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西北黑河下游额济纳盆地地下水系统研究 (下)

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西北黑河下游额济纳盆地地下水系统研究(下)武选民1,史生胜2,黎志恒3,郝爱兵1,乔文光2,余志山3,张顺宝2 (11中国地质环境监测院,北京　100081;21内蒙古呼和浩特水文工程地质中心,呼和浩特　010020;31甘肃省地勘局第三地质矿产勘查院,兰州　730050)4　水化学特征根据实测的水化学资料,得出盆地内地下水的水化学类型、矿化度具有以下明显的水平分带性:(1)从盆地南部地湾东梁—北部的额济纳县城—东西居延海,地下水的水化学类型由S O4・HC O32Na・Mg型渐变为S O4・Cl2Na型和Cl2Na型,地下水的矿化度由小于110gΠl的淡水渐变成115gΠl左右的微咸水和大于310gΠl的咸水。

(2)从盆地南部地湾东梁—古日乃—进素土海子,地下水的水化学类型由S O4・HC O32Na・Mg型渐变为S O4・Cl2Na型、Cl・S O42Na型和Cl2Na型,对应的矿化度由小于110gΠl的淡水变为115gΠl左右的微咸水、310gΠl 左右的咸水和矿化度高达30-31314gΠl的卤水。

(3)从盆地北部中蒙边境—东西居延海,地下水的水化学类型的分布依次为S O4・Cl2Na・Ca型、S O4・Cl2Na 型和Cl2Na型,相应的矿化度由小于110gΠl的淡水变为115gΠl左右的微咸水和310gΠl以上的咸水。

(4)在盆地东南隅,从巴丹吉林沙漠—古日乃和进素土海子洼地,地下水的水化学类型由Cl・HC O3・S O42Na型渐变为Cl・S O42Na型和Cl2Na型,地下水矿化度由小于110gΠl的淡水渐变为310gΠl左右的咸水和矿化度高达30-31314gΠl的卤水。

(5)在横穿盆地的东西方向上,以黑河现代河床为轴线,地下水水化学类型和矿化度具有对称的水平分带性,从河床向东西两侧方向,水化学类型由S O4・HC O32Na・Mg型变为S O4・Cl2Na型,矿化度由小于110gΠl的淡水渐变为115gΠl左右的微咸水和大于310gΠl的咸水。

上述水化学的水平分带性与地下水系统补给区和排泄区的分布、补排强度和方式、地下水位的埋深、地下水的径流速度等诸因素具有密切联系[8],即:(1)地下水系统的补给区即以黑河水渗漏为主的沿河地带,地下水的补给强度较大,地下水径流畅通,河水的矿化度较低,水化学类型为HC O3・S O4型或S O4・HC O32型,地下水的矿化度为110gΠl左右。

以大气降水入渗补给为主的东西居延海以北地区,地下水的补给强度小,加之蒸发浓缩作用强烈,故水化学类型为S O4・Cl型,地下水为矿化度210～310gΠl的咸水。

(2)在地下水系统的主要排泄区即东西居延海、古日乃、进素土海子现代洼地区,地下水基本处于滞流状态,并主要依靠蒸发而排泄,加之干旱气候下强烈的蒸发浓缩作用,使地下水不断向盐化的方向演化,因此在该区形成了Cl2Na型的高矿化度咸水,局部地段为高矿化度的卤水。

(3)地下水系统的径流区介于补给区与排泄区之间,从补给区到排泄区,地下水的径流条件逐渐变差,埋深逐渐变浅,蒸发浓缩作用由弱变强,因此形成了介于二者之间水化学类型及矿化度。

