涉縣地下水資源量計算對比分析

徐芳艷

(河北省邯鄲水文勘測研究中心，河北 邯鄲 056001)

涉縣位于太行山東麓，河北省西南部，晉冀豫三省交界處。素有“秦晉之要沖，燕趙之名邑”美稱。總面積1 489 km2。涉縣縣域內出露地層主要有中元古界長城系的大紅峪組的石英砂巖，與古生界寒武、奧陶系以濱海相、淺海相沉積的碳酸鹽類地層為主。新生界第四系沖洪積粘土礫石混雜堆積，沖洪積殘坡積松散堆積物及砂卵礫石。

巖漿巖主要為中生代燕山期中性巖漿侵入體，主要為符山巖體及涉縣盆地西側巖脈。涉縣構造單元屬于武安凹斷束。位于贊皇背斜南側傾沒端的前沿部位，主要由古生界地層組成。在燕山期北部褶皺抬升的同時，該區則以斷裂形式進行調整，因此斷裂構造櫛比鱗次。

本文計算了各鄉鎮2001-2016年的排泄量。利用兩種方法，一種方法為根據東風湖泉域的特殊性，分別計算了涉縣東風湖泉域的地下水資源量、東風湖以外區域地下水資源數量(以下簡稱“分項計算”)；另一種為沒有將東風湖泉域單獨列出來，僅按區域地下水資源數量評價的排泄量算法(以下簡稱“排泄量法”)來進行計算。

1 分項計算

涉縣區域面積為1 489.0 km2，其中：涉縣東風湖區域面積為645.0 km2，東風湖以外區域面積為844.0 km2。水資源分區劃分為2個Ⅲ級流域分區，分別為滏陽河山區256.0 km2，漳河山區1 233.0 km2；行政分區按涉縣現狀行政區劃分為17個鄉鎮。涉縣縣域圖見圖1。

1.1 東風湖第四系地下水資源評價

東風湖第四系地下水資源評價依據《河北省邯鄲市水資源研究》中的東風湖地下水資源量計算方法，采用總排泄量法。泉域內巖溶裂隙水的排泄量受地下水庫容量調節作用的影響，具有以豐補歉，天然的疏干與恢復功能。因此巖溶裂隙水的多年平均排泄量基本上反映了巖溶裂隙水的天然資源量。即：

Q總排=Q泉排+Q開

(1)

式中：Q總排為泉域內地下水多年平均排泄量(m3/s)；Q泉排為泉域內多年平均泉排量(m3/s) ；Q開為泉域內地下水多年平均人工開采量(m3/s)。

東風湖泉域多年平均泉排量計算。東風湖泉群出露于河谷區，無法直接測得泉流量。但可根據泉群出露區上下斷面基流量差法近似求得。但區內測得的下斷面流量包括部分污水排放量，計算時應減去。即：

Q泉排=Q下斷-Q上斷-Q污

(2)

式中：Q下斷為泉群出露區下斷面基流量(m3/s)；Q上斷為泉群出露區上斷面基流量(m3/s)；Q污為污水排放量(m3/s)。

根據水資源研究一書中的方法，下斷面流量，可用泉群出露區下游17 km處的匡門口站代替；上斷面流量，采用2001-2016年枯、平水年枯季因索堡～涉縣橋段的滲漏而斷流時清漳河上游劉家莊站(本區邊界附近)多年平均流量代替滲漏補給量。經統計地表水多年滲漏補給量為0.763 m3/s；污水排放量計算，區內污水排放置無詳細的觀測資料。據調查，近十年，區內工業發展迅速，工業用水量猛增，凈消耗量相對較小，污水排放量大，綜合污水排放系數采用0.4。

