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[摘要]本文以吐鲁番盆地地下水系统作为研究对象，在全面分析该盆地地形地貌、区域地质背景以及水文地质条件的基础上，运用地下水系统理论对该盆地的地下水系统进行了划分。根据地下水系统划分原则和依据，将研究区划分为1个一级地下水系统，6个二级地下水系统，4个三级地下水系统，8个四级地下水系统，并对各地下水系统的边界条件进行了确定。此外，通过对该盆地地下水系统的划分，为当地地下水资源的可持续开发利用提供了科学评价和理论依据。
[关键词]划分原则 边界条件 地下水系统 吐鲁番盆地
[中图分类号] P641.13 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-6-109-2
1引言
国际水文界于20世纪80年代初期提出了“地下水系统”概念，这一概念和理论的提出不仅是系统思想与方法渗入水文地质领域的结果，同时也是水文地质学发展的必然产物[1]。对于“地下水系统”的理论，国内外学者从不同方向都进行了深入研究，荷兰的英格伦教授、法国的G·卡斯塔尼以及我国的陈梦雄院士、王大纯教授等都对地下水系统的概念提出了自己的定义[2]。因此，基于上述理论研究，本文以吐鲁番盆地地下水系统作为研究对象，结合国内近年来不同地区地下水系统划分方法的研究，针对其独特的水文地质条件，将地下水含水系统与水流系统综合考虑，深入分析了地下水系统划分原则和方法，为科学评价吐鲁番盆地的地下水资源提供了理论依据。
2研究区概况
吐鲁番盆地位于我国西北内陆盆地地下水系统区。该区地处典型的中温带干旱、半干旱气候区，降雨非常稀少，而蒸发却极其强烈，受地貌和气候条件的影响，盆地有独立水循环系统，与外界基本不存在水量和水质的交换。
吐鲁番盆地是典型的“三山夹两盆”的封闭式盆地。盆地北部为博格达山，南部为天格尔山和觉罗塔格山，东部为库姆塔格沙漠，中部为盐山-火焰山。吐鲁番盆地水系均发源于西、北部中高山区，补给来源为冰雪融水和山区降水，径流方向从山区到平原区，最后进入盆地中心（艾丁湖）。吐鲁番盆地内共发育有大小河流14条，地下水源于河流地表水的转化补给。吐鲁番盆地以盐山、火焰山为界将其划分为南、北两个盆地，在环南北盆地的山前带陡倾斜砾质平原区为单一结构的第四系松散岩类孔隙潜水分布区，缓倾斜细土平原区及艾丁湖湖积平原区为第四系松散岩类孔隙潜水、承压水的多层结构区。
3地下水系统划分原则
对吐鲁番盆地地下水系统进行划分时，主要遵循了以下原则：
3.1一级地下水系统划分原则
一级地下水系统主要受地貌、构造以及一级地表水系的控制，依据盆地边界或地表水系流域范围划分。其主要遵循了以下原则：
（1）一级地下水系统之间不通过边界产生物质和能量交换；
（2）一级地下水系统内部具有独立完整的水循环演化体系；
（3）一级地下水系统内部水文地质条件、水动力特征、水化学特征符合区域水循环基本规律；
（4）要位于同一构造单元、同一气候单元内；
（5）以盆地或一级流域作为划分的基本单元，主要依据盆地边界及流域范围划分地下水系统。
3.2二级地下水系统划分原则
在二级地下水系统内，重点考虑了一级地下水系统内部的地表水分水岭、地下水分水岭、流面边界、隔水边界等边界类型。二级地下水系统的划分主要遵循如下原则：
（1）具有相对独立和完整的地下水次级循环演化体系；
（2）与邻近的地下水系统没有或只有少量的物质和能量交换；
（3）重点考虑含水介质的特征，同一地下水系统要具有独立的含水层体系；
（4）充分考虑二级地表水系的边界，依据二级流域的范围来划分地下水系统。
3.3三级地下水系统划分原则
根据地质构造（主要考虑火焰山的隆起）对地下水补给、径流、排泄的影响，在二级分区的基础上划分出三级地下水系统分区。主要遵循如下原则：
