王藝星，乃尉華

(1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二水文工程地質(zhì)大隊，新疆 昌吉 831100；2.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三水文工程地質(zhì)大隊，新疆 喀什 844000 )

喀什市是喀什地區(qū)政治、經(jīng)濟、文化的中心，是一座典型的沙漠與戈壁交界的綠洲城市，水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境特殊且脆弱。喀什經(jīng)濟開發(fā)區(qū)位于喀什市行政區(qū)劃管轄范圍內(nèi)，喀什經(jīng)濟開發(fā)區(qū)及周邊縣市屬于水質(zhì)型缺水地區(qū)，地下水的水質(zhì)主要是硫酸鹽全部超標、總硬度大部分超標、礦化度部分超標。前人對研究區(qū)進行過多年的水文地質(zhì)調(diào)查工作，取得了較為豐富的調(diào)查成果，但缺少系統(tǒng)的分析和研究[1]。

1 地下水流動系統(tǒng)劃分

研究區(qū)的地下水流動系統(tǒng)，是指由源到匯的流面群構成的、具有統(tǒng)一時空演變過程的地下水體[2]。研究區(qū)第四系含水層系統(tǒng)中的地下水由補給區(qū)向排泄區(qū)流動，沿著水流路徑，地下水化學成份發(fā)生著有序演化，是一個完整獨立的具有統(tǒng)一時空演變過程的地下水體，每一個地下水流域，是一個地下水流動系統(tǒng)[3-4]。研究區(qū)中部東西向展布的地表水和地下水的分水嶺，可將研究區(qū)第四系地下水流動系統(tǒng)分為北部克孜勒河(Ⅰa)和南部蓋孜河(Ⅰb)兩個地下水流動亞系統(tǒng)(圖1)。

2 地下水水位空間變化特征

2.1 潛水面高程空間變化

研究區(qū)內(nèi)潛水面形態(tài)，與地形變化一致。地形越高，潛水面越高。但潛水面海拔高程，在不同地貌部位與地面高差表現(xiàn)不同，而且潛水面坡度要小于地形坡度。在周邊地形較高的阿克塔格山、庫木塔格山、蘇古魯克山、土孜塔格山等區(qū)域性地表分水嶺山前帶地區(qū)，潛水面一般低于地面50.00～100.00 m以上，個別地段受構造影響形成跌水高差逾百米；平原區(qū)較低的分水嶺頂部，潛水面一般低于地面5.00～10.00 m；濕地、灘地、河谷等低洼地帶，潛水面低于地面，一般小于5.00 m(圖2)。

圖1 調(diào)查區(qū)第四系地下水流系統(tǒng)劃分圖

圖2 潛水位埋深分區(qū)圖

2.2 地下水位垂向變化特征

地下水位高程的垂向變化，在不同的地形地貌部位也存在很大的差異。在周邊地形較高的阿克塔格山、庫木塔格山、蘇古魯克山、土孜塔格山等區(qū)域性地表分水嶺的山前帶地區(qū)，潛水面以下到含水層系統(tǒng)底部，地下水位表現(xiàn)為從上到下遞減的趨勢；平原區(qū)較低的分水嶺地帶，淺層地下水位表現(xiàn)為從上到下遞減，中深層水位變化復雜，從上到下有升有降。研究區(qū)內(nèi)地下水排泄區(qū)按垂向水位變化可分為兩種類型，第一種類型是從上到下地下水位的持續(xù)上升；第二種類型是淺層水位由上到下逐漸升高，而中深層水位有升有降。

3 地下水流動路徑分析

研究區(qū)第四系含水層系統(tǒng)中，以不同排泄點為中心，形成了眾多地下水勢能場。在分水嶺地區(qū)，水流接受補給后首先從上向下垂向運動至深層含水層，再沿著區(qū)域地形降低方向沿深層含水層向排泄區(qū)徑流，地下水接受補給后在局域地形的控制下，在含水層系統(tǒng)中由淺層向各類排泄區(qū)運動，最終消耗于蒸發(fā)蒸騰或轉化為地表水。

