哈密市某工业园区地下水环境调查及评价

曾余庆 王海 韩铁映 解富渊

摘要：随着经济社会的快速发展以及经济社会活动的逐渐增多，大大小小的工业园区不断投入使用，导致地下水环境的污染问题日趋严重。为使工业园区的建设符合环保的要求，保持生态环境的可持续发展，本文对园区进行了地下水环境调查及评价，可为工业园区建设提供参考依据。

关键词：地下水；调查；评价；工业园区

1.自然地理概括

1.1地理位置

研究区位于淖毛湖盆地中上游的山前砾质平原，距离淖毛湖镇约18km，距离伊吾工业园区南偏东约10km处，研究区西侧距伊吾县吐葫芦乡—淖毛湖镇公路约7km，烟淖公路紧邻工业园区西侧边界，交通较为便利。研究区面积630km2，本文所写工业园区位于该研究区中，其面积约20km2。

1.2地形地貌

研究区位于伊吾河流域下游的淖毛湖盆地，淖毛湖盆地是天山余脉（莫钦乌拉山）与北部阿尔泰山余脉之间的断陷盆地[1]，南北宽37km左右，主要是由冲洪积扇组成的山前强倾斜砾质平原和缓倾斜土质平原组成，地势总体上南高北低，向北倾斜。根据研究区区域地貌成因和形态特征，依次逐级将区域地貌类型分为构造侵蚀剥蚀地貌、堆积地貌[2]。

1.3工业园区地质条件

1.3.1地层岩性

工业园区位于莫钦乌拉山山前洪积平原之上，出露地层岩性均为第四系地层，下伏新近系地层。其中地表均为第四系，且均为上更新统—全新统的洪积地层（Q3-4pl）。其沉积厚度在40m～85m之间（图1），地层岩性由卵砾石、砂砾石及少量的亚砂土组成，粒度变化较大、分选差、磨圆度一般，极配良好，未胶结，厚度较大，母岩成分以石英岩和凝灰岩为主，上部较松散、下部密实。第四系下伏新近系上新统（N2）地层，根据钻孔资料推测南部工业区范围厚度大于200m。岩性为泥岩、砂质泥岩和砂岩互层，局部夹薄层砾岩。颜色为砖红色，泥质胶结，结构较为坚硬。

1.3.2地质构造

区内主要的断裂为莫钦乌拉北缘山前断裂，位于研究区南部莫钦乌拉山前北缘，为一北西走向的张扭性断裂[3]。倾角为70°～80°。断层切割了泥盆系和石炭系。同时根据本次物探解译结果推断，在南部工业区南侧推断有一隐伏的正断裂，该断裂为莫钦乌拉北缘山前断裂的次生断裂，受该断裂的影响，使得南部工业区沉积大厚度的第四系，同时地下水位埋深由上游的3m～5m（胡杨发育）下降至40余米。

1.4水文

研究区最大的常年性河流是伊吾河。该河发源于哈尔里克山，主要靠高山冰雪融水、夏季降雨及泉水补给，流域面积1057km2，河流全长约104.6km。年平均径流量为0.6160亿m3该河经苇子峡沟口流入淖毛湖盆地。河水除淖毛湖镇灌溉季节引水外，其剩余河水一部分沿途渗入冲洪积扇及冲积平原之中，转化为地下水，另一部分在沿途河谷、渠道流淌中蒸发。在汛期，河水可流至淖毛湖镇开发区西部的红柳沙包地带，而平常，河水一般在苇子峡出山口后5km左右便全部渗入地下。

2.地下水赋存环境

2.1含水层空间分布

工业区出露地层岩性均为第四系全新统—上更新统洪积松散岩类组成，下伏新近系的沉积碎屑岩类。水文地质条件相对简单，为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[4]，下面分类型进行论述。

（1）第四系松散岩类孔隙水。园区第四系广泛分布，根据物探解译结果厚度在40m～70m，形成一个凹陷的隐伏洼地。第四系全新统—上更新统洪积松散岩的砂砾石、卵石构成了良好的储水地层。此处出露的第一层含水层为单一结构第四系松散岩类孔隙潜水。含水层以砂砾石、卵石为主。根据1号钻孔揭露水位埋深在41.12m。

（2）新近系碎屑岩类裂隙孔隙水。在第四系之下分布为新近系地层。根据收集工业园区东部7km处2号钻孔揭露，新近系地层厚度大于200m。地层岩性以泥岩、砂岩以及砾岩为主，根据收集的2号钻孔揭露，分布有2层新近系碎屑岩类裂隙孔隙水，水头高度在37.11m。

