常英明

（遼寧省葠窩水庫管理局有限責任公司，遼寧 遼陽）

凌源市節(jié)水增糧行動項目共實施節(jié)水改造灌溉21.93 萬畝，涉及20 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、66 個片區(qū)，結(jié)合區(qū)域的水文與地質(zhì)情況，將片區(qū)共劃為24 個單元，采用滴灌形式，將區(qū)域1462 眼改造井作為節(jié)水增糧灌溉水源。目前灌溉采用漫灌的灌溉方式，實際灌溉用水量為2741 萬m3，節(jié)水灌溉實施后，總?cè)∷繛?323.5 萬m3，將比現(xiàn)狀年減少1417.5 萬m3。本次以論證單元（一）為例，計算可供水量，分析該單元節(jié)水增糧取水水源可靠性。

1 基本概況

論證單元（一）主要分布在青龍河沿岸，為季節(jié)性河流，區(qū)域內(nèi)無大蓄水工程。涉及刀爾登鎮(zhèn)的南營子村和北營子村，總面積56.01 km2，其中論證單元面積9.264 km2。論證區(qū)現(xiàn)有機電井51眼，改造機電井40 眼。現(xiàn)狀年論證單元總灌溉面積6000 畝，種植的玉米作物灌溉定額125 m3/畝，則年灌溉用水量75 萬m3，采用漫灌，灌溉時間為4 月～9 月。項目實施后灌溉方式為膜下滴灌，項目片區(qū)用水量為36.21 萬m3。

區(qū)域多年平均降雨量531 mm，地質(zhì)主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積層，上部為亞粘土，下部為砂軟礫石，顆粒成分變化較大，礫石多呈棱角狀、渾圓狀，有石英砂巖、頁巖侵入體。含水層厚度5 m～10 m，地下水埋深4 m～8 m，滲透系數(shù)20 m/d～40 m/d，涌水量700 m3/d～900 m3/d。

2 論證區(qū)規(guī)劃2020 年需水量預(yù)測

結(jié)合區(qū)域用水量調(diào)查，通過分析與計算，現(xiàn)狀總用水量169.7 萬m3，全部為地下水開采，其中居民生活用水量為28.7 萬m3，工業(yè)用水量20.0 萬m3，農(nóng)業(yè)用水量121.0 萬m3?？紤]社會經(jīng)濟及節(jié)水，預(yù)測規(guī)劃2020 年總需水量為138.2 萬m3，其中規(guī)劃年本項目需水為36.21 萬m3；項目實施后較現(xiàn)狀年節(jié)水38.79 萬m3。論證區(qū)域規(guī)劃年需水預(yù)測情況見表1。

表1 論證區(qū)域規(guī)劃年需水預(yù)測情況表 單位：萬m3

3 地下水資源量計算與分析方法

關(guān)于源匯項的處理，本區(qū)域的源匯項主要包括河流側(cè)滲補給量、大氣降水入滲補給量、山前側(cè)滲補給量、人工開采量、河道排泄量和側(cè)向潛流量。

3.1 補給量計算方法

（1）河流側(cè)滲補給量

根據(jù)勘察資料及地下水動態(tài)觀測資料，在天然條件下，區(qū)域內(nèi)補給地下水。利用下式計算側(cè)滲補給量：

式中：Q 河補為河流側(cè)滲補給量，m3/d；K 為計算斷面含水層的滲透系數(shù)，m/d；H 為計算時段河水位至含水層底板厚度，m；B為河水補給帶寬度，m；I 為斷面處水力坡度。

（2）大氣降水入滲補給量

降水入滲量的多少，主要受地層巖性等地質(zhì)條件的影響。區(qū)域內(nèi)地下水水為上底層主要為亞粘土和砂軟礫石。降水補給地下水較少。采用下面的公式計算降水入滲補給量：

式中：Q 降為大氣降水入滲補給量，m3/d；α 降為降水入滲系

數(shù)；P 為多年平均有效降雨量，mm；F 為降水入滲面積，km2。

（3）山前側(cè)滲補給量

采用統(tǒng)計論證區(qū)邊界匯水面積，將匯水區(qū)的大氣降水入滲補給量作為山前側(cè)滲補給量。

式中：Q 山補為山前側(cè)滲補給量，m3/d；S 為匯水區(qū)面積，km2。

3.2 排泄量計算方法

區(qū)域內(nèi)潛水排泄量主要包括以下幾個方面：（1）人工開采量

根據(jù)當?shù)厮块T提供的資料，并參考對當?shù)卣{(diào)查，整個區(qū)域生活、工業(yè)及農(nóng)業(yè)用水全部為地下水。按照用水定額及社會經(jīng)濟指標計算區(qū)域開采量。

（2）河道排泄量

當河道水位低于兩岸地下水位時，地下水向河道排泄水量，本次河道排泄量按照下式計算：

式中：Q山補為河道的排泄量，m3/d；F 為降水入滲面積，km2；M基為河道基流模數(shù)，萬m3/（d·km2）。

（3）側(cè)向潛流量

側(cè)向潛流量發(fā)生在山前河谷平原，以潛流方式流出。利用下式計算側(cè)向潛流量：

式中：Q潛流為側(cè)向潛流量，m3/d；K 為計算斷面含水層的滲透系數(shù)，m/d；H 為計算時段河水位至含水層底板厚度，m；C 為河水潛流帶寬度，m；I 為斷面處水力坡度。

3.3 地下水開采量計算方法

單個潛水完整井出水量計算采用裘布依公式：

式中：Q 為大口井出水量，m3/d；K 為含水層的滲透系數(shù)，m/d；H為含水層厚度，m；S 為潛水完整井設(shè)計水位降深，m；R 為影響半徑，m；r 為大口井半徑，m。