（1）重点考虑地形地貌及地质构造因素，依据次级盆地的范围来划分地下水系统；
（2）同一地下水系统要具有相对完整的补、径、排体系；
（3）同一地下水系统要具有统一的渗流场和化学场。
3.4四级地下水系统划分原则
二、三级地下水系统内，山区和平原区含水介质及地下水补、径、排条件都有很大差异，各具特点。因而在二、三级地下水系统划分的基础上，主要依据山区与平原含水介质的不同，进一步划分四级地下水系统。主要遵循以下原则：
（1）重点考虑二、三级地下水系统内的山区与平原区界线，依据山区与平原含水介质的不同来划分地下水系统，易于建立水文地质概念模型；
（2）四级地下水系统应具有统一的流场、水化学场，便于分析总结地下水资源的成因和演化规律；
（3）在时空分布上，应考虑地下水系统的层次性和时变性，如考虑局部地下水流场和区域地下水流场的关系；
（4）四级地下水系统边界条件应尽量简单可控。
4吐鲁番盆地地下水系统划分
4.1地下水系统边界的确定
（1）一级地下水系统边界的确定。一级地下水系统的划分主要依据地表水分水岭边界，吐鲁番盆地地下水大系统的边界类型为地表水分水岭边界。
（2）二级地下水系统边界的确定。二级地下水系统在一级地下水系统划分的基础上，重点考虑了一级地下水系统内部的这几种边界类型：①地表水分水岭边界、②地下水分水岭边界、③流面边界、④隔水边界。
（3）三级地下水系统边界的确定。三级地下水系统在二级地下水系统划分的基础上，重点考虑了地质构造形成的火焰山隆起，主要包括以下几种边界类型：①地表水分水岭边界、②流量边界、③河谷流量边界、④隔水边界。 （4）四级地下水系统边界的确定。四级地下水系统边界在重点考虑二、三级地下水系统内的山区与平原区界线后，依据山区与平原区含水介质的差异性来确定的，主要包括以下几种边界类型：①流量边界、②河谷流量边界、③隔水边界。
4.2地下水系统的分区结果
根据各级地下水系统的划分原则以及各级地下水系统边界条件的确定，综合考虑研究区地形地貌、区域地质背景以及水文地质条件的基础上，将吐鲁番盆地作为一级划分为地下水大系统（Ⅰ），并在此基础上，进一步划分了6个地下水二级系统、4个地下水三级系统和8个地下水四级系统。其中地下水一、二级系统的分布面积见表1所示。
5结论
（1）本文以吐鲁番盆地地下水系统作为研究对象，在全面分析该盆地地形地貌、区域地质背景以及水文地质条件的基础上，根据地下水系统划分原则和依据，将研究区划分为1个一级地下水系统，6个二级地下水系统，4个三级地下水系统，8个四级地下水系统。
（2）吐鲁番盆地是典型的“三山夹两盆”的封闭式盆地，其地下水系统具有典型的独立性特征，与外界基本不存在水量和水质的交换。此外，该盆地水文系统和水循环系统的形成演化模式和运行机制[3]与塔里木[4]、准格尔以及额济纳等盆地[5]具有相似的特征，这些盆地内地下水资源的分布以及水文地质条件的特征，主要受第四纪地质条件的控制[6]。
（3）虽然吐鲁番盆地以往也开展过多次不同区域、不同进度的水文地质勘查工作，但针对全盆地的地下水系统划分尚属首次。因此，本文对吐鲁番盆地地下水系统的划分研究，对我国西北干旱地区地下水系统的研究有实际的参考价值和借鉴意义，同时也对合理开发利用干旱地区地下水资源提供了科学评价和理论依据。
参考文献
[1] 张人权.水文地质学发展的若干趋向.水文地质工程地质，1987（2）：1-2.
[2] 侯光才.鄂尔多斯白垩系盆地地下水系统及其水循环模式研究[D]. 长春：吉林大学， 2008.
[3] 李文鹏，郝爱兵.中国西北内陆干旱盆地地下水形成演化模式及其意义[J]， 水文地质工程地质， 1999，（4）： 28-32.
[4] 王占和， 谌天德，于德胜， 等. 塔里木盆地地下水系统划分[J]. 新疆地质， 2004， 22（3）： 262-264.
