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        水均衡法在白楊河勘查區(qū)地下水資源計算中的應(yīng)用

        2016-10-21 08:56:29
        地下水 2016年5期
        關(guān)鍵詞:白楊河水資源量潛水

        王 璐

        (新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊,新疆 烏魯木齊 830000)

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        水均衡法在白楊河勘查區(qū)地下水資源計算中的應(yīng)用

        王璐

        (新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊,新疆 烏魯木齊 830000)

        我國新疆地區(qū)煤、鐵等礦產(chǎn)蘊(yùn)藏量巨大,這些資源的開發(fā)極大地推動了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展,但是也給地下水資源帶來嚴(yán)重破壞,精確地掌握地下水資源情況對保障當(dāng)?shù)鼐用裼盟踩?、指?dǎo)正常生產(chǎn)有著重要意義。以新疆白楊河勘查區(qū)為實(shí)例,介紹了水均衡法在計算地下水工程中的應(yīng)用,為以后類似的地質(zhì)勘查工作提供了一定的可借鑒經(jīng)驗(yàn)。

        水均衡法;白楊河;地下水資源;應(yīng)用

        地下水是水資源的重要組成部分,在保障居民生活、支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展和維持生態(tài)平衡等方面都起著無可替代的作用。我國新疆地區(qū)地下水資源量約為85億 m3,位居全國第四位[1]。但隨著近年來對地下礦產(chǎn)資源的開發(fā),新疆的生態(tài)環(huán)境不斷惡化,水質(zhì)污染情況也較為嚴(yán)重??茖W(xué)地計算水資源量是保護(hù)地下水的重要工作之一,而水均衡法具有計算簡單、結(jié)果精確等突出優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用。

        1 水均衡法的原理介紹

        水均衡法其本質(zhì)是指在勘查區(qū)域內(nèi),根據(jù)地下水動力平衡基本原理來預(yù)計該區(qū)域地下水“可能涌水量”的一種方法。該方法以地下水為分析對象,對區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件認(rèn)知要求相對較低,適合較為大范圍內(nèi)的地下水資源量的計算。水均衡法基本表達(dá)式如(1)所示。計算地下水資源量需要綜合分析區(qū)域內(nèi)地下水的補(bǔ)給、賦存及開采條件,其中包括的因素又有很多,總體是一個動態(tài)的過程[2]。

        GW補(bǔ)-GW耗=ΔGW

        (1)

        式中:GW補(bǔ)為地下水補(bǔ)給量;GW耗為地下水排泄消耗量;ΔGW為地下水蓄變量。

        2 工程概況

        白楊河勘查區(qū)位于新疆自治區(qū)西北部,轄屬四個行政

        區(qū),分別為塔城地區(qū)和布克賽爾蒙古自治縣(占勘查區(qū)面積的29%),額敏縣(占18%),托里縣(占32%)以及克拉瑪依市(占21%)。該勘查區(qū)內(nèi)煤炭賦存量超過300億噸,本次工程的主要任務(wù)是在地表水資源評價基礎(chǔ)上,利用水均衡法計算區(qū)域平原區(qū)地下水資源量,進(jìn)一步查明區(qū)域水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀,確定地下水開采潛力及詳查區(qū)地下水允許開采量,提出煤炭基地供水方案建議。

        3 水均衡法在白楊河勘查區(qū)地下水資源計算中的應(yīng)用分析

        本工程以地下水系統(tǒng)或水文地質(zhì)單元為基本評價單元,計算邊界盡量采用自然邊界。地下水評價結(jié)果應(yīng)扣除分區(qū)重復(fù)計算量及井灌回歸量。在一般區(qū)域采用水均衡法評價地下水資源量,重點(diǎn)區(qū)域采用水量均衡法和數(shù)值模型法進(jìn)行對比計算。

        3.1相關(guān)系數(shù)的確定

        本勘查區(qū)主要包括降水、河道、渠系、田間的入滲補(bǔ)給系數(shù)和潛水蒸發(fā)系數(shù)。具體統(tǒng)計結(jié)果如下:

        3.1.1降水入滲補(bǔ)給系數(shù)α

        比照相似地區(qū),采用新疆均衡場地中滲透儀測定的不同地下水埋深、不同巖性、不同降水量的降水入滲補(bǔ)給系數(shù)取值區(qū)間(見表1)[3]。

        表1 降水入滲補(bǔ)給系數(shù)α經(jīng)驗(yàn)值匯總表

        3.1.2河道入滲補(bǔ)給系數(shù)ρ

        采用本次河渠測流實(shí)測值,同時與新疆地礦局、水利廳在各地實(shí)測值、經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行比照(見表2、表3)。