3.4 水文地質(zhì)參數(shù)選取

根據(jù)抽水試驗及區(qū)域水文地質(zhì)資料等成果，確定論證單元各項計算參數(shù)如表2 所示。

表2 計算參數(shù)成果表

4 地下水可開采量計算結(jié)果與分析

4.1 補給量與排泄量平衡分析

選取論證區(qū)域1980 年～2011 年共32 年長系列降水資料，根據(jù)上述計算方法，計算論證單元補給量與排泄量，計算結(jié)果如表3 所示。

表3 1980年～2011 年多年補給量與排泄量平衡計算結(jié)果 單位：萬m3

表3 續(xù)

根據(jù)上述計算結(jié)果，論證區(qū)域多年平均地下水補給量、排泄量分別為300 萬m3、283.5 萬m3，兩者差值為16.5 萬m3，可以認為補給量與排泄量基本達到平衡，地下水開采后能夠得到及時補充。節(jié)水增糧項目實施后，規(guī)劃2020 年項目論證單元地下水開采量194.4 萬m3，占地下水量的65%，地下水供水能夠滿足論證單元需水要求。

4.2 地下水可供水量計算分析

4.2.1 85%保證率下供水量

對表2 中1980 年～2011 年32 年補給量作P-Ⅲ型頻率曲線，根據(jù)85%設(shè)計灌溉保證率要求，采用典型年方法，選取85%頻率下的典型年為1981 年，在節(jié)水增糧項目實施前后兩種情況下，對典型年1981 年進行逐月地下水供給調(diào)節(jié)計算，地下水初蓄水量為857.4 萬m3，計算結(jié)果詳見表4。

表4 典型年地下水供給調(diào)節(jié)計算結(jié)果 單位：萬m3

通過典型年分析計算，本論證單元設(shè)計保證率條件下，通過動用51.4 萬m3的地下水儲存量可保證規(guī)劃水平年的供水需求。動用的地下水儲存量占年初地下水總儲量的6.0%。

4.2.2 連續(xù)枯水年供水分析

根據(jù)1980 年～2011 年32 年補給量頻率曲線和降雨量分析，選定1980 年～1982 年作為連續(xù)3 年枯水年，在節(jié)水增糧項目實施前后兩種情況下，對連枯年份進行逐月地下水供給調(diào)節(jié)計算，計算結(jié)果見表5。

表5 連枯年份地下水供給調(diào)節(jié)計算結(jié)果 單位：萬m3

年份 月份 節(jié)水增糧項目實施前 節(jié)水增糧項目實施后蓄水量 補給量 開采量 排泄量 開采量 排泄量 蓄水量1981年1 月 794.4 12.3 3.4 18.8 9.4 18.8 794.2 2 月 787.2 11.5 3.4 18.7 9.4 18.7 787.0 3 月 779.1 16.8 3.4 24.9 9.4 24.9 778.9 4 月 773.6 15.2 5.7 20.7 14.4 20.7 773.4 5 月 765.4 15.3 12.4 23.5 23.7 23.7 765.0 6 月 757.9 15.2 12.2 22.7 24.6 24.6 755.6 7 月 755.2 26.3 17.3 29.0 29.8 29.8 752.2 8 月 756.5 24.3 11.8 23.0 21.3 23.0 753.5 9 月 762.9 23.8 6.9 17.4 17.6 17.6 759.6 10 月 761.0 15.1 6.4 17.0 16.3 17.0 757.7 11 月 760.3 12.7 3.4 13.4 9.4 13.4 757.0 12 月 759.1 12.2 3.4 13.4 9.4 13.4 755.8 1982年1 月 759.2 13.7 3.7 13.6 9.4 13.6 755.9 2 月 758.5 12.4 3.7 13.1 9.4 13.1 755.2 3 月 756.9 14.5 3.7 16.1 9.4 16.1 753.6 4 月 758.6 17.5 5.9 15.8 14.4 15.8 755.3 5 月 758.5 22.0 11.9 22.1 23.7 23.7 753.6 6 月 762.6 25.6 11.8 21.5 24.6 24.6 754.6 7 月 766.5 29.7 16.2 25.8 29.8 29.8 754.6 8 月 785.8 40.2 11.3 20.9 21.3 21.3 773.5 9 月 784.5 14.1 7.1 15.4 17.6 17.6 769.9 10 月 785.9 16.5 6.5 15.1 16.3 16.3 770.2 11 月 787.7 13.8 3.7 12.0 9.4 12.0 772.0 12 月 789.0 13.6 3.7 12.3 9.4 12.3 773.3

根據(jù)表5 計算結(jié)果，本項目論證單位開采152 萬m3地下水量可以滿足規(guī)劃2020 年需水量要求，開采量僅占初蓄水量的17%。

通過典型年和連枯年的地下水調(diào)節(jié)計算，地下水量完全能夠滿足本項目規(guī)劃年需水量，同時在上述兩種情況下開采的地下水量能夠在豐水年和平水年得到補充，不會出現(xiàn)地下水補給不足問題。

5 結(jié)語

通過節(jié)水增糧取水水源可供水量計算與分析，本次從85%保證率典型年和連枯年的地下水調(diào)節(jié)計算來看，論證單元多年平均補給量大于規(guī)劃年開采量，而且在豐、平年份能夠及時補充地下水量，得到恢復(fù)，水量是有保證的，與實際基本符合。在以后的運行期間，建議建立水資源統(tǒng)一管理制度，加強地下水水位的動態(tài)監(jiān)測，嚴格控制地下水超采。