李 龍
(河南省光大建設管理有限公司,河南 鄭州 450000)
該市區(qū)域地下水類型主要為松散巖類孔隙水,含少量巖溶裂隙水。受地形地貌、地質地層等因素影響,不同地帶富水性不同。剝蝕壟崗地區(qū)為缺水區(qū),單井涌水量小于100 m3/d;崗間洼地富水性較差,單井涌水量100~500 m3/d;河道二級階地中前部及河道一級階地富水性較好,單井涌水量1 000~3 000 m3/d。河道一、二級階地含水巖性主要為第四系全更新統(tǒng)、上更新統(tǒng)沖積砂、卵礫石層。
市區(qū)主要河流有河道流域面積50 km2以上流經該區(qū)的河流有14 條,流向大體自北向南,境內處于諸河的中下游,自西向東流入市區(qū),然后向東南流經達士營入某市中心城區(qū),向南流經某市區(qū)至豫鄂省界,區(qū)間左岸匯入的支流主要有泗水河、白條河和上溧河等。河道干流長380 km,豫鄂省界以上集水面積11 788 km2。縱比降為1/1 500~1/4 000,中下游河寬約1 000 m,最寬可達2 000 m以上。
2.1.1 降水量
某市區(qū)屬北亞熱帶季風型大陸性氣候,季風影響明顯,四季分明、氣候溫和,降水量具有顯著的季節(jié)性變化特征。某市區(qū)1956-2016年多年平均降水量778.40 mm。P=20%保證率年降水量915.40 mm,P=50%保證率年降水量761.30 mm,P=75%保證率年降水量650.90 mm,P=95%保證率年降水量530.10 mm。
2.1.2 降水量時空分布
某市區(qū)降水量年內分配特點與水汽輸送的季節(jié)變化有密切關系,其特點表現為降水量年內分配很不均衡,降水主要集中在汛期(6-9月份);降水量的年際變化也非常大。某市區(qū)汛期4 個月的多年平均降水量482.70 mm,占全年降水量的62.00%。非汛期的10月到來年5月為少雨季節(jié),8個月的多年平均降水量為295.70 mm,占全年降水量的38.00%。年初1月、2月和年末12月份降水量更少,多年平均不足20 mm,有些年份甚至滴雨未下。年最大降水量1 304.30 mm,發(fā)生在2000年,是多年均值的1.70倍;年最小降水量496.80 mm,發(fā)生在2001年,豐枯年降水量之比達2.60倍,豐枯相差懸殊。
地表水資源量是指河流、湖泊、冰川等地表水體中,由當地降水形成的可以逐年更新的動態(tài)水量,用天然河川徑流量表示。根據《某市區(qū)水資源綜合規(guī)劃(2016-2030 年)》,市區(qū)1956-2016年多年平均地表水資源量11 167萬m3,折合徑流深162.90 mm。市區(qū)地表水資源量具有明顯的季節(jié)變化特征,河川徑流主要集中在汛期6-9 月。根據區(qū)域多年平均地表水年天然徑流分析,汛期4個月徑流量達7 917萬m3,占全年徑流量的70.90%;非汛期8 個月3 250 萬m3,占全年的29.10%,其中最枯時段一般出現在12月份和次年1、2月份。地表徑流的年際變化比降水量更大。在61 年的計算系列中,1964 年地表水資源量最多為4 4521 萬m3,徑流深672.50 mm,是1999 年(最枯年份)31.30 mm 的21.50 倍,年徑流的豐枯差別比降水量豐枯更懸殊。某市區(qū)1956-2016 年系列地表水資源量典型年月分配成果見表1。
表1 某市區(qū)1956-2016年系列地表水資源量典型年月分配成果表
根據《某市區(qū)水資源綜合規(guī)劃(2016-2030年)》,市區(qū)多年平均地下水資源量為8 446 萬m3,2018年地下水開采量12 000萬m3,地下水開發(fā)利用率142.08%,論證等級為一級。
地下水是指賦存于地球表面以下巖土孔隙中的飽和重力水,地下水資源量指地下水中參與水循環(huán)且可以更新的動態(tài)水量,主要由降水、地表水體(河、庫、渠道和田間灌溉)入滲等補給而形成。地下水資源量分析采用《全國水資源綜合規(guī)劃技術細則》中的地下水資源的評價方法,山丘區(qū)地下水資源量多采用排泄量評價;平原區(qū)一般則采用補給量評價。在收集大量資料的基礎上,對近期下墊面條件下多年平均(1980-2016年)淺層地下水資源量及其時空分布特征進行全面分析。
根據《某市水資源調查評價》的計算評價成果綜合分析并對資料延長至2016年,該市區(qū)多年平均地下水資源量為8 446萬m3,其中,平原區(qū)與山丘區(qū)之間地下水重復計算量為250萬m3,市區(qū)全區(qū)淺層地下水平均資源模數為12.30萬m3/km2。
水資源總量指當地降水形成的地表和地下產水量,即地表徑流量與降水入滲補給量之和。水資源總量計算采用地表水資源量(河川徑流量)與降水入滲補給量之和再扣除降水入滲補給量形成的河道基流排泄量的計算方法。經計算,該市區(qū)1956-2016 年多年平均水資源總量16 580 萬m3,產水模數25.70萬m3/km2,產水系數0.33。
2.5.1 地表水資源可利用量
地表水資源可利用量:經計算市區(qū)現狀條件下地表水可利用量約為3 350萬m3,約占地表水資源量的30%。某市區(qū)地表水可利用量估算成果見表2。
表2 某市區(qū)地表水可利用量估算成果表
2.5.2 地下水可開采量
地下水可開采量是指技術經濟合理的條件下,在開采周期(一個水文周期)內不產生地下水的水質惡化和水位持續(xù)下降及環(huán)境生態(tài)的破壞,適宜于農田灌溉、工業(yè)、人民生活用水需要的可以開采的量。平原區(qū)淺層地下水可開采量采用開采系數法計算,為了全區(qū)的可開采系數,應綜合考慮含水層厚度、巖性、埋藏條件及富水性,經分析計算可開采系數取0.80,則某市區(qū)地下水資源可開采量為6 757 萬m3/a,可開采模數為10.10萬m3/km2。
2.5.3 可利用總量
水資源可利用總量估算采用地表水資源可利用量與淺層地下水資源可開采量之和再扣除兩者之間重復計算量。兩者之間重復計算量主要是平原區(qū)淺層地下水的渠系滲漏和田間入滲補給量的再利用部分。經計算,現狀條件下全區(qū)水資源可利用總量為7 596 萬m3,為該市區(qū)水資源總量16 580 萬m3的45.80%。
總之,該市區(qū)水資源狀況分析以合理開發(fā)、節(jié)約使用和有效保護水資源為原則,根據現有河流水系,結合降水量及地表水資源量時空分布特征,按照科學合理可持續(xù)的發(fā)展觀,將流域水循環(huán)和水資源利用緊密聯系,按照公平高效、可持續(xù)利用的原則進行水資源合理配置,以解決該市區(qū)水資源開發(fā)利用存在的問題。