地下水动力学法确定水源地可供水量

姚丽红，何伟才

(1.沈阳农业大学高等职业技术学院，辽宁 沈阳110122;2.沈阳市沈北新区水资源管理所，辽宁 沈阳110122)

1 水源地概况

弓长岭市政水源地始建于1993年，水源地位于汤河镇红花峪村，归弓长岭城建局管理，2006年归凯发新泉水务(辽阳弓长岭)有限公司管理，现有开采井6眼，均为岩石井，井深大致在100 m左右，水泵型号为300QJ330-42/2。1995年建2眼开采井，2000年建3眼开采井，2002年建1眼开采井，2007年现状开采量380万 m3。本区位置详见图1。

图1 弓长岭水源地简图

2 水文地质条件

出露地层为鞍山群磁铁石英岩及混合岩，走向北西—南东，倾角25°～60°，岩层风化裂隙发育，具弱富水性，钻井自流涌水量5.73～21.34 t/d，井深 106～209 m，最深 900 m。此单斜具有良好的储水条件，形成较好的承压水(自流水)。樱桃园单斜储水构造为背斜的一翼，地层为鞍山群石英片岩、磁铁石英岩，走向为北北西—南南东向，倾角55°，钻井见有承压水赋存，含水层为强烈的风化磁铁石英岩。钻井井深220～574 m，涌水量17～58.35 t/d。

3 弓长岭水源地地下水位监测

弓长岭水源地的地下水位等值线监测，考虑监测井在面上的代表性及太子河地表水对地下水的影响，共布设井点6个(位置见图2)。采用假定高程，用四等水准连标在2 d内测量完成。

图2

2009年地下水位情况一览表 m

4 地下水源地水量及可持续利用性评价

弓长岭水源地评价区域面积14.9 km2，其中平原区面积4.1 km2，山丘区面积10.8 km2。水源地位于汤河上游河谷平原区，区域内的补给源主要包括平原区的降雨入渗补给量、河道入渗补给量和山丘区降雨降雨形成的地下水径流量。本次评价利用补给法计算区域地下水资源量，其中水文地质参数采用弓长岭水源地成井报告分析计算成果，并利用排泄量进行补排平衡分析。

4.1 补给量计算

弓长岭水源地评价区域，平原区降水入渗补给系数α采用 0.22。

经计算区域多年平均降雨量756.7 mm，多年平均平原区降雨入渗补给量

Q降=P× α ×F ×0.1=756.7 ×0.22 ×4.1 ×0.1=67.9万 m3。

地下水径流补给量采用达西公式计算得:

Q径=K×Ⅰ×B×H×365=30×0.001×900×33×365=97.6 万 m3。

本评价区域山丘区降雨入渗补给系数(山丘区降雨入渗补给系数为山丘区地下水产水模数除以山丘区单位面积降雨量)借用郝家店水文站降雨入渗补给系数为0.010，山丘区多年平均降雨入渗补给量为 Q山=756.7×0.01×10.8=81.3万 m3。

弓长岭水源评价区域(不包含河道入渗)多年平均总补给量为

Q补=Q降+Q径+Q山=246.8万 m3。

4.2 排泄量计算

区域排泄量主要包括评价区域用水量、地下水源地开采量和潜水蒸发量三项。

经分析，评价区域第四纪地层厚度较小。表层土壤以亚砂土为主，厚度1～2 m，含水层厚度在1m左右，地下水埋深1.5 m左右，潜水蒸发量较大。

潜水蒸发量是指潜水在毛细管作用下，通过包气带岩土向上运动造成的蒸发量(包括棵间蒸发量和被植物根系吸收造成的叶面蒸散发量两部分)。计算方法主要采用潜水蒸发系数法

计算公式:E=10-1·E0·C·F

式中:E为潜水蒸发量(万m3);E0为水面蒸发量(mm，采用E601型蒸发器的观测值或换算成E601型蒸发器的蒸发量);C为潜水蒸发系数(无因次)，经分析，潜水蒸发系数C 经验值 0.01～0.05，采用 0.025。;F 为计算面积(km2)。

经计算，评价区域多年平均潜水蒸发量为10.8万 m3。根据调查计算，评价区域总用水为380万 m3。

本水源评价区域内，总排泄量为现状开采量与潜水蒸发量之和，为 390.8万 m3。

4.3 均衡计算

傍河开采袭夺河水按50%计算，即河水补给量约为190万m3。汤河出库水量50%频率10 920万 m3，75%频率6 490万 m3，95%频率4 758万 m3，可以满足傍河开采需求。

按大巴水源算法:X=Q总补+Q袭-Q总排=246.8+190-390.8=46.0 万 m3

4.4 设计条件下地下总补给量

经计算，75%保证率条件下他本水源评价区域平原区降雨入渗补给量为59.1万 m3、地下水径流补给量97.6万 m3、山丘区地下水资源量为70.7万 m3，总补给量(不包含河道入渗)为 227.4 万 m3。

95%保证率条件下，区域内平原区降雨入渗补给量为47.9万 m3、地下水径流补给量97.6万 m3、山丘区地下水资源量为57.4万 m3，总补给量(不包含河道入渗)为202.8万 m3。

现状2007年评价区域内，用水为380万 m3，2007年水源井实际开采量为380万 m3，潜水蒸发量为10.8万 m3，区域总用水量(总排泄量)390.8万 m3。现状排泄量比75%设计条件下总补给量大26.6万 m3、比95%设计条件下总补给量大 2.0 万 m3。

5 安全性评价

5.1 现状条件下

开采率:现状2007年实际开采量(含区域用水和潜水蒸发)为390.8万 m3，总补给量(含河道入渗)为436.8万 m3，开采率为90%，属于水量安全水源地。

5.2 75%保证率条件下

开采率:现状实际开采量(含区域用水和潜水蒸发)为390.8 万 m3，总补给量(含河道入渗)为 417.4 万 m3，(河水补给190万 m3)开采率为94%，属于水量合格的水源地。

5.3 90%保证率条件下

开采率:现状实际开采量(含区域用水和潜水蒸发)为390.8万 m3，总补给量(含河道入渗)为392.8万 m3，开采率为99%，属于水量合格的水源地。