大慶市地下水可開采量評價研究

李 蕓

(黑龍江省大慶水文局，黑龍江 大慶 163000)

大慶市地下水可開采量評價研究

李 蕓

(黑龍江省大慶水文局，黑龍江 大慶 163000)

以大慶市地下水資源概況為研究背景，分析了大慶市地下水的補給、徑流和排泄特點。主要采用平均布井法研究地下水可開采量的多少，可為大慶市地下水資源的規劃和管理提供參考依據。

大慶市；地下水；可開采量

水是生命之源，是人類賴以生存和發展的物質基礎[1]。它不停地運動且積極參與自然環境中一系列物理的、化學的和生物的過程。水資源與其他固體資源的本質區別在于其具有流動性、循環性。水資源在開采利用后，能夠得到大氣降水的補給，處在不斷地開采、補給和消耗、恢復的循環之中，不斷地供給人類利用和滿足生態平衡的需要。

大慶市地處北緯45°46′～46°55′，東經124°19′～125°12′之間。屬中溫帶半濕潤、半干旱季風氣候區，全市多年平均降水量381.8 mm，降水量年內分配不均。本文以大慶市地下水資源為研究對象，對地下水可開采量做出針對性分析，進而為大慶市地下水資源的合理利用提供有效依據。

1 地下水分析研究

1.1 地下水量

1.1.1 補給量

大氣降水和地表水入滲補給是大慶市地下水的主要補給方法，還有潛水越流補給承壓水、側向徑流補給和承壓含水層間的越流補給。其中大氣降水入滲，是最主要的補給方式，占地下水總補給量的64.2%，補給量達13.254×108m3/a[2]。

1.1.2 徑流量

根據對松遼盆地北部區域水文地質條件的研究，松遼盆地內的地下水徑流方向主要受地質構造和地貌地形條件的影響，即由山前高平原向中部低平原匯流。受區域水文地質條件控制，大慶市地下水的徑流方向總的趨勢也是由東北和北部向南部流動。

1.1.3 排泄量

大慶市由于氣候干燥，尤其是在多風少雨的春末夏初，降水量小(400～500 mm)，蒸發強度大(1100～1600 mm)，因此，蒸發是潛水的主要排泄方式。根據全國水利普查統計，大慶市規模以上地下水水源地22個，日取水量小于1萬m3的水源地有9處，日取水量在1～5萬m3的水源地有13處。

1.2 地下水開發利用程度

在大慶市城市開發建設進程中，地下水資源成為城市主要供水水源之一。1980年，全市地下水總開采量僅為2.6×108m3。其中農業灌溉及農村生活用水量為0.57×108m3，占21.9%；城鎮工業及生活用水1.63×108m3，占62.7%。1990年地下水開采量增加到3.8×108m3，比1980年增加1.5倍。20世紀90年代全市水田面積進一步擴大，加之鄉鎮企業的興起，特別是油田開采進入中后期，對地下水的開采規模更加擴大。1997年全市地下水總開采量達到5.69×108m3，為1980年地下水開采量2.19倍，為1990年地下水開采量的1.5倍。其中城鎮生活用水量0.79×108m3，占全市總開采量的13.9%；農村用水開采量2.55×108m3，占全市總開采量44.8%；工業用水開采量2.35×108m3，占全市總開采量的41.3%。

2003年大慶市地下水開采量為5.78×108m3。其中，城鎮生活用水0.80×108m3，占13.9%；工業用水2.35 ×108m3，占40.7%；農業用水2.62×108m3，占45.4%。

2014年大慶市地下水開采量為5.95×108m3。從供水對象看，農業依然是用水大戶，農業用水地下水開采量為3.38×108m3，占總開采量的56.81%；工業用水開采量為1.50×108m3，占總開采量的25.21%；生活用水開采量為0.44×108m3，占總開采量的7.39%，其他林牧漁畜、城鎮公用和生態環境等用水的開采量為0.63×108m3，占總開采量的10.59%。見圖1～2。

