嘉荫县地下水资源量计算及供需平衡分析

刘道维+李铁男+徐柳娟

摘要：依据嘉荫县实测地下水资量，对天然补给量进行计算分析，分别采用平均布井法和开采系数法对地下水可开采量进行计算，最后对嘉荫县地下水资源量供需平衡进行分析，结果表明嘉荫县地下水可开采量满足了项目建设用水的要求，具有一定开采潜力。

关键词：地下水资源量；天然补给量；可开采量；供需平衡分析

中图分类号 TV211.1 文献标识码A文章编号1007-7731（2014）13-146-04

Calculation of Groundwater Resources and Analysis of Supply and Demand Balance in Jiayin County

Liu Daowei et al.

（Heilongjiang Provincial Hydraulic Research Institute， Harbin 150080，China）

Abstract：This paper calculated and analysised the natural recharge based on the amount of Jiayin measured groundwater resources. Calculated groundwater exploitation use the average well spacing method and mining factor method respectively， finally analysised supply and demand balance of Jiayin groundwater resources， analysis showed that Jiayin groundwater exploitation meeted the requirements of the construction of water projects， had some potential for exploitation.

Key words：Groundwater resources；Natural recharge；Recoverable amount；Analysis of supply and demand balance

地下水资源量是处在地下水补给与排泄的动态平衡中，是随着自然和人为因素的改变而变化的。当大量开采地下水后，会引起地下水补给、排泄条件的改变，给地下水量的准确计算带来困难。为此，笔者对嘉荫县地下水资源量进行了分析计算，并对嘉荫县地下水资源量供需平衡进行了分析。

1 地下水资源量分析方法

1.1 计算参数的确定 计算参数是地下水资源评价水均衡方法中各补给项计算的重要依据。主要应用的参数有多年平均降雨量X、降水入渗补给系数α、水面蒸发量E0、含水层渗透系数K、含水层厚度H、地下水水力坡度I、河道渗漏及排泄长度L、河道渗漏补给及排泄时间T、田间灌溉入渗系数β。

1.2 天然补给量计算 地下水天然补给量主要有降水入渗补给、上游地下水侧向径流补给、河流入渗补给。计算方法如下：

1.2.1 大气降水入渗补给量Q降 计算公式如下：Q降=F·a·X

式中：Q降——大气降水年渗入量（m3/a）；

F——大气降水渗入计算面积（m2）；

a——多年平均降水渗入系数；

X——多年平均降水量（m）。

1.2.2 侧向径流补给量Q径 侧向径流补给量是指山丘区山前地下水径流补给平原区浅层地下水的水量。因水文地质资料较齐全，故采用地下水动力学法计算，计算公式如下：Q径=K·I·B·M·T

式中：Q径——侧向径流流入量（m3/a）；

K——渗透系数（m/d）；

I——水力坡度，依照稍缓于地形坡度原则确定；

B——断面长度（m），在1∶10万地形图量取；

M——含水层厚度（m）；

T——补给时间（d），取365d。

1.2.3 河流入渗补给量Q河 计算公式如下：Q河=K·I·B·M·T

式中：Q河——河道渗漏补给量（m3）；

K——含水层平均渗透系数（m/d）；

I——地下水水力坡度；

B——计算断面宽度由图上量取（m）；

M——天然情况下，潜水含水层厚度（m）；

T——地下水径流补给时间（d/a）。

1.2.4 渠灌田间入渗补给量Q田 田间灌溉渗入量是指灌溉水进入田间后，经包气带渗入补给地下水的水量。计算公式如下：Q田=Qa·β·F田

式中：Q田——灌溉田间渗入量（m3/a）；

Qa——灌溉定额（m3/667m2）；

β——灌溉田间入渗系数；

F田——实际灌溉面积（667m2）。

1.2.5 天然地下总补给量 地下水补给量为降水入渗补给量、侧向径流补给量、河道渗漏补给量、灌溉田间入渗补给量之和。计算公式如下：Q总=Q降+Q径+Q河+Q田

1.3 地下水可开采量计算 地下水可开采量的计算主要采用平均布井法和开采系数法。

1.3.1 平均布井法 平均布井法是根据区域水文地质特征、含水层特性，以及当地多年地下水开采规律，确定单井涌水量、影响半径、年开采时间，在计算区内平均布井，用这些井年内开采量代表区内可开采量。