[5] 张俊， 孙自永，余绍文. 黑河下游额济纳盆地地下水系统划分[J]. 新疆地质， 2008， 30（1）：12-14，31.
[6] 陈梦熊.西北干旱区水资源与第四纪盆地系统[J].第四纪研究， 1997， （ 2）： 97- 104.
[关键词]划分原则 边界条件 地下水系统 吐鲁番盆地
[中图分类号] P641.13 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-6-109-2
1引言
国际水文界于20世纪80年代初期提出了“地下水系统”概念，这一概念和理论的提出不仅是系统思想与方法渗入水文地质领域的结果，同时也是水文地质学发展的必然产物[1]。对于“地下水系统”的理论，国内外学者从不同方向都进行了深入研究，荷兰的英格伦教授、法国的G·卡斯塔尼以及我国的陈梦雄院士、王大纯教授等都对地下水系统的概念提出了自己的定义[2]。因此，基于上述理论研究，本文以吐鲁番盆地地下水系统作为研究对象，结合国内近年来不同地区地下水系统划分方法的研究，针对其独特的水文地质条件，将地下水含水系统与水流系统综合考虑，深入分析了地下水系统划分原则和方法，为科学评价吐鲁番盆地的地下水资源提供了理论依据。
2研究区概况
吐鲁番盆地位于我国西北内陆盆地地下水系统区。该区地处典型的中温带干旱、半干旱气候区，降雨非常稀少，而蒸发却极其强烈，受地貌和气候条件的影响，盆地有独立水循环系统，与外界基本不存在水量和水质的交换。
吐鲁番盆地是典型的“三山夹两盆”的封闭式盆地。盆地北部为博格达山，南部为天格尔山和觉罗塔格山，东部为库姆塔格沙漠，中部为盐山-火焰山。吐鲁番盆地水系均发源于西、北部中高山区，补给来源为冰雪融水和山区降水，径流方向从山区到平原区，最后进入盆地中心（艾丁湖）。吐鲁番盆地内共发育有大小河流14条，地下水源于河流地表水的转化补给。吐鲁番盆地以盐山、火焰山为界将其划分为南、北两个盆地，在环南北盆地的山前带陡倾斜砾质平原区为单一结构的第四系松散岩类孔隙潜水分布区，缓倾斜细土平原区及艾丁湖湖积平原区为第四系松散岩类孔隙潜水、承压水的多层结构区。
3地下水系统划分原则
对吐鲁番盆地地下水系统进行划分时，主要遵循了以下原则：
3.1一级地下水系统划分原则
一级地下水系统主要受地貌、构造以及一级地表水系的控制，依据盆地边界或地表水系流域范围划分。其主要遵循了以下原则：
（1）一级地下水系统之间不通过边界产生物质和能量交换；
（2）一级地下水系统内部具有独立完整的水循环演化体系；
（3）一级地下水系统内部水文地质条件、水动力特征、水化学特征符合区域水循环基本规律；
（4）要位于同一构造单元、同一气候单元内；
（5）以盆地或一级流域作为划分的基本单元，主要依据盆地边界及流域范围划分地下水系统。
3.2二级地下水系统划分原则
在二级地下水系统内，重点考虑了一级地下水系统内部的地表水分水岭、地下水分水岭、流面边界、隔水边界等边界类型。二级地下水系统的划分主要遵循如下原则：
（1）具有相对独立和完整的地下水次级循环演化体系；
（2）与邻近的地下水系统没有或只有少量的物质和能量交换；
（3）重点考虑含水介质的特征，同一地下水系统要具有独立的含水层体系；
（4）充分考虑二级地表水系的边界，依据二级流域的范围来划分地下水系统。
3.3三级地下水系统划分原则
根据地质构造（主要考虑火焰山的隆起）对地下水补给、径流、排泄的影响，在二级分区的基础上划分出三级地下水系统分区。主要遵循如下原则：
（1）重点考虑地形地貌及地质构造因素，依据次级盆地的范围来划分地下水系统；
（2）同一地下水系统要具有相对完整的补、径、排体系；
（3）同一地下水系统要具有统一的渗流场和化学场。
3.4四级地下水系统划分原则
