(1) Descripción general de la geografía física
El río Heihe es un gran río interior en el noroeste de mi país. Está ubicado en el corredor Hexi y en la sección media de las montañas Qilian. Atraviesa las tres provincias (regiones autónomas) de Qinghai, Gansu y Mongolia Interior. La ubicación geográfica se encuentra a 97°37′～102°06′ de longitud este y 37°44′～42°40′ de latitud norte. La cuenca limita al sur con las montañas Qilian y termina en Juyanhai al norte. la República Popular China de Mongolia al este, y limita con las montañas Qilian al sur con la montaña Dahuang y el río Shiyang, y al oeste con la montaña Heishan y el río Shule. Tiene más de 400 kilómetros de largo de este a oeste y más de 800 kilómetros de norte a sur, con una superficie de drenaje de unos 130.000 kilómetros cuadrados.
La ubicación estratégica de la cuenca del río Heihe es muy importante, es el único lugar por donde debe pasar la antigua Ruta de la Seda y el actual Puente Continental Euroasiático. Aquí está la base de lanzamiento de satélites de nuestro país. Hay una larga conexión con Mongolia. Este lugar alguna vez fue próspero en la historia, pero ha sufrido cambios tremendos. Los antiguos países de Blackwater y Loulan desaparecieron y se convirtieron en la actual playa de Gobi. Todo esto está relacionado con el sistema de agua. Por lo tanto, establecer un modelo de estructura geológica tridimensional del agua subterránea en la cuenca del río Heihe y comprender su estructura geológica son de gran importancia para encontrar agua en áreas áridas de la cuenca, la construcción del entorno ecológico y el desarrollo económico y social en la cuenca.
1. Meteorología
La cuenca del río Heihe está situada en el interior de Eurasia, lejos del océano, y tiene un clima continental típico. En verano, el flujo de aire cálido y húmedo del Pacífico sudoriental puede atravesar el territorio continental de mi país, cruzar las montañas Qinling y la meseta de Loess y afectar la región; el flujo de aire del suroeste, afectado por la meseta tibetana, puede traer vapor de agua desde la India; Océano y la Bahía de Bengala y otros océanos del sur de Asia hacia el este de la región. Las corrientes de aire del Océano Atlántico y del Océano Ártico norte recorren largas distancias a través del continente euroasiático, pasan por Asia Central y el Mar Negro, y cruzan las montañas fronterizas de Junggar y las montañas Tianshan. Cuando llegan a la parte occidental de la región, se han convertido en aletas caudales, volviéndose menos vaporosas y secas, y su influencia es más débil. En invierno, esta zona está controlada por la alta presión de Mongolia y Siberia, lo que la hace extremadamente fría y seca. En general, las zonas montañosas del sur de esta región tienen las mayores precipitaciones, las llanuras centrales y del norte tienen las menores precipitaciones y el este tiene más precipitaciones que el oeste. Lo contrario ocurre con la evaporación, con mayor evaporación en el norte. y oeste y menos evaporación en el este y sur.
Según las estadísticas de datos meteorológicos de 1957 a 1983, la precipitación media anual en la zona es de 42 mm. La precipitación anual se concentra entre un 60 y un 70 % de julio a septiembre. 10 mm; la evaporación promedio es de 3755 mm, que es aproximadamente 89 veces mayor que la precipitación. La temporada de evaporación más fuerte ocurre de mayo a agosto y representa aproximadamente el 50% de la evaporación anual. La precipitación y la evaporación cambian con el ascenso y descenso del terreno. Generalmente, cuanto más alto es el terreno, mayor es la precipitación y menor es la evaporación. Por cada 1000 m de aumento en la elevación del suelo, la precipitación aumenta entre 3,5 y 4,8 mm y la evaporación disminuye. por 25~32 mm; la temperatura promedio durante muchos años es de 8,04 ℃, la más alta es de 41,8 ℃, la más baja es de -36,4 ℃, la diferencia de temperatura diaria es generalmente de 14 a 17 ℃, la más alta es de 34,2 ℃; 3325,6 ~ 3432,4 t; la humedad absoluta promedio anual es de 4,2 mb, la humedad relativa es de 32 ~ 35 y el coeficiente de humedad es bajo Entre 0,009 y 0,012, prevalece el viento del noroeste, con una velocidad media anual del viento de 4,2 m/s y una velocidad máxima del viento de 15,0 m/s. Hay un promedio de 54 días de vientos fuertes de nivel 8 y superiores, y un promedio de 29 días de tormentas de arena. La mayoría de los vientos fuertes ocurren a principios del verano.