计算公式为：Q可开=q单·N·t，N=F/4R2

式中：Q——地下水可开采量（m/a）；

q单——推断降深7m，口径换成12″时单井涌水量（m/d）；

N——计算区内平均布井数（眼）；

t——多年平均开井时间，取30d/a；

F——计算区内有效可布井面积（m2）；

R——影响半径（m）。

1.3.2 开采系数法 计算公式为：Q可开=Q总补·ξ

式中：Q可开——多年平均地下水可开采量（m3/a）；

Q总补——论证区多年平均地下水总补给量（m3/a）；

ξ——开采系数。

2 嘉荫县地下水资源量分析计算

2.1 天然补给量计算 嘉荫县节水增粮行动灌溉区域分布广泛，建设项目地点及取水地点位于黑龙江省嘉荫县，包括保兴乡、朝阳镇、沪嘉乡、向阳乡、红光乡、乌拉嘎、乌云镇、青山乡、常胜乡等9个乡镇19个村和嘉荫农场2个管理区（表1、表2）。

表1 计算参数取值

[计算分区&片区名称&乡镇（农场）名称&村名称&F（论证面积）

（km2）&年平均降水

入渗系数α&渗透系数

（m/d）&水力坡度

I&含水层平均厚度（m）&论证区1&水利片区7&乌拉嘎&立志村&5.4&0.13&24&0.001&21.2&论证区2&水利片区8&青山乡&上马村&4.2&0.1&14&0.0015&15.6&论证区3&水利片区12、13&保兴乡&三合村、兴农村&9&0.11&14&0.002&16&论证区4&水利片区1、14&保兴乡&大同村、东兴村、连丰村&30.9&0.09&14&0.002&16.8&论证区5&农开片区4&保兴乡&前岗村&23&0.13&24&0.001&20.8&论证区6&水利片区5、6&红光乡&红锦屯、东升村&13.5&0.08&9&0.004&10.5&论证区7&水利片区2、4&朝阳镇&新发村、永安村&9&0.09&14&0.002&17.2&论证区8&农垦片区1&嘉荫农场&十四队&8.1&0.08&9&0.003&10&论证区9&农垦片区2、3&嘉荫农场&双龙管理区1、2&16.9&0.12&14&0.002&16.7&论证区10&农开片区3&向阳乡&丰林村&21.6&0.09&14&0.002&14.6&论证区11&水利片区11&向阳乡&王家店村&4&0.14&24&0.0007&21.4&论证区12&农开片区1&向阳乡&雪水温村&6.4&0.1&14&0.002&16.5&论证区13&农开片区2&乌云镇&旧城村&16.6&0.08&14&0.0015&15.8&论证区14&水利片区9、10&常胜乡&常家村、江南村&14.1&0.09&14&0.002&14.6&论证区15&水利片区3&沪嘉乡&富民村&2&0.13&24&0.0006&20.6&合计&&&&184.7&&&&&]

