克里雅绿洲盐渍化及地下水调控措施研究

作     者：程仲雷 

作者单位：新疆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：海米提·依米提

授予年度：2012年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：地下水埋深 地统计学 克里金插值法 于田绿洲 地下水调控措施 

摘      要：地下水位的合理、有效调控，是地下水及水盐运移规律研究的重要内容之一，也是有效防治土壤盐渍化的重要方法之一。土壤盐渍化直接导致土地生产力下降，农作物产出率降低，已成为当今社会农业生产面临的日益严峻的重大问题。在此背景下，本论文针对克里雅绿洲内各乡镇实地踏勘和调研，取得相关基础数据，运用经典统计学和地统计学相结合的理论计算方法，并经过实地验证，初步探明不同区域地下水埋深、浅埋地下水动态储量和盐渍化类型及程度，在此基础上，提出地下水调控的措施、排水出路以及盐碱地治理中相关的其他各类措施，以期为干旱区绿洲农业生产、生态恢复、水资源合理有效利用及区域可持续发展提供一定的理论及实践经验支持。 初步形成了以下结论： 1.研究区地下水埋深变异系数大于30%，属于强变异。通过单样本柯尔莫哥洛夫-斯米诺夫（Kolomogorov-Semirnov，K-S）检验，发现其值服从正态分布，符合地统计学和半方差模型建立的要求，且可以用高斯模型进行拟合。 2．绿洲地下水埋深与矿化度的空间特征表现出相反的趋势，即在地势上由南向北，地下水埋深逐渐变小，而地下水矿化度则呈现逐渐增大的趋势。地下水埋深季节变化明显，地下水位变化一般滞后于地表水径流和引灌水量变化。5～9月为高水位期，10月到翌年4月为低水位期，动态变化即地下水埋深变化趋势表现为：从3月开始上升，5月地下水埋深达到最高，之后开始下降，到9月之后埋深达到最大，之后地下水埋深又开始上升。 3．从地下水水质（矿化度、TDS）变化和季节变化看，呈现出了从3月开始下降，到9月达到最大，之后开始缓慢回升，季节变化明显。地下水环境变化究其原因，是由于研究区农业灌溉的影响，当地农业灌溉有相当一部分是抽取地下水来灌溉，一部分灌溉的回归水下渗，导致浅层地下水的离子含量增加;水化学特征依次为Cl+SO4+Na和HCO3+SO4+Na+Mg型;下部水化学类型HCO3+Cl+Na。地下水的水化学遵循干旱区地下水的运移规律。PH值均8.0，说明土壤呈碱性;总体上各个离子随着土壤深度的增加而减小。 4．克里雅绿洲绿洲水资源总量基本上为出山口的河川径流与山前地下水侧渗量之和，即水资源总量约为10.787×10~8m~3，其中克里雅地表水资源量为河川径流10.477×10~8m~3，地下水天然补给量0.310×10~8m~3。克里雅流域地下水由山前侧向补给量0.31×10~8m~3及平原区降水补给量两部份组成，由于平原区降水极少，且蒸发强烈，形成的补给量极不稳定，大多数年份不能形成补给，故实际只应考虑山前侧向补给量0.31×10~8m~3，这样流域地下水天然补给量，亦即实质意义上的地下水资源量仅为0.31×10~8m~3。 5．克里雅流域转化地下水量3.64×10~8m~3/a，地下水天然补给量为0.31×10~8m~3，则地下水资源量为地下水天然补给量与转化补给地下水量之和，为3.95×10~8m~3，地下水天然补给量和转化补给量分别占总补给量的7.85％、92.15％。需要说明的是该数值只是一般意义上地下水资源量，而非真正意义上的“资源量。虽然水资源转化重复量的数量很大，地下水的利用是必要和很有意义的。但在概念上要明确，如采取渠道防渗措施、提高水的利用率，是以减少水资源转化重复量为前提的;如建设水源地开采地下水，是利用水资源转化重复量。但这两方面都不能增加水资源可利用量。 6．通过水均衡分析，较好地反映地表水与地下水的转化与补给关系，为地表水和地下水利用和开发提供一定的理论依据。同时通过近期和远期水盐平衡计算与分析表明：近期灌区处于积盐状态，年平均灌区积盐19.00×10~4T。远期规划相关工程项目的得以实施，诸如加强节水灌溉措施，健全排水系统，灌区每年将可以实现脱盐，每年可脱盐19.83×10~4T，脱盐的前期主要是将灌区历史积盐逐步排向灌区地势较低的北部荒漠承泄区，而后灌区实现水盐平衡，将使项目区水盐动态向良性循环转化。通过水盐平衡分析，因排盐需要，排出区外的地下水在规划期不少于1.05×10~8m~3。依据灌区排水规模（1.05×10~8m~3）、地下水开采初步规模（1.20×10~8m~3）及工程实施后潜水蒸发规模（1.77×108m3），由此可以估算出小于2m的浅埋地下水可降深1.26m，可实现所要求农区地下水临界埋深深度。 7．根据灌区农区排水、排盐的实际，地下水调控措施确定为明排和井排措施，并初步确定明排工程项目，其中干排6条，支排38条，机电井规模为350眼。关于承泄区，即排水的泄流区则主要是分别引入灌区北部沙漠区和排入克里雅河下游河道。