圖1 2014年大慶市各業地下水用水結構圖

圖2 大慶市近30 a來地下水開采量變化趨勢圖

2 地下水可開采量評價

本次調查評價地下水可開采量采用均衡法、平均布井法對潛水、承壓水分別進行計算評價。

2.1 均衡法

水量均衡法是地下水資源數量評價的基本方法。它的理論基礎是質量守恒原理，實質是在某一時間段內確定某一地下水系統的補給量與消耗量(排泄量、開采量等)之差與該均衡區地下水儲存量變化間的關系。根據地下水資源可分為補給資源量和儲存資源量兩大類的原則，采用水量均衡法可計算出不同條件下的地下水補給資源量，同時對地下水儲存資源的可恢復性和調節功能進行分析，就可以確定出地下水的可開采量，從而達到對地下水資源進行評價的目的。對于一個地下水含水層系統來說，任意一個時間段的補給量與排泄量之差，必然等于該時間段內的地下水儲存量的變化。

(1)潛水?，F狀年大慶市潛水地下水總補給量為20.639×108m3/a，計算潛水可開采量為5.309×108m3/a。

(2)承壓水?，F狀年大慶市承壓水地下水總補給量為7.390×108m3/a，計算承壓水可開采量為6.854×108m3/a。

2.2 平均布井法

2.2.1 平均布井法原理

平均布井法[3]是根據各規劃分區地下水開采條件，確定單井涌水量(q)、影響半徑(R)、年開采時間，在區域內進行布井，用這些開采井年內開采量代表該區的可開采量，計算公式如式(1)。

(1)

式中：Q開為地下水可開采量，108m3/a；q為單井涌水量，m3/h·眼；N為規劃區內平均布井數，眼；T為單井多年平均開泵時間，h/a。

規劃區內平均布井數計算見式(2)。

(2)

式中：F為規劃區布井面積，m2；F單為單井控制面積，m2；R為單井影響半徑，m。

單井影響半徑R是指當水位降深、涌水量穩定時，地下水位下降的影響范圍的半徑。確定R的主要方法為抽水試驗法、經驗公式法，一般經驗值見表1。

2.2.2 平均布井法可開采量評價

采用平均布井法計算全市承壓水可開采量，計算結果見表2～6。

表1 單井影響半徑經驗值

表2 肇州縣承壓水可開采量計算表

表3 林甸縣承壓水可開采量計算表

表4 肇源縣承壓水可開采量計算表

表5 杜蒙縣承壓水可開采量計算表

表6 大慶市區承壓水可開采量計算表

由表2～6可知，在巖性、開泵時間、單井涌水量、布井面積相同的情況下，地下水開采量隨井數增加而增加，隨單井影響半徑降低而增加。巖性為砂礫石的可開采量大于相同情況中粗砂的可開采量。

3 結 論

根據各行政區采用平均布井法計算的地下水可開采量，可以得到大慶市現狀年承壓水可開采總量，見表7。

表7 大慶市承壓水可開采量統計表

從表7中，可以看出，在其他因素都相同的情況下，市區的地下水可開采量最大，林甸縣和肇州縣面積小，但是地下水開采量大于面積相對較大的杜蒙縣和肇源縣。

[1] 劉明. 大慶市地下水資源承載力評價及用水對策研究[D]. 成都：成都理工大學,2007.

[2] 呂耀斌, 金飛. 大慶市地面變形現狀調查研究[J]. 黑龍江科技信息, 2009(12):35.

[3] 徐鵬源. 東京城鎮地下水資源評價[D].哈爾濱：黑龍江大學,2014.

Study on evaluation of groundwater exploitation in Daqing City

LI Yun

(Daqinghydrologybureauofheilongjiangprovince,Daqing163000,China)

Based on the underground water resource of Daqing, some characters of underground water were analyzed, which included its supply,runoff and discharge. The average well spacing method was applied in analyzing the amount of allowable exploitation underwater, which can be referred by planning and management of underground water resource in Daqing.

Daqing; underground water; amount of allowable exploitation

李 蕓(1986-)，女，黑龍江綏化人，工程師，主要從事水資源管理與評價工作。E-mail:412448155@qq.com。

TV21

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2096-0506(2017)03-0044-04