endprint

表2 地下水资源总补给量

[计算分区&地貌单元&面积

（km2）&降水入渗Q降

（万m3/a）&侧向径流Q径

（万m3/a）&河道渗入Q河

（万m3/a）&总补给量Q总

（万m3/a）&论证区1&河谷漫滩&5.40&41.38&42.29&15.59&99.26&论证区2&一级阶地&4.20&24.76&25.30&&50.06&论证区3&一级阶地&9.00&58.36&40.88&&99.24&论证区4&一级阶地&30.90&163.94&110.98&&274.92&论证区5&河谷漫滩&23.00&176.26&57.16&26.70&260.12&论证区6&山前台地&13.50&63.67&36.78&&100.45&论证区7&一级阶地&9.00&47.75&58.04&&105.79&论证区8&山前台地&8.10&38.20&25.07&&63.27&论证区9&一级阶地&16.90&119.55&67.50&&187.05&论证区10&一级阶地&21.60&114.60&67.88&&182.48&论证区11&河谷漫滩&4.00&33.01&36.55&13.55&83.10&论证区12&一级阶地&6.40&37.73&32.95&&70.68&论证区13&一级阶地&16.60&78.29&48.61&&126.90&论证区14&一级阶地&14.10&74.81&80.95&&155.76&论证区15&河谷漫滩&2.00&15.33&22.96&7.97&46.26&合计&&184.70&1087.63&753.91&63.80&1905.34&]

2.2 地下水可开采量计算 本区域以开采系数法计算确定的开采量为可开采量，计算结果如表3所示。

表3 论证区地下水可开采量

[计算分区&地貌单元&面积(km2)&总补给量Q总

(万m3/a)&补给模数

（万m3/km2·a）&可开采量

（万m3/a）&开采系数

ρ&开采模数

（万m3/km2·a）&论证区1&河谷漫滩&5.40&99.26&18.38&69.48&0.7&12.87&论证区2&一级阶地&4.20&50.06&11.92&32.54&0.65&7.75&论证区3&一级阶地&9.00&99.24&11.03&64.51&0.65&7.17&论证区4&一级阶地&30.90&274.92&8.90&178.70&0.65&5.78&论证区5&河谷漫滩&23.00&260.12&11.31&182.08&0.7&7.92&论证区6&山前台地&13.50&100.45&7.44&75.34&0.75&5.58&论证区7&一级阶地&9.00&105.79&11.75&68.77&0.65&7.64&论证区8&山前台地&8.10&63.27&7.81&47.45&0.75&5.86&论证区9&一级阶地&16.90&187.05&11.07&121.58&0.65&7.19&论证区10&一级阶地&21.60&182.48&8.45&118.61&0.65&5.49&论证区11&河谷漫滩&4.00&83.10&20.78&58.17&0.7&14.54&论证区12&一级阶地&6.40&70.68&11.04&45.94&0.65&7.18&论证区13&一级阶地&16.60&126.90&7.64&82.48&0.65&4.97&论证区14&一级阶地&14.10&155.76&11.05&101.24&0.65&7.18&论证区15&河谷漫滩&2.00&46.26&23.13&27.76&0.6&13.88&合计&&184.70&1905.34&10.32&1274.65&&6.90&]

3 嘉荫县地下水供需平衡分析

节水灌溉论证区地下水的保证程度，除受地下水资源量分布、地下水开发利用条件、取用水的多与少影响外，还要受其他用户对地下水的开发利用情况的影响。因此，对于项目区地下水开发利用要在地下水资源综合开发利用的前提下，充分考虑近期和远期的需要，兼顾项目区内生产、生活和环境用水，考虑地下水可开采量与水资源用水总量的平衡，保证项目区地下水资源的供需平衡。

3.1 论证区现状用水量 论证区内地下水总补给量为

1 905.34万m3，可开采量为1 274.65万m3，各业用水均采用地下水，现状地下水开采量为32.75万m3，现状开采率为2.57%，为地下水开发利用潜力区（表4）。由表4分析得知，论证区现有地下水可利用量仍有盈余。