2.2研究区的地下水补给、径流和排泄条件

工业区位于莫钦乌拉山北侧的洪积平原之上，主要接受融雪性洪水、沟谷潜流以及山前暴雨洪流入渗，地下水的径流方向由西南向东北。结合本次调查和前人资料分析，区内地下水水力坡度在12.24‰～20.20‰，区内无地下水开采活动，亦无植被发育，因此地下水的排泄方式以向东北方向的侧向径流为主。根据2011年开展的巴里坤伊吾盆地地下水调查研究结果，南部工业区第四系潜水的更新年龄为60年[5]。

2.3地下水动态特征

补给与径流：研究区南部洪积砾质平原区基本没有地下水开采活动，地下水水位埋深较大，水力坡度亦较大，地下水主要受山前侧向径流补给及干渠入渗补给的控制和影响。每年4月～5月融雪季节和6月～8月雨季接受入渗补给，径流量增大，侧向径流补给强，高水位出现在5月和8月。11月～12月和次年2月地表水入渗补给减少，侧向径流减弱，使得低水位期出现在该时段。

蒸发与开采型：研究区北部细土平原区，因地下水位埋深較小，且在每年的4月～8月蒸发强烈，而这一时期春灌与夏灌大量开采地下水，导致春、夏季节地下水位埋深较大。而在每年的9月至次年的3月，蒸发作用相对较弱，同时这一时段是农闲季节，所以地下水位埋深相对较小。

据淖毛湖镇水管站及西坎儿水井地下水多年观测资料分析，地下水位多年变化在9.24～10.83m之间，即多年变幅为1.59m。

据淖毛湖镇水管站及西坎儿水井1995年12月～2005年12月地下水多年观测资料分析，地下水位多年变化在9.24m～10.83m之间，即多年变幅为1.59m。根据2002年与2005年两个水文年连续观测资料，2002年地下水位埋深波动在9.24m～10.27m之间，年内变幅为1.03m；2005年地下水位埋深波动在9.39m～10.47m之间，年内变幅为1.08m（图2）。

3.地下水评价

3.1地下水化学类型评价

根据1号钻孔全微量水质分析结果显示：工业园区地下水化学类型为HCO3-Ca·Na型水，矿化度在0.199g/L，水质优良。园区地下水化学类型的主要特点是地下水接受山区水质良好的冰雪性融水及降水补给，地下水更新速率快，地下水化学作用以溶滤作用为主。

3.2地下水质量评价

根据《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）中地下水质量分类指标表中的各项水质分类标准，对园区1号勘探孔的全微量水样分析结果进行评价，根据就高不就低的原則，地下水质量等级为Ⅲ类水。主要Ⅲ类指标为亚硝酸盐含量0.627mg/L，氨氮含量0.12mg/L。

3.3生活饮用水水质评价

根据《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），园区1号钻孔水质的各项指标均低于评价标准（表1），因此适宜用作生活饮用水。

4.结论

（1）工业区地下水位类型为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。上部第四系松散岩类孔隙潜水按富水性可分为水量丰富区、水量中等区。下部新近系碎屑岩类孔隙裂隙承压水富水性贫乏。

（2）水量丰富区的分布面积约15km2，含水层岩性以卵砾石、砂砾石为主，厚度约13.88m。潜水埋藏深度41.12m，换算成159mm口径的单井涌水量为1368.85m3/d，渗透系数15.79m/d。水量中等区的分布面积约5km2，岩性以卵砾石、砂砾石为主，厚度一般小于10m。潜水埋藏深度大于40m，换算成159mm口径的单井涌水量在100m3/d～1000m3/d之间，渗透系数小于15m/d。

（3）园区的地下水是接受山区水质良好的冰雪性融水及降水补给，地下水的更新速率快，地下水化学作用以溶滤作用为主。

（4）根据就高不就低的原则，评价结果是地下水质量等级为Ⅲ类水，适宜用作生活饮用水。园区地下水用作一般锅炉用水锅垢很少，具有中等沉淀，半起泡，非腐蚀性。

参考文献：

[1]昝军军.山洪灾害应急应对模式及平台研究[D].西安理工大学， 2017.

[2]李炳元，潘保田，程维明，韩嘉福，齐德利，朱澈.中国地貌区划新论[J].地理学报， 2013， 68（03）：291-306.

[3]卢苗安.天山东段盆山构造格局的多期演变[D].中国地震局地质研究所， 2007.

[4]白铭，李续续，张静，居马·吐尔逊.新疆三塘湖盆地地下水赋存控制因素分析[J].水文地质工程地质， 2015， 42（01）：47-52.

[5]王振山.淖毛湖盆地水文地质特征分析[J].西部探矿工程， 2015， 27（05）：60-62.