.2监测手段落后，监测内容单一

由于监测经费不足，除中荷项目和准噶尔盆地地下水动态调查评价项目在3个监测区安装了100多套自动监测仪外，仍然有部分监测孔使用的是五、六十年代最原始、最落后的测钟、测线、皮尺、钢卷尺、万用表等监测工具，由于监测点人为破坏及测线被卡等原因，常造成监测资料不连续，监测数据精度较差，影响到地下水动态分析、预报精度。

2.3监测孔质量及监测资料的精度不能满足需要

监测点存在严重质量问题，相当一部分钻孔成井材料已超过技术上的使用寿命，部分监测孔淤堵报废。据统计，近20年的时间已有20%~30%的监测井完全报废，致使监测资料中断;30%左右监测井有不同程度的淤堵，严重影响地下水环境监测网点的正常有效运行，直接影响监测数据质量。

由于经费问题，部分水位监测孔地面高程是从5万的地形图上查得，使得水位值数据精度不能满足要求。

2.4专门性监测孔较少，监测数据分析、预测精度降低

新疆地下水动态监测孔一部分是20世纪60~80年代的各类水文地质勘查工作中保留下来的钻孔，大部分是选用当地单位生产生活供水井、农用机井、民井或绿化用水井，只有国家级及少数省级监测孔为专门性监测孔。专门性监测井主要位于乌鲁木齐站监测区，约占工作区专门性监测孔的50%，其它两个监测区专门性监测孔较少，主要利用的当地机民井，监测的水位数据为动水位。其一不符合《地下水监测规程》中对长期专门性监测井的要求；其二由于生产生活供水井或绿化用水井抽水较为频繁，特别是农灌期间水位变化受机井抽水影响，不能真实地反映出地下水动态变化规律，且大部分机井为混合层位开采，既无地层岩性剖面记录，又无成井资料，含水层位不清，从而给地下水动态分析带来困难，预测预报精度降低。

3　地下水监测网部署规划方案

3.1国家级地下水监测点部署原则

3.1.1总体部署思想

新疆准噶尔盆地国家级地下水监测点的总体部署思想是：依据国家级地下水监测点部署指导思想，密切结合当地水文地质条件、主要环境地质问题（与地下水有关的生态与环境问题）、供水开采现状、生态环境建设规划、经济社会发展水平和生产力布局等，按水文地地质单元部署，结合水文地质剖面进行剖面重点布置。

3.1.2总体部署原则

监测工作重点为盆地（包括山间盆地、谷地），以控制第四系孔隙水为主要目的。

总体部署原则：

（1）区域控制与重点区相结合，深孔与浅孔相结合。区域控制区以能掌握地下水动态规律为原则，流域上、中、下游均有监测点控制，重点区应满足国家和自治区对重点经济发展地区、重要生态功能区、重要工矿城市地区、重要能源基地对地下水环境实时监控的需求，主要控制地下水开发利用程度较高、石油开发基地、含水层易污性较高以及已产生环境地质问题、水质不断恶化的地区，使地下水监测为资源优化利用、生态环境保护等工作提供数据。

（2）密切结合当地的水文地质条件、与地下水有关的生态环境问题、经济社会发展水平和生产布局、地下水环境污染，针对各地出现问题性质布设不同目的的监测点。

布设时同时还要坚持以下基本原则：

①坚持继承性的原则，充分继承、利用、改造已有专门性长期监测孔；

②坚持为自治区经济和社会发展服务的原则；③坚持生态环境保护和可持续发展的原则；④坚持以经济区带为主，区域控制的原则；⑤坚持以国家级自动监测点为骨干，分区监测的原则；

⑥坚持以典型流域为重点，与水文地质条件相结合的原则；

⑦重点区监测数据应满足开展区域地下水水情趋势预报的需要，其它非重点监测区仅掌握区域地下水动态规律即可的原则。

3.1.3具体部署原则

（1）平面上，点状、线状和面状控制相结合，疏密得当

在准噶尔盆地北缘地下水开发程度低的戈壁带监测点布设呈面状一般控制；在经济相对发达，地下开发利用程度高的准噶尔盆地南缘天北经济带以及生态脆弱、土壤盐碱化、沙漠化等环境地质问题突出区监测点布设呈线状控制；在大中型水源地、地下水开发程度较高的准东能源基地、重点工程区、生态环境保护区监测点布设呈点状控制，同时还应兼顾地下水与地表水监测点的统一和配套。

（2）垂向上，深孔与浅孔相结合

新疆农垦区多分布在流域下游细土平原区，该区含水层呈多层结构，农垦区地下水的强烈开采改变了地下水的天然流场，潜水及浅层承压水之间的水力联系加强；而且随着经济发展人类深入到沙漠腹地，对深层地下水的开发利用已相当普遍，因此在对主要含水层监测的同时，要针对地下水含水层结构的破坏产生的水文地质环境的变化和浅层较差水质对生态环境的影响，监测孔作到垂向上深孔与浅孔结合，使不同的层位、不同地下水类型地下水均得到监测。

监测部署时充分考虑全区地下水流畅的刻画和开采的主要含水层，准噶尔盆地部署的监测控制深度主要为50 m以上潜水和100~200 m及200~300 m两层承压水，在地下水降落漏斗区部署组孔分层监测不同深度的承压水。

（3）监测孔一孔多用与一孔专用相结合

针对监测孔的目的和任务，在保证一孔专用的前提条件下，实现一孔多用，完成不同的监测项目和目的，特别针对新疆地域辽阔、交通路线长、现有监测区范围小的状况，合理布设安装自动化监测仪一孔专用监测点和一孔多用监测点。

