金福一,楊 威

(遼寧省水文水資源勘測局,遼寧 沈陽 110003)

1 水源地概況

王府水源地處于細河支流伊馬圖河下游的山間河谷平原區(qū),佛寺水庫以上,流域面積 600 km2,其中,山丘區(qū)面積492 km2。評價區(qū)域有八家子、北新丘、紅帽子和元寶洼四處處雨量站,流域多年平均降雨量 450.5mm。

王府水源區(qū)域所處的河谷平原區(qū),第四紀地層厚度4～10m。土壤以亞砂土為主,含水層厚度在 2～5 m,地下水埋深 3～8m,平均6m左右。各水源生產(chǎn)井地下水埋深在5～12m之間,生產(chǎn)井已經(jīng)成為第四紀地層的集水井。

伊馬圖河佛寺水庫以上流域水系圖

王府水源地處于山前河谷區(qū),上游山丘區(qū)面積占流域總面積的 82%,山丘區(qū)形成的地下水徑流直接補給河谷平原,作為本區(qū)域地下水資源量主要補給源。下游佛寺水庫屬于洪水資源利用的水庫,水庫入庫水量幾乎全部為汛期洪水徑流,非汛期入庫水量基本為零。可見王府水源地補給量主要包括平原區(qū)的降雨入滲補給量、井灌回歸補給量和山丘區(qū)的降雨地下水徑流量。

2 地下水資源量推求

王府水源是阜新市最主要的地下水水源地,多年平均日開采量 3.5萬 m3左右,是評價區(qū)域內(nèi)主要的地下水排泄量;評價區(qū)地下水埋深大于6m,因此潛水蒸發(fā)近似為零。評價區(qū)域排泄量主要包括評價區(qū)域用水量和地下水源地開采量兩項。本次評價利用排泄法計算區(qū)域水文地質(zhì)參數(shù),并根據(jù)補排關(guān)系進行平衡分析,以合理確定區(qū)域地下水資源量和區(qū)域水文地質(zhì)參數(shù),其中水文地質(zhì)參數(shù)直接移用至其他水源井。根據(jù)以上思路計算補給量和排泄量,計算時長為一年。

2.1 排泄量計算

2.1.1 區(qū)域用水量

根據(jù)調(diào)查,評價區(qū)內(nèi)人口 53 271人,用水 116.7萬 m3;大牲畜20094頭,用水 44.01萬 m3;小牲畜 104 390頭,用水 114.3萬 m3;區(qū)域內(nèi)灌溉面積 22 240畝,農(nóng)業(yè)灌溉用水量為 413.6萬 m3,區(qū)域內(nèi)零星工業(yè)用水量 57.05萬 m3。區(qū)域總用水為 745.7萬 m3。

2.1.2 水源地實際開采量

根據(jù)來自阜新市自來水公司的生產(chǎn)記錄,王府水源地多年平均產(chǎn)水量為1 276萬 m3,現(xiàn)狀 2007年產(chǎn)水量為1 083萬 m3,見表 1。2.2.3 總排泄量

表1 王府水源地歷年取水量統(tǒng)計表 萬m 3

王府水源評價區(qū)域內(nèi),現(xiàn)狀 2007年區(qū)域用水 745.7萬m3,王府水源取水1 083萬 m3,排泄量合計為1 289萬 m3,即為評價區(qū)域地下水資源量,見表 2。

表2 王府水源地下水資源量計算表 降水量 mm;水量萬m3

2.2 補給量計算

2.2.1 河谷平原區(qū)降雨入滲補給量

降雨入滲補給量是指降水(包括坡面漫流和填洼水)滲入到土壤中并在重力作用下滲透補給地下水的水量。

降水入滲補給量一般采用下式計算:Pr=10-1?P?α?F

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),年降水入滲補給系數(shù) α經(jīng)驗值 0.10～0.18,采用 0.15;F為均衡計算區(qū)計算面積(km2)河谷平原區(qū)面積 108 km2。

經(jīng)計算區(qū)域多年平均降雨量 450.5mm,降雨入滲補給量729.8萬 m3。

2.2.2 井灌回歸補給量

井灌回歸補給量是指井灌水(系淺層地下水)進入田間后,入滲補給地下水的水量,井灌回歸補給量包括井灌水輸水渠道的滲漏補給量。井灌回歸補給量可利用下式計算:Q井灌=β井? Q井田

