吉木乃县水源地地下水特征及供水需求分析

王振山

（新疆地矿局第二水文工程地质大队，新疆昌吉831100）

吉木乃县水源地地下水特征及供水需求分析

王振山*

（新疆地矿局第二水文工程地质大队，新疆昌吉831100）

新疆吉木乃县供水水源地位于县城南部的拉斯特河谷地区，通过对该地区的地下水资源调查与评价，查明其水文地质条件，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。

吉木乃县；水源地；开发利用

1 概况

吉木乃县位于新疆阿勒泰地区的西部，北距哈巴河县86km，东北距布尔津县90km，东距福海县220km，南距和布克赛尔蒙古自治县180km，西与哈萨克斯坦共和国接壤，总面积7145km2。

勘查区位于吉木乃县中南部的拉斯特河谷，海拔高程1523～900m，县城主要位于河流的一级阶地和高河漫滩上，拉斯特河由南向北流经县城。

2 区域水文条件

2.1 河流

区内地表水流主要为拉斯特河，发源于南部萨吾尔山现代冰川，由南向北径流，河流长度28km，流域面积272km2，据新疆水文水资源局在拉斯特河上游科克克也木也尔水文站资料（1980～1993年），拉斯特河多年平均径流量3787×104m3。现由于上游红旗水库截流，基本将拉斯特河水大部分引蓄入库，剩余河水在勘查区南侧未出山口前即全部渗失地下，区内河道基本无下泻水量。据调查，只有1996年和2002年因发生了多年不遇的洪水，才有洪水沿河道进入下游区。河水水化学类型为HCO3-Ca型，矿化度小于1g/L，水质较好。

2.2 水库

区内有2座水库，分别为红旗水库和红山水库，其中红旗水库位于吉木乃县城南部约13km，为中型水库，设计最大库容1500×104m3，2013年库容为684× 104m3；红山水库位于吉木乃县城南部约4km，为小型水库，设计最大库容506×104m3，2013年库容为252× 104m3。

3 水资源开发利用现状

3.1 地表水开发利用现状

勘查区内引用的地表水为拉斯特河河水，主要用于农业灌溉。在勘查区南侧利用西干渠将拉斯特河河水全部引入红旗水库，红旗水库沿巴特巴拉克沟泄水至红山水库，红山水库下泄水通过引水管道将水库水引入下游农田进行灌溉，区内灌溉方式均为节水喷灌。

2007年以后，拉斯特河大部分河水均被引入红旗水库，河道内剩余水量在多伦拜村出山口以前均渗入地下补给河谷潜流，没有地表水进入勘查区内河道；红旗水库通过红山水库向红山口以北农业区供水2309.8×104m3。

3.2 地下水开发利用现状

3.2.1 机民井开采地下水量

区内地下水开发利用程度很低，自1960年以来，主要为手压井对潜水进行零星、低强度的开采，开采深度一般小于15m，以解决生活及人畜的饮用水问题，后随着自来水的逐渐铺设到户，手压井已基本停止使用。

区内现有机井3口，正常使用的有2口，主要用于城北郊蔬菜大棚灌溉，现有蔬菜大棚150亩，灌溉定额为500m3/（亩·年），年开采地下水约7.5×104m3/a。

3.2.2 现有城镇供水水源地

吉木乃县现状城镇供水为地下水，其取水工程位于县城南侧勘查区中部的红山口，取水方式为在拉斯特河道内开挖2眼深度分别为6m和10m的大口井，在井中部平置直径600mm的预制取水管，利用地形高差，向县城及周边居民自压供水。据县水暖公司提供资料，2013年，总供水量（开采量）约120×104m3，主要用于城镇居民生活用水、城镇绿化用水，现状暂无工业厂矿用水。夏季高峰供水量约4000m3/d，冬季需水量较少。

4 水资源需求及开发利用规划

随着吉木乃口岸开发、仓储区建设的加快和吉木乃工业园区的开发建设，加之当地居民人口数量的增加、生活水平的提高，均将导致水资源需求的急剧增加，届时现状供水能力将无法满足需求。据“吉木乃县城供水改扩建工程（二期）可行性研究报告”测算，近期（2015年）需水量约9180m3/d，远期（2020年）将达12240m3/d。

5 拟选水源地

按吉木乃县政府规划，取水对象为拉斯特河谷第四系松散岩类孔隙潜水，取水位置为多伦拜村和红山口之间，供水方式为采用蓄水池通过地形差向吉木乃县城自压供水。

5.1 拟选水源地水文地质条件

拟选水源地内赋存有较丰富的第四系孔隙潜水，第四系基底起伏较大，含水量水层岩性为冲洪积砂卵砾石，据物探资料，含水层厚度一般8～15m之间，渗透系数约50～60m/d，其基底为第三系泥岩。

该区域内第四系潜水主要接受南部拉斯特河谷潜流侧向径流补给、基岩裂隙水侧向补给、大气降水入渗补给和红山水库入渗补给、基岩裂隙水和红旗—红山水库水渠水入渗补给。

该区域内地下水主要沿拉斯特河和巴特巴拉克沟第四系含水层由南向北径流，最终汇集于红山口处，以通过红山口向北侧侧向流出和城镇供水水源地开采和蒸发蒸腾的方式排泄。

该区域内地下水水化学类型为HCO3·SO4型，矿化度小于1g/L，地下水水质满足生活饮用水水质标准，亦满足工业锅炉用水要求。地下水水质随季节变化不明显。

5.2 拟选水源地地下水资源量

据水文地质条件，对该水源地地下水补给量采用排泄量法进行计算。该水源地排泄量主要由两部分组成：地下水侧向流出量和现状城镇供水水源地开采量（本次计算排泄断面处于城镇供水水源地下游）。

