淶源泉域地下水資源可開采量評價(jià)

栗 學(xué) 梅

(河北省水文工程地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050000)

中國北方不少巖溶大泉由于其豐富的歷史和文化內(nèi)涵、獨(dú)特的自然景觀而成為重要的旅游資源，并且起到維系河流沿岸生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展的作用[1]。淶源泉域位于河北省保定市西北部，屬河北省京津冀協(xié)同發(fā)展中的冀西北生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，多年來，隨著環(huán)境因素的變化，淶源泉域泉群流量減少或干枯，本文從考慮生態(tài)環(huán)境因素條件下對淶源泉域地下水資源可開采量進(jìn)行評價(jià)，為合理的開發(fā)利用地下水資源提供可靠依據(jù)。

1 自然地理?xiàng)l件

淶源泉域?qū)倥瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明。多年平均降水量562.1 mm，年內(nèi)降水量多集中在7月份～8月份，占全年降水量的60%～80%，多年平均蒸發(fā)量1 650.7 mm，多年平均氣溫8.3 ℃。

淶源泉域內(nèi)主要河流有拒馬河，屬于大清河水系，發(fā)源于淶源縣城南旗山腳下，以地下水溢出成泉群形式變?yōu)榈乇硭F(xiàn)主要泉有北海、南關(guān)兩泉。兩股泉流在城東南0.5 km處匯合，沿途東下，形成拒馬河干流。

2 泉域邊界條件

淶源泉域四周中高山環(huán)抱，構(gòu)成一天然匯水盆地，只有上飯鋪一帶為地下水和地表水的唯一出口。其東部邊界：王安鎮(zhèn)侵入巖體，屬地下阻水巖層，構(gòu)成地下水分水嶺，其中東部邊界中拒馬河河道帶屬側(cè)向排泄邊界；北部邊界：拒馬河與壺流河的分水嶺，也是大清河與永定河水系的分水嶺；西部、南部邊界：拒馬河與唐河的分水嶺。淶源泉域又分為南盆地系統(tǒng)、北盆地系統(tǒng)，其分界線西半部分以地表水分水嶺為界，東半部分以拒馬河道作為活動(dòng)邊界，該活動(dòng)邊界同時(shí)也是南、北盆地地下水溢出帶。

3 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件概況

淶源泉域?yàn)橐华?dú)立的水文地質(zhì)單元，具有獨(dú)立的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，地下水補(bǔ)給來源以大氣降水垂直入滲補(bǔ)給為主，滲入和流入形式轉(zhuǎn)化為地下水從四周山區(qū)向盆地中心匯流。北盆地寒武系—下奧陶系巖溶水在西泉頭溝谷處、南坡底→小西莊一帶以及紅泉—艾河一帶通過斷層補(bǔ)給薊縣系白云巖、松散巖類孔隙水；薊縣系巖溶水由東、西兩側(cè)分水嶺向留家莊、北張家莊、獅子峪三條溝谷處強(qiáng)徑流帶匯集，向南流入盆地，部分補(bǔ)給松散巖類孔隙水，部分在白云巖中運(yùn)移，遇淶源縣城南斷裂出露成泉；匯集北松散巖類孔隙水以及麻園—杜村一帶以潛流形式向拒馬河排泄南盆地的松散巖類孔隙水向東流，在上飯鋪一帶流出本泉域。

總體來看：淶源泉域地下水系統(tǒng)四周分水嶺一帶為整個(gè)系統(tǒng)的補(bǔ)給區(qū)，淶源盆地以及薊縣系巖溶水強(qiáng)徑流帶一帶為徑流區(qū)，拒馬河源頭北海泉、南關(guān)泉—上飯鋪一帶為排泄區(qū)，見圖1。

4 淶源泉域天然資源量計(jì)算

淶源泉域天然資源量采用補(bǔ)給量總和法計(jì)算，并用排泄量法進(jìn)行評價(jià)復(fù)核，評價(jià)時(shí)段為2000年—2014年(2000年后降水量偏枯)。

