二道河水源地可利用潛力分析

（遼寧省盤錦水文局，遼寧盤錦124010）

二道河水源地可利用潛力分析

鞠飛

（遼寧省盤錦水文局，遼寧盤錦124010）

文中對(duì)論證區(qū)的基本情況進(jìn)行了簡要概述；通過地下水賦存條件、補(bǔ)給條件、動(dòng)態(tài)特征等要素對(duì)區(qū)域水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析；結(jié)合單井出水量、單井控制面積及影響半徑等數(shù)據(jù)確定出取水方案；最后針對(duì)典型年和連續(xù)枯水年進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，對(duì)取水可靠性做出分析。

水資源；可利用分析；二道河

二道河論證單元位于昌圖縣中部，屬于二道河中下游平原區(qū)，面積821.7km2。涉及大洼、東嘎、四合、寶力、頭道5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，擬建節(jié)水灌溉片區(qū)9處，全部為滴灌。灌溉地塊全部位于二道河一級(jí)階地平原區(qū)，沿二道河兩岸分布，灌溉水源為淺層地下水，全部為新增水源，共布設(shè)機(jī)電井486眼，取水量409.5萬m3。

1 水文地質(zhì)條件分析

1.1 地下水賦存條件及分布規(guī)律

二道河中下游，屬第四紀(jì)河流沖洪積物；表層多為亞粘土，含水層主要巖性由第四系全新統(tǒng)細(xì)砂、粗砂和砂礫石等組成，含水層厚度不一，中上游一般5～10m，中下游一般10～15m。項(xiàng)目主要分布在賦水性較好的松散巖類孔隙水區(qū)和賦水性稍差的一般碎屑巖孔隙裂隙層間水區(qū)。水量中等地區(qū)主要分布于二道河一級(jí)階地的寶力鎮(zhèn)、東嘎鎮(zhèn)、四合鎮(zhèn)部分村屯地塊，單井涌水量在100～1000m3/d之間；弱賦水區(qū)為一般碎屑巖孔隙裂隙層間水，單井涌水量在300～1200m3/d之間，分布在大洼鎮(zhèn)及頭道鎮(zhèn)的部分地塊。

根據(jù)遼寧省第二次水資源評(píng)價(jià)“遼寧省中部平原區(qū)給水度分區(qū)地下水位變幅帶給水度表”，并參照論證區(qū)水文地質(zhì)條件，給水度μ取值0.085。

根據(jù)遼寧省第二次水資源評(píng)價(jià)“遼寧省平原區(qū)潛水含水層滲透系數(shù)取值表”，并參照論證區(qū)水文地質(zhì)條件，滲透系數(shù)K取值30m/d。

1.2 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

區(qū)域內(nèi)平原區(qū)表層粘性土薄，地下水埋深較淺，降水入滲補(bǔ)給是地下水的主要補(bǔ)給來源；區(qū)域內(nèi)水田分布廣泛，灌溉水除蒸發(fā)外，大部分回歸地下，成為地下水的另一個(gè)補(bǔ)給源。

人工開采是區(qū)內(nèi)地下水排泄的主要方式之一，分為居民生活用水連續(xù)集中開采和農(nóng)田灌溉用水分散季節(jié)性開采；區(qū)內(nèi)地下水埋深較淺，一般3～5m，包氣帶多由亞砂土、亞粘土組成，潛水蒸發(fā)成為區(qū)內(nèi)地下水排泄另一重要途徑；地下水以地下潛流和泉的形式泄于溝谷河溪之中，匯集成地表徑流，沿河谷排泄出去，河道排泄是地下水排泄的又一種形式；孔隙水一部分補(bǔ)給河流，另一部分以地下徑流形式流出。

從淺層地下水等水位線圖可看出，地下水總的流向是由東北向西南徑流，最后均以地表徑流或地下徑流的形式由河谷排出。

1.3 地下水動(dòng)態(tài)特征

區(qū)域內(nèi)有大面積水田，絕大多數(shù)為井灌，受其影響，地下水位變幅較大，地下水動(dòng)態(tài)主要受季節(jié)開采、降水、蒸發(fā)等因素控制，屬于氣候—地下水灌溉型。

選擇區(qū)域內(nèi)典型地下水觀測井資料，繪制2001—2011年地下水位變化過程線。從過程線中可以看出，地下水位受大氣降水量的影響較大，豐水期水位上升，枯水期水位下降。地下水位變化過程線見圖1。

