枯水期地下水源地开采对水库渗漏的影响

宋尚波，陈学群，魏文杰

（1.淄博市水文局，山东 淄博 255000；2.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014；3.昌邑市水利局，山东 昌邑 261300）

淄博市太河水库地处泰沂山北区，总库容1.83亿m3，兴利库容1.13亿m3。流域为扇形，长度40.5 km，平均宽度19.3 km，干流长度61.1 km，流域面积780 km2。水库流域属喀斯特地区，断层构造发育，地层多为寒武、奥陶系，岩溶发育。

流域属暖温带半湿润季风型气候，四季分明、雨量集中，属于春旱、夏涝、晚秋又旱的气候特点。多年平均降水量702.0 mm，多年平均径流深155.9 mm。受气候与地形影响，降水量时空分布不均，季节性变化明显，汛期降雨占全年的73.8%，且主要集中在7～8月，易发生水库大暴雨洪水，而其它季节径流较少，易出现季节性断流河干现象。

1 地下水源地概况

口头水源地位于太河水库上游，距离大坝7 km，于1997年建成，目前有两个井群，其中东石门水厂有深井6眼，西石门水厂有深井3眼，主要向淄川城区及沿途东坪、西河、龙泉、昆仑等乡镇供水，许可取水量3.5万m3/d。自1997年以来供水量逐年递增，年均开采量832.0万m3。

北下册水源地位于太河水库下游，靠近太河水库大坝，位于淄河地堑北下册～黑旺富水地段，该水源地主要接受上游地下径流、降水入渗和河道渗漏补给，许可取水量3万m3/d。水源地自1992年运行以来，年均开采量为829.0万m3。

2 水库渗漏损失水量计算

2.1 计算方法

在水库上游流域河道长期断流，而且降雨量很小的特殊时段内，水库地下水补给量很小，水库水位呈线性下降，可以近视看做水库来水量为零。在此条件下水库渗漏损失水量计算如下：

式中：W渗为水库渗漏损失水量；W出为实测出库水量；△W为水库蓄水变量，水库水位呈线性下降，为负值；W蒸为水库蒸发损失水量；W降水为库区降水量。

2.2 资料选取

太河水库流域1988—1989年和2014—2015年发生严重干旱，1988年和1989年降水量仅为375 mm和356 mm，2014年和2015年降水量仅为435 mm和595 mm，远低于常年。并且水库上游河道在1988年和2014年的10月份以前就已断流，在1989年12月和2015年11月库干，直到1990年的6月和2016年的7月份才结束库干。为此，选取1989年和2015年的实测资料进行分析，可以近视看做水库来水量为零。

水库上游入库站镇后水文站有蒸发观测，分别选取1989年和2015年镇后站蒸发资料作为太河水库蒸发计算的依据，其他数据采用水库本站的实测资料。

2.3 渗漏损失水量计算

根据太河水库1989年和2015年的逐日水位、降雨、平均流量以及镇后站逐日蒸发量资料，分别计算得到两年逐月平均蓄水量和逐月平均日渗漏损失水量，绘制蓄水量和日渗漏损失水量关系图如图1。从结果来看，太河水库渗漏损失比较大，这与库区所在位置喀斯特地质有关。从图1可以看出，在水库水位较低时，1989年水库渗漏在1.5万m3/d到2万m3/d，渗漏量相对稳定；2015年水库库容与渗漏量呈明显的正比例关系，蓄水量越多，渗漏量越大。2015年前3个月库容在1 500万m3以上时，渗漏量超过了7万m3/d。

图1 太河水库蓄水量和日渗漏损失水量关系图

3 渗漏损失水量影响因素分析

太河水库库区周边除有口头和北下册水源地外，上游还有源泉、天津湾地下水供水水源地，其取水井沿淄河两岸分布。根据取水井所处位置，距离太河水库较近的口头和北下册水源地对水库库区渗漏影响较大。其次是由于近几年连续干旱，水库周边村镇抗旱自救，打了许多深水井开采地下水，用于生产和生活，这部分水量由于缺乏资料无法统计，但是肯定会造成地下水位下降，从而影响水库渗漏。

3.1 水源地开采量

2015年，水源地开采量水量比较稳定，口头水源地年开采量1 296万m3，日均3.55万m3/d；北下册水源地年开采量1 156万m3，日均3.18万m3/d。

3.2 水位变化分析

根据2015年水源地水位资料，绘制口头水源地、北下册水源地和太河水库水位过程线如图2示。经对比可知，上游口头水源地水位2015年8月以前低于太河水库水位，水源地水位变化与太河水库水位变化基本是同步的。并且随着旱情的加剧，补给量减少，在开采量基本稳定的情况下，水源地水位下降迅速，其降幅也大于水库水位降幅，这就造成太河水库蓄水反补水源地。8月份降雨增多，补给了地下水，口头水源地水位上升，但水库水位仍呈线性下降，直到11月底库干。下游北下册水源地则一直呈下降态势。

3.3 渗漏影响

太河水库2015年8月份以前日渗漏量3.5～7.5万m3/d，而1989年水库上下游未建设水源地时日渗漏量为2万m3/d左右。也就是说前7个月由于水库上下游地下水的开采，造成了890万m3（日均5万m3/d）的水量通过渗漏补给了地下水。

图2 太河水库上下游地下水源地水位和水库水位过程线

4 结语

太河水库作为淄博市最大、最重要的优质地表水源地，来水量和可供水量都是有限的，特别是在枯水年份，随着旱情加剧、补给量减少、社会需水量的增大，周边地下水源地在开采量基本稳定的情况下水位下降大于太河水库水位降幅，造成太河水库蓄水反补水源地，且蓄水量多时渗漏补给量越大，此为枯水期太河水库蓄水量迅速减少的重要原因之一。因此在枯水年多、连枯时间长的情况下，太河水库更要做好对周边地下水源地渗漏损失补给量的确定，查清蓄水快速减少的原因，以便更好的保障城镇居民供水、农业生产和流域生态安全。