4 地下水流動系統(tǒng)空間分布特征

研究區(qū)地下水流在地下水分水嶺、排泄基準面和含水層系統(tǒng)結構等因素的控制下，區(qū)域分水嶺和最低排泄點將全區(qū)劃分成兩個區(qū)域性地下水流動亞系統(tǒng)，即北部克孜勒河地下水流動亞系統(tǒng)(Ⅰa)和南部蓋孜河地下水流動亞系統(tǒng)(Ⅰb)。這兩個地下水流動亞系統(tǒng)在空間上以地表水、地下水分水嶺相鄰或以地下水流面為界，相互獨立，擁有各自的補給、徑流與排泄過程，各自構成完整的地下水流動亞系統(tǒng)。

4.1 北部克孜勒河地下水流動亞系統(tǒng)(Ⅰa)

克孜勒河地下水流動亞系統(tǒng)位于研究區(qū)的北部，具體范圍是北部以阿克塔格山分水嶺為界、西以庫木塔格山為界、南部以庫木塔格山為界與蓋孜河地下水流動亞系統(tǒng)相鄰、東到研究區(qū)邊界。地下水通過北部恰克馬克河和西北部克孜勒河獲得補給，總體由西向東部徑流，以泉集河(吐曼河)和河流(克孜勒河)為最終排泄點。地下水徑流方向和循環(huán)深度嚴格受地形(地表分水嶺)和不同級別排泄基準面的控制。從地表分水嶺(補給區(qū))到地下水的排泄區(qū)，地下徑流方向經(jīng)歷了由上到下→接近水平→再從下到上的復雜變化過程。在區(qū)域分水嶺地段，隨著深度的增加，地下水水頭壓力逐漸減少，而在地下水排泄區(qū)，則隨著深度的增加，水頭值逐漸增大。也就是說上游地區(qū)淺層水補給中層水，下游地區(qū)中層水補給淺層水，判斷其淺循環(huán)深度一般為150.00～200.00 m左右，中循環(huán)深度超過300.00 m，底界不祥。

4.2 南部蓋孜河地下水流動亞系統(tǒng)(Ⅰb)

蓋孜河地下水流動亞系統(tǒng)位于研究區(qū)的南部，具體范圍是北部以庫木塔格山為界與克孜勒河地下水流動亞系統(tǒng)相鄰、西到研究區(qū)邊界、南部以蘇古魯克山-土孜塔格山為界、東到研究區(qū)邊界。地下水從西部烏魯阿特小河和南部蓋孜河-庫山河獲得補給，總體上由西向東部徑流，以泉集溝和河流(蓋孜河)為最終排泄點。地下水徑流方向和循環(huán)深度嚴格受地形(地表分水嶺)和不同級別排泄基準面的控制。從地表分水嶺(補給區(qū))到地下水的排泄區(qū)，地下徑流方向經(jīng)歷了由上到下→接近水平→再從下到上的復雜變化過程。在區(qū)域分水嶺地區(qū)，隨著深度的增加，地下水水頭壓力逐漸減少，而在地下水排泄區(qū)，則隨著深度的增加，水頭值逐漸增大。也就是說上游地區(qū)淺層水補給中深層水，下游地區(qū)中深層水補給淺層水，其淺循環(huán)深度一般為150.00～200.00 m左右，中循環(huán)深度超過250.00 m，底界不祥。

5 控制地下水流動系統(tǒng)的主要因素

5.1 地形因素

研究區(qū)平原地區(qū)的地形較為平坦，相對高差小。北部、西部和南部山區(qū)是地下水的主要補給區(qū)，河谷和泉集河溝是地下水的主要排泄區(qū)。山區(qū)和河谷、泉集河溝的高低，控制了不同規(guī)模地下水流動系統(tǒng)的范圍。地形的高低變化，控制了地下水流動系統(tǒng)的動力場形態(tài)和地下水質(zhì)點流動軌跡。

5.2 地表分水嶺(中低山丘陵)對地下水流動系統(tǒng)的控制作用

研究區(qū)內(nèi)分布有較大的地表分水嶺三條，其中北部阿克塔格山、中部庫木塔格山、南部蘇古魯克山-土孜塔格山三條分水嶺最高，其控制的地表水、地下水分水嶺將研究區(qū)分成了北部克孜勒河和南部蓋孜河兩個第四系地下水亞系統(tǒng)，并控制著區(qū)域地下水流動系統(tǒng)范圍。

