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        地下水動力學(xué)法確定水源地可供水量

        2012-12-14 02:52:12姚麗紅何偉才
        地下水 2012年4期
        關(guān)鍵詞:區(qū)域評價

        姚麗紅,何偉才

        (1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院,遼寧 沈陽110122;2.沈陽市沈北新區(qū)水資源管理所,遼寧 沈陽110122)

        1 水源地概況

        弓長嶺市政水源地始建于1993年,水源地位于湯河鎮(zhèn)紅花峪村,歸弓長嶺城建局管理,2006年歸凱發(fā)新泉水務(wù)(遼陽弓長嶺)有限公司管理,現(xiàn)有開采井6眼,均為巖石井,井深大致在100 m左右,水泵型號為300QJ330-42/2。1995年建2眼開采井,2000年建3眼開采井,2002年建1眼開采井,2007年現(xiàn)狀開采量380萬 m3。本區(qū)位置詳見圖1。

        圖1 弓長嶺水源地簡圖

        2 水文地質(zhì)條件

        出露地層為鞍山群磁鐵石英巖及混合巖,走向北西—南東,傾角25°~60°,巖層風(fēng)化裂隙發(fā)育,具弱富水性,鉆井自流涌水量5.73~21.34 t/d,井深 106~209 m,最深 900 m。此單斜具有良好的儲水條件,形成較好的承壓水(自流水)。櫻桃園單斜儲水構(gòu)造為背斜的一翼,地層為鞍山群石英片巖、磁鐵石英巖,走向為北北西—南南東向,傾角55°,鉆井見有承壓水賦存,含水層為強烈的風(fēng)化磁鐵石英巖。鉆井井深220~574 m,涌水量17~58.35 t/d。

        3 弓長嶺水源地地下水位監(jiān)測

        弓長嶺水源地的地下水位等值線監(jiān)測,考慮監(jiān)測井在面上的代表性及太子河地表水對地下水的影響,共布設(shè)井點6個(位置見圖2)。采用假定高程,用四等水準(zhǔn)連標(biāo)在2 d內(nèi)測量完成。

        圖2

        2009年地下水位情況一覽表 m

        4 地下水源地水量及可持續(xù)利用性評價

        弓長嶺水源地評價區(qū)域面積14.9 km2,其中平原區(qū)面積4.1 km2,山丘區(qū)面積10.8 km2。水源地位于湯河上游河谷平原區(qū),區(qū)域內(nèi)的補給源主要包括平原區(qū)的降雨入滲補給量、河道入滲補給量和山丘區(qū)降雨降雨形成的地下水徑流量。本次評價利用補給法計算區(qū)域地下水資源量,其中水文地質(zhì)參數(shù)采用弓長嶺水源地成井報告分析計算成果,并利用排泄量進行補排平衡分析。

        4.1 補給量計算

        弓長嶺水源地評價區(qū)域,平原區(qū)降水入滲補給系數(shù)α采用 0.22。

        經(jīng)計算區(qū)域多年平均降雨量756.7 mm,多年平均平原區(qū)降雨入滲補給量

        Q降=P× α ×F ×0.1=756.7 ×0.22 ×4.1 ×0.1=67.9萬 m3。

        地下水徑流補給量采用達西公式計算得:

        Q徑=K×Ⅰ×B×H×365=30×0.001×900×33×365=97.6 萬 m3。

        本評價區(qū)域山丘區(qū)降雨入滲補給系數(shù)(山丘區(qū)降雨入滲補給系數(shù)為山丘區(qū)地下水產(chǎn)水模數(shù)除以山丘區(qū)單位面積降雨量)借用郝家店水文站降雨入滲補給系數(shù)為0.010,山丘區(qū)多年平均降雨入滲補給量為 Q山=756.7×0.01×10.8=81.3萬 m3。