根據(jù)區(qū)域內(nèi)地下水觀測井實(shí)測資料統(tǒng)計(jì)，近10年來區(qū)域內(nèi)地下水總體呈上升趨勢，上升幅度在0.70m左右，上升最大的為四面城站1.10m。

圖1 四面城站地下水位過程線圖

2 取水方案合理性分析

2.1 單井出水量的確定

根據(jù)《區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告》（鐵嶺幅、四平幅）和《1∶5萬綜合水文地質(zhì)圖》（鐵嶺幅、四平幅），將該單元地下水劃分為二個(gè)富水等級(jí)：松散巖類孔隙水，水量中等，單井出水量100～1000m3/d；一般碎屑巖孔隙裂隙層間水，單井出水量300～1200m3/d。

通過對(duì)項(xiàng)目區(qū)附近現(xiàn)有水田748眼機(jī)電井的調(diào)查，單井出水量在30～50m3/h，通過對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)2012年已經(jīng)建成3眼滴灌旱田機(jī)井調(diào)查，單井出水量值范圍15～30m3/ h，但井深度較淺。

根據(jù)現(xiàn)有機(jī)電井的單井出水量資料，結(jié)合實(shí)地踏勘調(diào)查及區(qū)域水文地質(zhì)資料分析確定項(xiàng)目各片區(qū)的單井出水量值范圍15～40m3/h。

2.2 影響半徑的確定

收集到論證單元抽水試驗(yàn)資料，影響半徑為127～199 m；利用確定的單井出水量復(fù)核結(jié)果、滲透系數(shù)、含水層厚度，影響半徑36～149m。

根據(jù)抽水試驗(yàn)資料和以上計(jì)算結(jié)果，二道河單元的影響半徑為35～200m。

2.3 單井控制面積及開采井?dāng)?shù)量復(fù)核

論證單元內(nèi)全部為新建片區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積為39.00 km2，經(jīng)計(jì)算區(qū)內(nèi)共需建取水井486眼。所有井均分布在項(xiàng)目區(qū)沿二道河兩岸的富水地段，與實(shí)施方案相符。

2.4 取水井位置建議

建議水源井布設(shè)在水源較豐富地帶或靠近河道一側(cè)，位置布設(shè)在項(xiàng)目區(qū)地塊一邊靠近田間作業(yè)路旁，能保證井距達(dá)到要求。井間距離建議大于影響半徑的2倍。

3 論證區(qū)2015和2020規(guī)劃年需水預(yù)測

3.1 生活需水預(yù)測

經(jīng)計(jì)算，2015年二道河單元生活總需水量為605.5萬m3，2020年二道河單元生活總需水量為688.2萬m3，見表1。

表1 二道河單元規(guī)劃水平年居民日常生活用水量預(yù)測表

3.2 農(nóng)業(yè)需水量預(yù)測

2015和2020年農(nóng)業(yè)需水量，為現(xiàn)狀條件下，經(jīng)過節(jié)水改造后的農(nóng)業(yè)總需水量。此次預(yù)測為農(nóng)田灌溉及林牧漁畜地下水用水量。

二道河單元現(xiàn)狀年農(nóng)田灌溉及林牧漁地下水用水量為348萬m3，單元“節(jié)水增糧行動(dòng)”節(jié)水灌溉面積（2012—2015年）2.22萬hm2，需水量409.5萬m3。農(nóng)田灌溉需水預(yù)測原則是農(nóng)田灌溉在各水平年維持不變，增加新發(fā)展的旱作物節(jié)水灌溉水量；林牧漁用水量按現(xiàn)狀水平年計(jì)算，2020年繼續(xù)維持2015年水平不變。則2015，2020年農(nóng)田灌溉及林牧漁需水量均為3898萬m3。

根據(jù)遼寧省畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，2015年和2020年預(yù)測水平年大牲畜的年平均遞增率為9‰和6‰，小牲畜的年平均遞增率為11‰和8‰。同時(shí)根據(jù)遼寧省行業(yè)用水定額，2015年和2020年大牲畜、小牲畜的用水定額均為60L/（頭·d）和25L/（頭·d）。經(jīng)計(jì)算，二道河單元2015年牲畜需水量163.5萬m3；2020年牲畜需水量169.2萬m3。

