嘉蔭縣水資源量計(jì)算分析

邢德富，李英晶，田長(zhǎng)濤

(伊春水文局，黑龍江 伊春 153000)

嘉蔭縣水資源量計(jì)算分析

邢德富，李英晶，田長(zhǎng)濤

(伊春水文局，黑龍江 伊春 153000)

文章分析區(qū)域?yàn)楹邶埥∵吘晨h城，屬水資源開發(fā)利用程度較低地區(qū)，由于境內(nèi)可利用實(shí)測(cè)水文資料有限，尤其是地質(zhì)資料缺乏，僅在宏觀上對(duì)區(qū)域內(nèi)地表徑流進(jìn)行了分析。在進(jìn)行地下水資源量的分析計(jì)算時(shí)多采用已有規(guī)劃報(bào)告的參數(shù)成果，文中各項(xiàng)計(jì)算成果指標(biāo)與已有各類規(guī)劃成果或圖集對(duì)比后基本合理。

嘉蔭縣；降雨特性；徑流特性；頻率分析；周期分析；水資源總量

1 自然地理景觀

嘉蔭縣位于黑龍江中游右岸，小興安嶺東段北麓轄區(qū)，面積6 749 km2，北部與俄羅斯一江之隔，西南以分水嶺為界與伊春市湯旺河區(qū)、新青區(qū)、烏伊嶺區(qū)接壤，正西以葛貢河、西米平河為界同遜克縣相連。

氣候?qū)俸疁貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫零下0.7～1.5 ℃，盛夏炎熱多雨，秋季降溫迅速，多早霜。冬季漫長(zhǎng)，嚴(yán)寒，多雪。地貌特征屬于小興安嶺剝蝕、侵蝕低山丘陵區(qū)。

地貌西南高，東北低。小興安嶺北麓余脈似雞爪狀向江畔延伸，平均海拔高度約500 m，山地面積占全縣的78%～3%。

在低山丘陵與江河之間，有沖積、洪積形成的網(wǎng)狀河谷平原，有沉積出現(xiàn)的平展漫崗，面積占全縣的19%～5%。植被組成以山區(qū)的針闊混交林和淺山區(qū)的闊葉林為主，土壤為山地暗棕色森林土。

水文地質(zhì)分區(qū)屬于山丘基巖裂隙水區(qū)，地處季節(jié)性凍結(jié)裂隙潛水帶，位于黑龍江干流山間河谷平原，分布有空隙潛水與基巖裂隙水，含水層巖性為砂礫石層，厚度小，富水性中等，補(bǔ)給條件好[1]。全縣共有大小河流56條，其中集水面積在50 km2以上河流有45條，均屬于黑龍江水系，主要河流有烏云河、結(jié)烈河、烏拉嘎河和嘉蔭河。

2 降 水

嘉蔭縣境內(nèi)共有5處降水站，其中結(jié)烈河站的資料系列過短沒有采用，其余各站資料年份統(tǒng)一為1965—2010年，多年平均年降水量采用各站均值法計(jì)算，不同時(shí)段保證率降水采用矩法計(jì)算[2]。經(jīng)計(jì)算，區(qū)域內(nèi)多年平均年降水量Cv值為0.16，水量為556.9 mm，最大值為749.6 mm，最小值為395.6 mm，極值比為1.89。

降水量年內(nèi)分配主要集中在5—9月，約占年總量的70%。

由圖1降水量趨勢(shì)線可見，區(qū)域年降水量呈整體減少演變趨勢(shì)。

不同保證率年降水量及降水量年內(nèi)分配情況見表1、表2。年降水量保證率分布圖見圖2。

圖1 年降水量變化過程圖

表1 不同保證率年降水量計(jì)算表

圖2年降水量保證率分布圖

3 蒸 發(fā)

區(qū)域內(nèi)有蒸發(fā)資料站4處，各站資料系列不一致且均存在斷續(xù)缺側(cè)年份，實(shí)有資料年限最短27 a，最長(zhǎng)36 a。

有的年份汛期5—9月份采用E601型蒸發(fā)器觀測(cè)，其余月份使用20 cm口徑蒸發(fā)皿觀測(cè)，部分年份全年使用20 cm口徑蒸發(fā)皿觀測(cè)，資料在使用時(shí)統(tǒng)一采用《黑龍江省水文圖集》中的系數(shù)進(jìn)行了折算，統(tǒng)一換算為天然水體蒸發(fā)量[3-4]。

經(jīng)計(jì)算分析，區(qū)域內(nèi)多年平均天然水體蒸發(fā)量為566 mm，詳見表3。

表2 不同保證率年份月降水量年內(nèi)分配表

表3 區(qū)域內(nèi)歷年平均蒸發(fā)量計(jì)算成果表

備注：天然水體蒸發(fā)量與E601型蒸發(fā)器折算系數(shù)為0.93

多年平均陸地蒸發(fā)量采用式計(jì)算公式為；

(1)

式中：E為多年平均陸地蒸發(fā)；p為降雨，550mm；R為徑流深，167 mm，計(jì)算得區(qū)域多年平均陸地蒸發(fā)量為383 mm。

區(qū)域干旱指數(shù)采用計(jì)算公式為：

(2)

