喀什地区不同TDS浅层地下水分布及资源量估算

魏 兴，周金龙，贾瑞亮，曾妍妍，陈大春

(1.新疆农业大学水利与土木工程学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆水文水资源工程技术研究中心，乌鲁木齐 830052)

本文所述的中盐度地下水是指矿化度为2～7 g/L，能直接或间接用于农业灌溉的地下水[1]。塔里木盆地灌区土壤盐渍化危害重点地区是喀什地区喀什噶尔河流域和叶尔羌河流域等地[2]。据研究，干旱区农业与地下水资源量关系密切[3,4]，依赖程度较高[5]。随着喀什地区经济社会的快速增长，水资源的过度利用，盐渍化和沙漠化危害严重阻碍了农业的可持续发展[6]。喀什地区喀什噶尔河灌区和叶尔羌河灌区是全国大型灌区之一，地下水是非常重要的资源[7,8]。喀什噶尔河流域水资源短缺、叶尔羌河灌区水土资源承载力为不可承载状态是水资源过度开发的结果[9,10]。喀什地区平原区地下水埋深一般小于5 m[11]，长期蒸发和浓缩作用，使地下水TDS增高，水质变差。这些区域浅层地下水TDS不符合农田灌溉水质标准GB5084-2005(TDS在盐碱土地区<2 g/L)，长期利用地下水对土地有盐分积累作用。曾妍妍等[12]用单因子评价法，对喀什地区喀什噶尔河流域地下水质进行评价分析，得出地下水超标物主要是总硬度、TDS、SO2-4、Fe、Mn、Na+和Cl-等，其中总硬度和TDS超标率分别为73.5%和69.2%。陈云飞等[13]对喀什地区叶尔羌河流域农村区域地下水质进行评价分析得出地下主要是总硬度、TDS、SO2-4、Fe和Mn等超标，其中总硬度和TDS超标率分别为82.4%和71.6%。周金龙[14]等对塔里木盆地平原区中盐度地下水质量进行了评价，得出各流域、各地(州)中盐度地下水的灌溉适应性准则。

本文依据最新的地下水水质监测资料，对喀什地区浅层地下水TDS进行分区，利用地下水补给模数成果，估算地下水资源量。这对于喀什地区合理利用地下水资源，防治地下水盐化和土壤盐渍化，促进地区经济发展有重要意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

喀什地区地处欧亚大陆腹地，位于新疆维吾尔自治区西南部，地理位置于73°27′～79°57′E，35°20′～40°18′N之间[15]。总面积约11.167 万km2，平原区面积约4.239 89 万km2，南北长约530 km，东西宽约450 km。

喀什地区属于暖温带大陆干旱气候，气候干燥、降水稀少、蒸发强烈、冬短夏长等特点[16]。其水系受地形地貌、地域降水影响，各河流均为融补型河流。

喀什地区由喀什噶尔河流域和叶尔羌河流域组成。西部喀什噶尔河流域由克孜勒河、盖孜河、库山河、依格孜亚河、恰克马克河、博古孜河等6条河流组成，地表水年径流量为45.92 亿m3，平原区面积为1.748 78 万km2；东部叶尔羌河流域由叶尔羌河、提孜那甫河、柯克亚河、乌鲁克河等4条河流组成，地表水年径流量为75.71 亿m3，平原区面积为2.491 11 万km2。

喀什地区平原区地下水为第四系松散岩类孔隙水[17]。平原区地下水主要由大气降水入渗、山前侧向补给、河道水渗漏、渠系水与田间灌溉水入渗、水库渗漏和井灌回归组成。地下水径流条件受地层岩性、结构以及地质构造等条件控制，西部喀什噶尔河流域地下水由西北向东南径流，东部叶尔羌河流域地下水由南向北径流[18]。地下水排泄有人工开采、潜水蒸发、植物蒸发蒸腾、泉水溢出以及地下水向下游侧向流出等。

1.2 水样采集与测试

按照中国地质调查局编制的《地下水污染调查评价规范(DD2008-01)》的技术要求，在喀什地区平原区进行1∶25万精度地下水污染调查。地下水采样点分布于喀什地区的11个县(市)。水样严格按照《地下水环境监测技术规范(HJ/T164-2004)》进行采集、保存和送样。采样时间为2014年7-8月，共采集浅层地下水样112组，采样井井深为10～100 m。水样由中国地质科学院水文地质环境地质研究所矿泉水检测中心检测，检测项目为TDS等，TDS的检测下限为0.1 mg/L。

