喀什地處歐亞大陸腹地,位于新疆維吾爾自治區的西南部,地理位置介于73°27′~79°57′E,35°20′~40°18′N之間??偯娣e約111 670km2,其中平原區面積為42 245km2,山區面積約51 480km2,荒漠區面積約17 945km2.南北長約530km,東西寬約450km.
喀什地區南、北、西三面高山環繞,中部為三角洲半封閉盆地。屬于暖溫帶大陸干旱氣候,氣候干燥、降水稀少、蒸發強烈、光照充足、晝夜溫差大、冬短夏長且風多等特點。是新疆最大的糧棉基地之一,也是新疆南部國際商貿中心。水資源時空分布不均勻及水質惡化已成為經濟發展的制約因素。
為完成水利部項目“新疆地下水資源調查與評價”和新疆自治區水利廳項目“新疆地下水利用與保護規劃(修編)”,我們分別于2003年和2011年對新疆喀什地區平原區地下水質量及污染狀況進行了調查評價,本文報道的是上述兩次調查評價工作的部分成果。
1 喀什地區區域水文地質條件
1.1 地下水類型、分布
依據喀什地區的地質和賦存條件,可將地下水分為以下3種類型:基巖裂隙水-主要分布在南部高山和中山區,地下水賦存于中新生界以下的其他所有地層裂隙中;碎屑巖裂隙孔隙水-主要分布在中低山區及低山丘陵區,地下水賦存于中新代地層的裂隙中;第四系松散巖類孔隙水-主要分布在山前谷(盆)地、沖洪積平原區及沙漠區,賦存于第四系松散巖的孔隙中.
1.2 平原區地下水補給、徑流排泄條件
喀什地區的水資源總量為78.01億m3,其中地表水總量為73.56億m3,地下水總量為4.45億m3,屬于地下水富水地區??κ驳貐^地下水的補給、徑流、排泄具有明顯的地帶性。
其主要表現在:山前的沖洪積扇裙是由粗大顆粒組成的砂卵礫石地層,地下水通過地表水、降水的入滲和山前的側向入滲等方式補給,因此水量豐富且水質較好;沖積平原的地勢平緩,水平方向通過上游側向徑流補給和一定的承壓水越流補給,垂直方向主要依靠地表水入滲補給,如渠系、灌溉、河道、水庫等的滲漏,使得地下水位有所抬升;沖積平原中下部地下水的水平運動較為緩慢,其補給和排泄主要為垂直方向,且受人類活動影響較大,并通過側向流入沙漠,使地下水大量消耗,地下水位有所下降。
1.3 地下水開采現狀與地下水位動態
喀什地區三面環山,地勢西南高東北低,喀什噶爾流域和葉爾羌流域均起源于山區,常年的積雪與冰川為其提供了穩定的水資源,因此該地區河流的枯洪變化隨季節的變化而變化。
春季地下水水位有明顯的上升,除冰川融水補給地下水之外,還由于春季進行大面積的灌溉,補給了地下水??κ哺翣柫饔蚝腿~爾羌流域地下水徑流補給區主要是在洪積扇和沖積扇,埋深也隨河水流向逐漸變小,至平原區其埋深最小,大部分區域小于5m.
2012年與2011年同期(第一季度)相比,喀什市及其周邊地區埋深增大0.2~0.4m,人類活動開采利用地下水也是導致地下水水位下降主要原因.
