關(guān)于河北省臨漳縣地下水資源量計算的研究

摘要：本文主要對臨漳縣地下水資源進行了分析研究。

關(guān)鍵詞：地下水 資源 研究

臨漳縣所處地形為平原，而平原區(qū)地下水總補給量包括降雨入滲，山前側(cè)滲，河道渠系滲漏，田間回歸和越流補給等項。

1 地下水補給量的計算

1.1 降雨入滲補給量的計算 降雨入滲補給是地下水最主要的補給來源。降雨初期，土壤干燥，雨量幾乎全部由包氣帶土層吸收，當(dāng)包氣帶土層含水量達到一定限度后，入滲的雨水在重力作用下，由土層上部逐漸滲到土層下部，直至地下水面。入滲補給量可按下式計算：

Wp=F·P·α

式中：

Wp—降雨入滲補給量；

F—計算區(qū)面積；

P—年降雨量；

α—降雨入滲系數(shù)。

降雨入滲系數(shù)α的確定：降雨量中滲入地下轉(zhuǎn)化為地下的部分成為降雨入滲量，其值的大小取決于總降水量、降雨強度、土層滲透性能、雨前土層含水量、地下水埋藏深度、地表坡度、植被以及地表水體的分布狀況等因素。通常條件下，在地下水埋藏較淺的地區(qū)，地下水面以上的土層中蓄存的水量較多時，降雨入滲量的大部分直接補給地下水。在地下水埋藏深度較大時，地面入滲的水量將有較大一部分蓄存在地下水面以上的土層中，補給地下水的水量相對較少。

降雨入滲系數(shù)α是指降雨入滲補給量與降雨總量的比值。確定值的方法有：動態(tài)觀測法、經(jīng)驗數(shù)值法等。

在臨漳縣的降雨入滲補給量的計算中，α取0.02，多年平均降水量P=549.5mm，計算區(qū)面積為744Km2，則可得：

Wp=744*549.5*0.02=8176.56萬m3。

即經(jīng)計算得臨漳縣降雨入滲補給量為8176.56萬m3。

1.2 山前側(cè)向補給 是指山區(qū)丘陵區(qū)的產(chǎn)水，通過地下水徑流補給平原地下水的水量。計算時，首先要有沿補給邊界的切割剖面，為了避免補給量之間的重復(fù)，剖面要盡量靠近山前位置，然后按達西公式分段選取參數(shù)進行計算。

Wf=K·ω·I

式中：

K—含水層的滲透系數(shù)；

ω—過水?dāng)嗝婷娣e；

I—垂直于剖面方向上的水力坡度。

經(jīng)計算，臨漳縣多年平均山前側(cè)向補給量為370萬m3。

1.3 河道滲漏補給量 當(dāng)河水位高于兩岸地下水位時，河水滲漏補給地下水。首先分析計算區(qū)內(nèi)骨干河流的水文特征和地下水位變化關(guān)系，以確定河水補給地下水的地段，然后根據(jù)資料情況，選擇計算方法，進行分析計算。本次計算我們選用水文經(jīng)驗公式對臨漳縣內(nèi)河流的滲漏量進行計算：

W河滲=ΔQu·(1-λ)·L

式中：

W河滲—道滲漏水量（104m3）；

ΔQu=(Q上/a)1/b—為單位河長滲漏量（104m3/Km）；

b—為反映河流流經(jīng)地區(qū)河床巖性的參數(shù)；

λ—為蒸散發(fā)量與河道損失量的比值；

L—為域內(nèi)河流長度（Km）。

在上式中，Q上取多年平均水量3424萬m3，本段河床巖性以細紗為主，取a=3.86*10-3，b=1.49，λ取0.60，L=42Km，經(jīng)計算，臨漳縣內(nèi)河道滲漏量為739.92萬m3水量中河道滲漏補給量為739.92m3。

1.4 渠系滲漏補給量 這是指灌溉渠道進入田間以前，各級渠道對地下水的滲漏補給量。一般情況下，渠系水位均高于地下水位，多數(shù)以補給為主。當(dāng)輸水量大，水位上升明顯時，可以采用河流非穩(wěn)定流法計算。在一般情況下，則采用入滲補給系數(shù)發(fā)來計算。