2 浅层地下水TDS统计特征

本次喀什地区浅层地下水112个水样中，地下水TDS为0.21～8.91g/L，平均为2.49 g/L，达到中盐度地下水标准。统计分析得出，标准差为2.001，偏度为1.244，峰度为1.003，表明地下水TDS分布为正偏态分布，峰值比正态分布要平坦(见图1)。表明喀什地区浅层地下水TDS值域范围分布较广。

图1 喀什地区浅层地下水TDS频率分布图

3 浅层地下水不同TDS分布特征

根据喀什地区浅层地下水TDS检测结果，将喀什地区浅层地下水TDS划分为淡水(TDS ≤2 g/L)、中盐度地下水(TDS 2～7 g/L)和高盐度地下水(TDS >7 g/L)3个等级。运用克里金插值对浅层地下水TDS分区，结果见图2。由图2可以看出，喀什地区不同TDS浅层地下水分布有一定特征，淡水区主要分布在流域上游地表水出山口的前山平原区，中盐度地下水和高盐度地下水主要分布在流域中、下游区域。

根据浅层地下水TDS分区结果，得到喀什地区淡水、中盐度地下水和高盐度地下水分布面积分别为12 209.5、29 315.9和873.5 km2，分别占总面积4.239 89 万km2的28.8%、69.1%和2.1%。其中喀什噶尔河流域面积1.748 78 万km2，占喀什地区平原区总面积的41.2%，淡水、中盐度地下水和高盐度地下水占该流域面积的32.9%、66.4%和0.7%；叶尔羌河流域面积2.491 11 万km2，占喀什地区平原区总面积的58.8%，淡水、中盐度地下水和高盐度地下水分别占该流域面积的25.9%、71.1%和3.0%。喀什地区两大流域淡水、中盐度地下水和高盐度地下水面积比例相近，具有相似的分布特征。喀什地区各县(市)浅层地下水不同TDS的分布面积见表1。

图2 喀什地区浅层地下水TDS分区图

4 喀什地区不同TDS地下水资源量估算

利用喀什地区浅层地下水TDS分区图与新疆平原区地下水总补给量模数分区图，借助GIS技术进行交并，得到1 307组浅层地下水不同TDS对应的补给模数分区面积。计算喀什地区不同TDS浅层地下水的补给资源量，计算公式为：

Q=∑ADii+∑AZii+∑AGii

(1)

式中：Q为浅层地下水总补给量，万m3；ADi、AZi、AGi分别为淡水、中盐度地下水和高盐度地下水分区所对应地下水补给模数i的面积，km2；i∈ 0.05～147.70 万m3/(km2·a)。

通过计算(见表2)，喀什地区地下水总补给量为61.79 亿m3，淡水、中盐度地下水和高盐度地下水总补给量分别为28.52、32.85和0.42 亿m3，分别占总补给量61.79 亿m3/a的46.1%、53.2%和0.7%。其中喀什噶尔河流域补给量为26.06 亿m3，占喀什地区总补给量的42.2%，淡水、中盐度地下水和高盐度地下水分别占该流域补给量的45.5%、53.3%和1.2%；叶尔羌河流域补给量为35.74 亿m3，占喀什地区总补给量的57.8%，淡水、中盐度地下水和高盐度地下水分别占该流域补给量的46.6%、53.1%和0.3%。喀什地区两大流域淡水、中盐度地下水和高盐度地下水补给量比例差别较小，具有相似性。

5 结 论

(1)喀什地区平原区浅层地下水TDS值域范围分布较广，平均值为2.49 g/L，达到中盐度地下水标准。喀什地区淡水区主要分布在流域上游区域，中盐度地下水和高盐度地下水主要分布在流域中、下游区域。淡水、中盐度地下水和高盐度地下水分布面积分别为12 209.5、29 315.9和873.5 km2，分别占平原区总面积4.239 89 万km2的28.8%、69.1%和2.1%。

(2)喀什地区平原区地下水总补给量为61.79 亿m3/a，淡水、中盐度地下水和高盐度地下水总补给量分别为28.52、32.85和0.42 亿m3/a，分别占总补给量的46.1%、53.2%和0.7%。

干旱区地下水是重要的水资源，喀什地区平原区浅层地下水淡水资源分布面积是总面积的28.8%，其补给资源量占总补给量的46.1%。应对淡水划定地下水功能区，进行保护性开采，做到合理开发，优质优用。喀什地区平原区中盐度和高盐度浅层地下水分布于流域中下游地下水浅埋区，地下水的利用除了要加大开发力度、有效降低地下水水位外，还必须与地表水混合灌溉相结合，保证水质符合灌溉标准，维持良好的农田生态关系，确保农业可持续发展。

表1 喀什地区地下水TDS分区面积统计表 km2

表2 喀什地区不同TDS分区地下水补给量计算成果表 万m3

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