鞍山市千山区水资源评价与研究

2014-02-26李伯森刘玉才

东北水利水电 2014年2期

关键词：排泄量补给量平原区

李伯森，刘玉才

（1.辽宁省水文水资源勘测局鞍山分局，辽宁鞍山 114002；2.兴安盟水文勘测局，内蒙古乌兰浩特 137400）

鞍山市千山区水资源评价与研究

李伯森1，刘玉才2

（1.辽宁省水文水资源勘测局鞍山分局，辽宁鞍山 114002；2.兴安盟水文勘测局，内蒙古乌兰浩特 137400）

文章采用水文学计算方法，对鞍山市千山区的水资源总量进行分析评价，得出千山区属于重度缺水区域的结论。为“十二五”及未来千山区水资源可持续利用提供技术支撑。

水资源；评价与研究；鞍山市千山区

1 概述

1.1 水文地质

千山区属于低山丘陵剥蚀地貌，其中低山丘陵占总面积的80.1%，地势东南高、西北低，区内水系单一，山河形态明显，流域闭合。

千山区及周边地下基岩按岩层的类型、含水条件可划分为两种：一种是构造裂隙水，赋存于构造裂隙较为发育的坚硬岩层中，水力联系较为畅通；另一种是第四系松散层孔隙水，储存在强风化岩的风化裂隙中，富水程度十分微弱，是深层构造裂隙水的补给源。居民饮用水多汲取第四系孔隙水，工业用水和农业引水上山大多数取至第四系孔隙水和构造裂隙水的混合水。

1.2 河流

千山区是杨柳河、三通河、五道河发源地，水系比较发育，流域闭合，三条河流以及杨罗水库、驸马营水库、学房村人工坑塘、兴凯湖湿地、乌家洼湿地等地表水体，是千山区基本水生态的重要象征。其中三通河源头流域面积46 km2，五道河流域面积30.6 km2，杨柳河干流流域面积110.63 km2，占到区内地表径流的绝大部分。

2 水资源评价

2.1 降水资源

降水资源是区域水资源恢复和更新的补给、调节来源。区域降水特性决定了区域水资源的特性。千山区范围较小，境内没有雨量站，因此以临近的点雨量近视代表千山区区域雨量。千山区邻近的汤岗子雨量站有1982-1992年完整资料和1966-1981年汛期资料，系列较短，完整性较差。为保证计算精度，选择观测质量好、精度高、且和千山区周边环境相似的立山、海城、千山雨量站的三站平均降雨量和汤岗子站的实测资料建立相关关系。经计算，求得如下相关公式为：

然后将三站平均降水系列，分别带入上式即可推求汤岗子站逐年降雨量成果系列，进而推求区域降水量频率的各阶次特征值。

经计算，千山区多年平均降水量706.6 mm，折合成降水总量1.888×108m3。

2.2 地表水资源量

千山区地表水资源主要体现在河流的天然河川径流，由降水而产生更新、恢复的动态水量构成，即为地表径流量和河川基流量两项之和，区域内小型水库和零星分布坑塘的蓄水量以及由降水而产生的蓄变量，对整个千山区地表水资源量影响甚微。

地表水资源量采用径流深等值线法计算，区域年径流系列采用代表站面积比法，并结合降雨量加权修正得出。选取代表区域与计算区域相一致的立山、海城水文站径流资料，通过插补延长和还原获得55年径流量系列，然后逐年绘制径流深等值线图，并用水文站天然径流量为控制来调整等值线，使其误差不大于±5%，且不出现系统偏差，最后确定调整好的等值线图。

这次评价把1956-2010年平均年径流量，作为多年平均地表水资源量。经计算，区域多年平均地表水资源量3893×104m3，折合径流深为145.7 mm，20%、50%、75%、95%频率地表水资源量，分别为 5 642×104m3、3 157×104m3、1 938×104m3、1 079×104m3。

2.3 地下水资源量

地下水资源量是指埋藏相对较浅，与大气降水和地表水体有直接水力联系、参与水循环且可以更新的潜水及与当地潜水具有较密切水力联系的弱承压水所组成的浅层地下水（不含井灌回归补给量）。