综合额济纳盆地地下水系统潜水水化学的水平分带规律,在不同的补给、排泄条件的作用下,形成了各自的水化学特征。

体现了干旱区内流盆地区从山前到盆地中心,水文地球化学水平分带的典型特征[2][7][9]。

5　环境同位素特征511　样品采集与测试在额济纳盆地内采集地表水、地下水D、18O同位素45组,其中31个样品测试了3H;采集地下水14C样品5个。

根据测试结果所做的δD2δ18O关系见图3。

512　3H值分布特征及其意义51211　分布特征(1)3H含量大于10T U的样品包括:1996年东河、西河洪水(1、2号)及由河水补给的东居延海湖水(10、11号),河道内的蒸发残留水(5号);盆地南部戈壁区河道两侧1km范围内的潜水(25、30和41号);盆地北部细土带的浅层潜水(8、9、12和20号)。

(2)3H含量为2～10T U的样品分布:盆地南部戈壁区距河道10km范围内的潜水(21、23、24和40号);额济纳县城深度30m左右的潜水(15、16号);古日乃图3　地表水、地下水同位素水样δD2δ18OFig.3　δD2δ18O of surface and groundw ater1-含大量氚(>10T U);2-含少量氚(2～10T U);3-基本不含氚(<2T U);4-未测氚(不含氚)东巴丹吉林沙漠边缘的潜水(29号)。

(3)3H含量小于2T U的样品:盆地北部细土带潜水含水层与承压含水层的混合水(6、7号);中蒙边境附近的潜水(14号);盆地南部和西部戈壁平原区的潜水(22、42、43、44号);东西居延海之间的承压(自流)水(18、32号);古日乃湖中心(45号)及巴丹吉林沙漠边缘的潜水(31号)。

51212　水文地质意义依据3H值分布特征所推测的水文地质过程[3]是:(1)盆地内的承压含水层和戈壁平原区的潜水基本没有受到现代水的影响,是地质时期补给的。

(2)在盆地南部的戈壁平原区,现代河水补给影响的宽度较大,如木吉湖民井(24号)和额肯查干牧场民井(25号),二者距东河河道约10km,其样品3H含量分别为2172T U和2110T U,介于2～10T U之间,说明它们正好位于现代河水补给影响的边界附近。

在盆地北部额济纳县城一带,河道密集,偶尔接受河流洪水的补给,因此表层潜水样品的3H值变化较大,如9号样的3H值为94139T U,这是1996年洪水泛滥补给潜水的结果。

(3)额济纳盆地东南的巴丹吉林沙漠地下水侧向径流补给古日乃和进素土海子地区的地下水,但从沙漠边缘两个样品(29、31号)的3H值来看,一个为0199T U,一个为3185T U,说明侧向径流补给较为缓慢。

513　地下水14C年龄特征本次所测试的5个样品,EC3、EC4和EC5样品的14C年龄(未校正)分别为7700±90a、5690±130a和13200±590a,前两者采自赛汉陶莱以南约10km的EK5钻孔,为同一位置不同深度的承压水,EC3样品采自第一承压含水层,EC4样品采自第二承压含水层。

EC5样品采自赛汉陶莱北东约10km的EK6钻孔,代表第二承压含水层。

三组样品对比,可得出以下结论:(1)同一位置下部第二承压含水层EC4样品的年龄小于上部第一承压含水层EC3样品的年龄,说明下部承压水顶托越流补给上部承压水。

这一点与额济纳盆地地下水系统水动力场的分析结果是一致的。

(2)EC4与EC5样品的年龄相差约7000a,二者相距约20km,由此可初步估算第二承压含水层地下水在赛汉陶莱附近的径流速度约为3mΠa。

EC1样品采自盆地最北缘中蒙边境边防哨所的供水井,为戈壁平原潜水,14C年龄(未校正)8570±230a,结合地形、地貌特征,可以肯定该处地下水是从北部侧向径流补给的。

戈壁平原区潜水年龄如此之大,说明地下水的补给、径流条件很差,这与北部降水稀少,无河流发育,含水层透水性差有关。

EC2样品采自东西居延海之间的承压自流孔中,属潜水与承压水混采样,其14C年龄(未校正)只有3110±450a,估计与现代水的混合有关,其年龄不能代表下部承压水的实际情况。