二、三级地下水系统内，山区和平原区含水介质及地下水补、径、排条件都有很大差异，各具特点。因而在二、三级地下水系统划分的基础上，主要依据山区与平原含水介质的不同，进一步划分四级地下水系统。主要遵循以下原则：
（1）重点考虑二、三级地下水系统内的山区与平原区界线，依据山区与平原含水介质的不同来划分地下水系统，易于建立水文地质概念模型；
（2）四级地下水系统应具有统一的流场、水化学场，便于分析总结地下水资源的成因和演化规律；
（3）在时空分布上，应考虑地下水系统的层次性和时变性，如考虑局部地下水流场和区域地下水流场的关系；
（4）四级地下水系统边界条件应尽量简单可控。
4吐鲁番盆地地下水系统划分
4.1地下水系统边界的确定
（1）一级地下水系统边界的确定。一级地下水系统的划分主要依据地表水分水岭边界，吐鲁番盆地地下水大系统的边界类型为地表水分水岭边界。
（2）二级地下水系统边界的确定。二级地下水系统在一级地下水系统划分的基础上，重点考虑了一级地下水系统内部的这几种边界类型：①地表水分水岭边界、②地下水分水岭边界、③流面边界、④隔水边界。
（3）三级地下水系统边界的确定。三级地下水系统在二级地下水系统划分的基础上，重点考虑了地质构造形成的火焰山隆起，主要包括以下几种边界类型：①地表水分水岭边界、②流量边界、③河谷流量边界、④隔水边界。 （4）四级地下水系统边界的确定。四级地下水系统边界在重点考虑二、三级地下水系统内的山区与平原区界线后，依据山区与平原区含水介质的差异性来确定的，主要包括以下几种边界类型：①流量边界、②河谷流量边界、③隔水边界。
4.2地下水系统的分区结果
根据各级地下水系统的划分原则以及各级地下水系统边界条件的确定，综合考虑研究区地形地貌、区域地质背景以及水文地质条件的基础上，将吐鲁番盆地作为一级划分为地下水大系统（Ⅰ），并在此基础上，进一步划分了6个地下水二级系统、4个地下水三级系统和8个地下水四级系统。其中地下水一、二级系统的分布面积见表1所示。
5结论
（1）本文以吐鲁番盆地地下水系统作为研究对象，在全面分析该盆地地形地貌、区域地质背景以及水文地质条件的基础上，根据地下水系统划分原则和依据，将研究区划分为1个一级地下水系统，6个二级地下水系统，4个三级地下水系统，8个四级地下水系统。
（2）吐鲁番盆地是典型的“三山夹两盆”的封闭式盆地，其地下水系统具有典型的独立性特征，与外界基本不存在水量和水质的交换。此外，该盆地水文系统和水循环系统的形成演化模式和运行机制[3]与塔里木[4]、准格尔以及额济纳等盆地[5]具有相似的特征，这些盆地内地下水资源的分布以及水文地质条件的特征，主要受第四纪地质条件的控制[6]。
（3）虽然吐鲁番盆地以往也开展过多次不同区域、不同进度的水文地质勘查工作，但针对全盆地的地下水系统划分尚属首次。因此，本文对吐鲁番盆地地下水系统的划分研究，对我国西北干旱地区地下水系统的研究有实际的参考价值和借鉴意义，同时也对合理开发利用干旱地区地下水资源提供了科学评价和理论依据。
参考文献
[1] 张人权.水文地质学发展的若干趋向.水文地质工程地质，1987（2）：1-2.
[2] 侯光才.鄂尔多斯白垩系盆地地下水系统及其水循环模式研究[D]. 长春：吉林大学， 2008.
[3] 李文鹏，郝爱兵.中国西北内陆干旱盆地地下水形成演化模式及其意义[J]， 水文地质工程地质， 1999，（4）： 28-32.
[4] 王占和， 谌天德，于德胜， 等. 塔里木盆地地下水系统划分[J]. 新疆地质， 2004， 22（3）： 262-264.
[5] 张俊， 孙自永，余绍文. 黑河下游额济纳盆地地下水系统划分[J]. 新疆地质， 2008， 30（1）：12-14，31.
[6] 陈梦熊.西北干旱区水资源与第四纪盆地系统[J].第四纪研究， 1997， （ 2）： 97- 104.