「找水经验」西北山前地带,如何寻找地下水?

2022-05-15
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西北山前地带主要有新疆天山北麓、塔里木盆地的周围,甘肃河西走廊和青海柴达木盆地的山前地带。


西北山前地带和北方山前地带的地下水,有一些不相同的地方,主要表现是,西北山前地带地质构造比较复杂,埋藏不深或是隆起的第三系和中生界的岩层,起着相对隔水的作用;西北山前地带冲洪积扇裙规模巨大,

如塔里木盆地山前地带长千余公里,宽度可达一百公里以上,洪积扇顶部潜水水位埋深超过二百米;西北山前地带全部属于内陆水系,在千早的气候条件下(年降水量一般不足250毫米,年蒸发量达2000-3000毫米),潜水流至溢出带下游,水质急剧恶化;由于降水稀少,西北山前地带地下水的补给以河流地表水垂直渗人为主,其补给量往往超过全部补给量的80%。


西北山前地带地下水相当丰富,开发利用山前地带的地下水,对这一地区工农业的发展有着重要的作用。西北山前地带寻找地下水的主要方向有:


1.寻找河谷冲积层的潜水

边山河谷漫滩和低阶地冲积层透水性良好,补给条件优越,往往成为重要的供水水源地。

如新疆乌鲁木齐市南,河流漫滩宽700米左右,砂卵石层一般厚50--60米,水位埋深1-4米,钻孔单位涌水量20-40升/秒·米,地下水矿化度0.2-0.3克/升(图120)。


「找水经验」西北山前地带,如何寻找地下水?


2.寻找冲洪积扇顶部的潜水

冲洪积扇顶部岩层透水性强,补给条件较好,在潜水水位不太深的地方,可以作为供水水源地。

如乌鲁木齐市以北,乌鲁木齐河冲洪积扇顶部,潜水含水层由砂砾卵石组成,水位埋深30-70米,钻孔单位涌水量最大在20升/秒·米以上,地下水矿化度小于1克/升(图121)。


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3.寻找溢出带附近的潜水和承压水

冲洪积扇前缘地下水溢出带附近,地下水水位埋藏很浅,水质优良,是开发地下水的理想地段。

如甘肃省河西走廊玉门镇附近,疏勒河冲洪积扇地下水溢出带上下,地下水水位埋深一般10-40米,管井单井出水量4000-8000立方米/昼夜(图122)。一般说来,靠近冲洪积扇轴部地表水附近,泉水的流量较大,管井的富水性也较高;靠近地表砂砾石比较松散,管井的富水性较大。


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4.寻找冲洪积扇中、前部的承压水

山前冲洪积扇中、前部,地下往往埋藏有舌状承压含水层,接受上游潜水的补给,地下水丰富。

如新疆吐鲁番附近有葡萄沟等河流堆积形成的冲洪积扇。在叶鲁番城南一带冲洪积扇中、前部,有承压的砂砾石含水层,200米深度以内,承压含水层总厚5-30米,承压水水头最高高出地面23米,钻孔及管井单位涌水量01-18升/秒·米,单井出水量800-1100立方米/昼夜,地下水矿化度小于05克/升(图123)。


「找水经验」西北山前地带,如何寻找地下水?


5.寻找冲湖积平原的承压水

冲洪积扇承压含水层可以延伸得很远,在一些较大的冲洪积扇前缘,承压含水层甚至可以延伸到冲湖积平原的范围之内。如青海省柴达木盆地格尔木附近,中更新统冲洪积砂层的分布已接近盆地的腹部。位于冲积平原上的10号钻孔,在190米深度以内,共揭露粉细砂和中细砂层厚60米,单位涌水量0.44升1秒·米,承压水水头高出地面20.80米,地下水矿化度1.16克/升(图124)。

「找水经验」西北山前地带,如何寻找地下水?


6.寻找山前第三系砂砾岩层的地下水

西北山前地带,第三系岩层分布比较普遍,主要由砂岩、砂砾岩、泥岩组成。其中砂岩、砂砾岩胶结疏松,含水性较强,往往具有承压性质。新疆哈密附近,该岩系承压水水位埋深1.2-4.0米,钻孔单位涌水量1.0一2.3升/秒·米,地下水矿化度小于0.3克/升(图125)。

「找水经验」西北山前地带,如何寻找地下水?


7.寻找山前基岩裂隙岩溶地下水

山前基岩埋藏不深的地方,在适当的条件下,含有比较丰富的地下水。

例如乌鲁木齐市河东一级阶地,二叠系地层主要由灰黑色的油页岩、炭质页岩、硅质页岩及页岩组成。其中白云质灰岩和油页岩中含有承压岩溶水和裂隙水,尤其在断裂带附近,富水性比较高,如45号钻孔,抽水水位降深仅0.09米,出水量即达900立方米/昼夜,地下水矿化度1.3克/升(图126)。

「找水经验」西北山前地带,如何寻找地下水?


8.寻找山前有利于地下水汇集的地质结构

山前的地质结构是多种多样的。山前地质结构,对山区与平原之间的径流联系以及地下水的储存等方面,起着控制性的作用。

例如新疆境内山区与平原的接触关系,可以归纳为以下四种类型(图127)


「找水经验」西北山前地带,如何寻找地下水?


第一种类型,古老的基岩山体与第三系为主构成的平原直接接触。这种类型以阿尔泰山山前平原为代表,在那里,覆盖在第三系上面的第四系松散岩层或者缺失,或者很薄,潜水贫乏。


第二种类型,古老的基岩山体与山前平原第四系松散沉积物直接接触。在没有河床渗漏的地段,松散岩层中的地下水,主要靠山区裂隙水补给,地下水比较贫乏;在有河流通过的地段,如天山北麓西段,山前松散岩层除接受山区裂隙水补给外,尚可接受河床渗漏的补给,地下水丰沛,冲洪积扇的外缘往往有潜水溢出。


第三种类型,古老基岩山体与山前平原之间,第三系掀起组成隔水屏障。由于第二系以泥岩为主,因此隔断了山区与平原间的地下水联系,山区对平原地下水补给,只有通过河流和河床冲积层潜流才能实现。天山支脉博格多山以及昆仑山东段山麓属于这一类型,在没有河流通过的山前平原地区,地下水十分贫乏。


第四种类型,古老基岩山体与山前平原之间,存在着第三系组成的山前构造带。第三系组成了山前背斜构造和山前纵向洼地,在宽阔的向斜洼地中充满了第四系松散堆积物,蕴藏着丰富的地下水。

例如,玛纳斯河流经山前纵向洼地一段,地下水补给河水流量平均达5立方米/秒。


另外,高大山群分布地区的降水量往往比低矮山区的降水量高出一倍以上,河流的汇水面积也比较大。因此与高大山群毗邻的山前地带,地下水比较丰富;反之,地下水较为贫乏。

例如新疆东部阿尔泰山东南段、天山东段以及昆仑山东段山势均较矮小,降水量较少,它们的山前地带地下水资源也比较贫困。


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