514　地下水D、18O特征及意义在图3(b)中可作出1条现代水蒸发线,圈定出3个特征域,分别称之为A、B和C域。

从图可以看出:(1)除20号样点外,含3H量大于10T U的样品均位于一条斜率较全球大气降水线低的直线上,这条线即是现代水蒸发线。

蒸发线左端的1号和2号为1996年8月东、西河的洪水样,位于全球大气降水线上,它们代表现代水特征。

蒸发线右端的5、10和11号分别是河道蒸发残留水、东居延海湖水和进素土海子湖水(湖水均为1996年8月的洪水补给),它们是东、西河水遭受强烈蒸发后的结果。

其余3H含量大于10T U的样品(8、9、12、30和41号)均是河床两侧接受现代水(河水)补给的样品,9号样遭受了一定的蒸发作用。

(2)A域代表现代水,它以蒸发线左端东、西河水(1、2号)为中心。

盆地东、南及西部戈壁滩的35、36、38、40、42、43和44号潜水样也位于该域内,虽然这些样品基本不含3H(未测3H样品者推测其不含3H),但其δD2δ18O特征表明也是1952年以前的近现代水补给的。

盆地北部细土平原区的潜水样和部分戈壁平原区潜水样位于A域右侧,说明它们与A域地下水具有相同的补给来源,但在补给地下水之前或补给地下水之后遭受了一定的蒸发作用。

从A域内东、西戈壁地下水样品的分布看,西戈壁样品(37、38号)多位于东戈壁样品(35、36、42、43号)的下方,说明东戈壁地下水更接近现代水,也就是说东戈壁地下水的径流条件好于西戈壁,特别是42和43号样点之间有可能存在径流条件较好的近东西向古河道带。

(3)B域样品以中蒙边境附近的13、14号样品为代表,其δD2δ18O低于现代水线,说明是气温较现今低的地质历史时期补给的,13号样品未校正的14C年龄为8570a,据此推测是距今8000a左右的最后一次冰期末补给的。

(4)C域样品以本次在额济纳县城附近施工的钻孔承压水样品(3、4和17号)为代表,其δD2δ18O丰度明显高于现代水,说明是气温较现代高的地质历史时期补给的。

(5)盆地东南部巴丹吉林沙漠边缘地下水样品(29和31号)位于现代水蒸发线附近,说明沙漠区地下水以大气降水入渗补给为主,并向古日乃和进素土海子一带径流排泄,途中经受强烈的蒸发作用。

(6)古日乃中心的45号样(潜水)不含3H,它位于现代水蒸发线与古水蒸发线之间的混合水蒸发线上,证明它是来自西部地下水与来自巴丹吉林沙漠地下水共同补给,且以前者为主,二者混合比例大体为2∶1。

6　地下水流系统划分根据上述分析可见,整个额济纳盆地为一巨型的区域地下水流系统,在巨型系统内由于地下水水力性质、地下水的循环条件、水化学特征、环境同位素特征等方面的差异,可划分为潜水和承压水两大子系统。

潜水子系统可进一步分为西北隅潜水亚系统和东南隅潜水亚系统;西北隅潜水亚系统由基岩裂隙水、南部湖西新村—东西居延海和中蒙边境—东西居延海三个次亚地下水系统组成。

承压水子系统也可分为西北隅承压水亚系统和东南隅承压水亚系统;在承压水亚系统中可进一步划分出浅层承压水次亚系统和深层承压水次亚系统。

对不同等级地下水流系统的特征分述于下[10][11]。

611　潜水子系统(Ⅰ)61111　盆地西北隅潜水亚系统(Ⅰ1)(1)盆地西部边缘基岩裂隙潜水次亚系统(Ⅰ1-1)基岩裂隙潜水次亚系统发育于盆地西部边缘,南起胜利站,北到东西居延海以南的黑梁子。

