祝應(yīng)宏 唐 哲

(華北有色工程勘察院有限公司，河北 石家莊050021)

0 前言

工作區(qū)位于青海省曲麻萊縣大場礦北部，地處中緯度高海拔區(qū)，空氣稀薄，屬高寒草原半干旱氣候。區(qū)內(nèi)平均氣溫－3.9℃，最冷月1月份月平均氣溫－15.7℃，最熱月7月份月平均氣溫7.6℃，年平均氣溫差23.3℃，日平均氣溫差14.3℃，無霜期16天，光照充分。相對濕度在30%-60%之間，屬半干旱和半干燥區(qū)。多年平均降水量370mm，蒸發(fā)量達(dá)1528mm，受地理、地形等條件的影響，降水量在空間分布上呈現(xiàn)一定的分帶性，從東到西，由南向北，降水量有一定程度的遞減，蒸發(fā)量呈增加趨勢。

本區(qū)位于扎拉依——梢日哦地表分水嶺以北，為柴達(dá)木盆地內(nèi)陸水系，為一相對完整和封閉的水文地質(zhì)單元，區(qū)內(nèi)主要河流為秀水河，從東向西流經(jīng)本區(qū)，匯水面積達(dá)1729.77km2。南北為高大山體，構(gòu)造剝蝕強(qiáng)烈，巖性主要為二疊系和三疊系砂巖、板巖和泥頁巖、凝灰?guī)r，風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙發(fā)育。中部為河流沖洪積平原，巖性主要為中細(xì)砂礫石，粘土礫石，厚度最大達(dá)70.0m。

工作區(qū)地處青藏高原腹地，地勢高亢，氣候寒冷，凍土層廣泛分布，區(qū)內(nèi)凍土按其年內(nèi)及年際間的變化特點(diǎn)，可分為季節(jié)性凍土及多年凍土。季節(jié)性凍土分布與地表淺部，凍結(jié)厚度為2.70-3.50m，隨季節(jié)而變化，一般每年4月底5月初隨暖季的到來，季節(jié)性凍土層從地表開始融化，直至9月底融化層達(dá)到最大深度；10月份從地表開始凍結(jié)，11月底至翌年3月份全部凍結(jié)，年融凍期150天左右，其余時(shí)間屬于封凍期。多年凍土分布與季節(jié)性凍土之下，平均厚度為20.85m，最大厚度達(dá)28m。多年凍土穩(wěn)定，為一天然的隔水屏障。成為本區(qū)找尋地下水的最大難題。

1 找水前景分析和水源地選擇

遵循“由近及遠(yuǎn)，循序漸進(jìn)”的原則，我們首先考慮在礦區(qū)附近的大場溝和東岔河一帶開展工作，但兩河溝匯水面積小，僅75km2，且沖溝狹窄，第四系厚度薄，透水性差；礦區(qū)一帶砂（礫）巖板巖分布面積廣，但風(fēng)化裂隙水富水性較弱，相對孤立和分散；灰?guī)r裂隙水富水性較強(qiáng)，但灰?guī)r沿區(qū)域構(gòu)造破碎帶分布，分布面積太小，地下水資源量有限。

業(yè)主曾考慮采用礦區(qū)北部23km的秀水河地表水，亦存在諸多問題，每年1 1月至次年4月河水基本凍結(jié)，僅有少量潛流從冰層下通過，并且水質(zhì)也難得到保證，其次河流下游為格爾木市溫泉水庫，直接采用地表水會對其造成影響。

綜合上述我們將勘察目標(biāo)選擇在秀水河與扎拉依給隴哇交匯一帶的河谷區(qū)，截取秀水河河床地下水，襲奪河流地表水入滲補(bǔ)給量作為開采量。通過物探資料結(jié)合鉆孔資料，水源地河床之下分布著強(qiáng)含水帶，河床內(nèi)無多年凍土存在，凍結(jié)層上水和下水合二為一，成為統(tǒng)一含水層。

2 地下水補(bǔ)給、逕流和排泄條件

河床第四系孔隙含水層是本次水文地質(zhì)勘察的主要供水目的層，地下水的主要補(bǔ)給方式為秀水河河水的滲漏補(bǔ)給，其次為凍結(jié)層下水的側(cè)向補(bǔ)給。