2. Hidrología
El río principal de la cuenca es el río Heihe, también conocido como río Débil (o río Ejina). Se origina en las estribaciones septentrionales de las montañas Qilian. y se divide en brazos este y oeste. El brazo este se llama río Heihe y el brazo oeste se llama río Beida, que converge en el sur de Dingxin y desemboca en el territorio de Ejina Banner a través de Shuangchengzi. Se divide en ríos este y oeste en la antigua capital de Bayanbo, al pie occidental de la montaña Langxin. El East River se divide en 8 afluentes al norte y se fusiona con el Mar de Juyan Oriental (Suoguonur) en forma de abanico. El río Xihe se divide en 4 afluentes al norte y se fusiona con el Mar de Juyan Occidental (Gashun Nao'er). La longitud total del río es de 821 km y el área de drenaje es de 12.800 km2. Los tramos superiores sobre el desfiladero de Yingluo en la desembocadura de la montaña son los tramos superiores, con una longitud de río de 303 km y un área de drenaje de 10.000 km2, los tramos medios van desde el desfiladero de Yingluo hasta el desfiladero de Zhengyi y los tramos inferiores están debajo de Zhengyi; Garganta.
Hay muy pocos lagos naturales en la cuenca. Sólo hay Juyanhai Oriental (Suoguonur) y Xijuyanhai (Gashunnur) en el final de la corriente principal del río Heihe, que se abastecen de agua superficial y. agua subterránea. Lago de agua dulce.
Históricamente, el área del lago de Juyanhai en el oeste era de 350 km2; se secó en 1961, y el área del lago de Yanhai en el este era de 35,5 km2 en 1958. La superficie del agua actual es de más de 20 kilómetros cuadrados, la La profundidad media del agua es de 1 m y la capacidad de almacenamiento de agua es de unos 20 millones de m3.
Hay 428 glaciares grandes y pequeños en la cuenca, distribuidos en el nacimiento de los ríos, cubriendo una superficie de 129,79 km2, con una reserva de hielo estimada de unos 3,3 km3. El suministro anual de agua de deshielo de los glaciares. al río es de unos 365 millones de m3, lo que representa el 10% del escurrimiento superficial de la cuenca 9,8.
(2) Topografía regional
El terreno en la cuenca del río Heihe es alto en el sur y bajo en el norte, alto en el oeste y bajo en el este. Las montañas Qilian del sur tienen una gran altitud, con picos en su mayoría entre 3000 y 5000 m, con el pico más alto a 5564 m. La parte central tiene una altitud de 1500 a 2500 m, siendo la montaña Qinglong la más alta a 3600 m. de alrededor de 1000-1500 m, con elevaciones variables Relativamente suaves.
La parte sur de la cuenca del río Heihe son las montañas Qilian. Las montañas son imponentes y empinadas, los valles están cortados violentamente y hay muchos acantilados. El paisaje está tallado principalmente por el flujo de agua y la denudación de los glaciares. . La parte central de la cuenca es mayoritariamente montañosa baja, con montañas como la montaña Heli y la montaña Longshou. Aunque los accidentes geográficos modernos son generalmente similares a los de las zonas montañosas altas, debido a la influencia del clima seco, el terreno erosionado está más desarrollado. , y los paisajes semidesérticos y de desertificación son más evidentes en algunas zonas. La llanura norte está ubicada en la llanura aluvial del curso inferior del río Heihe. Tiene un terreno bajo y una pequeña elevación relativa debido al fuerte viento y la erosión de los últimos tiempos, vastos desiertos, depresiones erosionadas por el viento, terreno de acumulación y colinas. y en la llanura se han formado formas onduladas de penillanura. Características: Al mismo tiempo, las montañas del norte son en su mayoría anchas y bajas, con cimas suaves y valles poco desarrollados.