        弓長嶺水源評價區(qū)域(不包含河道入滲)多年平均總補給量為

        Q補=Q降+Q徑+Q山=246.8萬 m3。

        4.2 排泄量計算

        區(qū)域排泄量主要包括評價區(qū)域用水量、地下水源地開采量和潛水蒸發(fā)量三項。

        經(jīng)分析,評價區(qū)域第四紀(jì)地層厚度較小。表層土壤以亞砂土為主,厚度1~2 m,含水層厚度在1m左右,地下水埋深1.5 m左右,潛水蒸發(fā)量較大。

        潛水蒸發(fā)量是指潛水在毛細管作用下,通過包氣帶巖土向上運動造成的蒸發(fā)量(包括棵間蒸發(fā)量和被植物根系吸收造成的葉面蒸散發(fā)量兩部分)。計算方法主要采用潛水蒸發(fā)系數(shù)法

        計算公式:E=10-1·E0·C·F

        式中:E為潛水蒸發(fā)量(萬m3);E0為水面蒸發(fā)量(mm,采用E601型蒸發(fā)器的觀測值或換算成E601型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量);C為潛水蒸發(fā)系數(shù)(無因次),經(jīng)分析,潛水蒸發(fā)系數(shù)C 經(jīng)驗值 0.01~0.05,采用 0.025。;F 為計算面積(km2)。

        經(jīng)計算,評價區(qū)域多年平均潛水蒸發(fā)量為10.8萬 m3。根據(jù)調(diào)查計算,評價區(qū)域總用水為380萬 m3。

        本水源評價區(qū)域內(nèi),總排泄量為現(xiàn)狀開采量與潛水蒸發(fā)量之和,為 390.8萬 m3。

        4.3 均衡計算

        傍河開采襲奪河水按50%計算,即河水補給量約為190萬m3。湯河出庫水量50%頻率10 920萬 m3,75%頻率6 490萬 m3,95%頻率4 758萬 m3,可以滿足傍河開采需求。

        按大巴水源算法:X=Q總補+Q襲-Q總排=246.8+190-390.8=46.0 萬 m3

        4.4 設(shè)計條件下地下總補給量

        經(jīng)計算,75%保證率條件下他本水源評價區(qū)域平原區(qū)降雨入滲補給量為59.1萬 m3、地下水徑流補給量97.6萬 m3、山丘區(qū)地下水資源量為70.7萬 m3,總補給量(不包含河道入滲)為 227.4 萬 m3。

        95%保證率條件下,區(qū)域內(nèi)平原區(qū)降雨入滲補給量為47.9萬 m3、地下水徑流補給量97.6萬 m3、山丘區(qū)地下水資源量為57.4萬 m3,總補給量(不包含河道入滲)為202.8萬 m3。

        現(xiàn)狀2007年評價區(qū)域內(nèi),用水為380萬 m3,2007年水源井實際開采量為380萬 m3,潛水蒸發(fā)量為10.8萬 m3,區(qū)域總用水量(總排泄量)390.8萬 m3?,F(xiàn)狀排泄量比75%設(shè)計條件下總補給量大26.6萬 m3、比95%設(shè)計條件下總補給量大 2.0 萬 m3。

        5 安全性評價

        5.1 現(xiàn)狀條件下

        開采率:現(xiàn)狀2007年實際開采量(含區(qū)域用水和潛水蒸發(fā))為390.8萬 m3,總補給量(含河道入滲)為436.8萬 m3,開采率為90%,屬于水量安全水源地。

        5.2 75%保證率條件下

        開采率:現(xiàn)狀實際開采量(含區(qū)域用水和潛水蒸發(fā))為390.8 萬 m3,總補給量(含河道入滲)為 417.4 萬 m3,(河水補給190萬 m3)開采率為94%,屬于水量合格的水源地。

        5.3 90%保證率條件下

        開采率:現(xiàn)狀實際開采量(含區(qū)域用水和潛水蒸發(fā))為390.8萬 m3,總補給量(含河道入滲)為392.8萬 m3,開采率為99%,屬于水量合格的水源地。

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