武志勇，弓小紅

(河北省石家莊井縣水務(wù)局，河北 石家莊050300)

井陘縣威州泉是河北省西部著名的巖溶大泉.按巖溶水文地質(zhì)區(qū)劃即為以往所稱的“威州泉群”。上世紀80年代.威州泉群作為單元巖溶地下水的集中排泄區(qū).泉群平均流量7～9 m3/s。80年代以后隨著工農(nóng)業(yè)和城市發(fā)展用水量的增加.加之氣候連續(xù)干旱.威州泉群已從1990年枯季起逐漸減少排泄，個別泉相繼斷流，巖溶地下水位下降10 m左右。盡管如此.井陘縣威州泉巖溶水區(qū)仍然是石家莊市西部上游的主要水源.該水源對石家莊市的經(jīng)濟社會發(fā)展起著舉足輕重的作用。

1 巖溶水水量資源評價

1.1 相關(guān)因素分析

井陘盆地具有完整的補徑排體系，是一個獨立的水文地質(zhì)單元。威州泉域?qū)俜忾]全排型泉域，泉水溢出量研究是巖溶地下水規(guī)劃、開發(fā)及利用的主要依據(jù)。從水均衡分析，井陘盆地補給量為大氣降水量，河流、渠道滲入補給量，其中河流、渠道水來源為綿河、甘陶河入境水，排泄量主要為泉溢出量、地下水開采凈消耗量。由調(diào)查可知泉流量高值滯后降水量高值，因此確定泉溢出量與入境水量、當(dāng)年降水量、前幾年降水量、地下水開采凈消耗量、礦坑排水量相關(guān)。

1.2 參數(shù)系列的選取

根據(jù)資料掌握情況，因地下水開采量1990年以前數(shù)據(jù)含有地表水量，無法求證巖溶地下水真實開采量，2006－2009年泉流量經(jīng)多方收集未得(注:河北省電力勘測設(shè)計院未進行觀測)，因此參數(shù)系列選取為1990－2005年，共16年。

1.3 威州泉群溢出量相關(guān)分析

1.3.1 一元線性相關(guān)分析

1)泉群溢出量與降水量

利用1987－2005年降水量和1990－2005年泉群溢出量(見表3－16)，分別作1990－2005年泉群溢出量與當(dāng)年降水量平均值，前二年、前三年……前八年降水量平均值作相關(guān)分析。

通過相關(guān)分析計算，可看出泉群溢出量與前兩年降水量平均值相關(guān)系數(shù)最高，相關(guān)系數(shù)為0.717 7，見表1及圖1。

表1 泉群溢出量與各年平均降水量相關(guān)系數(shù)表

圖1 威州泉群不同年數(shù)降水量平均值與相關(guān)系數(shù)曲線

2)泉群溢出量與地下水開采量、礦坑排水量

利用1990－2005年泉群溢出量與地下水開采量、礦坑排水量之和作相關(guān)曲線，見圖2，相關(guān)系數(shù)R為0.1540。說明泉群溢出量與地下水開采量、礦坑排水量之和相關(guān)不明顯。

圖2 泉群溢出量與地下水開采量、礦坑排水量之和關(guān)系曲線圖

3)泉群溢出量與入境水量

入境水量來源為綿河、甘陶河入境水量之和，1990－2005年平均值為23 469萬 m3。利用泉群溢出量與入境水量作相關(guān)曲線，見圖3，相關(guān)系數(shù) R為0.916 1。說明泉群溢出量與入境水量相關(guān)性強，主要原因為入境水量在利用過程中多就地入滲，補給地下水。

圖3 泉群溢出量與入境水量相關(guān)曲線圖

1.3.2 多元線性相關(guān)分析

根據(jù)一元相關(guān)得知，泉群溢出量與入境水量最為密切，兩年內(nèi)平均降水量次之，開采量相關(guān)性最低?，F(xiàn)利用多元回歸方程:

對泉群溢出量與降水量(當(dāng)年、前一年、前二年、前三年……)、地下水開采量和礦坑排水量之和以及入境水量做三元、四元、五元、六元、七元……相關(guān)回歸計算，復(fù)相關(guān)系數(shù)見表2。

由表2可知復(fù)相關(guān)系數(shù)均較高，說明泉群溢出量與降水量、地下水開采量和礦坑排水量之和、入境水量三者呈線性關(guān)系，且相關(guān)性好。

表2 多元相關(guān)系數(shù)對比表

利用三元、四元、五元、六元……回歸方程計算出各自泉群溢出量，通過均方根誤差計算結(jié)果(見表3)得出:計算所得泉群溢出量與實測泉群溢出量在六元相關(guān)時均方根誤差最小，為657.3萬 m3。說明泉群溢出量與當(dāng)年降水量、前一年降水量、前兩年降水量、前三年降水量，地下水開采量和礦坑排泄量之和，入境水量關(guān)系最為密切，復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.985 0，其回歸方程為:

其中:x0為當(dāng)年降水量;x1為前1年降水量;x2為前2年降水量;x3為前3年降水量;x4為當(dāng)年地下水開采量和礦坑排泄量之和;x5為當(dāng)年入境水量

表3 均方根誤差對比表 萬m3

利用六元回歸方程對泉群溢出量進行插補延長，將系列延長至2009年，見表4。

表4 井陘盆地地下水資源溢出量表 萬m3

1.3.3 泉群溢出量現(xiàn)狀

本次5月份實測威州泉群段莊－孫莊橋流量為5.56 m3/s，根據(jù)《河北省井陘盆地坑口電站供水水文地質(zhì)普查報告》(1985年)，威州泉群段莊－坡頭5月份溢出量占全年溢出量的8.1%，威州泉群段莊－坡頭溢出量占整個泉群溢出量的70%，計算得2010年威州泉群溢出量為25 165萬 m3。

由表4可知插補延長所得2009年泉群溢出量為22 942萬 m3，參照2010年實測計算出的泉群溢出量為25 165萬m3，可知六元回歸方程對地下水溢出量2006－2009年進行插補延長所得值是正確的。

2 地下水資源量計算

2.1 地下水溢出量計算

由表4可知，1990年－2009年地下水資源平均溢出量為22 829萬m3。

2.2 開采凈消耗量

地下水開采凈消耗量為城鎮(zhèn)生活及工業(yè)用水、農(nóng)灌用水、農(nóng)村用水、畜牧用水的凈消耗量與礦坑排水量之和，1990年－2009年開采凈消耗量平均值為3 832萬 m3，見表5。

表5 開采凈消耗量統(tǒng)計表 萬m3

表6 地下水資源量統(tǒng)計表 萬m3

2.3 地下水資源量

依據(jù)井陘盆地水文地質(zhì)條件以及掌握的資料情況，本次地下水資源量計算采用排泄量法。井陘盆地地下巖溶水潛排數(shù)量不大，在此不予考慮，因此地下水資源量為地下水溢出量、開采凈消耗量之和。通過計算，1990年－2009年地下水資源量見表6，其平均值為26 661萬 m3，因此地下水資源量為26 661萬 m3。

3 保證程度分析

通過上述可知1990年－2009年溢出量平均值為22 829萬 m3，開采凈消耗量平均值為3 832萬 m3，地下水資源量為26 661萬 m3，通過本次測流計算得出2010年威州泉群溢出量為25 165萬 m3，可見地下水資源量是有保證的，并且井陘盆地其用水可通過豐水年份集中補給、枯水年分散消耗來調(diào)節(jié)，具有一定的調(diào)蓄空間。