該單元無工業(yè)用水。經(jīng)計(jì)算，2015，2020年二道河單元總需水量分別為4667萬m3、4755萬m3，其中節(jié)水增糧用水量為409.5萬m3。

4 取水可靠性分析

根據(jù)論證區(qū)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件分析，論證區(qū)地下水補(bǔ)給量包括降水入滲補(bǔ)給量、灌溉入滲補(bǔ)給量；地下水排泄量包括潛水蒸發(fā)量、河道排泄量、側(cè)向流出量和淺層地下水實(shí)際開采量。利用水均衡法對(duì)論證單元1980—2011年各項(xiàng)補(bǔ)給量、排泄量進(jìn)行計(jì)算。

4.1 典型年的選擇

依據(jù)1980—2011年二道河單元地下水資源量（補(bǔ)給量）進(jìn)行頻率計(jì)算，以85%保證率的資源量所對(duì)應(yīng)的年份作為典型年。計(jì)算成果見表2及圖2。

表2 二道河單元不同保證率設(shè)計(jì)地下水資源量（補(bǔ)給量）成果表

圖2 二道河單元地下水資源量（補(bǔ)給量）頻率曲線

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇1988年作為85%保證率的典型年。

4.2 典型年調(diào)節(jié)儲(chǔ)量的計(jì)算

用典型年年初水位與多年最低水位間的地下水儲(chǔ)量作為當(dāng)年調(diào)節(jié)儲(chǔ)量。通過寶力、東嘎、三道溝、四面城、腰明水泡站1980—2011年地下水觀測資料，計(jì)算出二道河單元1988年年初水位與多年最低水位間的地下水位差值為4.02m，潛水變幅帶給水度采用0.085，則當(dāng)年調(diào)節(jié)儲(chǔ)量為28077萬m3。

4.3 典型年取水水源保證程度分析

1）典型年年內(nèi)取水水源保證情況分析

認(rèn)為地下水開采量首先取用論證區(qū)地下水補(bǔ)給量，當(dāng)補(bǔ)給量不能滿足開采量要求的情況下，取用地下水當(dāng)年調(diào)節(jié)儲(chǔ)量。根據(jù)典型年（1988年）地下水補(bǔ)給量、開采量及調(diào)節(jié)儲(chǔ)量，分析規(guī)劃水平年開采情況下，取水水源供水保證程度，當(dāng)P=85%時(shí)，二道河單元規(guī)劃水平年2015，2020年地下水開采量小于補(bǔ)給量，說明二道河單元地下水補(bǔ)給量能夠滿足地下水開采需求，不用動(dòng)用當(dāng)年調(diào)節(jié)儲(chǔ)水量，因此項(xiàng)目取水是有保證的。

2）典型年5月份取水水源保證情況分析

經(jīng)計(jì)算，二道河單元1988年4月初地下水位與多年最低地下水位間的差值為3.64m。潛水變幅帶給水度采用0.085，計(jì)算出1988年4月末的調(diào)節(jié)儲(chǔ)量為25423萬m3。5月份地下水補(bǔ)給量只有降雨入滲補(bǔ)給，其值為1066萬m3。

該單元無工業(yè)用水。居民生活、牲畜用水月需水量按年平均分配；農(nóng)業(yè)灌溉需水量按照遼寧省水資源評(píng)價(jià)《水量調(diào)查技術(shù)規(guī)定》中部地區(qū)灌溉水用水量年內(nèi)分配表進(jìn)行月分配。經(jīng)計(jì)算，2015與2020年5月份需水量分別為1152萬m3、1160萬m3。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，2015與2020年開采條件下典型年5月份地下水開采量小于補(bǔ)給量與4月末調(diào)節(jié)量之和，認(rèn)為灌溉期水源2015與2020年均有保證。其中2015年5月需動(dòng)用儲(chǔ)量86.0萬m3，占4月末調(diào)節(jié)儲(chǔ)量的0.3%；2020年5月需動(dòng)用儲(chǔ)量94.0萬m3，占4月末調(diào)節(jié)儲(chǔ)量的0.4%。

從以上分析計(jì)算可以看出：典型年全年供水可以保證，同時(shí)在最枯的也是灌溉期開始的5月份供水也可以保證，所以典型年的供水可以保證。

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2017-02-22