基于潜水层的大庆市地下水资源量的计算

2017-03-28田治中

水利科学与寒区工程 2017年1期

关键词：补给量水资源量开采量

田治中

(哈尔滨市双城区水政水资源管理办公室，黑龙江哈尔滨 150100)

基于潜水层的大庆市地下水资源量的计算

田治中

(哈尔滨市双城区水政水资源管理办公室，黑龙江哈尔滨 150100)

地下水是大庆市工农业生产和生活的重要水源。文章主要研究了潜水层地下水的补给和排泄水量及不同补给和排泄方式对大庆市地下水资源量的影响程度，为大庆市水资源的优化与配置提供技术支撑。

大庆市；地下水；潜水层；水资源

1 基本概况

大庆市位于松辽盆地的北部，地下沉积着较厚的中新生代地层，无论从地貌上看还是从地质构造上看，本地区都是一个良好的地下水径流盆地。依据水文地质条件的不同，将大庆市划分为西、东和东南部3个不同水文地质单元，其中西区为水资源丰富区，东部区和东南部区为水资源弱富水区，全市地下水允许开采量10.06亿m3，其中深层地下水允许开采量为6.24亿m3。[1]

20世纪90年代全市水田面积进一步扩大，加之乡镇企业的兴起，特别是油田开采进入中后期，对地下水的开采规模更加扩大。1997年全市地下水总开采量达到5.69×108m3，为1980年地下水开采量的2.19倍，为1990年地下水开采量的1.5倍[2]。2003年大庆市地下水开采量为5.78×108m3。其中，城镇生活用水0.80×108m3，占13.9%；工业用水2.35×108m3，占40.7%；农业用水2.62×108m3，占45.4%。[3]

2 潜水层地下水资源量的计算

2.1 方法依据

地下水资源计算分区根据地貌，同时考虑水文地质单元的完整性，及包气带岩性、含水层特征划分。以水文地质勘查所获取的成果资料和本次调查获得的水文地质资料为主要依据，评价地下水资源量。

2.2 地下水总补给量的计算

2.2.1 降水入渗补给量

降水量采用1956—2014年长系列降水量多年平均值，各计算区采用本区降水量的平均值，计算公式如式(1)，降水补给量见表1。

Q降补=P·α·F

(1)

式中：Q降补为降水入渗补给量，108m3/a；P为多年平均降水量，mm；α为降水入渗系数；F为补给区面积，m2。

2.2.2 湖泡水体入渗补给量

采用积水模型法建立入渗补给模型，计算公式如式(2)，湖泡水体入渗补给量见表2。

(2)

式中：Q降补为湖泡水体入渗补给量，108m3/a；Ks为底泥导水率，m/d;H为湖泡平均水深，m；Zs为潜水平均埋深，m；F为湖泊水体分布面积，m2；t为计算时段，取365 d。

表1 降水入渗补给量计算表

表2 湖泊渗漏量计算表

2.2.3 田间灌溉入渗补给量

田间灌溉入渗补给量计算公式如式(3)，田间灌溉入渗补给量见表3。

Q灌补=Q田灌β

(3)

式中:Q灌补为田间灌溉入渗补给量，104m3/a；Q田灌为田间灌溉净水量，104m3/a；β为田间灌溉入渗系数。

2014年大庆市农田实灌面积为3062 km2，其中水田1112.7 km2，旱田1806.6 km2，因旱田多采用节水灌溉，所以本次田间灌溉入渗补给量只调查评价水田。

表3 田间灌溉入渗补给量

2.2.4 河道渗漏补给量

河道渗漏补给量计算公式如式(4)，河道渗漏补给量见表4。

(4)

式中：Q河补为河道渗漏补给量，104m3/a；H河为河流水位，m；H为地下水位，m；B为河床宽度，m；L为计算段河流长度，km；K为河床底积层渗透系数，m/d；M为河床底积层厚度，m。

表4 大庆市沿江河道渗漏补给量

2.3 地下水排泄量计算

2.3.1 潜水蒸发量

潜水蒸发量计算公式如式(5)，大庆市潜水蒸发量见表5。

Q潜蒸=E0(1-h/L)n·F

(5)

式中:Q潜蒸为潜水蒸发量，108m3/a；h为水位埋深小于蒸发极限埋深区的潜水平均地下水位埋深，m；L为潜水蒸发极限埋深，m；E0为E01蒸发量器测定的水面蒸发强度，即E0=a·E20(a为经验系数，这里取0.53)，即E0=E20×0.53；n为无量纲指数，与土壤质地有关，一般取值范围1≤n≤3；F为蒸发极限埋深区面积，km2。

多年平均蒸发量计算是根据中华人民共和国水文年鉴嫩江区及松花江下游区近13 a蒸发量成果绘制的蒸发量等值线图求得的。潜水蒸发极限埋深计算采用《松嫩平原地下水资源及其环境问题评价》[4]相关章节参数取用。