2 采樣與測試
2003年采集地下水水樣11組,2011年采集地下水水樣22組,其中2003和2011年相同井位的地下水水樣11組,見圖1.取樣水井井深一般為40~250m.水樣嚴格按《水質采樣技術規程(SL187-96)》進行采集、保存、送樣。水樣測試由新疆地礦局第二水文地質大隊化驗室完成,分析依據《GB/T8538-2008飲用天然礦泉水檢驗方法》及《GB/T5750.1-5750.13-2006生活飲用水標準檢驗法》,檢測項目包括礦化度(TDS)、pH值、總硬度(以CaCO3計)、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO3-、CO2-3、CODMn、NH+4、NO-3、NO-2、F-等?!緢D1】
3 地下水質量評價
依據2011年地下水水質調查資料,評價地下水質量總體狀況。地下水資源質量評價選用的評價項目為pH值、礦化度(M)、總硬度(以CaCO3計)、氨氮、揮發性酚類(以苯酚計)、高錳酸鹽指數(CODMn)和總大腸菌群等7項;評價標準為《GB/T14848-93地下水質量標準》;采用單指標評價法(最差的項目賦全權)確定地下水質量類別。
按井數統計,Ⅰ~Ⅲ類地下水水質井數分別占0%、9.1%和9.1%.喀什地區可以直接飲用(Ⅰ~Ⅲ類水)或經適當處理可以飲用(Ⅳ類水)的地下水水井占調查總井數(22眼)的40.9%,影響地下水質量的天然化學組分主要為總溶解固體(TDS)、總硬度、SO2-4、Cl-、高錳酸鹽指數等。詳見表1,質量類別分布見圖2.
4 地下水污染評價
地下水水質污染分析的主要對象為近期由于人為因素影響,使地下水質量類別變差的地下水。對比分析11組2011年和2003年同一井位的地下水水質調查資料,質量類別變差的5組(占45.5%)、質量類別變好的2組(18.2%)、質量類別不變化的4組(36.3%)。導致水質變差的主要項目有總溶解固體(TDS)、總硬度、SO2-4、Cl-、高錳酸鹽指數等。詳見表2,質量類別分布圖見圖2.【圖2】
5 地下水質量總體偏差及地下水污染原因簡析
5.1 自然因素
5.1.1 氣象因素 喀什地區屬于暖溫帶大陸干旱氣候,蒸發強烈,且潛水埋深潛,為地下水的蒸發排泄提供了有利的條件,地下水中的水分減少,其溶質含量百分比增高,導致礦化度升高;同時鹽分隨水分的蒸發而不斷的上升到土壤表層,導致土壤次生鹽漬化;該地區灌溉多采用大水漫灌,土壤中的鹽分又隨水分入滲至潛水中,導致大部分潛水的礦化度較高.由表1中的關鍵項目(監測井S1-72、S1-51、J1-42等)可以看出,礦化度是導致該地區地下水質量總體偏差的重要因素。
5.1.2 地理因素 喀什地區平原區的地勢平坦,地下水徑流緩慢且交替強度弱,各離子的溶解和累積,導致地下水礦化度高、水質差。在喀什噶爾河和葉爾羌河下游的巴楚縣(檢測井S1-72、XJ-69、XJ-70等)表現尤為顯著。疏勒縣和喀什市(監測井XJ-77、XJ-78、XJ-79等)的水化學類型主要為SO4-Ca型水,這與該區地層中含有石膏有關.
5.1.3 水文因素 喀什地區地表水是地下水的重要補給源之一,克孜河的水化學類型為硫酸鹽型,含有較高的SO2-4、Ca2+、Na+,從而補給地下水時導致地下水的水化學類型也為硫酸鹽型。在河流兩岸及灌溉渠系的兩側都存在與河水類型相同的淡水帶,麥蓋提縣(監測井XJ-71等)一帶表現突出。承壓含水層水質變差的重要因素是越流補給,高鹽度潛水(水頭高于承壓水水頭)越流補給第一層承壓水,補給強度在下游有所增大,導致該地區中下游平原區第一層承壓水的礦化度升高,水質變差??俗魏雍蜕w孜河流域中上游沖積平原區第一、二層承壓水底板厚度較薄,且是由亞砂土及亞黏土構成,層位極不穩定,因此兩層承壓水之間也存在越流現象。在上游時兩層承壓水水質均較好,下游第一層的承壓水水質較差,第二層承壓水在水質上也明顯劣于上游同一層的承壓水.
5.2 人為因素
5.2.1 蓄水、引水與灌溉工程 該區的蓄水工程主要為平原水庫,水庫和渠系的滲漏會引起周邊地區的地下水水位上升,致使土壤鹽漬化和礦化度的升高。漫灌 導 致 地 下 水 水 位 的 抬 升 也 會 造 成 潛 水 礦 化 度 升高.