对安装自动化监测仪与实时传输设备的监测孔以一孔专用为主，部分可作为水质与污染监测点。

（4）充分利用现状监测孔与现有监测孔结合原则

布设时充分考虑地下水监测点资料的连续性，充分利用现有专门性监测孔，不满足要求可在布设新孔时尽量布设在原有孔附近。

（5）水文地质条件原则

地下水运动规律、地下水富水地段分布、岩性、流域等。

（6）控制骨干作用原则

对区域、剖面、国家重点工程、主要环境地质问题起到宏观控制作用，不足有省级和市级监测孔补充。

（7）综合监测原则

在布置监测孔时，同时考虑了监测孔的多种监测功能，主要考虑：三水转化研究（区域动态规律）、生态建设、水源地监测、水质污染监测、环境地质问题监测和地质灾害监测与防治（土壤次生盐碱化防治、土壤次生沙漠化防治）、地方病防治等功能，可为政府社会经济发展规划与可持续发展和国家重点建设提供基础数据。

3.2国家级地下水监测点部署规划方案

准噶尔盆地面积约26.11×104km2，平原区面积11.67×104km2，其中准噶尔盆地南缘天山北坡经济带地下水开发程度较高，面积为7.43×104km2，环境地质问题严重，而盆地北缘阿勒泰地区地下水开发程度相对较低，面积为4.24×104km2。

准噶尔盆地现有3个地质环境监测站主要分布在准噶尔盆地南缘天山北坡经济带地下水开发程度较高地区。2003~2012年通过中荷合作项目和准噶尔盆地地下水动态调查评价项目的实施，虽然对准噶尔盆地南缘的现有3个监测区进行优化，完善了乌鲁木齐河流域、三屯河流域、呼图壁河流域、玛纳斯河流域及奎屯河流域等骨干监测剖面,仍有部分地下水降落漏斗区缺少专门性监测孔，用以监测降落漏斗的发展趋势。但对于准噶尔盆地南缘开采程度较高的能源基地的天山北麓东部阜康-木垒小河流域，以及开采程度较低的艾比湖流域精河-温泉系统区、额尔齐斯河流域、乌伦古湖流域，地下水目前仍然为监测空白区，因而需对盆地平原区地下水监测网进行进一步的完善和部署。

首先对准噶尔盆地南缘天山北坡经济带地下水开发程度较高的重点区进行地下水监测网的优化和完善。具体为：先对乌鲁木齐站、昌吉站及乌苏站等3个站的现有监测区进行优化，建立和完善乌鲁木齐河、三屯河、呼图壁河、玛纳斯河、奎屯河和四棵树河等流域骨干地下水监测剖面，并在地下水降落漏斗地区布设组孔分层监测不同深度的承压含水层；然后对地下水开采程度较高的准东能源基地的天山北麓东部阜康-木垒地区及地下水开采程度较低的艾比湖流域精河-温泉系统区建立地下水监测骨干剖面，并在地下水降落漏斗地区布设组孔分层监测不同深度的承压含水层。其次对准噶尔盆地北缘地下水开发程度低的阿勒泰地区各县（市）布设呈面状一般控制监测点。

根据国家级地下水监测点部署原则，结合新疆监测现状，准噶尔盆地共布设178个监测点（其中新布设国家级监测孔60个,利用修复原有监测点孔118个点），控制面积约11.67×104km2,最大控制深度300 m（表1）。

在准噶尔盆地南缘三屯河和玛纳斯河等流域的下游、奎屯河、四棵树河、精河、大河沿河等流域以及准东能源基地的天山北麓东部阜康-木垒地区布设39个专门性监测点，构成了准噶尔盆地南缘16个纵向地下水监测骨干剖面和1个横向地下水补给断面（图1）。纵向剖面自西向东在艾比湖流域布设5条，在玛纳斯河流域布设2条剖面，在呼图壁河流域布设1条剖面，在头屯河流域布设1条剖面，在阜康、木垒小河流域布设6条剖面，乌鲁木齐河流域布设1条剖面向北至北屯；横向剖面自北向南在温泉县至木垒县布设1条剖面。

表1

在地下水开采量大、水位下降明显并出现降落漏斗的区域布设15个专门性监测孔，用以监测降落漏斗的发展趋势，具体为：木垒县雀仁乡五棵树79号孔、奇台县西地乡11村57号孔、阜康市北3 km处52孔、阜康市上户沟乡54孔、吉木萨尔县吉木萨尔镇56孔、米泉市三道坝镇80号孔、昌吉市军户农场72号孔、呼图壁县祁家湖牧场75号孔、呼图壁县芳草湖总场三分场73号孔、玛纳斯县新湖林场74号孔、玛纳斯县六户地镇76号孔、农八师142团19连77号孔、农八师135团中心水厂48号孔、乌苏市西湖镇44孔及农五师83团6连78号孔，见图1。

在开采程度较低的额尔齐斯河流域和乌伦古湖流域布设6个潜水监测孔，主要是面状控制，监测各县（市）城市生活用水，建立哈巴河县至布尔津县1条横向监测剖面。

新建国家级监测点60个，其中水位水质共用监测点18个，单测水位42个，钻探总进尺为8 440 m。主要监测第四系松散岩类孔隙水，监测孔控制深度在各流域上游单一潜水区主要控制在200 m，在中下游细土平原主要监测50 m以内潜水和150~300 m的承压水。