Los accidentes geográficos de la región son relativamente ricos. Según la formación básica y la forma de los accidentes geográficos, los accidentes geográficos de esta área se pueden dividir en varios tipos: montañas, llanuras, Gobi y desiertos. se puede dividir en varios subtipos. Por ejemplo, las montañas incluyen montañas altas plegadas y en bloques de fallas, montañas medias plegadas y en bloques de fallas, colinas bajas estructuralmente desnudas y colinas en forma de crestas desnudas y acumuladas. Las llanuras incluyen llanuras de abanicos aluviales de pendiente pronunciada, llanuras aluviales, llanuras aluviales-fluviales y llanuras aluviales. En resumen, existen principalmente los siguientes tipos de unidades geomorfológicas: terreno de denudación estructural, principalmente algunas montañas plegadas altas, medias y bajas y áreas montañosas; terreno de denudación y acumulación, principalmente algunas llanuras intermontanas y llanuras de valle, llanuras aluviales y lacustres; Y terreno eólico; Gobi;
(3) Estructura geológica regional
1. Descripción estructural
La estructura de la región es compleja e incluye muchas unidades geológicas. Los bordes de cada unidad estructural están controlados básicamente por grandes fallas. Por ejemplo, en las estribaciones de las montañas Qilian, hay una serie de fallas de cabalgamiento que forman fallas imbricadas, que controlan las condiciones hidrogeológicas de la cuenca. Además, hay muchas zonas de levantamiento y depresión que, junto con fallas, dividen la llanura de drenaje en varias cuencas grandes.
El movimiento tectónico se manifiesta en el ascenso de las montañas del sur y el relativo declive de la cuenca del corredor, que proporciona un buen lugar para la sedimentación cuaternaria. Como la cuenca de Jiuquandong y la cuenca de Zhangye. La zona montañosa central y la zona montañosa del norte son relativamente estables, con una pequeña amplitud ascendente. Los sedimentos de la capa suelta del Cuaternario en la cuenca provienen principalmente de la cuenca sur, por lo que el espesor es más delgado y las partículas sedimentarias son más finas.
Los estratos cuaternarios son relativamente completos en la cuenca, y el basamento de cada cuenca se puede dividir en rocas metamórficas y grupos de rocas ígneas pre-Paleozoico inferior, y grupos de rocas clásticas del Jurásico a Paleozoico superior, una fina. -Grupo de rocas granuladas dominadas por lutitas en los sistemas Terciario y Cretácico. También hay partes de la formación rocosa Q1.
2. Movimiento tectónico
El movimiento tectónico en la región se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos:
Movimiento de elevación: se manifiesta principalmente en que las montañas siempre están subiendo, mientras que la cuenca está en un estado de ascenso. Durante el proceso de hundimiento, por ejemplo, las montañas en el norte y el sur están en proceso de ascenso, mientras que las áreas planas están en proceso de hundimiento. Las montañas Qilian y las montañas Dahuang son las elevaciones más espectaculares de las montañas, mientras que las cuencas Damaying y Yongchang son las que presentan mayor hundimiento en las cuencas.
Cambios de pliegue: Las estructuras de pliegue se formaron ampliamente durante el Sistema Terciario, el Sistema Cuaternario inferior y el Pleistoceno Medio, lo que confirma que el movimiento neotectónico en el Sistema Cuaternario temprano fue muy intenso.
Movimiento de fallas: las estructuras de fallas son comunes en la región. Algunas están expuestas en la superficie y otras ocultas bajo tierra. Estas estructuras se encuentran principalmente en estribaciones, áreas montañosas y llanuras. Varios kilómetros hasta Hay decenas de kilómetros.
En la naturaleza, son en su mayoría fallas inversas de compresión o torsión-compresión y capas de inferencia planas. Las fallas expuestas en la superficie son relativamente obvias y generalmente hay zonas de fractura estructural de fallas. Las fallas ocultas se distribuyen principalmente en estribaciones y llanuras, como las grandes fallas al pie norte de las montañas Qilian. Estas fallas controlan la formación y migración de agua subterránea en la cuenca en diversos grados y pueden servir como límites de la cuenca.
Efectos sísmicos: Según registros históricos, la actividad sísmica en la región es frecuente, y algunos terremotos tienen grandes magnitudes y son seriamente destructivos. Esto también es un reflejo del movimiento activo de la corteza terrestre moderno y otra evidencia de neotectónico. movimiento.
(4) Estratos regionales
Los estratos expuestos en la cuenca son relativamente completos, apareciendo tanto estratos antiguos como nuevos. Hay más estratos paleozoicos y mesozoicos en las zonas montañosas, como. como estratos del Ordovícico, Silúrico, Devónico, Carbonífero, Pérmico, Triásico, Jurásico y Cretácico se muestran en la sección de modelado. Esta modelación involucra principalmente cuencas en áreas planas debido a la falta de datos de exploración en áreas montañosas, no se consideran aquí.
También hay muchas rocas intrusivas en la formación, como granito, diorita de cuarzo, granodiorita y rocas ultrabásicas que invaden las formaciones de diferentes épocas en forma de ramas o vetas. También aparece de vez en cuando en el Sistema Cuaternario de la Cuenca.