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区域植被 监测 数据进行 统计可知 ， ２ ０ ０ ４年 植被长势 比 ２ ０ ０ ５ 年
好． ２ ０ ０ ６ 年 东居延海周边植被 明显 比 ２ ０ ０ ５ 年有 所好转 ， 混合灌 木地上生物量 为 ２ ５ ６ ０ ． ７ ｋ ｇ ， ｈ ｍｚ ， 混合草本地 上生物 量 比 ２ ０ ０ ５ 年 减少 了 ２ １ ０ ｋ ｇ ／ ｈ ｍ ， 植被覆盖度变化不 大 ； ２ ０ ０ ７年是这 ９年 中植
２ 东居 延海 水域 面积 变化
黑河 的流径量对下游水 量、东居延海水 域面积 的影响 ， 可
根据正义 峡水文站水量 变化趋势进行 分析得出结论 。根据黑河 正 义峡 水 文站 监测 资料 。 １ ９ ５ ０年 代 年 流 径 量 为 １ ２ ． ９× １ ０ ａ ｍ ， １ ９ ６ ０年 代年流 径 量 为 １ ０ ． ６ ５ ｘ １ ０ ８ ｍ 。 ， １ ９ ７ ０年 代年 流径 量 为 １ ０ ． ４ ３ ｘ ｌ Ｏ Ｓ ｍ ３ ， １ ９ ８ ０年代 年 流径量 为 １ ０ ． １ ０ ｘ １ ０ ８ ｍ ３ ， １ ９ ９ ０年 代 年 流径量为 ３ ． ９ ９ ｘ １ ０ 。 ， １ ９ ９ ０年 代 年 流径 量 比 １ ９ ５ ０年 代 减 少 了
积为 ２ ８ ． ０ ｋ ｍ ： ２ ０ ０ ４年 最 大 水 域 面 积 为 ３ ５ ． ７ ｋ ｍ ： ２ ０ ０ ５ 、 ２ ０ ０ ６ 、
２ ０ ０ ７的 水域 面积 分 别 为 ３ ３ ． ５ ｋ ｍ ｚ ， ３ ８ ． ５ ｋ ｍ ｚ ， ３ ９ ． ０ ｋ ｍｚ ． ２ ０ ０ ７年 比 ２ ０ ０ ５年水 域面积扩 大了 ５ ． ５ ｋ ｍ ． ２ ０ ０ ８年与 ２ ０ １ ０年水域 面积基
黑河黄藏寺水库调节库容分析论证

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黑河黄藏寺水库调节库容分析论证作者：杨丽丰杨永建李福生武见来源：《人民黄河》2021年第12期摘要：黄藏寺水库是黑河干流控制性骨干调蓄工程，水库为多目标开发，供水对象涉及下游额济纳绿洲天然生态、国防科研、中游灌区灌溉及工业、生活、发电用水等，加之黑河中游具有地表水地下水多次转换、重复利用的特点，边界条件复杂，限制因素多，给水库调节库容论证带来了较大困难。

按照“合理调配中下游生态和经济社会用水，提高黑河水资源综合管理能力，兼顾发电等综合利用”的水库开发任务，基于水库供水范围内黑河中下游地区不同需水特点和要求，根据水库运用方式，利用黑河二元结构水资源配置模型，进行了多方案、长系列径流调节计算。

