基于康平縣地下水可動用儲量計算方法探討

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（遼寧省水文局，沈陽 110003）

基于康平縣地下水可動用儲量計算方法探討

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（遼寧省水文局，沈陽 110003）

地下水動態(tài)是指在有關(guān)因素影響下，地下水的水位、水量、水化學(xué)成分、水溫等隨時間的變化狀況。地下水動態(tài)提供含水層或含水系統(tǒng)的系列信息。在驗證所作出的水文地質(zhì)結(jié)論或所采取的水文地質(zhì)措施是否正確時，地下水動態(tài)是十分重要的。地下水動態(tài)受氣候、水文、地質(zhì)和人類活動等因素的影響，受氣候、水文、地質(zhì)等因素影響的，稱“天然因素影響的地下水動態(tài)”，受人類活動影響的稱“人類活動影響下的地下水動態(tài)”。文中運用水均衡分析對該地區(qū)的地下水可動用儲量計算的方法進行了探討。

地下水；儲量；計算方法；康平縣

1 自然概況

康平縣位于遼寧省北部，東西長約73km，南北寬58km，總面積2175km2。地形為平原與丘陵相接地帶，東北為遼河平原，西南為醫(yī)巫閭山余脈。市內(nèi)地形特點是西高東低。西北部以醫(yī)巫閭山余脈丘陵區(qū)，東部是廣闊的沖洪積平原，地形平坦，土質(zhì)肥沃，自西北向東南傾斜，南部低洼。

2 氣候特征

康平縣地處北溫帶北緣，冬冷夏熱，四季分明，全年多西南風(fēng)，春季干旱少雨，為半干旱半濕潤大陸性季風(fēng)氣候。年平均氣溫6.9℃，平均無霜期為151d，初霜最早為9月10日，終霜最晚為5月15日。平均日照時數(shù)為2867.6h，4—9月份日照時數(shù)為1552h。多年平均降水量514.3mm，大部分集中在7—8月，約占全年降水量50.9%，作物生育期（4—9月）降水量為573.7mm。多年平均蒸發(fā)量為1881.4mm，作物生育期蒸發(fā)量為1582.4mm，占年蒸發(fā)量的84.1%。

3 河流水系及水文地質(zhì)

縣內(nèi)有西遼河、公河、利民河、馬蓮河等幾條河流，由于近幾年干旱少雨，利民河、馬蓮河等中小河流多已成為季節(jié)性河流。

西遼河發(fā)源于河北省七老圖山的光頭山，海拔1490m。流域地形為西高東低，北高南低，自然比降為0.759%。西遼河在境內(nèi)河流較短，僅有河長6.4km，主槽寬 30～80m，兩岸堤距為1520～3400m，沿岸土地肥沃是康平縣重要產(chǎn)糧區(qū)［1］。

公河源出自康平縣山東屯鄉(xiāng)馬家鋪北洼地，南流經(jīng)四間房西、王家屯西、西河沿西南流，經(jīng)河夾信子西、圈河西南流，經(jīng)陳家坨子、賈家窩堡東南流，經(jīng)任家店、高家馬圈子南流、到老頭山入遼河。河長35km，河寬 18～30m。堤距 30～80m，比降為0.3%，控制面積為214.7km2。

郝官鎮(zhèn)、北三家子街道、北四家子鄉(xiāng)和兩家子鄉(xiāng)屬遼河流域，地下水貯量較豐富，屬遼河沖積平原第四系地層，地下水以松散巖類孔隙水為主。含水層厚度30～50m，含水層組成巖性主要為中細砂、中粗砂，單井涌水量2000～3000m3／d左右，水化學(xué)類型為重碳酸鈣鈉型水。地下水主要補給來源為降水入滲，有少量地下徑流補給，局部有地表水滲漏補給和灌溉入滲補給。項目區(qū)屬于遼河平原，區(qū)內(nèi)海拔高程在80m左右，項目區(qū)屬于中等風(fēng)、水侵蝕區(qū)。

4 地下水資源分析

4.1 水均衡分析

公河單元補給量包括：降水入滲補給量、側(cè)向入滲補給量、灌溉入滲補給量。排泄量包括：河道排泄量、潛水蒸發(fā)量、側(cè)向流出量和淺層地下水實際開采量。地下水補排量要進行水均衡分析，以提高計算成果的可靠性。水均衡公式為：

式中：Q補為論證區(qū)總補給量；Q排為論證區(qū)總排泄；μ為地下水水位變幅帶給水度；△h為論證區(qū)水位變幅；△t為計算時段長度。

4.2 補給量計算

4.2.1 降水入滲補給量

降水入滲補給量采用下式計算：

式中：Pr為降水入滲補給量，萬 m3；P為降水量，mm；α為降水入滲補給系數(shù)，無因次；F為均衡計算區(qū)計算面積，km2。

公河單元降水量采用海州、牤牛河、郝官屯站1980—2011年實測降水系列值；本單元位于遼寧省第2次水資源評價劃定的遼寧中部平原區(qū)范圍內(nèi)，屬遼河中游河谷平原，地表主要巖性為中細砂、亞砂土，1980—2011年降水入滲系數(shù)α采用公式：y＝－0.0071x2＋0.099x－0.0662計算。依據(jù)以上資料計算得出1980—2011年論證區(qū)降水入滲補給量系列值。

4.2.2 側(cè)向流入量

以地下潛流形式流入論證區(qū)的水量稱為側(cè)向流入量。本單元采用地下水動力學(xué)法（剖面法）計算，即沿均衡計算區(qū)的地下水下游邊界切割計算剖面，利用公式計算側(cè)向流入量。側(cè)向流入量采用下式計算：

