大清河中下游河谷平原地下水储量计算

2018-05-04汤玉福

陕西水利 2018年2期

汤玉福

（辽宁省营口水文局，辽宁营口 115000）

1 自然地理概况

1.1 地理位置及地形

大清河是辽东半岛上的一条中型河流，发源于大石桥市建一乡东大岭，河道大半在盖州市境内，由东向西，经榜式堡、高屯、团甸、暖泉、东城、西城、太阳升、团山、西海等乡镇，在盖州西海注入渤海。河流全长100.7 km，流域面积1482 km2，流域最大流量4020 m3/s。大清河流域流域形状呈扇形，地势由东向西倾斜。

勘查区为三面低山丘陵环抱，一面临海的大清河下游河谷平原，东望为连绵起伏的千山山脉，最高峰标高在1132 m；向西渐为低山丘陵及河谷平原，标高100～600 m；河谷区地形平坦，标高10～20 m。平原区内土壤肥沃，地表、地下水资源丰富。

1.2 气象水文

勘查区属于北温带半湿润季风气候。年平均气温为6.9～9.5℃，气温自西向东随着地势增高而降低。极端最高气温为36.6℃，极端最低气温为-28.5℃。年无霜期为170～186天，全年日照时数平原2761 h，山区2100 h。全年平均风速为3.1 m/s。多年平均降水量726.4 mm，且多集中在7～9三个月，占全年降雨量的70%，蒸发量1678.6mm。

2 地质构造地貌概况

勘查区所属地质构造单元为营口台背斜南翼的一部分，地层以前震旦系大石桥组盖县组变质岩系为主。该河谷平原由于受各地质时期的地质作用，物质来源、地理环境的不同，第四纪堆积物在垂直与水平方向上厚度变化很大，成因类型十分复杂，河谷中以洪积、冲洪积堆积物为主，沿海处只有海相地层。

2.1 区域地质构造条件

地层主要为前震旦系盖州组板岩、片岩和大石桥组大理岩、矽质灰岩，次为震旦系南芬钓鱼台组和步云山群的砾岩、砂岩、页岩。

由前震旦系地层构成东西向复式向斜，并有次一级虎头马峪向斜和青石岭背斜，轴向北西西，同向线型褶曲发育，受此构造体系的控制由步云山期及钓鱼台、南芬地层又构成一不对称向斜。经长期剥蚀堆积作用构成低山丘陵和山间谷地的地貌景观。

2.2 区域水文地质条件

区域基岩裸露，裂隙发育，但径流途径短小，大气降水有利渗透，但不利于赋存。地下水常以间歇性下降泉的形式排泄于地表，涌水量小于0.1 L/s。仅在受构造控制地段，其张扭性北东向，北西向断裂及其于东西向断裂交叉处常呈现线状充水带，涌水量可达0.2～2 L/s。地下水化学类型主要为HCO3-Ca或HCO3-Ca·Na型水，矿化度小于0.1 g/s。该区域虽然富水性微弱，但地形、构造条件均有利于河谷盆地地下水的汇集。

2.3 水文地质分区

依其地貌形态和第四纪成因类型，将勘探区划分为五组水文地质区。有根据地下水蓄水条件，岩石富水性强弱及水质情况互粉为八个水文地质亚区。

①河谷冲积洪冲积接地水文地质区

河谷冲积洪冲积接地水文地质区分强富水孔隙潜水亚区和中等富水孔隙潜水亚区；

②山前洪积扇坡洪积裙谷地水文地质区

山前洪积扇坡洪积裙谷地水文地质区分中等富水孔隙潜水亚区和弱富水孔隙潜水亚区；

③低山丘陵水文地质区

低山丘陵水文地质区分微弱富水孔隙裂隙水亚区；

④山前残坡积裙水文地质区

山前残坡积裙水文地质区分透水不含水亚区；

⑤滨海三角洲水文地质区

滨海三角洲水文地质区分强富水开采时可变水质亚区和咸水亚区。

2.4 地下水形成条件

勘探区为河谷盆地，堆积着砂砾石层，厚30~50 m，为蓄水造成条件，地下水的补给来源主要是大气降水。

区域多年平均降水量700 mm，在汇水面积1468 km2内，其中一部分表部蒸腾，一部分渗入地下，通过低山丘陵赋存于空隙裂隙中，由暂时性泉水排泄地表或通过地下径流补给山前孔隙潜水。由于地形倾斜，水力坡度大，地下径流通畅，呈现低矿化水。河谷盆地除承受降水和通过汇水范围内山区地下径流补给外，沿河还承受大清河水的渗透补给。

3 地下水储量计算

在水文地质分区的基础上，根据开采条件下的补给来源、含水层厚度、岩石富水性等特性，将勘探区分为三个大区五个小区的储量计算区。

3.1 静储量计算

含水层厚度H：根据水文地质剖面及钻孔，通过加权或算术平均计算各储量分区含水层厚度。分区含水层厚度计算结果：Ⅰ区：30.05 m,Ⅱ区 21.50 m，Ⅲ区：33.27 m，Ⅳ区：24.00 m，Ⅴ区：42.00 m。

给水系数μ：采用砂砾石含水层实验室测得结果μ=0.24。

计算面积F，从分区图上求得。计算结果：Ⅰ区：20050000m2,Ⅱ区11030000m2，Ⅲ区：11500000m2，Ⅳ区：8340000m2，Ⅴ区：10867500m2。

②静储量按Q静=μ·F·H计算。计算结果：Ⅰ区：14436000 m3,Ⅱ区：58238400 m3，Ⅲ区：91080000 m3，Ⅳ区：48038400 m3，Ⅴ区：109544400 m3。

3.2 调节储量计算

水位变幅ΔH：采用勘探区地下水位实测值。

给水系数μ：采用砂砾石含水层实验室测得结果μ=0.24。

计算面积F，从分区图上求得。

②静储量按Q调=μ·F·ΔH计算。计算数据及结果见表1。

表1 调节储量计算成果表

3.3 动储量计算

根据径流条件采用达西法计算，计算公式Q动=B·H·K·I，依钻孔控制宽度对各区分别进行动储量计算。计算结果见表2。

表2 动储量计算成果表

3.4 地下水开采储量计算

根据开采条件下的补给来源分成两个计算区，Ⅰ区为漫滩、一级阶地近河区，开采后地下水补给来源主要为大清河渗透，其次为降水入渗及地下径流。Ⅱ区为二级阶地、山前洪积扇远河区，开采条件下地下水补给来源为地下径流及降水入渗。各大区又依据含水层厚度、富水性成分分成四个亚区，地下水开采储量按均衡法计算。计算结果见表3。