彰北沙丘前沿區(qū)地下水資源綜合分析

馬力成

(彰武縣水利局，遼寧 彰武123200)

1 前沿區(qū)自然及社會經(jīng)濟(jì)情況

1.1 前沿區(qū)范圍

彰北沙丘前沿區(qū)位于彰武縣北部，區(qū)域行政面積1 407 km2，其中平原面積為1 026 km2上游水土流失嚴(yán)重，在柳河流域形成了200 km2的風(fēng)沙帶，使彰武北部成為遼寧省最大風(fēng)沙區(qū)。

1.2 區(qū)域自然概況

項(xiàng)目區(qū)主要地貌特征為沙丘區(qū)，坨間洼地間隔分布。既有封閉的坨甸，地勢低洼平坦，地下水埋深較淺，低洼處形成大小不一湖泡，也有溝谷深切形成的沙漠開放地帶，發(fā)育出小型河流［1］。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目區(qū)地下水開放區(qū)，有大小出流和20 多條，常年流水，流量可觀。彰北沙丘前沿區(qū)主要有柳河、養(yǎng)息牧河、秀水河3 條較大河流，柳河分區(qū)面積309.6 km2，養(yǎng)息牧河分區(qū)面積875.2 km2，秀水河分區(qū)面積222.5 km2。區(qū)域多年平均降水量476.1 mm。年降水主要集中在6－9月份，占全年的78.6%，氣候比較干燥，濕度低，年日照時(shí)數(shù)長，多年平均水面蒸發(fā)能力1 746 mm，多年平均陸面蒸發(fā)能力1 326 mm。

2 水資源開發(fā)利用調(diào)查分析

彰北沙丘前沿區(qū)多年平均用水情況:水庫工程2 291 萬m3，引水工程144.3 萬m3，全部用于農(nóng)業(yè)灌溉，即區(qū)域利用地表水合計(jì)2 435.3 萬m3。開采地下水灌溉用水量2 024 萬m3，人畜用水量289.7 萬m3，工業(yè)用水量8.9 萬m3，區(qū)域內(nèi)總用水量4 758 萬m3。

3 地下水資源量計(jì)算

3.1 平原區(qū)地下水資源量計(jì)算

通過資料分析，柳河平均降水472.0 mm，入滲系數(shù)0.29，養(yǎng)息牧河平均降水501.9 mm，入滲系數(shù)0.26，秀水河平均降水474.0 mm，入滲系數(shù)0.20。以此為根據(jù)計(jì)算多年平均降水入滲補(bǔ)給量13 182 萬m3。

3.2 山前側(cè)向補(bǔ)給量的計(jì)算

式中:K 為滲透系數(shù);I 為水力坡度;A 為單位剖面面積;L 為剖面長度;t 為剖面處過水時(shí)間。

經(jīng)計(jì)算多年平均潛水補(bǔ)給量為62.0 萬m3。

3.3 地表水滲漏補(bǔ)給量計(jì)算

河道滲透補(bǔ)給的計(jì)算，使用水文分析法用下式計(jì)算:

式中:Q上為上斷面水量;Q區(qū)為區(qū)間加入的水量;Q下為下斷面水量;λ 為系數(shù);L 為上下斷面長度;L'為上下斷面行政區(qū)河段長度。由于該研究區(qū)域界河段無資料，故只有借用鄰近柳河流域的河道滲漏補(bǔ)量，多年平均河道滲漏補(bǔ)給量為399.2 萬m3。

灌溉、渠系補(bǔ)給的計(jì)算公式為:

式中:Q渠為渠灌水量(渠首引水量);β 為系數(shù)。

經(jīng)計(jì)算多年平均灌溉、渠系補(bǔ)給量為4 65.8 萬m3。

綜上，地表水體補(bǔ)給量為865 萬m3。

3.4 地下水回歸量

地下水回歸量包括水田和旱田田間滲漏補(bǔ)給量，經(jīng)計(jì)算水田田間滲漏補(bǔ)給量639.8 萬m3，旱田田間滲漏補(bǔ)給量14.8 萬m3，合計(jì)654.6 萬m3。

綜上補(bǔ)給量14 763 萬m3，平原區(qū)地下水資源量14 109 萬m3。

3.5 山丘地下水資源量計(jì)算

包括:①基流量等于地下水基流模數(shù)與分區(qū)面積之和，經(jīng)計(jì)算為434.6 萬m3;②山前側(cè)滲流出水量經(jīng)計(jì)算為62 萬m3;③區(qū)域泉水溢出量及潛水蒸發(fā)量均按“0”處理，由于區(qū)域的山丘區(qū)地下水開采量無法統(tǒng)計(jì)，山丘區(qū)地下水資源未加入地下水實(shí)際開采量;④地下水總排泄量496.6 萬m3;⑤山丘區(qū)地下水資源量496.6 萬m3。