综合分析推荐黄藏寺水库调节库容采用2.95亿m3，能够满足实现黑河分水方案和供水、灌溉、发电的需要，助力黑河水资源综合管理提档升级。

关键词：调节库容;论证;黄藏寺水库;黑河中图分类号：TV62+2;TV697.1+1文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.12.020引用格式：杨丽丰，杨永建，李福生，等.黑河黄藏寺水库调节库容分析论证[J].人民黄河，2021，43（12）：105-108，114.Abstract： Huangzangsi reservoir is a key control regulation and storage project in the main stream of Heihe River. The reservoir is developed with multi-objectives and the water supply objects refer to the natural ecology， national defense scientific research of Ejina Oasis in the lower reaches， irrigation， industrial， domestic and power generation use in the middle reaches of Ejina Oasis. In addition， the middle reaches of Heihe River has the characteristics of repeated conversion and reuse of surface water and groundwater， complex boundary conditions and many limiting factors， which brings great difficulties to the demonstration of reservoir regulation capacity. According to the reservoir development task of “rational allocation of ecologic al， economic and social water use in the middle and lower reaches of the Heihe River， improving the comprehensive management capacity of water resources of the river， taking into account the comprehensive utilization of power generation and other comprehen sive utilization”， based on the different water demand characteristics and requirements of the middle and lower reaches of the Heihe River within the reservoir water supply range， according to the reservoir operation mode， using the Heihe dual structure water resources allocation model， a multi-scheme and long series runoff regulation calculation was carried. According to the comprehensive analysis， it is recommended that the regulating capacity of Huangzangsi Reservoir should be 295 million m3， which can meet the needs of water diversion scheme， water supply， irrigation and power generation of Heihe River and help to upgrade the integrated management of water resources of Heihe River.Key words： regulating reservoir capacity; demonstration; Huangzangsi Reservoir; Heihe River 1 黄藏寺水库概况黄藏寺水库位于黑河干流上，坝址在黑河东西两岔汇合后的峡谷河段，左岸为肃南县，右岸为祁连县，水库坝址控制流域面积7 648 km2，多年平均天然径流量12.85億m3。

鄂尔多斯盆地早白垩世岩相古地理与地下水水质和分布的关系

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为主， 岩性主要为棕红色夹黄绿、 灰绿色小斜层理 细 砂 岩 、 中 细砂岩、 泥质粉砂岩、 粉砂质泥岩、 泥岩， 砂岩厚度占地层总 大多在 #&0)(&0 之间； 明显具有下粗上细的特 厚的 1&0 以下， 点， 且上部一般多为厚层—巨厚层泥岩沉积。 该期岩相古地理以河流和湖泊相广布 为 特 征 ， 大体呈盆 地北部以河流相发育为主、南部以湖相为主的沉积展布格 局。盆地北部和西缘北段主要发育冲积扇、 辫状河相， 向南到 白于山一带则过渡为曲流河相， 继续向南到定边、 靖边和盆 地东南缘、 西南缘则发育三角洲相； 盆地南部则普遍发育滨 浅湖亚相， 至天环向斜轴部南侧则为 浅 湖—半 深 湖 亚 相 。 值 得指出的是， 在南部湖泊相外侧靠近陆地的许 多 水 体 局 限 区 域， 发育串珠状盐沼亚相富含石膏的泥岩、 粉砂岩 夹 石 膏 层 ， 表明局部时段气候干旱、 蒸发作用强烈、 水体盐度 高 ， 这对白 垩系地下水水质的形成与演化产生了强烈的影响。 罗汉洞期岩相古地理特征 继环河期之后， 罗汉洞期气候又逐渐向干旱转化， 盆地 现今残留的罗 抬升， 开始了早白垩世第 ! 个大的沉积演化期， 汉洞组较其下伏各组分布范围明显缩小、 厚度变薄， 地层厚 盆地北部伊 (, 伊深 !, 伊 ## 孔一线及其以 度一般为 (&)!&& +， 砂 北地区相对较厚， 可达 "/1 +。岩性主要为 中 粗 粒 碎 屑 岩 ， 粒级以上的碎屑岩厚度占地层总厚的 1(0 以上。盆地北部主 要为灰紫、 紫红、 灰绿、 黄绿色中粗砂岩、 含砾粗砂岩、 砾岩、 砂砾岩夹细砂岩、 粉砂质泥岩， 在 保 尔 斯 太 沟 等 地 夹 #& 多 米 厚的火山溢流相玄武岩； 盆地西缘中南部主要为棕红、 紫红 色夹姜黄色中粗砂岩、 中砂岩、 细砂岩夹泥岩沉积。 该期岩相古地理发生了很大变化。盆 地 北 缘 、 西北缘主 要发育冲积扇、 辫状河相， 局部有滨浅湖亚相； 盆地西缘南段 和西南缘局部发育辫状河和滨浅湖亚相， 西 缘 中 南 段 环 县— 镇原—泾川一线主要发育沙漠沙 丘 亚 相 ， 环 县—镇 原 一 带 沙 漠沉积厚度最大， 交错层理发育且规模巨大， 为此时沙漠的 中心地带， 是中国白垩纪沙漠带的重要组成部分之一 $/)##%。 泾川期岩相古地理特征 到泾川期， 气候再次由干旱向湿润转化， 盆内不均衡隆 升， 形成了分布范围更为狭窄、 呈不连续 “厂 ” 字型分布于盆 盆 地北缘和西缘的泾川组沉积。地层厚度 一 般 为 (&)#&& +， 地北缘伊深 !, 保 * 孔 , 喇 * 孔一带厚度多大于 #(& +。 该组岩石 组成类型较丰富。盆地北部主要为一套灰绿、 暗棕、 土红色泥 岩、 泥质砂岩、 砂质泥岩夹钙质细砂岩、 泥灰岩、 含砾砂岩及 含钙质砾石粗砂岩， 含生物碎屑； 向上岩石粒度变 细 ， 泥质成 分和泥灰岩增多。盆地西南缘主要为灰绿、 紫红色泥岩、 砂质 泥岩或砂岩、 泥岩互层夹泥灰岩。 该期岩相古地理以湖泊发育为特征。 盆 地 北 缘 、 西缘局 部 （崇 信 、 陇县和盐池等地） 泾川组沉积早期以辫状河相为 主， 晚期基本为湖泊相沉积； 北缘东胜西部毛不浪 沟 以 西 、 色 拉敖包至乌加庙和鄂托克旗以西的布伦庙至大庙一带分布 较深水湖泊， 向南产有淡水鲕粒灰岩， 鄂托克旗一带有浅水 湖泊沉积， 产有恐龙足迹化石； 西南缘泾川、 千阳 等 地 为 湖 泊
额济纳绿洲生态环境的历史演变及其受损因素分析