5.2.1 地下水侧向流出量

采用断面法计算，计算断面为位于红山口处的东西向断面，计算公式：

式中：Q侧补——地下水侧向流量，104m3/a；

B——计算断面宽度，m，据电测深物探剖面取891m；

I——水力坡度，据流场图取0.0212；

K——断面平均渗透系数，m/d，参考北部钻孔资料取60.84；

M——含水层平均厚度，m，据电测深物探剖面取平均值11.4m；

α——地下水流向与计算断面夹角，（°），据工程测量取66.5°。

计算结果为：438.47×104m3/a。

因此，该断面地下水侧向流出量为438.47×104m3/a。5.2.2 城镇供水水源地现状开采量

据吉木乃县水暖公司提供数据，2013年城镇供水水源地地下水开采量为120×104m3/a。

现状该水源地地下水补给量为558.47×104m3/a。

5.3 拟选水源地地下水可开采量

因为取水方式采用的是地下截潜取水工程，可最大限度地截取地下潜流，因此开采系数取经验值0.85。按开采系数法计算地下水可开采量,则地下水可开采量为558.47×0.85=474.70×104（m3/a）(13005m3/d)，可作为严重缺水地区的小型水源地进行开采。

5.4 拟选水源地评价

拟选水源地内分布有第三系孔隙裂隙承压水和第四系松散岩类孔隙潜水，水质能满足生活饮用水卫生要求。经计算，拟选水源地地下水补给量为558.47× 104m3/a(15300m3/d)，水量能够满足城镇供水的需求。

拟选水源地位于拉斯特河谷内，有水量较丰富的第四系孔隙潜水，虽然存在含水层薄、富水性不均的特点，但区内第四系孔隙潜水主要来源于勘查区南部拉斯特河地下潜流，通过红山口向北部径流，其补给来源和接受补给的位置均在红山口之南，红山口处系南部山区潜水进入北部河谷平原区的主要通道，在该处建截潜工程，可达到最大限度地截取河谷潜流的目的。同时还有取水工程施工简单，提水和供水运行成本低，红山口以南人类活动稀少，利于进行水源保护的优点。

5.5 地下水开采方案建议

结合吉木乃县水文地质条件、供水现状及规划，对红山口水源地提出如下开采方案。

5.5.1 取水对象

取水对象为拉斯特河谷第四系河谷潜流。

5.5.2 取水方式

在红山口建地下截水坝工程，截水坝为钢筋混凝土结构，坝两侧与两侧山体基岩相接（长约180m），基础开挖至揭穿第四系含水层至基岩（深度约14～15m）。截水坝坝顶埋置深度为地表以下2～2.5m。截水坝的功能为最大限度地拦蓄拉斯特河谷潜流，同时，在用水低峰期或洪水期便于地下水溢出坝顶向下游排泄，一方面保证水源地安全，一方面保证下游区有一定量的生态用水供应。

在截水坝南侧（来水方向）可采用建集水大口井或集水管的方式将地下水提升至调节水池内消毒沉淀后，利用地形高差向下游区自压供水。

5.5.3 取水方案可行性分析

5.5.3.1 水文地质条件分析

区内第四系孔隙潜水主要来源于勘查区南部拉斯特河地下潜流，水质可以满足生活饮用水要求。其补给来源和接受补给的位置均在红山口之南，顺地形自南向北径流；红山口处系南部山区潜水进入北部河谷平原区的主要通道，地下水流的瓶颈，南部地下水沿此瓶颈进行北部河谷平原区，在该处建截潜工程，可达到最大限度地截取河谷潜流的目的。同时，红山口以南人类活动稀少，利于进行水源保护。

5.5.3.2 社会效益分析

本取水方案简单易行，施工简单，一次性投入较低，最主要的是水源地建成后运行成本低，与吉木乃县居民经济收入相对较低的客观实际情况相适应，利于改善当地居民生活条件，保证社会安定。

6 结论与建议

拟选水源地供水方式选用截潜式，供水量和水质均能够满足城镇供水的需求。拟选水源地周边地质环境较脆弱，水源地内地下水位埋深较浅，地下水环境极易造成污染，要尽快建立水源地保护区，加强地质环境恢复和保护工作。水源地地下水的开采，会对北部的生态植被造成一定的影响。县城北部地区特别是北沙窝一带生态植被较为脆弱，水源地的过量开采会对该地区植被造成破坏，使沙化面积扩大。因此，建议当地政府部门应根据县城的实际需水量合理开采水源地水量，并努力做好各项节水工作，在发展本地区经济的同时能兼顾北部的生态植被，使人与自然和谐发展。

[1]王振山，齐万秋.新疆吉木乃县城镇供水水文地质勘查报告[R].新疆地矿局第二水文工程地质大队，2009:33-65.

[2]魏守忠，李从林.新疆阿勒泰地区吉木乃县地下水资源开发利用规划报告[R].新疆宏昌工矿供水公司，2005:36-43.

[3]刘贇，刘迎春.吉木乃县城供水改扩建工程（二期）可行性研究报告[R].新疆城乡规划设计研究院有限公司，2007:8-28.

[4]GB50027-2001供水水文地质勘察规范[S].中华人民共和国建设部.

P641

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1004-5716(2015)03-0123-03

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。