式中,Q井灌為井灌回歸補給量(萬m3);β井為井灌回歸補給系數(shù)(無因次);根據(jù)調(diào)查本區(qū)域農(nóng)田灌溉以旱田和菜田為主。灌溉機制每年 2次,每次 100m3/畝,根據(jù)地表巖性和河灌溉定額,灌溉入滲補給系數(shù) β應在 0.05～0.12,采用0.08。Q井田為井灌水進入田間的水量(使用淺層地下水實際開采量中用于農(nóng)田灌溉的部分,萬 m3)。

經(jīng)計算,評價區(qū)域 2007年灌溉水量為 413.6萬 m3,井灌回歸補給量為 33.09萬 m3。

2.2.3 山丘區(qū)降雨入滲補給系數(shù)分析

評價區(qū)域地下水排泄量(地下水資源量)為1 829萬 m3,減去平原區(qū)降雨入滲補給量 729.8萬 m3,再減去井灌回歸補給量 33.09萬 m3,即為山丘區(qū)地下水資源量,計算為 1066萬 m3。可計算出山丘區(qū)地下水產(chǎn)水模數(shù)為 2.17萬 m3/km2,區(qū)域平均降雨量為450.5mm,山丘區(qū)單位面積降雨量為45.05萬m3/km2,山丘區(qū)降雨入滲補給系數(shù)為山丘區(qū)地下水產(chǎn)水模數(shù)處以山丘區(qū)單位面積降雨量,為 0.048,見表 2。

2.2.4 設(shè)計條件下地下總補給量

根據(jù)現(xiàn)狀條件下計算出的水文地質(zhì)參數(shù)進行分析計算,75%保證率條件下王府水源平原區(qū)降雨入滲補給量為 597.8萬 m3、井灌回歸補給量為 33.09萬 m3、山丘區(qū)地下水資源量為 873.4萬 m3,總補給量為 1504萬 m3。

95%保證率條件下,區(qū)域平原區(qū)降雨入滲補給量為473.7萬 m3、井灌回歸補給量為 33.09萬 m3、山丘區(qū)地下水資源量為 692.1萬 m3,總補給量為1 199萬 m3。

3 安全性評價

3.1 供水率計算

本項研究中,以地下水源地的現(xiàn)狀供水能力/該地下水源地的設(shè)計供水能力的比值 ×100%做為地下水源地的供水率。是表征含水層供水能力的指標。

王府水源 2007現(xiàn)狀現(xiàn)狀供水量為1 083萬 m3,設(shè)計供水能力為3 592萬 m3/d,則該水源地供水率為 30.7%。

3.2 開采率計算

本項研究中,以地下水源地的實際開采量/該地下水源區(qū)的地下水總補給量×100%做為地下水源地的開采率。是表征地下水量保證程度的指標。

王府水源現(xiàn)狀 2007年實際開采量(含區(qū)域用水)為1 829萬 m3,區(qū)域多年平均總補給量為1 199萬 m3,則該水源地的開采率為 153%。

3.3 評價指標

按照地下水資源安全評價的有關(guān)文獻,評價指數(shù)為 1的為水量安全水源地,為 2的為水量合格水源地,為 3的為水量不安全水源地,為 4的為水量不合格水源地。應采用上述兩個評價指標中指數(shù)最大的為評價結(jié)果,見表 3。

表3 地下水源地水量安全評價指數(shù)表

3.4 評價結(jié)果

2007年現(xiàn)狀條件下:王府水源地供水率為 30.7%,屬于水量不合格的水源地;該水源地開采率為 153%,屬于水量不合格的水源地。由表2可見,75%和 95%條件下,王府水源地比現(xiàn)狀 2007年可供水量更低,因此也屬于不合格的水源地。

由此可見王府水源地供水安全性保證程度不高,建議有關(guān)部們給以關(guān)注,并及時建設(shè)或啟動備用水源。

[1]冮行久,阜新地區(qū)河流泥沙狀況分析,[J].《東北水利水電》2008(1),52～54.

[2]冮行久,阜新經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期水資源開發(fā)潛力研究,[J].《地下水》2005(6),424～451.

[3]冮行久,次降雨土壤吸收量推算方法研究,[J].《中國農(nóng)村水利水電》2006(2),44～46.

[4]冮行久,礦井水資源化研究與應用,[J].《節(jié)水型社會建設(shè)的理論與實踐》,700～704.

[5]冮行久,遼寧西部地區(qū)土壤水預測模型與用例分析,[J].《東北水利水電》2006(2),37～40.

[6]冮行久,暴雨資料推算設(shè)計洪水及參證流域校核方法研究,[J].《東北水利水電》2005(11),30～33.

[7]冮行久,閘孔出流系數(shù)率定方法研究及個例分析,[J].《水利科技與經(jīng)濟》2005(12),759～761.