基于承壓水層的大慶市地下水資源量的計算

劉 琦

(黑龍江省水文局，哈爾濱 150001)

基于承壓水層的大慶市地下水資源量的計算

劉 琦

(黑龍江省水文局，哈爾濱 150001)

大慶市作為中國的石油大城，其主城區(qū)長期過量開采承壓水層地下水，致使地下水水位持續(xù)下降。文章依據(jù)調(diào)查和資料顯示，著重分析了大慶市地下水主要的補(bǔ)給和排泄水量，為大慶市水資源的優(yōu)化與配置提供技術(shù)支撐。

大慶市；地下水；承壓水層；水資源量

1 研究區(qū)概況

大慶市是我國石油、石化生產(chǎn)基地，是大慶地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，城市建設(shè)日新月異。水資源是大慶市城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，地下水資源開采量占大慶市水資源需求總量的65%以上，地下水是否可持續(xù)利用是大慶市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵制約因素之一[1]。

承壓水層地下水作為文章的研究對象，通過對不同水量的演算分析，對地下水資源的補(bǔ)給和排泄情況有了總體了解，使地下水的配置情況更清晰化，對未來大慶市水資源的合理開發(fā)利用和地下水位監(jiān)測都具有重要意義。

2 承壓水層地下水資源量的計算

2.1 方法依據(jù)

大慶市地下水含水層較多，分布較廣，埋深較大。本次地下水資源計算評價以現(xiàn)狀開采目的層為評價對象，同時對生產(chǎn)生活已開發(fā)利用并與第四系孔隙潛水有密切水力聯(lián)系的第四系孔隙弱承壓水進(jìn)行計算。

2.2 地下水總補(bǔ)給量的計算

側(cè)向補(bǔ)給量和越流補(bǔ)給量組成了承壓水總補(bǔ)給量。補(bǔ)給量計算式為：

Q承補(bǔ)=Q側(cè)+Q越

(1)

式中：Q側(cè)為承壓水側(cè)向徑流補(bǔ)給量；Q越為承壓水越流補(bǔ)給量。

依據(jù)大慶市地貌地質(zhì)構(gòu)造和水文特征情況，西部承壓水含水層以泰康組缺失線為界，該線以西為西部含水層范圍，其邊界為：東部以泰康組含水層邊界為界，西部以嫩江為界，北部以林甸縣行政區(qū)界為界，南部以松花江為界，面積為14841.76km2。

東部含水層范圍為泰康組缺失線以東，明水組缺失線以北(不包括大慶長垣)，面積為2403.17km2。

東南部含水層范圍為泰康組缺失線以東，明水組缺失線以南(不包括大慶長垣)，面積為2814.59km2。如圖1所示。

2.2.1 側(cè)向補(bǔ)給量計算

在大慶市調(diào)查評論區(qū)域，第三系大安組含水層主要接受潛水含水層越流補(bǔ)給，東部邊緣接受微量的側(cè)向補(bǔ)給。計算公式：

Q承側(cè)補(bǔ)=365KMIB=365TIB

(2)

式中：K為滲透系數(shù)；M為含水層厚度，m；I為地下水水力坡度；B為含水層垂直于地下水流向的寬度，m；T為含水層的導(dǎo)水率，m2/d。

由于大慶西部受油田開發(fā)過度開采地下水，已形成區(qū)域地下水降落漏斗區(qū)，漏斗區(qū)內(nèi)，第四系底部砂礫石泰康組及第三系含水層廣泛接受上部潛水垂向越流補(bǔ)給。水力坡度根據(jù)實(shí)測資料繪制地下水等值線計算所得，經(jīng)計算西部區(qū)域承壓水含水層側(cè)向補(bǔ)給量為1.419×108m3/a。

圖1 大慶市含水層系統(tǒng)分布圖

大慶東部由于地下水過度開采，同樣也形成區(qū)域地下水降落漏斗區(qū)。根據(jù)地下水長觀井實(shí)測資料繪制等水位線，根據(jù)地下水流向計算東部地下水側(cè)向補(bǔ)給部分所需參數(shù)，經(jīng)計算東部區(qū)域承壓水含水層地下水側(cè)向補(bǔ)給量為0.412×108m3/a。

經(jīng)計算東南部承壓水含水層地下水側(cè)向補(bǔ)給量為0.364×108m3/a。見表1。

表1 大慶市承壓水側(cè)向補(bǔ)給量計算表

2.2.2 越流補(bǔ)給量計算

根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地層剖面分析，大慶市第四系潛水與第三系承壓水水力聯(lián)系密切，廣泛接受上部潛水垂向越流補(bǔ)給，越流補(bǔ)給量采用下面公式計算。見表2。

(3)

Q越=σ×A×t△S

(4)

式中：k′為弱透水層的滲透系數(shù)，m/d；b′為弱透水層的厚度，m；Q越為越流補(bǔ)給量，m3/a；A為越流補(bǔ)給面積，m2；t為時間，365d；△S為弱透水層兩側(cè)的水頭差值，m。

表2 大慶市承壓水越流補(bǔ)給量計算表

2.3 地下水排泄量計算

2.3.1 承壓水側(cè)向排泄量

排泄量采用下面公式計算。見表3。

Q承側(cè)排=365KMIB=365TIB

(5)

式中：K為滲透系數(shù)；M為含水層厚度，m；I為地下水水力坡度；B為含水層垂直于地下水流向的寬度，m；T為含水層的導(dǎo)水率，m2/d。

表3 大慶市承壓水側(cè)向排泄量計算表

2.3.2 承壓水人工開采量

承壓水的人工開采形式主要是水源地和機(jī)電井的開采，研究年大慶市承壓水人工開采量為1.191×108m3/a。

3 結(jié) 論

文章從地下水補(bǔ)給和地下水排泄兩方面闡述大慶市承壓水層地下水的綜合使用情況。地下水總補(bǔ)給量為7.390×108m3/a，地下水綜排泄量為1.727×108m3/a。總補(bǔ)給量是總排泄量的4.28倍。綜上所述，研究年大慶市承壓水含水層水量補(bǔ)排均衡分析見表4。

表4 大慶市承壓水含水層水量均衡統(tǒng)計表

[1]劉明.大慶市地下水資源承載力評價及用水對策研究[D].成都：成都理工大學(xué),2007.

1007-7596(2017)07-0088-02

2017-06-24

劉琦(1989-)，女，遼寧遼陽人，工程師，從事水文測報預(yù)報工作。

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