式中：Q側(cè)為年側(cè)向流入量，萬m3；K為剖面位置的滲透系數(shù)，m／d；I為垂直于剖面的水力坡度，無因次；A為剖面面積，m2；t為計算時間，d，取365d。

本次論證以東王家街地下水監(jiān)測站為代表站，選取1980—2011年實測地下水位變化過程，得出論證區(qū)側(cè)向流入量1980—2011年系列值。參數(shù)選取和計算成果見表1。

表1 公河單元側(cè)向流入量多年平均值計算成果表

4.2.3 灌溉入滲補給量

引地下水灌溉農(nóng)田，經(jīng)包氣帶入滲到地下的水量稱為灌溉入滲補給量。灌溉入滲補給量計算公式為：

式中：Q灌滲為灌溉入滲補給量，萬m3，Q灌溉水量為歷年灌溉水量，萬m3，α為灌溉水入滲系數(shù)，由于項目區(qū)灌溉作物主要是旱田、水田及菜田，以井灌為主，因此參照全省各地的試驗資料，考慮各灌區(qū)巖性及灌溉定額確定灌溉入滲系數(shù)采用值為α＝0.2。

4.3 排泄量計算

4.3.1 側(cè)向流出量側(cè)向流出量采用下式計算：

式中：Q側(cè)出為年側(cè)向流出量，萬m3；K為剖面位置的滲透系數(shù)，m／d；I為垂直于剖面的水力坡度，無因次；A為剖面面積，m2；t為計算時間，d，取365d。

本次論證以東王家街地下水監(jiān)測站為代表站，選取1980—2011年實測地下水位變化過程，得出論證區(qū)側(cè)向流出量1980—2011年系列值。參數(shù)選取和計算成果見表2。

表2 公河單元側(cè)向流出量多年平均值計算成果表

4.3.2 河道排泄量

當河道內(nèi)河水水位低于岸邊地下水水位時，地下水向河道排泄，排泄的水量稱為河道排泄量。河道排泄量采用達西公式計算：

式中：Q河排為河道排泄量，萬m3；K為剖面位置的滲透系數(shù)，m／d；I為垂直于剖面的水力坡度，無因次；A為單位長度河道垂直于地下水流向的剖面面積，km2；L為河道或河段長度，m；t為河段過水時間，d，取184d。參數(shù)選取和計算成果見表3。

表3 公河單元河道排泄量多年平均值計算成果表

4.3.3 潛水蒸發(fā)量

潛水蒸發(fā)量計算公式為：

式中：E為潛水蒸發(fā)量，萬m3；E0為水面蒸發(fā)量，mm，采用E601型蒸發(fā)器的觀測值或換算成E601型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量；C為潛水蒸發(fā)系數(shù)，無因次；F為計算面積，km2。

本次論證以巨流河蒸發(fā)站為代表站，折算系數(shù)0.57。潛水蒸發(fā)系數(shù)C，根據(jù)單元區(qū)巖性、地下水埋深、降水量，綜合考慮所確定，見表4。得出論證區(qū)潛水蒸發(fā)量1980—2011年系列值。

表4 潛水蒸發(fā)系數(shù)表

4.3.4 實際開采量

該單元淺層地下水實際開采量（調(diào)查統(tǒng)計成果）做為本單元1980—2010年淺層地下水實際開采量。

5 地下水可動用儲量計算

地下水可動用儲量是指潛水含水層水位至多年最低水位之間的地下水儲量，主要表示潛水含水層的最大水量調(diào)節(jié)能力，地下水可動用儲量采用體積法：

式中：W為潛水含水層地下水可動用儲量，m3；V為潛水含水層變幅帶體積，m3；μ為潛水變幅帶給水度。

潛水含水層變幅帶體積主要通過此次地下水統(tǒng)測獲得的地下水水位資料，通過東王家街代表站歷年水位得出論證區(qū)歷年潛水含水層水位，計算潛水含水層變幅帶體積。

公河單元水位變幅帶給水度取0.085，水位變幅依據(jù)東王家街地下水站推求，通過計算結(jié)果可知，公河單元 1980—2011年累計均衡差為－3137.44萬m3。實測水位變幅為下降1.19m，實際地下水蓄變量為 －3104.46萬m3，相對誤差為1.06%，計算結(jié)果較可靠。

［1］王瑞久.山西娘子關(guān)泉的地下水儲量估算［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，1984（06）：34－38.

Discussion on Calculation Method of Groundwater Reserves in Kangping County

Yu Bao-hui
（Liaoning Province Hydrology Bureau，Shenyang 110003，China）

Groundwater regime refers to the changes in groundwater level，quantity，water，chemical composition，water temperature etc.，with time influenced by relevant factors. Groundwater dynamic provides series information of aquifer or aqueous system. It is very important to verify if hydrogeological measures taken or hydrogeological conclusions made by hydrogeologist correct. Climate，hydrological，geological factors and human activities etc.，all have impact on groundwater，in which climate，hydrology，geology and other factors are called“groundwater regime influenced by natural factors”，the groundwater regime affected by human activities is called“groundwater regime influenced by human activities”. Groundwater reserves are calculated by using water balance analysis method in this area.

groundwater；reserves；calculation method；Kangping County

P641.134

A

1007－7596（2014）08－0015－03

2014－05－06

于?；郏?983－），男，遼寧瓦房店人，工程師，從事水文水資源工作。