Los sistemas cuaternarios están ampliamente desarrollados en diversas cuencas de la región, lo que también es el objetivo principal de nuestra modelación. La siguiente es una descripción detallada de las series cuaternarias con diferentes tipos de causas en cada época.
Holoceno (Qh): Este estrato se encuentra ampliamente distribuido en la superficie de la región, pero el espesor sedimentario es delgado y los tipos genéticos son complejos, incluyendo tipos aluviales, aluviales, de sedimentación, lacustres y eólicos. La litología representativa de los depósitos aluviales es una capa de grava arenosa con un alto contenido de lodo y malas propiedades de clasificación de la grava. Los depósitos aluviales se distribuyen en llanuras aluviales, valles y cauces fluviales antiguos. Están compuestos en su mayor parte por arena y gravas. Las gravas son bien clasificadas y redondeadas. La arena es principalmente arena fina y arena media-fina, desarrollada y suelta. con finas capas de arcilla en algunos lugares. La sedimentación se distribuye en depresiones de denudación, que son los lugares de deposición final de los materiales arrastrados por las inundaciones de los barrancos modernos. Es principalmente arcilloso y franco, mezclado con limo y arena fina. Los depósitos lacustres se distribuyen principalmente en la zona de la cuenca del lago, y la litología es arcillosa intercalada con finas capas de arena. Los depósitos eólicos se presentan principalmente en forma de dunas de arena, y la litología es principalmente de limo y arena fina. Los sedimentos aluviales, lacustres y lacustres se distribuyen a ambos lados del lecho del río en el tramo medio e inferior de la cuenca del río Heihe y dentro de los antiguos canales del río, con un rango de distribución relativamente estrecho.
Pleistoceno superior (Q3): distribuido en extensas llanuras. El Pleistoceno superior está generalmente dominado por arena y grava. Los estratos de tipo aluvial se distribuyen en la llanura de ladera del piedemonte, y están compuestos principalmente por capas de arena y grava, y su composición varía de un lugar a otro. La litología del abanico aluvial es principalmente de grava y guijarros, y la llanura de suelo fino está compuesta por suelo subarenoso, arena y subarcilloso, con un espesor de decenas a más de cien metros.
Pleistoceno medio (Q2): La litología es principalmente de gravas, margas, margas, arcillas y arenas intercaladas. La capa superior está cubierta en su mayor parte por la capa superior de arenas y gravas del Pleistoceno, afloramientos. Alrededor de la depresión se pueden observar arcillas principalmente de color amarillo grisáceo con una fina capa de arena limosa. Las acumulaciones del Pleistoceno Medio se depositaron en el ambiente deposicional heredado del Pleistoceno Inferior, por lo que los patrones de cambio de litología y espesor en las direcciones vertical y horizontal son básicamente consistentes con los del Pleistoceno Inferior.
Pleistoceno inferior (Q1): ampliamente distribuido en la llanura de la cuenca, la litología está compuesta principalmente por arcilla mezclada con arena, y el espesor sedimentario y la litología varían mucho. En parte, se trata de conglomerados de estrato grueso, conglomerados arenosos intercalados con arenisca y cementación de barro y calcio. En la parte norte de la Cuenca Sur y la Cuenca Norte, se forma la base de la capa suelta del Cuaternario compuesta principalmente de lutita.
(5) Condiciones hidrogeológicas regionales
Debido a las diferencias en las litofacies de sedimentos cuaternarios y las condiciones de suministro y descarga de aguas subterráneas, y afectadas por cambios en la forma ondulada del basamento, las regiones son obvias. diferencias en las condiciones hidrogeológicas internas.
La capa suelta cuaternaria en la cuenca frente a las montañas Qilian es gruesa, suelta y porosa, lo que es un lugar favorable para la existencia de agua subterránea. El nivel del agua freática está enterrado a una profundidad, generalmente de 100 a 300 m. De sur a norte, hasta la zona central, el nivel del agua subterránea se eleva y el nivel del agua subterránea disminuye en muchos lugares, incluso en forma de manantiales. En la cuenca norte, es principalmente una zona plana de suelo fino, y el tipo de agua subterránea es una estructura de agua freática confinada de múltiples capas.
Las fallas tienen un gran impacto en los niveles freáticos, a menudo acompañadas de descensos y desbordes de las aguas subterráneas. La profundidad de los niveles de agua a ambos lados de la falla varía mucho.