區(qū)域旱澇分析采用旱澇指數(shù)法，計(jì)算公式為：

(3)

式中：β為歷年平均降水量，p為歷年平均降水量；n為系列年數(shù)。區(qū)域內(nèi)旱澇年數(shù)統(tǒng)計(jì)表見表4。

表4 區(qū)域內(nèi)旱澇年數(shù)統(tǒng)計(jì)表

4 地表徑流

區(qū)域內(nèi)可利用流量資料站有2處，其中結(jié)烈河站已于1993年停測(cè)，實(shí)有資料年數(shù)僅27 a，由于該站與東風(fēng)站徑流相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)達(dá)97%，因此采用東風(fēng)站徑流資料對(duì)該站徑流資料進(jìn)行延長(zhǎng)，延長(zhǎng)后兩站資料年限均為52 a。

由代表站徑流過程和差積曲線圖可見，徑流年際變化較大，豐枯變化周期約為20 a，當(dāng)前處于正常年份階段。

徑流年內(nèi)分配不均，5—9月份徑流約占年總量的80%。全縣年徑流量采用代表站面積與區(qū)域面積倍比再利用雨量進(jìn)行修正的方法計(jì)算，結(jié)果為12.5 億 m3，詳見表5、表6。

表5 徑流特征統(tǒng)計(jì)表

表6 不同保證率年份月徑流量年內(nèi)分配表(東風(fēng)站)

5 地下水資源量分析計(jì)算

嘉蔭縣位于黑龍江干流山間河谷平原，分布有空隙潛水與基巖裂隙水，含水層巖性為砂礫石層，厚度小，富水性中等，補(bǔ)給條件好。

嘉蔭縣平原區(qū)面積約625 km2，包括河漫灘和階地，因水文地質(zhì)資料較少，平原區(qū)地下水補(bǔ)給量?jī)H計(jì)算了大氣降水入滲補(bǔ)給量和山前側(cè)向補(bǔ)給量。

平原區(qū)地下水資源量計(jì)算結(jié)果為0.63 億 m3(年),見表7，可開采量為0.44 億 m3(可開采系數(shù)為0.7)。

山丘區(qū)地下水以總排泄量來代替總補(bǔ)給量，包括河川基流量、河床潛流量、山前側(cè)向流出量、未計(jì)入河川徑流的山前泉水初露總量、山間盆地潛水蒸發(fā)量和淺層地下水實(shí)際開采的凈消耗量。

根據(jù)流域?qū)崨r，除河川基流量外其余各項(xiàng)排泄量由于無觀測(cè)資料且所占比重很小，均作忽略不計(jì)處理，僅以流域河川基流量來代表流域的地下水資源量。

選擇烏云河?xùn)|風(fēng)站為代表站，采用綜合退水曲線法來確定5～9月的基流過程，其余月份由于屬于枯水期徑流完全按基流處理。歷年徑流量變化過程(東岡站)見圖3，東岡站年徑流量模比系數(shù)差積曲線見圖4。

分析年份系列為2000年—2010年，見圖5、圖6、表8。經(jīng)計(jì)算區(qū)域內(nèi)山丘區(qū)地下水資源量為2.90 億 m3。

6 結(jié) 語

區(qū)域內(nèi)水資源總量采用地表徑流與地下水資源量的總和再扣除重復(fù)計(jì)算量的方法求得。

圖3 歷年徑流量變化過程(東風(fēng)站)

圖4 東風(fēng)站年徑流量模比系數(shù)差積曲線圖

區(qū)域內(nèi)地表徑流總量為12.5 億 m3，地下水資源總量為3.53 億 m3，其中重復(fù)計(jì)算量?jī)H為河川基流量(2.90 億 m3)，所以全縣水資源總量為13.13 億 m3。產(chǎn)水模數(shù)為19.49 萬 m3/ km2，高于全省平均值(16.47 m3/ km2)18%，省內(nèi)屬水資源豐富區(qū)域。

圖5 烏云河?xùn)|風(fēng)站2010年逐日平均流量過程圖

圖6 烏云河?xùn)|風(fēng)站綜合退水曲線圖

表7 嘉蔭縣地下水資源量計(jì)算成果表

表8 烏云河?xùn)|風(fēng)站2000—2010年河川基流量計(jì)算成果表

[1]金光炎.水文水資源隨機(jī)分析[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1992：35-65.

[2]黑龍江省水利廳.黑龍江省水文圖集[M].哈爾濱：黑龍江省水利廳，1996：37-39.

[3]黑龍江省水文總站.黑龍江省水資源研究[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1991：7-14.

[4]伊春市水務(wù)局.黑龍江省伊春市地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃報(bào)告[R].伊春：伊春水務(wù)局，2002.

1007-7596(2014)12-0024-03

2014-10-13

邢德富(1976-),男，黑龍江伊春人,水文技師，從事水文水資源工作；李英晶 (1979-)，女，黑龍江鐵力人,工程師，從事水文水資源工作；田長(zhǎng)濤(1969 -)，男，黑龍江伊春人，高級(jí)工程師，從事水文水資源工作。

TV213.4

B