王府水源地可利用潜力评价

金福一,杨 威

(辽宁省水文水资源勘测局,辽宁 沈阳 110003)

1 水源地概况

王府水源地处于细河支流伊马图河下游的山间河谷平原区,佛寺水库以上,流域面积 600 km2,其中,山丘区面积492 km2。评价区域有八家子、北新丘、红帽子和元宝洼四处处雨量站,流域多年平均降雨量 450.5mm。

王府水源区域所处的河谷平原区,第四纪地层厚度4～10m。土壤以亚砂土为主,含水层厚度在 2～5 m,地下水埋深 3～8m,平均6m左右。各水源生产井地下水埋深在5～12m之间,生产井已经成为第四纪地层的集水井。

伊马图河佛寺水库以上流域水系图

王府水源地处于山前河谷区,上游山丘区面积占流域总面积的 82%,山丘区形成的地下水径流直接补给河谷平原,作为本区域地下水资源量主要补给源。下游佛寺水库属于洪水资源利用的水库,水库入库水量几乎全部为汛期洪水径流,非汛期入库水量基本为零。可见王府水源地补给量主要包括平原区的降雨入渗补给量、井灌回归补给量和山丘区的降雨地下水径流量。

2 地下水资源量推求

王府水源是阜新市最主要的地下水水源地,多年平均日开采量 3.5万 m3左右,是评价区域内主要的地下水排泄量;评价区地下水埋深大于6m,因此潜水蒸发近似为零。评价区域排泄量主要包括评价区域用水量和地下水源地开采量两项。本次评价利用排泄法计算区域水文地质参数,并根据补排关系进行平衡分析,以合理确定区域地下水资源量和区域水文地质参数,其中水文地质参数直接移用至其他水源井。根据以上思路计算补给量和排泄量,计算时长为一年。

2.1 排泄量计算

2.1.1 区域用水量

根据调查,评价区内人口 53 271人,用水 116.7万 m3;大牲畜20094头,用水 44.01万 m3;小牲畜 104 390头,用水 114.3万 m3;区域内灌溉面积 22 240亩,农业灌溉用水量为 413.6万 m3,区域内零星工业用水量 57.05万 m3。区域总用水为 745.7万 m3。

2.1.2 水源地实际开采量

根据来自阜新市自来水公司的生产记录,王府水源地多年平均产水量为1 276万 m3,现状 2007年产水量为1 083万 m3,见表 1。2.2.3 总排泄量

表1 王府水源地历年取水量统计表 万m 3

王府水源评价区域内,现状 2007年区域用水 745.7万m3,王府水源取水1 083万 m3,排泄量合计为1 289万 m3,即为评价区域地下水资源量,见表 2。

表2 王府水源地下水资源量计算表 降水量 mm;水量万m3

2.2 补给量计算

2.2.1 河谷平原区降雨入渗补给量

降雨入渗补给量是指降水(包括坡面漫流和填洼水)渗入到土壤中并在重力作用下渗透补给地下水的水量。

降水入渗补给量一般采用下式计算:Pr=10-1◦P◦α◦F

式中,Pr为降水入渗补给量(万 m3);P为降水量(mm);α为降水入渗补给系数(无因次),年降水入渗补给系数 α经验值 0.10～0.18,采用 0.15;F为均衡计算区计算面积(km2)河谷平原区面积 108 km2。

经计算区域多年平均降雨量 450.5mm,降雨入渗补给量729.8万 m3。

2.2.2 井灌回归补给量

井灌回归补给量是指井灌水(系浅层地下水)进入田间后,入渗补给地下水的水量,井灌回归补给量包括井灌水输水渠道的渗漏补给量。井灌回归补给量可利用下式计算:Q井灌=β井◦ Q井田

式中,Q井灌为井灌回归补给量(万m3);β井为井灌回归补给系数(无因次);根据调查本区域农田灌溉以旱田和菜田为主。灌溉机制每年 2次,每次 100m3/亩,根据地表岩性和河灌溉定额,灌溉入渗补给系数 β应在 0.05～0.12,采用0.08。Q井田为井灌水进入田间的水量(使用浅层地下水实际开采量中用于农田灌溉的部分,万 m3)。

经计算,评价区域 2007年灌溉水量为 413.6万 m3,井灌回归补给量为 33.09万 m3。

2.2.3 山丘区降雨入渗补给系数分析

评价区域地下水排泄量(地下水资源量)为1 829万 m3,减去平原区降雨入渗补给量 729.8万 m3,再减去井灌回归补给量 33.09万 m3,即为山丘区地下水资源量,计算为 1066万 m3。可计算出山丘区地下水产水模数为 2.17万 m3/km2,区域平均降雨量为450.5mm,山丘区单位面积降雨量为45.05万m3/km2,山丘区降雨入渗补给系数为山丘区地下水产水模数处以山丘区单位面积降雨量,为 0.048,见表 2。

2.2.4 设计条件下地下总补给量

根据现状条件下计算出的水文地质参数进行分析计算,75%保证率条件下王府水源平原区降雨入渗补给量为 597.8万 m3、井灌回归补给量为 33.09万 m3、山丘区地下水资源量为 873.4万 m3,总补给量为 1504万 m3。

95%保证率条件下,区域平原区降雨入渗补给量为473.7万 m3、井灌回归补给量为 33.09万 m3、山丘区地下水资源量为 692.1万 m3,总补给量为1 199万 m3。

3 安全性评价

3.1 供水率计算

本项研究中,以地下水源地的现状供水能力/该地下水源地的设计供水能力的比值 ×100%做为地下水源地的供水率。是表征含水层供水能力的指标。

王府水源 2007现状现状供水量为1 083万 m3,设计供水能力为3 592万 m3/d,则该水源地供水率为 30.7%。

3.2 开采率计算

本项研究中,以地下水源地的实际开采量/该地下水源区的地下水总补给量×100%做为地下水源地的开采率。是表征地下水量保证程度的指标。

王府水源现状 2007年实际开采量(含区域用水)为1 829万 m3,区域多年平均总补给量为1 199万 m3,则该水源地的开采率为 153%。

3.3 评价指标

按照地下水资源安全评价的有关文献,评价指数为 1的为水量安全水源地,为 2的为水量合格水源地,为 3的为水量不安全水源地,为 4的为水量不合格水源地。应采用上述两个评价指标中指数最大的为评价结果,见表 3。

表3 地下水源地水量安全评价指数表

3.4 评价结果

2007年现状条件下:王府水源地供水率为 30.7%,属于水量不合格的水源地;该水源地开采率为 153%,属于水量不合格的水源地。由表2可见,75%和 95%条件下,王府水源地比现状 2007年可供水量更低,因此也属于不合格的水源地。

由此可见王府水源地供水安全性保证程度不高,建议有关部们给以关注,并及时建设或启动备用水源。

[1]冮行久,阜新地区河流泥沙状况分析,[J].《东北水利水电》2008(1),52～54.

[2]冮行久,阜新经济转型期水资源开发潜力研究,[J].《地下水》2005(6),424～451.

[3]冮行久,次降雨土壤吸收量推算方法研究,[J].《中国农村水利水电》2006(2),44～46.

[4]冮行久,矿井水资源化研究与应用,[J].《节水型社会建设的理论与实践》,700～704.

[5]冮行久,辽宁西部地区土壤水预测模型与用例分析,[J].《东北水利水电》2006(2),37～40.

[6]冮行久,暴雨资料推算设计洪水及参证流域校核方法研究,[J].《东北水利水电》2005(11),30～33.

[7]冮行久,闸孔出流系数率定方法研究及个例分析,[J].《水利科技与经济》2005(12),759～761.