經分析計算，涉縣東風湖泉域2001-2016年平均泉流量為1.416 m3/s，即1.061 8億 m3；平均排泄量為2.7 m3/s，即0.8516億 m3。

圖1 涉縣縣域圖

1.2 其它區域地下水資源數量評價

受地殼運動和外力侵蝕作用，山丘區的水文地質條件十分復雜，由此造成山丘區的地下水分布不均勻，具有方向性、分帶性和分段性。但由大氣降水形成的地下水，也會形成地下徑流，常以泉或局部沉積層中的潛流形式出現，或排入河流，或出露為泉，補排機制變得較為簡單。細則規定：多年平均地下水資源量采用排泄量法計算。山丘區地下水資源計算公式為：

Q總排=Rg+Q側+Q泉排+Q采耗+ε淺蒸+Q其排

(3)

式中：Q總排為地下水總排泄量；Rg為天然河川基流量；Q側為山前側向流出量；Q泉排為山前泉水溢出量；Q采耗為地下水開采凈消耗量；Q其排為其他排泄量(包括礦坑排水凈消耗量等)；ε淺蒸為潛水蒸發量。

經調查，涉縣山區潛水蒸發面積很少，忽略不計，且2001-2016年間，涉縣山丘區沒有其他排泄量(包括礦坑排水凈消耗量)。涉縣地下水資源量僅計算河川基流量和地下水開采凈消耗量(表1)。

表1 涉縣(水資源分區)地下水資源量成果表 萬m3

1.3 2001-2016年多年平均地下水資源量

將東風湖和其它區域地下水資源量進行匯總計算，2001-2016年涉縣多年平均地下水資源量為1.441 0億 m3。其中，東風湖泉域多年平均地下水資源量為0.851 6億 m3，東風湖以外區域多年平均地下水資源量為0.589 4億 m3。

2 排泄量法

涉縣地下水資源量排泄量法同其它區域地下水資源量計算，即多年平均地下水資源量采用排泄量法(表2)。

表2 涉縣(水資源分區)地下水資源量成果表 萬m3

經調查，涉縣山區潛水蒸發面積很少，忽略不計，且2001-2016年間，涉縣山丘區沒有其它排泄量(包括礦坑排水凈消耗量)，涉縣地下水資源量僅計算河川基流量和地下水開采凈消耗量。即山丘區地下水資源計算公式為：

Q總排=Rg+Q采耗

式中符號意思同1.2。

表3 地下水資源量評價成果比較表 萬m3

3 成果比較分析

利用涉縣2001-2016年系列地下水資源量計算的兩種方法分別與邯鄲市同系列成果相比。其中，分項計算比邯鄲市系列偏多0.181 2億 m3，偏多幅度為14.4%。合并計算比邯鄲市系列偏多0.237 3億 m3，偏多幅度為18.8%。分析主要原因是縣級評價所用地下水開采量計算更細致，另外一個原因為東風湖單獨列出進行了計算。涉縣地下水資源量成果與以往成果比較見表3。

用兩種不同算法得出的各鄉鎮地下水資源量有所不同，特別是城關鎮、索堡、聊城、偏店、鹿頭五個鄉鎮差別較大，相差幅度絕對值大于30.0%。其它四個鄉鎮地下水資源量對比變化幅度較小。在變化較大的五個鄉鎮中，城關鎮為地下水開采凈消耗較大的鄉鎮，其它四個鄉鎮不大。涉縣東風湖泉域兩種不同算法地下水資源量對比圖見圖2。

圖2 涉縣東風湖泉域兩種不同算法地下水資源量對比圖

4 結語

(1)本次計算所用資料為涉縣2001-2016年系列，資料系列較長且準確可靠，即便如此，涉縣地下水資源評價里用的“分項計算法”、“排泄量法”均與同系列市評價所計算的數據輕微有差別，但是“分項計算法”與市系列更為接近，同時考慮到東風湖巖溶水的特性，故選用東風湖“分項計算法”來計算地下水資源量。

(2)用兩種不同算法得出的各鄉鎮地下水資源量有所不同，相差幅度絕對值大于30.0%。說明不同計算方法，不同鄉鎮地下水資源量會有不同，兩種方法差值變幅與地下水開采凈消耗量關系不明顯。