水源地以上秀水河流域匯水面積大，山區(qū)基巖風(fēng)化裂隙發(fā)育，接受大氣降水和雪水融化入滲補(bǔ)給后，基巖裂隙水、第四系凍結(jié)層上水短途運(yùn)移、就地排泄，溢出成泉，匯聚成表流，構(gòu)成秀水河基流，形成常年性河流，沿著秀水河河床形成融溶區(qū)，穿過多年凍土層，形成帶狀“天窗”，溝通了河水與地下水，河床之下含水層為粗砂礫卵石，結(jié)構(gòu)松散，透水性強(qiáng)，河水與地下水之間水力聯(lián)系密切，強(qiáng)含水帶兩翼為廣泛分布的弱含水體，其上覆蓋厚大、分布廣的多年凍土相對隔水層。秀水河為當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面，河床匯聚區(qū)域地表水，地下水地表水水力聯(lián)系密切，垂向交替運(yùn)動頻繁；河床之下強(qiáng)含水帶匯聚區(qū)域凍結(jié)層下水并接受上游河流滲漏補(bǔ)給后自東向西徑流排泄，因此，水源地附近為區(qū)域地下水地表水排泄的“總閘門”，水源地附近秀水河基流量和潛流量代表了區(qū)域地下水資源量。

地下水接受河流地表水入滲透補(bǔ)給和側(cè)向補(bǔ)給后除部分蒸發(fā)排泄外，主要順河床向西往河流下游排出域外。

圖1 水源地地下水地表水相互補(bǔ)排關(guān)系

圖2 水源地地下水側(cè)向排泄量概化圖

3 水源地運(yùn)行流場預(yù)測

擬選水源地位于秀水河河流融區(qū)內(nèi)，砂礫卵石含水層厚度大，透水性強(qiáng)，地下水徑流暢通，主要接受上游河床地下水側(cè)向補(bǔ)給和河流地表水的入滲補(bǔ)給。水源地地下水設(shè)計(jì)取水量為8000m3/d，水源地長期運(yùn)行會形成一個(gè)地下水降落漏斗，采用潛水完整井井群干擾非穩(wěn)定流理論預(yù)測開采條件下水源地地下水降落漏斗形態(tài)和影響范圍，并分析了水源地開采對周圍環(huán)境影響。

圖3 解析法預(yù)測水源地開采條件下地下水位降深等值線圖

根據(jù)地下水位預(yù)測降深圖，水源地生產(chǎn)運(yùn)營后，各地段地下水位有一定降深，水源地中心地下水位下降3.82m，外圍地下水位下降0.10-0.20m，抽水降落漏斗最遠(yuǎn)擴(kuò)展200m，只疏干了含水層的6.36%；抽水井靠近河流地表水，將加大地表水的入滲量，以保證地下水流場的相對穩(wěn)定。

由于開采降深小，抽水漏斗影響范圍小，水源地運(yùn)行對區(qū)域水環(huán)境的影響微乎其微。

4 結(jié)語

4.1 水源地秀水河河床寬闊，河道擺動幅度大，常年有地表水，是形成河流融區(qū)的基本條件，河流融區(qū)內(nèi)無多年凍土，含水層呈統(tǒng)一含水系統(tǒng)，地下水徑流暢通；

4.2 水源地匯水面積大，匯集大范圍的地表水，是河流地表水的重要補(bǔ)給來源，為河水入滲補(bǔ)給河床地下水提供了物質(zhì)保證；

4.3 廣泛分布的多年凍土為天然屏障，凍土上水有一定透水性，但厚薄，相態(tài)不穩(wěn)定，凍土下水透水性弱，補(bǔ)給和循環(huán)條件差，具承壓性，有一定厚度和廣闊的范圍。凍土上水在暖期補(bǔ)給水源地河床地下水，凍土下水長期緩慢持續(xù)補(bǔ)給河床地下水；

4.4 高原凍土區(qū)水資源貧乏，地下水資源彌足珍貴，合理開發(fā)利用水資源的同時(shí)，應(yīng)切實(shí)保護(hù)水資源和水環(huán)境。