新疆尼勒克县胡吉尔台勘查区水文地质条件分析

新疆尼勒克县胡吉尔台勘查区水文地质条件分析

宋 强

摘要：本文通过前人资料，结合水文地质调查，分析了胡吉尔台勘查区的水文地质条件及地下水类型，查明了该区各地层的含水性的分布，为以后施工提供参考依据。

关键词：水文地质；地下水；富水性

1、概况

1.1、地形地貌

新疆尼勒克县胡吉尔台勘查区区域上位于新疆北部中天山西段的尼勒克山间坳陷盆地，地势上呈现出一南高北低的由东向西倾斜的狭长的喀什河谷地，盆地北界发育东西向延伸的科—博带南缘断裂，为一高角度逆冲断层，具隔水性；南部边界为铁木里克断裂，东西延伸，同样具有阻水性。在这两个隔水边界之间形成以侏罗系构造层为主体，东西向延伸，东部狭 窄西部相对宽缓独立水文地质单元。

1.2、气象

矿区属大陆性北温带气候，夏季温和湿润、降水充沛，冬季寒冷，积雪较深，年温差和昼夜温差大。根据伊犁尼勒克种蜂场水文站气象观测资料，矿区多年平均气温5—7℃，历年极端最高气温37.9℃（1979年8月3日），极端最低气温-39.9℃（1969年1月28日），最冷月平均气温-9.3℃（1月）；多年平均年降水量353.4mm,多集中在4—9月,日最大降水量33.4mm；多年平均蒸发量1471. 8mm；多年平均相对湿度69%，多年平均日照时数2795.8h，无霜期为103d，多年平均风速2.5m/s，最大风速24m/s，风向W；10月至翌年3月为冰冻期，最大冻土深度1.5m左右。全年最大积雪深度约2.4m ,多年平均积雪日数113d。

1.3、水文

喀什河种蜂场—乌拉斯台-胡吉尔台段自矿区东部经矿区东北边外围流向矿区西北部外围，为该区最大河流，胡吉尔台段以上河段为喀什河的上游段，河道平均比降为8 ‰。喀什河由东向西纵贯工作区北部。1988年6月27日，喀什河发生了有实测资料以来的最大一次洪水，据乌拉斯台水文站观测资料，洪峰流量为1010 m³/s，据调查当地历史最高洪水位约1425m，洪水重现期为70年。

2、区域水文地质

区域地下水类型主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水，其水文地质特征及分布见表1。

表1 区域地下水类型及特征

3 勘查区水文地质条件分析

3.1、勘查区地下水类型

胡吉尔台勘查区按照地下水埋藏、赋存条件及水动力特征，区内地下水分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种。由于区内岩层含水性十分不均匀，严格划分含水层与隔水层难度大，因此根据煤井田地表水文地质调查测绘成果和钻探水文地质资料，结合井田东侧邻区吉伦台-塘坝勘查区6井田及区域水文地质资料，将区内岩层分为含水层、透水不含水层和相对隔水层三种。其中含水层分为第四系松散岩类弱孔隙含水岩组、第三系以及西山窑组浅部风化与火烧弱-强孔裂隙含水岩组及其基岩层间弱-中等层间裂隙含水岩组。现分述如下。

3.1.1、第四系松散岩类弱孔隙含水岩组：第四系表层多为细砂土、粉砂土及腐植土，松散无胶结，孔隙发育，由于接受大气降水的渗入补给，形成孔隙潜水，泉水大多在冲沟源头及山坡坡脚地带呈片状渗出形成，汇入喀什河溪流。据填图资料，流量为0.04L/s～1.24L/s。据钻孔揭露厚度为2.3-221.91m，厚度变化较大，ZK1504孔在26.67m处钻遇该层时漏水，漏失量1.20m³/h。该层水无色、无味、透明，矿化度为0.6654-0.8414g/L，PH值为7.70-8.08，基本上属HCO₃·SO₄-Mg·Ca·Na或HCO₃·SO₄-Na·Ca，属富水性中等—弱富水性。

3.1.2、浅部基岩风化与火烧孔-裂隙水：勘查区基岩风化带主要由第三系和中侏罗西山窑组风化带组成，近地表风化裂隙发育，透水性中等-强，接受大气降水及第四系孔隙水入渗补给，形成浅部风化裂隙水。据钻孔资料，风化带厚度一般3—150m，最厚达441.00m（820孔）。泉水出露位置各异，井田内泉水出露标高为1550—1793m，流量0.01-0.96 L/s，富水性弱。据本区东侧相邻矿区六井田19E09钻孔火烧段注水试验，获得火烧段渗透系数1.3365m/d。烧变岩石接受大气降水及第四系松散岩类孔隙水渗入补给，形成浅部基岩风化裂隙水，富水性随季节变化，雨季水位高，富水性较强。

3.1.3、第三系碎屑岩孔裂隙含水层：主要分布于勘查区中部的1-7线，呈东西向分布，其它区域为零星分布分布，主要岩性为一套巨厚层的灰—紫灰色中细粒砂夹灰—棕红和棕紫色粉砂土，砖红色粘土，底部为含砾砂质粘土，较松软，厚度变化较大，据钻孔揭露，厚度为6.22-441.00m（ZK820），相差悬殊。ZK623抽水试验单位涌水量q=0.009l/sm,渗透系数（K）分别为0.021m/d，含水层透水性中等，富水性弱。水质类型SO₄·Cl-Na·Ca型咸水，PH值为11.2，矿化度3.5198g/L，因地应力、静水压力作用，层间裂隙水属承压水性质。