Wc=Wd·m

m=γ(1-η)

式中：

Wc—渠系滲漏補給；

Wd—渠首引水量；

m—渠系滲漏補給系數(shù)；

γ—修正系數(shù)；

η—渠系有效利用系數(shù)。

渠首引水量要根據(jù)灌渠實際供水情況，進行調(diào)查統(tǒng)計，主要渠系的有效利用系數(shù)η可以選擇有代表性的地段實測得到。

臨漳縣內(nèi)，灌區(qū)的主要灌渠為民有灌渠，渠系的有效利用系數(shù)η=0.64，γ=0.32，渠首引水量Wd=25161.8萬m3，則可得：

m=0.32(1-0.64)=0.1152；

Wc=25161.8*0.1152=2898.64萬m3；

即，經(jīng)計算，臨漳縣內(nèi)地下水量中渠系滲漏補給量為2898.64萬m3，

1.5 田間回歸補給量 此項是指地表水和地下水進入田間以后，灌溉過程補給地下水量，有渠灌和井灌回歸補給兩類。常用回歸系數(shù)法計算。即：

Wc=βc·Wci

WW=βW·Wwi

式中:

Wc，WW—分別為渠灌和井灌的回歸補給量；

βc，βW—分別為渠灌和井灌的回歸補給系數(shù)；

Wci，Wwi—分別為渠灌和井灌用水量。

灌溉回歸系數(shù)β是指田間灌水入滲補給地下水的水量與灌溉水量的比值。β值隨灌水定額、土質(zhì)和地下水埋深發(fā)生變化。一把取值范圍為0.1~0.2。

在臨漳縣灌區(qū)內(nèi)，β取0.1，Wci為7351.0萬m3，Wwi為12630.5萬m3，則由上式計算可得：渠灌回歸補給量為735.1萬m3，井灌回歸補給量為1263.05萬m3。

1.6 越流補給量 當(dāng)上下含水層有足夠的水頭差，且隔水層是弱透水的，則水頭高的含水層的地下水可以通過弱透水層補給水頭較低的含水層。在臨漳縣地下水資源中，無越流補給。故其值為零。

2 地下水重復(fù)計算量

重復(fù)計算量包括地下水內(nèi)部、地下水與地表水之間兩部分。

2.1 地下水內(nèi)部重復(fù)計算量 包括井灌回歸補給量和山前側(cè)向補給量。井灌回歸實際上是重復(fù)利用水量。山前側(cè)向補給量是重復(fù)計算二次的量。計算山區(qū)時，它被作為排泄項計入山區(qū)總補給量之中；計算平原時，則以收入項計入平原總補給量之中。所以，當(dāng)需要評價山區(qū)和平原的整個地區(qū)的水資源量時，此項量必須從山區(qū)或平原扣一次。

2.2 地下水與地表水之間的重復(fù)計算量 包括山區(qū)河川徑流基流、河道滲漏、渠系滲漏和渠灌田間回歸4項。河川基流量屬山區(qū)和平原重復(fù)計算量，計算山區(qū)時，作為山區(qū)補給量計入其中；計算平原時，又作為平原徑流量計入地表水之中。因此當(dāng)需要計算地表、地下總水資源時，應(yīng)扣除這一項量。后三項屬于平原區(qū)地表水、地下水之間的重復(fù)量，在計算地表、地下總水資源時，也應(yīng)從其中扣除。

總之，地表、地下水之間關(guān)系密切，互為轉(zhuǎn)換，在計算評價時，要重視重復(fù)計算量。

在臨漳縣地下水資源量的計算中，其重復(fù)計算量僅為田間回歸補給量中井灌的回歸補給量。即臨漳縣地下水資源量計算中的地下水重復(fù)計算量為12630.5萬m3。

3 地下水資源總量計算

降雨入滲，山前側(cè)滲，河道渠系滲漏，田間回歸和越流補給等項之和扣除地下水重復(fù)計算量即為平原區(qū)地下水總補給量，也就是地下水在計算時段內(nèi)的總收入量。計算可得，臨漳縣多年平均地下水資源總量為：12920.16萬m3。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文