表4 论证区地下水资源供用平衡分析

[论证区名称&地下水& 用水量（万m3） &供-用

（万m3）&总补给量（万m3）&可开采量（万m3）&现状开采量（万m3）&现状开采率（%）&生活用水&牲畜用水&合计&论证区1&99.26&69.48&1.99&2.86 &1.25&0.74&1.99&67.49&论证区2&50.06&32.54&2.03&6.23 &1.31&0.71&2.03&30.51&论证区3&99.24&64.51&1.28&1.98 &0.82&0.46&1.28&63.23&论证区4&274.92&178.70&2.47&1.38 &1.58&0.89&2.47&176.23&论证区5&260.12&182.08&2.16&1.19 &1.40&0.76&2.16&179.92&论证区6&100.45&75.34&4.54&6.02 &2.92&1.61&4.54&70.80&论证区7&105.79&68.77&4.11&5.98 &2.71&1.40&4.11&64.65&论证区8&63.27&47.45&1.74&3.67 &1.15&0.59&1.74&45.71&论证区9&187.05&121.58&1.40&1.15 &0.90&0.49&1.40&120.19&论证区10&182.48&118.61&0.72&0.61 &0.46&0.26&0.72&117.89&论证区11&83.10&58.17&2.19&3.76 &1.38&0.81&2.19&55.99&论证区12&70.68&45.94&1.16&2.53 &0.74&0.42&1.16&44.78&论证区13&126.90&82.48&1.30&1.57 &0.82&0.47&1.30&81.19&论证区14&155.76&101.24&2.05&2.03 &1.30&0.76&2.05&99.19&论证区15&46.26&27.76&3.62&13.03 &2.27&1.35&3.62&24.14&合计&1905.34&1274.65&32.75&2.57 &21.01&11.74&32.75&1241.91&]

endprint

3.2 规划水平年供需平衡分析 各论证区2015年总需水量为701.68万m3，根据地下水开采量进行了水资源供需平衡分析，详见表5。

表5 论证区2015年地下水资源供需平衡分析

[论证区

名称&地下水& 需水量（万m3） &供-需

（万m3）&总补给量（万m3）&可开采量（万m3）&设计开采量（万m3）&设计开采率（%）&生活需水&牲畜需水&节水灌溉&合计&论证区1&99.26&69.48&30.43&43.79 &1.68&1.16&27.59&30.43&39.05&论证区2&50.06&32.54&18.40&56.54 &1.77&1.11&15.52&18.40&14.14&论证区3&99.24&64.51&39.75&61.63 &1.11&0.71&37.93&39.75&24.75&论证区4&274.92&178.70&113.87&63.72 &2.13&1.40&110.34&113.87&64.83&论证区5&260.12&182.08&106.53&58.51 &1.88&1.20&103.45&106.53&75.55&论证区6&100.45&75.34&47.84&63.50 &3.95&2.51&41.38&47.84&27.50&论证区7&105.79&68.77&36.87&53.61 &3.66&2.18&31.03&36.87&31.90&论证区8&63.27&47.45&30.53&64.33 &1.55&0.92&28.06&30.53&16.93&论证区9&187.05&121.58&51.62&42.46 &1.22&0.77&49.63&51.62&69.96&论证区10&182.48&118.61&53.02&44.71 &0.62&0.40&52.00&53.02&65.58&论证区11&83.10&58.17&23.81&40.93 &1.86&1.26&20.69&23.81&34.37&论证区12&70.68&45.94&23.32&50.77 &1.00&0.66&21.67&23.32&22.62&论证区13&126.90&82.48&45.18&54.78 &1.11&0.74&43.33&45.18&37.30&论证区14&155.76&101.24&61.55&60.80 &1.75&1.18&58.62&61.55&39.69&论证区15&46.26&27.76&18.96&68.31 &3.06&2.11&13.79&18.96&8.80&合计&1905.34&1274.65&701.68&55.05 &28.35&18.30&655.03&701.68&572.97&]

从表5中得知，规划水平年项目区节水灌溉和其他用水户开发利用地下水，余水量572.97万m3，设计开采率55.05%，地下水可开采量完全可以满足了项目建设用水的要求。论证区90%保证率的补给量为1 411.04万m3，可开采量为943.76万m3，能够满足枯水年项目区701.68万m3的需水量，设计开采率为74.35%。虽然开采率较高，水位将会有所下降，但是丰水年地下水会得到及时的回补，并不会形成超采漏斗。

参考文献

［1］丁志立，邹宁王.长江流域地下水资源量分布及特征分析［J］.人民长江，2008，（39）17：73-75.