3.6 區(qū)域入境水量計(jì)算

區(qū)域繞柳平原區(qū)向北延伸至科爾沁沙地。根據(jù)水文地質(zhì)勘查成果科爾沁沙地中的一下水側(cè)向流入繞柳平原區(qū)。

式中:K 為滲透系數(shù);I 為水力坡度;A 為單位剖面面積;L 為剖面長度;T 為剖面處過水時(shí)間。

結(jié)合區(qū)域地下水流場，計(jì)算得區(qū)域地下水入境量為2 175 萬m3。

3.7 地下水資源量

地下水資源=平原區(qū)地下水資源量+山丘區(qū)地下水資源量+入境水量－重復(fù)水量，經(jīng)計(jì)算彰北沙丘區(qū)地下水資源量為16 718 萬m3。

一般情況下，地下水資源量的85%為可開采量，即14 210 萬m3，為本區(qū)域地下水開采量。

4 水資源量賦存原因分析

4.1 獨(dú)特的地形、水文地質(zhì)條件

平原區(qū)含水層分布范圍廣、厚度大，表層巖性以粉砂、粉細(xì)砂為主，下滲能力較強(qiáng)，具有形成地下水的良好條件，其北部臨科爾沁沙地，地下水資源較為豐富，入境地下水多，經(jīng)計(jì)算多年平均入境水量2 175 萬m3。區(qū)域含水層厚度一般在80 ～120 m，最厚可達(dá)190 m左右，有較大的調(diào)蓄能力，故區(qū)域地下水具有一定的蘊(yùn)藏量。

4.2 降水入滲補(bǔ)給量大

用降雨徑流相關(guān)圖、徑流系數(shù)、1980—1984年部分資料綜合分析，降水入滲補(bǔ)給量巨大，彰北區(qū)域內(nèi)地面徑流系數(shù)的平均值為0.02，而鄰近繞陽河流域東白城子站徑流系數(shù)為0.05 ～0.31，這說明彰北沙丘區(qū)前沿內(nèi)，植被特差，沙丘連片，下滲能力非常大，故降水后地面徑流非常小，大部分滲入地下。1984年8月10日，阜新地區(qū)普降大雨，綜合情況見表1。

表1 不同流域徑流參數(shù)對比情況表

從表1 中數(shù)字可以看出，雖然集水面積之比為22.3 倍，但降水量之比為1.2 倍，可是，徑流深比為11.9 倍，次地面徑流量之比為357 倍。說明地下水徑流量占的比例相當(dāng)大，這也是地下水儲存量巨大的重要原因。

4.3 潛水補(bǔ)給量大

該區(qū)域內(nèi)沙質(zhì)疏松，沙層很厚，透水性強(qiáng)，含水層很厚，一般在80 ～120 m，最大可達(dá)190 m，廣大的沙體組成一個(gè)巨大的“地下水庫”，該區(qū)域內(nèi)隔水層低于槽底，洪水期河水補(bǔ)給潛水，大部分洪水儲存于沙丘水庫中，削減了河槽洪水;枯水期潛水補(bǔ)給河水，原存儲在沙丘水庫的水量返回河中，形成了地下出流河20 多條，常年流水，起著調(diào)節(jié)徑流的作用，這種結(jié)果使得潛水的排泄量呈正負(fù)交替變化，因此彰武北部 科爾沁沙地南緣的沙丘地下水資源量較大。

5 區(qū)域水資源綜述

通過資料分析，初步定性地建立了降雨徑流相關(guān)圖，但由于積累資料太少，精度較差，生產(chǎn)工作中只能定性使用;該區(qū)內(nèi)地下水資源豐富，初步計(jì)算為16 718 萬m3，可開采量14 210 萬m3;水質(zhì)良好，為Ⅱ類水質(zhì)，適合生產(chǎn)飲用及工農(nóng)業(yè)供水的需要;距阜新市較近，取水頭部工程簡易，引水工程費(fèi)用低，有很強(qiáng)的實(shí)用性。對于水資源缺乏的阜新地區(qū)，是一處未被開發(fā)利用的寶貴水資源。

［1］徐文俊，徐國臣，李亞新，杜全友. 大慶市水資源綜合分析研究［J］. 黑龍江水利科技，1995(01):11－22.