根据水文地质及辽宁省水资源评价技术细则等资料，以50 m等高线为界，千山区划分为山丘区和平原区两大单元区。评价方法以水均衡分析为基础，研究区域地下水各项补给量、排泄量，根据水均衡方程Q总补给量=Q总排泄量，计算区域地下水资源量。

2.3.1 平原区地下水资源量

平原区采用补给法计算地下水资源量。分析千山区平原区现状可知，补给量主要计算降水入渗补给量、山前侧向补给量。两项补给量之和，即为千山区平原区地下水资源量。

平原区降水入渗补给系数、渗透系数等参数根据区域地下水动态观测资料、抽水试验等资料确定，然后计算降雨入渗补给和山前侧向补给两项。

经计算，千山区平原区多年平均降水入渗补给量为714.1×104m3，多年平均山前侧向补给量为148.30×104m3，多年平均地下水资源量为862.4×104m3。

2.3.2 山丘区地下水资源量

山丘区采用排泄法计算地下水资源量。分析千山区山丘区实际情况及这次评价中山丘区地下水资源量的计算方法，排泄量主要包括：河川基流量、山前侧向流出量和潜水蒸发量。各项排泄量之和即为千山区山丘区地下水资源量。

千山区无水文站监测资料，所以用与其地形地貌、水文气象等类似区域的海城水文站逐年河川基流模数，按照类比法原则，确定计算区域逐年河川径流模数及河川径流量。

经计算，千山区山丘区多年平均天然河川基流量 1 164.79×104m3。

山前侧向流出量，即为平原区的山前侧向补给量，其作为山丘区的一项排泄量，多年平均值为148.30×104m3。

山丘区潜水蒸发量，根据邻近流域的潜水蒸发量采用面积比法进行计算。经计算，千山区山丘区河谷面积24.84 km2，多年平均潜水蒸发量为34.53×104m3。

上述三项之和为千山区山丘区多年地下水资源量。经计算，多年地下水资源量为1 347.6×104m3。

2.3.3 地下水资源总量

由山丘区和平原区构成的混合计算分区多年平均地下水资源量，采用下式计算：

Q资=Q平+Q山-Q测补

式中：Q资——多年平均地下水资源量；Q平——多年平均平原区地下水资源量；Q山——多年平均山丘区地下水资源量；Q测补——多年平均山前侧向补给量。

千山区平原区地下水资源量与山丘区地下水资源量之和，扣除山丘区与平原区地下水资源量之间的重复计算量，为千山区全区的地下水资源量。

经计算，千山区多年平均地下水资源量2 061.7×104m3，重复计算量 148.3×104m3。

2.4 水资源总量

统计千山区1956-2010年55年的降雨、径流系列资料后，逐年计算地表水径流量、地表水资源量、河道排泄量、地下水资源量及潜水蒸发量，然后将这些参数的多年平均值带入以下公式，即得到千山区水资源总量的计算结果。

式中：W——水资源总量；R——地表水资源量，即天然河川径流量；Rg——河道排泄量，即河川基流量；Pr——地下水资源量，即降水入渗补给量。

计算得出：千山区多年平均水资源总量4 790×104m3。其中：多年平均地表水资源量3 893×104m3，河川基流量1 165×104m3，山丘区地下水总排泄量1 348×104m3，平原区降水入渗补给量714×104m3，重复计算量1 165×104m3。千山区多年平均水资源总量折成径流深只有179.2 mm，人均年占有水资源总量522.5 m3。

3 结语

用联合国教科文组织统计的数据来分析，千山区水资源总深大于150 mm，基本可以满足人居生活的需要，维持现有生态系统不退化。按照国际公认的人均水资源低于3 000 m3为轻度缺水，人均水资源低于2 000 m3为中度缺水，人均水资源低于1 000 m3为重度缺水，人均水资源低于500 m3为极度缺水的标准来衡量，鞍山市千山区属于重度缺水区域。

另外，千山区土地每公顷平均占有水资源总量5 194.5 m3，而耕地与水资源分布还很不协调，东鞍山镇最大为13 638 m3，甘泉镇最小为3 340.5 m3，最大与最小差距近4倍，这样的水资源分配现实应引起足够重视。