3.1.4、西山窑组层间裂隙水J₂x：中侏罗西山窑组层间裂隙水，赋存于含煤碎屑岩中，主要由细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤组成，其中C11煤以上J₂x³以泥岩、粉砂岩为主，含煤性差，充导水性差，为隔水岩组，其余为含水岩组。主要煤系J₂x¹、J₂x²中砂砾岩仅占34%，粉砂岩、泥岩占49%，粉砂岩及泥岩中孔裂隙不发育，钻进泥浆消耗小，不大于1.0m³/h，形成相对隔水层，由于层间裂隙及构造裂隙有一定发育，与砂砾岩孔裂隙（层理、层面、片理、节理等）一起，接受大气降水及部分地表水、第四系松散岩类孔隙水渗入，形成含煤碎屑岩类层间裂隙水。

根据钻孔ZK422、ZK621及ZK623（J₂x¹）孔抽水试验资料得知：综合单位涌水量为0.079L/s.m，综合渗透系数为0.0587 m/d，西山窑组含水层透水性中等，富水性弱。水质类型HCO₃·SO₄·Cl-Na·Mg型微咸水，PH值为7.39，矿化度1.3881g/L，因地应力、静水压力作用，层间裂隙水属承压水性质。

3.2、透水不含水层

工作区内透水不含水层的水文地质特征及分布见表2。

表2 矿区透水不含水层的分布及水文地质特征

3.3、相对隔水层

区内侏罗系中统西山窑组第一段（J₂x¹）和第二段（J₂x²）中的粉砂岩、泥岩、炭质泥岩、菱铁质泥岩，单层厚度大于3m以上，完整性好的岩层，均可视为相对隔水层。据邻区吉伦台-塘坝勘查区详查控制，胡吉尔台勘查区西山窑组C11煤以上第三段含煤性差，粉砂岩、泥岩、炭质泥岩及菱铁质泥岩占其91%多，含水性差，透水性差，且全区厚度相对稳定，为矿区相对稳定隔水岩组。

3.4、断裂构造带水文地质特征

胡吉尔台勘查区位于阿吾拉勒山北坡与喀什河之间向北倾斜的侏罗系地层，区内构造不发育，主要断裂构造是位于南部的F1-1断层，走向近东西，断层上盘为侏罗系煤系地层，下盘为新近系砖红色粘土岩，固结程度差。断层破坏了南北煤系地层的连续性，断层两盘地层重新组合，新近系粘土地层与侏罗系碎屑岩孔隙裂隙含水层对接，阻隔了地下水向煤系地层的运移，为一隔水断层。

3.5、矿区地下水补给、迳流排泄条件

3.5.1、补给条件

勘查区地下水补给来源为大气降水、冰雪融水、喀什河水及其支流溪沟流水。

区内第四系松散岩类孔隙水，由于位于表层，牧草茂盛，易于接受大气降水的渗入补给，条件良好。

区内第三系(Eh)碎屑岩表层风化裂隙水，由于表层风化裂隙发育，大多有第四系松散土层覆盖，易于接受大气降水及第四系松散岩类孔隙水渗入补给，条件良好。

区内侏罗系中统西山窑组(J₂x)碎屑岩，在矿区内出露面积较大，表层风化裂隙发育，多有第四系松散土层覆盖，其中碎屑岩层间裂隙水易于接受大气降水及第四系松散岩类孔隙水、冰雪融水、溪沟切割地段中溪沟流水渗入补给，条件良好。但由于山高坡陡，在降雨量大的情况下，降水大多顺着斜坡流入冲沟，以地表径流的形式流入喀什河，补给条件较差。

3.5.2、迳流排泄条件

第四系松散岩类孔隙水及第三系(Eh)、侏罗系中统西山窑组(J₂x)碎屑岩表层风化裂隙水，均位于矿区最低侵蚀基准面（标高+1386.3m）以上，可以自然排泄。这类地下水迳流途径短，就地补给就地排泄，以泉或溪沟流水形式补给河水，故此地下水迳流排泄条件良好。

第三系(Eh)及侏罗系中统西山窑组(J₂x)碎屑岩中层间裂隙水在埋深较大、位于侵蚀基准面以下时，迳流条件受矿区构造及区域构造控制，总体上看，地下水流向是由南向北，再向喀什河排泄。碎屑岩节理、裂隙多呈闭合状，并且多被方解石脉或石英脉所充填，连通性差，第三系主要岩性为棕红和棕紫色粉砂土，砖红色粘土，胶结差或半胶结，遇水膨胀，易碎裂，裂隙不发育，底部为含砾砂质粘土，较松软，地下水迳流排泄条件不好；据钻孔揭露统计，在西山窑组(J₂x)地层中，砂砾岩占总厚度的34%，而粉砂岩和泥岩、炭泥占其中的49%，大量完整性好的粉砂岩、泥岩地段，遇水软化、膨胀，成为相对隔水层阻水地段。因此，此类地下水迳流排泄条件不好。

4、结语

本文通过对前人资料的研究，结合水文地质调查，分析了胡吉尔台勘查区的水文地质条件，查明了该区各地层的含水性，地下水类型及分布变化规律，为以后该区施工提供了参考依据。