基于承壓水層的大慶市地下水資源量的計算

劉 琦

(黑龍江省水文局，哈爾濱 150001)

基于承壓水層的大慶市地下水資源量的計算

劉 琦

(黑龍江省水文局，哈爾濱 150001)

大慶市作為中國的石油大城，其主城區長期過量開采承壓水層地下水，致使地下水水位持續下降。文章依據調查和資料顯示，著重分析了大慶市地下水主要的補給和排泄水量，為大慶市水資源的優化與配置提供技術支撐。

大慶市；地下水；承壓水層；水資源量

1 研究區概況

大慶市是我國石油、石化生產基地，是大慶地區政治、經濟、文化中心，城市建設日新月異。水資源是大慶市城市建設和經濟發展的基礎，地下水資源開采量占大慶市水資源需求總量的65%以上，地下水是否可持續利用是大慶市可持續發展的關鍵制約因素之一[1]。

承壓水層地下水作為文章的研究對象，通過對不同水量的演算分析，對地下水資源的補給和排泄情況有了總體了解，使地下水的配置情況更清晰化，對未來大慶市水資源的合理開發利用和地下水位監測都具有重要意義。

2 承壓水層地下水資源量的計算

2.1 方法依據

大慶市地下水含水層較多，分布較廣，埋深較大。本次地下水資源計算評價以現狀開采目的層為評價對象，同時對生產生活已開發利用并與第四系孔隙潛水有密切水力聯系的第四系孔隙弱承壓水進行計算。

2.2 地下水總補給量的計算

側向補給量和越流補給量組成了承壓水總補給量。補給量計算式為：

Q承補=Q側+Q越

(1)

式中：Q側為承壓水側向徑流補給量；Q越為承壓水越流補給量。

依據大慶市地貌地質構造和水文特征情況，西部承壓水含水層以泰康組缺失線為界，該線以西為西部含水層范圍，其邊界為：東部以泰康組含水層邊界為界，西部以嫩江為界，北部以林甸縣行政區界為界，南部以松花江為界，面積為14841.76km2。

東部含水層范圍為泰康組缺失線以東，明水組缺失線以北(不包括大慶長垣)，面積為2403.17km2。

東南部含水層范圍為泰康組缺失線以東，明水組缺失線以南(不包括大慶長垣)，面積為2814.59km2。如圖1所示。

2.2.1 側向補給量計算

在大慶市調查評論區域，第三系大安組含水層主要接受潛水含水層越流補給，東部邊緣接受微量的側向補給。計算公式：

Q承側補=365KMIB=365TIB

(2)

式中：K為滲透系數；M為含水層厚度，m；I為地下水水力坡度；B為含水層垂直于地下水流向的寬度，m；T為含水層的導水率，m2/d。

由于大慶西部受油田開發過度開采地下水，已形成區域地下水降落漏斗區，漏斗區內，第四系底部砂礫石泰康組及第三系含水層廣泛接受上部潛水垂向越流補給。水力坡度根據實測資料繪制地下水等值線計算所得，經計算西部區域承壓水含水層側向補給量為1.419×108m3/a。

圖1 大慶市含水層系統分布圖

大慶東部由于地下水過度開采，同樣也形成區域地下水降落漏斗區。根據地下水長觀井實測資料繪制等水位線，根據地下水流向計算東部地下水側向補給部分所需參數，經計算東部區域承壓水含水層地下水側向補給量為0.412×108m3/a。

經計算東南部承壓水含水層地下水側向補給量為0.364×108m3/a。見表1。

表1 大慶市承壓水側向補給量計算表

2.2.2 越流補給量計算

根據地質結構及地層剖面分析，大慶市第四系潛水與第三系承壓水水力聯系密切，廣泛接受上部潛水垂向越流補給，越流補給量采用下面公式計算。見表2。

(3)

Q越=σ×A×t△S

(4)

式中：k′為弱透水層的滲透系數，m/d；b′為弱透水層的厚度，m；Q越為越流補給量，m3/a；A為越流補給面積，m2；t為時間，365d；△S為弱透水層兩側的水頭差值，m。

表2 大慶市承壓水越流補給量計算表

2.3 地下水排泄量計算

2.3.1 承壓水側向排泄量

排泄量采用下面公式計算。見表3。

Q承側排=365KMIB=365TIB

(5)

式中：K為滲透系數；M為含水層厚度，m；I為地下水水力坡度；B為含水層垂直于地下水流向的寬度，m；T為含水層的導水率，m2/d。

表3 大慶市承壓水側向排泄量計算表

2.3.2 承壓水人工開采量

承壓水的人工開采形式主要是水源地和機電井的開采，研究年大慶市承壓水人工開采量為1.191×108m3/a。

3 結 論

文章從地下水補給和地下水排泄兩方面闡述大慶市承壓水層地下水的綜合使用情況。地下水總補給量為7.390×108m3/a，地下水綜排泄量為1.727×108m3/a。總補給量是總排泄量的4.28倍。綜上所述，研究年大慶市承壓水含水層水量補排均衡分析見表4。

表4 大慶市承壓水含水層水量均衡統計表

[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.

1007-7596(2017)07-0088-02

2017-06-24

劉琦(1989-)，女，遼寧遼陽人，工程師，從事水文測報預報工作。

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