［2］潘启民，曾令仪，何丽.黄河流域浅层地下水资源量及可开采量分析［J］.人民黄河，2007，（29）1：47-49.

［3］刘宝，张贵军.明水县地下水资源量分析计算［J］.东北水利水电，2009，05：43-52.

［4］秦大庸，严登华，靖娟.水资源供需平衡分析在沈阳区域的应用探讨［J］.中国水利，2007，03：31-33.

［5］杨贵林，燕华云，张静娴.青海省水资源供需平衡分析［J］.水资源与水工程学报，1998，04：46-50.

（责编：张宏民）

endprint

3.2 规划水平年供需平衡分析 各论证区2015年总需水量为701.68万m3，根据地下水开采量进行了水资源供需平衡分析，详见表5。

表5 论证区2015年地下水资源供需平衡分析

[论证区

名称&地下水& 需水量（万m3） &供-需

（万m3）&总补给量（万m3）&可开采量（万m3）&设计开采量（万m3）&设计开采率（%）&生活需水&牲畜需水&节水灌溉&合计&论证区1&99.26&69.48&30.43&43.79 &1.68&1.16&27.59&30.43&39.05&论证区2&50.06&32.54&18.40&56.54 &1.77&1.11&15.52&18.40&14.14&论证区3&99.24&64.51&39.75&61.63 &1.11&0.71&37.93&39.75&24.75&论证区4&274.92&178.70&113.87&63.72 &2.13&1.40&110.34&113.87&64.83&论证区5&260.12&182.08&106.53&58.51 &1.88&1.20&103.45&106.53&75.55&论证区6&100.45&75.34&47.84&63.50 &3.95&2.51&41.38&47.84&27.50&论证区7&105.79&68.77&36.87&53.61 &3.66&2.18&31.03&36.87&31.90&论证区8&63.27&47.45&30.53&64.33 &1.55&0.92&28.06&30.53&16.93&论证区9&187.05&121.58&51.62&42.46 &1.22&0.77&49.63&51.62&69.96&论证区10&182.48&118.61&53.02&44.71 &0.62&0.40&52.00&53.02&65.58&论证区11&83.10&58.17&23.81&40.93 &1.86&1.26&20.69&23.81&34.37&论证区12&70.68&45.94&23.32&50.77 &1.00&0.66&21.67&23.32&22.62&论证区13&126.90&82.48&45.18&54.78 &1.11&0.74&43.33&45.18&37.30&论证区14&155.76&101.24&61.55&60.80 &1.75&1.18&58.62&61.55&39.69&论证区15&46.26&27.76&18.96&68.31 &3.06&2.11&13.79&18.96&8.80&合计&1905.34&1274.65&701.68&55.05 &28.35&18.30&655.03&701.68&572.97&]

从表5中得知，规划水平年项目区节水灌溉和其他用水户开发利用地下水，余水量572.97万m3，设计开采率55.05%，地下水可开采量完全可以满足了项目建设用水的要求。论证区90%保证率的补给量为1 411.04万m3，可开采量为943.76万m3，能够满足枯水年项目区701.68万m3的需水量，设计开采率为74.35%。虽然开采率较高，水位将会有所下降，但是丰水年地下水会得到及时的回补，并不会形成超采漏斗。

参考文献

［1］丁志立，邹宁王.长江流域地下水资源量分布及特征分析［J］.人民长江，2008，（39）17：73-75.

［2］潘启民，曾令仪，何丽.黄河流域浅层地下水资源量及可开采量分析［J］.人民黄河，2007，（29）1：47-49.