5.3 河流及泉集河溝對地下水流動系統(tǒng)的控制作用

研究區(qū)內(nèi)河流及泉集河溝是地表侵蝕基準面，也是地下水的集中排泄區(qū)和排泄基準面。河流和泉集河溝海拔高程與補給區(qū)的高差，共同影響著地下水的流動路徑，進而控制著地下水流動系統(tǒng)的規(guī)模。研究區(qū)內(nèi)的區(qū)域性排泄基準面有克孜勒河、吐曼河、蓋孜河及索賽艾肯泉水溝等，屬于第一類排泄區(qū)。這類排泄基準面不但控制著淺層地下水的排泄，同時也控制著中深層地下水的排泄，因此對區(qū)域地下水徑流影響程度較大，控制著區(qū)域地下水總體的徑流方向、循環(huán)深度等。

5.4 含水層系統(tǒng)滲透性空間差異對地下水流動系統(tǒng)的影響

含水層系統(tǒng)介質(zhì)對地下水流動系統(tǒng)的控制作用，主要表現(xiàn)在對地下水流速的影響。雖然本系統(tǒng)是一個水流連續(xù)的含水體，但不同地區(qū)不同層位介質(zhì)滲透性有一定的差異。研究區(qū)總體來說，淺層滲透性好于中深層。因此，地下水流速表現(xiàn)為平面上淺層及礫質(zhì)平原快(不考慮水力坡度因素)，中深層及細土平原流速減慢；垂向上隨著深度的增加流速逐漸減小的變化規(guī)律。

6 結語

(1)研究區(qū)中部東西向展布的地表水和地下水的分水嶺，可將研究區(qū)第四系地下水流動系統(tǒng)分為北部克孜勒河和南部蓋孜河兩個地下水流動亞系統(tǒng)。研究區(qū)內(nèi)潛水面形態(tài)，與地形變化一致。地形越高，潛水面越高。但潛水面海拔高程，在不同地貌部位與地面高差表現(xiàn)不同，而且潛水面坡度要小于地形坡度。地下水位高程的垂向變化，在不同的地形地貌部位也存在很大的差異，水位有升有降。

(2)研究區(qū)第四系含水層系統(tǒng)中，以不同排泄點為中心，形成了眾多地下水勢能場。地下水接受補給后在局域地形的控制下，在含水層系統(tǒng)中由淺層向各類排泄區(qū)運動，最終消耗于蒸發(fā)蒸騰或轉化為地表水。上游地區(qū)淺層水補給中層水，下游地區(qū)中層水補給淺層水，判斷其淺循環(huán)深度一般為150.00～200.00 m左右，中循環(huán)深度超過300.00 m，底界不祥，以后需要加強此方面研究工作。

(3)研究區(qū)內(nèi)的南北兩個地下水流動亞系統(tǒng)，其控制因素主要為地形、地表分水嶺、河流、泉水溝，以及含水層滲透性空間差異等。研究區(qū)內(nèi)分布有較大的地表分水嶺三條，其中北部阿克塔格山、中部庫木塔格山、南部蘇古魯克山-土孜塔格山三條分水嶺最高，其控制的地表水、地下水分水嶺將研究區(qū)分成了北部克孜勒河和南部蓋孜河兩個第四系地下水亞系統(tǒng)，并控制著區(qū)域地下水流動系統(tǒng)范圍。

[1]乃尉華,唐平輝,常志勇,等.新疆喀什經(jīng)濟開發(fā)區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評價報告[R].昌吉，新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二水文工程地質(zhì)大隊.2015.

[2]王貴玲，楊會峰，等.中國北方地下水系統(tǒng)[M].北京:地質(zhì)出版社.2010.

[3]侯光才,林學鈺,蘇小四，等.鄂爾多斯白堊系盆地地下水系統(tǒng)研究[J].吉林大學學報(地學版).2006，(3).

[4]侯光才,張茂省,等.鄂爾多斯盆地地下水勘查研究[M].北京:地質(zhì)出版社.2008.