        表2 本次工作河道滲漏補(bǔ)給系數(shù)ρ實(shí)測值表

        表3 不同部門河道滲漏補(bǔ)給系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值表

        3.1.3渠系入滲補(bǔ)給系數(shù)γ

        據(jù)新疆水利廳水文總站在全疆各地的野外實(shí)測資料,并結(jié)合本次野外實(shí)際調(diào)查資料,本工程渠系滲漏修正系數(shù)見下表4。

        表4 渠系滲漏修正系數(shù)γ

        3.1.4田間入滲補(bǔ)給系數(shù)β

        田間灌溉水入滲補(bǔ)給主要受地層巖性、灌溉定額、地下水位埋深等多方面因素的共同影響[4]。根據(jù)勘查區(qū)地下水均衡試驗(yàn)場的實(shí)測資料和新疆水利廳野外試驗(yàn)成果,給出符合本區(qū)實(shí)際情況的田間灌溉入滲系數(shù),見表5。

        表5 田間入滲補(bǔ)給系數(shù)β表

        3.1.5潛水蒸發(fā)系數(shù)

        影響潛水蒸發(fā)的因素有包氣帶巖性、潛水位埋深及植被發(fā)育等,勘查區(qū)的地下水淺埋區(qū)基本都覆蓋有植被,故計算時將潛水蒸發(fā)、蒸騰量合并計算。本次潛水蒸發(fā)系數(shù)的確定主要依據(jù)勘查區(qū)地下水均衡場地滲儀觀測資料確定,具體結(jié)果見表6[5]。

        表6 潛水蒸發(fā)系數(shù)表

        3.2白楊河勘查區(qū)地下水資源的均衡計算

        水量均衡區(qū)以勘查區(qū)中各地下水系統(tǒng)的平原區(qū)為基礎(chǔ),根據(jù)評價原則及邊界形態(tài),劃分為三個均衡計算亞區(qū):北洼地計算區(qū),面積為700.20 km2;白楊河谷地計算區(qū),面積為2 080.00 km2;烏爾禾計算區(qū),面積為1 861.10 km2。表7是針對白楊河勘查區(qū)地下水資源量水均衡的詳細(xì)計算項目及公式[6]。

        表7 白楊河勘查區(qū)地下水資源均衡計算公式表

        經(jīng)計算:白楊河勘查區(qū)地下水總補(bǔ)給量為21 311.96萬 m3/a,總排泄量為21 544.07萬 m3/a,動用儲存量為零,統(tǒng)計誤差|δ|=1.14%,計算結(jié)果符合要求。

        4 結(jié)語

        地下水資源量直接制約了當(dāng)?shù)鼐用竦恼I罴吧鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展,水均衡法在前期工作量、計算過程、計算結(jié)果等方面相對于其他方法都具有較為明顯的優(yōu)勢。本文以白楊河勘查區(qū)地下水資源量計算為實(shí)例,介紹分析了水均衡法的應(yīng)用情況,為今后該區(qū)域煤炭資源的開采提供了較為可靠的參考依據(jù)。

        [1]李曉英,顧文鈺.水均衡法在區(qū)域地下水資源量評價中的應(yīng)用研究[J].水資源與水工程學(xué)報.2014,(02):15-18.

        [2]吳文強(qiáng),李文文.水均衡與數(shù)值模擬法在地下水資源評價中對比應(yīng)用[J].中國農(nóng)村水利水電.2009,(06):32-35.

        [3]戴巖柯,崔世新.水均衡法和數(shù)值模擬法在礦坑深部涌水量預(yù)測中的比較——以西石門鐵礦為例[J].地下水.2010,(01):56-58.

        [4]張春志,劉繼朝.淺議均衡法在地下水資源評價中的應(yīng)用[J].西部探礦工程.2005,(07):25-28.

        [5]謝新民,柴福鑫.地下水控制性關(guān)鍵水位研究初探[J].地下水.2007,(06):37-40.

        [6]金滿娥,李龍輝.利用水均衡法計算山前側(cè)向補(bǔ)給量[J].黑龍江水利科技.2005,(03):46-48.

        2016-03-14

        王璐(1987-),男,山西長治人,助理工程師,主要從事水文地質(zhì)方面的工作。

        P641.8

        B

        1004-1184(2016)05-0023-02

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