［3］刘宝，张贵军.明水县地下水资源量分析计算［J］.东北水利水电，2009，05：43-52.

［4］秦大庸，严登华，靖娟.水资源供需平衡分析在沈阳区域的应用探讨［J］.中国水利，2007，03：31-33.

［5］杨贵林，燕华云，张静娴.青海省水资源供需平衡分析［J］.水资源与水工程学报，1998，04：46-50.

（责编：张宏民）

endprint

3.2 规划水平年供需平衡分析 各论证区2015年总需水量为701.68万m3，根据地下水开采量进行了水资源供需平衡分析，详见表5。

表5 论证区2015年地下水资源供需平衡分析

[论证区

名称&地下水& 需水量（万m3） &供-需

（万m3）&总补给量（万m3）&可开采量（万m3）&设计开采量（万m3）&设计开采率（%）&生活需水&牲畜需水&节水灌溉&合计&论证区1&99.26&69.48&30.43&43.79 &1.68&1.16&27.59&30.43&39.05&论证区2&50.06&32.54&18.40&56.54 &1.77&1.11&15.52&18.40&14.14&论证区3&99.24&64.51&39.75&61.63 &1.11&0.71&37.93&39.75&24.75&论证区4&274.92&178.70&113.87&63.72 &2.13&1.40&110.34&113.87&64.83&论证区5&260.12&182.08&106.53&58.51 &1.88&1.20&103.45&106.53&75.55&论证区6&100.45&75.34&47.84&63.50 &3.95&2.51&41.38&47.84&27.50&论证区7&105.79&68.77&36.87&53.61 &3.66&2.18&31.03&36.87&31.90&论证区8&63.27&47.45&30.53&64.33 &1.55&0.92&28.06&30.53&16.93&论证区9&187.05&121.58&51.62&42.46 &1.22&0.77&49.63&51.62&69.96&论证区10&182.48&118.61&53.02&44.71 &0.62&0.40&52.00&53.02&65.58&论证区11&83.10&58.17&23.81&40.93 &1.86&1.26&20.69&23.81&34.37&论证区12&70.68&45.94&23.32&50.77 &1.00&0.66&21.67&23.32&22.62&论证区13&126.90&82.48&45.18&54.78 &1.11&0.74&43.33&45.18&37.30&论证区14&155.76&101.24&61.55&60.80 &1.75&1.18&58.62&61.55&39.69&论证区15&46.26&27.76&18.96&68.31 &3.06&2.11&13.79&18.96&8.80&合计&1905.34&1274.65&701.68&55.05 &28.35&18.30&655.03&701.68&572.97&]

从表5中得知，规划水平年项目区节水灌溉和其他用水户开发利用地下水，余水量572.97万m3，设计开采率55.05%，地下水可开采量完全可以满足了项目建设用水的要求。论证区90%保证率的补给量为1 411.04万m3，可开采量为943.76万m3，能够满足枯水年项目区701.68万m3的需水量，设计开采率为74.35%。虽然开采率较高，水位将会有所下降，但是丰水年地下水会得到及时的回补，并不会形成超采漏斗。

参考文献

［1］丁志立，邹宁王.长江流域地下水资源量分布及特征分析［J］.人民长江，2008，（39）17：73-75.

［2］潘启民，曾令仪，何丽.黄河流域浅层地下水资源量及可开采量分析［J］.人民黄河，2007，（29）1：47-49.

［3］刘宝，张贵军.明水县地下水资源量分析计算［J］.东北水利水电，2009，05：43-52.

［4］秦大庸，严登华，靖娟.水资源供需平衡分析在沈阳区域的应用探讨［J］.中国水利，2007，03：31-33.

［5］杨贵林，燕华云，张静娴.青海省水资源供需平衡分析［J］.水资源与水工程学报，1998，04：46-50.

（责编：张宏民）

endprint