5.2.2 地下水開發工程 導致深層地下水水質惡化的原因主要是在開采過程中沒有做好分層止水工作和超采。如鉆孔沒有做好止水會導致礦化度高的潛水沿著鉆孔流進承壓含水層中;廢井和老井的結構不合理也會導致污染物的流入.該區部分農田灌溉用的井群還在開采初期,屬低礦化度水,但隨著開采時間增加與超采現象嚴重,礦化度也會逐漸升高.
5.2.3 人類活動 人類生活和生產所造成的污水,如盆地城市生活污水、農業灌溉污水、工業“三廢”,沒有經過適當的處理而直接排放,使地下水直 接 或 間 接 的 受 到 污 染,導 致 地 下 水 中 各 離 子 濃 度增加。
6 建議
地下水具有污染途徑隱蔽、污染機理復雜與污染防治系統龐大等特點.為了能夠更合理的開發利用地下水,急需改善地下水水質,防止地下水受到污染。
(1)優化地下水開發利用模式。在上游的山前沖積平原,地下水埋深較大且介質顆粒粗大,很難成井,因此需要控制開采,以利用地表水為主,利用地下水為輔;沖積平原的中上部可綜合開發利用地表水和地下水,建立集中供水,保持該區的地下水位埋深,減少蒸發,從而有效預防土壤鹽漬化,提高地下水利用率;沖積平原下部以溝渠、豎井或低洼地為排泄區,適宜合理利用地表水.
(2)防治地下水受農業活動污染。結合本區的實際情況,科學合理的使用地下水,將傳統粗放的大水漫灌方式摒棄,采用高效節水的噴滴灌方式??茖W的施用農藥化肥,最大程度的減少其對地下水的污染。加強灌溉污水處理率,完善農業污排設施.還應摸清灌區的土壤特性、潛水埋深和其分布面積、作物發育生長階段的需水量,并作出相應技術指導和規劃管理.
(3)分層開采地下水。開采地下水時應分層開采,并切實做好止水工作,防止水質較差的水混入主要開采層;對已受污染的潛水和承壓水,不得混合開采.對廢井和老井進行統一的科學處理。
(4)嚴格控制城鎮污染源。城鎮生活污水及生活垃圾會造成地下水的總溶解固體、總硬度、硝酸鹽和氯化物含量升高,有時甚至會造成病原體污染。因此急需提高污水處理率,完善污水排放管網系統,并重視垃圾處理廠的建設.
(5)預防為主,防治結合。結合該區水、土、植被的特點,制定綜合的水資源和土地開發利用模式,開展地下水污染調查評價和地下水脆弱性評價工作,并完善地下水動態監測網絡,為以后的工作提供數據支撐。從而達到經濟、社會和環境的協調統一發展.
參考文獻:
[1] 朱宏,周宏飛,陳小兵,等.新疆喀什地區的地下水資源特征分析[J].干旱區研究,2005,22(2):153-155.
[2] 新疆維吾爾自治區統計局.新疆統計年鑒,2009[Z].北京:中國統計出版社,2009:260-261.
[3] 胡林金,喀什地區地下水埋深及其動態特征淺析[J].地下水,35(3):85-87.
[4] 熱汗古麗·吾買爾,滿蘇爾·沙比提,陸吐布拉·依明.喀什地區近10年地下水資源時空動態變化分析[J].干旱區資源與環境,25(7):63-68.
[5] 白春艷,賈瑞亮,李巧,等:塔里木盆地平原區2003-2011年地下水水質變化特征分析[J].新疆農業大學學報,2012,35(6):504-509.
[6] 賈瑞亮,李巧,周金龍:塔里木盆地平原區地下水質量現狀分析[J].新疆農業大學學報,2012,35(4):329-333.
[7] 文冬光,林良俊,孫繼朝,等:中國東部主要平原地下水質量與污染評價[J].地球科學(中國地質大學學報),2012,37(2):220-228.
[8]Jinlong Zhou,Xinguang Dong,Guomin Li,et al.Evaluation ofGroundwater Quality in Xinjiang Plain Area[J].Frontiers of En-vironmental Science & Engineering in China,2010,4(2):183-186.