衡水市地下咸水資源評價水文地質(zhì)參數(shù)的確定

王來賓 楊超 康琳 李郡

（河北省地礦局第三水文工程地質(zhì)大隊 河北衡水 053000）

1 前言

多年來，衡水市廣泛開采利用了淺層淡水和深層淡水，由于開采不合理，引發(fā)了一系列環(huán)境地質(zhì)問題。淡水資源的短缺已成為制約衡水市經(jīng)濟發(fā)展的一個瓶頸。因此準確的選擇水文地質(zhì)參數(shù)，科學的評價衡水市地下咸水資源顯得尤為重要。

2 均衡計算過程

本次采用水均衡法對有咸水區(qū)淺層地下水進行計算，均衡時段為2006～2012年。均衡區(qū)劃分以縣、水位上升區(qū)、下降區(qū)、礦化度、咸水底界埋深以及淺層水井開采利用深度進行組合分區(qū)。

2.1 水文地質(zhì)參數(shù)的確定

水文地質(zhì)參數(shù)是表征含水介質(zhì)儲水和水運動能力的指標。水文地質(zhì)參數(shù)的確定，是地下水資源計算與評價的重要環(huán)節(jié)之一。本次計算主要參數(shù)有：給水度、降水入滲系數(shù)、潛水蒸發(fā)系數(shù)、井灌回歸系數(shù)、垂直滲透系數(shù)等。根據(jù)全區(qū)的開采情況及其分布特點，觀測地下水的動態(tài)特征，利用區(qū)域資料來確定灌溉回歸系數(shù)。

2.1.1 給水度

給水度是是指含水層在重力作用下排出水的體積與含水層總體積的比值。本區(qū)咸水資源計算與評價的給水度確定方法主要是參考“黃淮海報告”，并結(jié)合本區(qū)水位變幅帶巖性、厚度進行加權(quán)平均確定給水度值，蓄水量變幅帶巖性上升區(qū)以亞粘土為主、下降區(qū)以亞砂土為主，上升咸水體砂層以粉砂、細砂為主，見表1。

表1 衡水市給水度確定值表

2.1.2 降水入滲系數(shù)(α）

降水入滲系數(shù)(α）是降水通過包氣帶補給地下水的量與年降水總量的比值。在降水入滲系數(shù)的確定過程中，既綜合考慮了地貌、降雨特征、包氣帶巖性結(jié)構(gòu)等因素，同時又著重考慮了降水入滲系數(shù)值與補給前地下水水位埋深的關(guān)系

2.1.3 潛水蒸發(fā)系數(shù)

潛水蒸發(fā)系數(shù)隨著地下水水位埋深的增加而逐漸減少。當潛水位下降到一定深度，可以認為地下水沒有蒸發(fā)或蒸發(fā)相當微弱，這個深度就是蒸發(fā)極限深度。本區(qū)地下水蒸發(fā)極限深度，大約在4m左右。蒸發(fā)系數(shù)參考“黃淮海報告”研究成果。根據(jù)包氣帶厚度與結(jié)構(gòu)、水位埋深等自然因素的影響，地下水蒸發(fā)量采用哈爾欽科經(jīng)驗公式推算求取。

哈爾欽科經(jīng)驗公式為：E=E0e—mh

式中：E—地下水蒸發(fā)量(mm）

E0—水面蒸發(fā)強度(mm）

h—地下水水位埋深(m）

m—蒸發(fā)系數(shù)

e—自然對數(shù)的底

2.1.4 井灌回歸系數(shù)(β）

井灌回歸系數(shù)(β）是指灌溉回滲補給地下水的量與灌溉總水量的比值。灌溉回歸系數(shù)的大小一般受灌水定額、包氣帶巖性和結(jié)構(gòu)及導水持水能力、灌前土壤含水率、地下水水位埋深等因素的制約。用總站提供的田間灌溉入滲補給系數(shù)(β），結(jié)合本區(qū)每年各縣的平均水位埋深、包氣帶巖性確定井灌回歸系數(shù)β值區(qū)間值為0.14～0.204。

2.1.5 垂直滲透系數(shù)(K）

垂直滲透系數(shù)是計算越流補給量和流出量的關(guān)鍵性參數(shù)。該參數(shù)受含水層的特征與結(jié)構(gòu)影響，變化范圍很大，

參考“黃淮海報告”中KZ下界值并結(jié)合本區(qū)各縣越流巖性、厚度確定垂向滲透系數(shù)區(qū)間值為0.000121～0.000693。

3 均衡計算驗證

依據(jù)均衡方程式計算出補排差，與蓄變量進行比較，補排差與蓄變量進行比較其誤差不大于±10%，則認為滿足計算精度要求，說明所取的計算參數(shù)是合理可靠的。

依據(jù)上述計算方法及參數(shù)選擇原則，2006～2012年對礦化度小于2g/L區(qū)、2～3g/L區(qū)、3～5g/L區(qū)以及大于5g/L的淺層地下水進行了均衡計算，經(jīng)過均衡計算認為所選取的水文地質(zhì)參數(shù)是適宜的。

[1]河北省地礦局第三水文工程地質(zhì)大隊.衡水市地下咸水資源初步調(diào)查評價報告.2013.

[2]河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊.黃淮海平原(河北部分）水文地質(zhì)綜合評價地下水資源評價專題報告.1985.