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循 环 也 发 挥 着 重要 的 生态 功 能 。 济 纳 绿 额 洲 生 态 屏 障 是 我 西 北 最 重 要 的 一 道 生
巴丹 吉林沙 漠 中屈指可 数 的牧 民外 都居 住在绿洲之 中。盆地 内的 居延绿洲及 “ 弱 水走廊 ” 河西走廊连接 内蒙 占与蒙古的 是 唯一通道 ， 我国著名 的酒 泉卫 星发 射基地 座落于盆地南端 的“ 弱水 ” 之滨 ， 居延绿洲 中部 的达镇 是额济 纳旗 党政机关 和戍 边
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分析 ， 提出保护额济纳绿洲 生态屏障的建 议， 为该地区生态环境保 护和生态环境综 合治理提供参 考。
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从 这 里 了 解 西部 资 源 从 这 里 了解 西 部 经济
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额济纳 生态环境 的历史演变 绿洲 及其受损 因素分析
侯 建 军 ’ 张 茂盛 ’ 韩 风 侯 婧 慧 ｓ
１ ．内蒙 古 自治 区地质 调查 院 ２ ．内蒙古 矿业 开发 有限 责任公 司
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胡杨林 、２ ２ ５万亩红柳林 和几百万 亩的沙枣 林、 梭梭林 ， 苇高达 ２米 以上。湖中有成群 芦 的野鸭 、 天鹅 、 鸳鸯等禽类 ， 绿洲上有野骆驼 出没。 ９ ８ １５ 年航片测量 ， 、 东 西居延 海水域面
积分别为 ３． ｍ 和 ２７ｍ。然而 ， ５５ ６ ｋ ｋ 由于 我
涸 ， 岸 绿 洲 生 态 防 护 功 能 受 损 。２ ０ 沿 ０接 壤的长
达 ５ ０多 千 米 的边 境 线 。 由此 可 见 ， 延 ０ 居