4.1 補(bǔ)給量總和法

4.1.1計(jì)算公式

大氣降水是淶源泉域地下水天然資源唯一的補(bǔ)給來源，因此大氣降水入滲補(bǔ)給量即可代表天然資源，計(jì)算公式如下：

4.1.2計(jì)算結(jié)果

計(jì)算得淶源泉域大氣降水入滲補(bǔ)給量為9 497.8萬m3/年，見表1。

表1 淶源泉域補(bǔ)給量總和法統(tǒng)計(jì)表

4.2 排泄量法

淶源泉域地下水主要以泉排泄、人工開采排泄、向河流排泄的形式為主，其中唯一排泄出口為上飯鋪村處的拒馬河，且以地表河水形式排泄。

4.2.1計(jì)算公式

Q排=Q側(cè)出+Q基+Q開+Q蒸。

其中，Q排為地下水排泄量，萬m3/年；Q基為河流基流量，萬m3/年；Q蒸為潛水蒸發(fā)量，萬m3/年；Q側(cè)出為地下水側(cè)向流入量，萬m3/年。

4.2.2計(jì)算結(jié)果

計(jì)算得2000年—2014年平均總排泄量為9 690.8萬m3/年，見表2。

4.3 計(jì)算結(jié)果的可靠性

采用補(bǔ)給量綜合法與排泄量法計(jì)算的淶源泉域地下水系統(tǒng)多年平均地下水天然補(bǔ)給資源量相差193.0 m3，相差率2.0%，因此計(jì)算結(jié)果可靠,表明計(jì)算參數(shù)可靠，計(jì)算方法合理，計(jì)算淶源泉域地下水可開采資源量所采用的數(shù)據(jù)可靠。

表2 淶源泉域排泄量統(tǒng)計(jì)表 萬m3

5淶源泉域可開采量評價(jià)

地下水資源可開采量的評價(jià)原則應(yīng)是[2]:除了某些特殊情況(有一定開采年限的礦區(qū)、油田供水,建筑工地供水、公路建設(shè)供水、戰(zhàn)時(shí)供水等)以外,均要求供水水源保持永續(xù)性供應(yīng)。此外,開采地下水可能引起各種不良的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)(地面沉降、巖溶塌陷、土地沙漠化、土地鹽漬化、海水或咸水入侵等),因此,水源的供應(yīng)能力必須考慮生態(tài)環(huán)境的承載能力。

淶源泉域泉群流量呈下降趨勢，為了維持淶源泉群地質(zhì)遺跡景觀，保證泉群流量，取2000年—2014年最小基流量、側(cè)向流出量、地下水蒸發(fā)量作為不可襲奪量，因泉域基流量主要來源為向河流排泄量，泉群排泄量僅占17%左右，用最小基流量作為不可襲奪量，主要考慮減少向河流排泄量，泉群流量是有保證的，因此淶源泉泉域地下水可開采資源量計(jì)算公式為：

Q開=Q降-Q基-Q側(cè)出-Q蒸。

其中，Q開為地下水開采資源，萬m3/年，其他同前。

計(jì)算得，淶源泉域地下水開采資源為3 896.2萬m3。

6 結(jié)論與建議

在考慮生態(tài)環(huán)境條件下，淶源泉域地下水可開采資源量為3 896.2萬m3。今后在淶源泉域進(jìn)行規(guī)模性地下水開采時(shí)，應(yīng)考慮對淶源泉群(北海泉、南關(guān)泉)、淶源湖的保護(hù)，建議在淶源湖的下游強(qiáng)徑流帶位置規(guī)模性采取地下水為宜。

參考文獻(xiàn):

[1] 梁永平，趙春紅，唐春雷，等.北方巖溶區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查進(jìn)展——以北京西山巖溶區(qū)為例[J].中國地質(zhì)調(diào)查,2015,2(8):1-8.

[2] 張人權(quán).地下水資源特性及其合理開發(fā)利用[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2003(6)：1-5.