基于康平县地下水可动用储量计算方法探讨

于保慧

（辽宁省水文局，沈阳 110003）

基于康平县地下水可动用储量计算方法探讨

于保慧

（辽宁省水文局，沈阳 110003）

地下水动态是指在有关因素影响下，地下水的水位、水量、水化学成分、水温等随时间的变化状况。地下水动态提供含水层或含水系统的系列信息。在验证所作出的水文地质结论或所采取的水文地质措施是否正确时，地下水动态是十分重要的。地下水动态受气候、水文、地质和人类活动等因素的影响，受气候、水文、地质等因素影响的，称“天然因素影响的地下水动态”，受人类活动影响的称“人类活动影响下的地下水动态”。文中运用水均衡分析对该地区的地下水可动用储量计算的方法进行了探讨。

地下水；储量；计算方法；康平县

1 自然概况

康平县位于辽宁省北部，东西长约73km，南北宽58km，总面积2175km2。地形为平原与丘陵相接地带，东北为辽河平原，西南为医巫闾山余脉。市内地形特点是西高东低。西北部以医巫闾山余脉丘陵区，东部是广阔的冲洪积平原，地形平坦，土质肥沃，自西北向东南倾斜，南部低洼。

2 气候特征

康平县地处北温带北缘，冬冷夏热，四季分明，全年多西南风，春季干旱少雨，为半干旱半湿润大陆性季风气候。年平均气温6.9℃，平均无霜期为151d，初霜最早为9月10日，终霜最晚为5月15日。平均日照时数为2867.6h，4—9月份日照时数为1552h。多年平均降水量514.3mm，大部分集中在7—8月，约占全年降水量50.9%，作物生育期（4—9月）降水量为573.7mm。多年平均蒸发量为1881.4mm，作物生育期蒸发量为1582.4mm，占年蒸发量的84.1%。

3 河流水系及水文地质

县内有西辽河、公河、利民河、马莲河等几条河流，由于近几年干旱少雨，利民河、马莲河等中小河流多已成为季节性河流。

西辽河发源于河北省七老图山的光头山，海拔1490m。流域地形为西高东低，北高南低，自然比降为0.759%。西辽河在境内河流较短，仅有河长6.4km，主槽宽 30～80m，两岸堤距为1520～3400m，沿岸土地肥沃是康平县重要产粮区［1］。

公河源出自康平县山东屯乡马家铺北洼地，南流经四间房西、王家屯西、西河沿西南流，经河夹信子西、圈河西南流，经陈家坨子、贾家窝堡东南流，经任家店、高家马圈子南流、到老头山入辽河。河长35km，河宽 18～30m。堤距 30～80m，比降为0.3%，控制面积为214.7km2。

郝官镇、北三家子街道、北四家子乡和两家子乡属辽河流域，地下水贮量较丰富，属辽河冲积平原第四系地层，地下水以松散岩类孔隙水为主。含水层厚度30～50m，含水层组成岩性主要为中细砂、中粗砂，单井涌水量2000～3000m3／d左右，水化学类型为重碳酸钙钠型水。地下水主要补给来源为降水入渗，有少量地下径流补给，局部有地表水渗漏补给和灌溉入渗补给。项目区属于辽河平原，区内海拔高程在80m左右，项目区属于中等风、水侵蚀区。

4 地下水资源分析

4.1 水均衡分析

公河单元补给量包括：降水入渗补给量、侧向入渗补给量、灌溉入渗补给量。排泄量包括：河道排泄量、潜水蒸发量、侧向流出量和浅层地下水实际开采量。地下水补排量要进行水均衡分析，以提高计算成果的可靠性。水均衡公式为：

式中：Q补为论证区总补给量；Q排为论证区总排泄；μ为地下水水位变幅带给水度；△h为论证区水位变幅；△t为计算时段长度。

4.2 补给量计算

4.2.1 降水入渗补给量

降水入渗补给量采用下式计算：

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；F为均衡计算区计算面积，km2。

公河单元降水量采用海州、牤牛河、郝官屯站1980—2011年实测降水系列值；本单元位于辽宁省第2次水资源评价划定的辽宁中部平原区范围内，属辽河中游河谷平原，地表主要岩性为中细砂、亚砂土，1980—2011年降水入渗系数α采用公式：y＝－0.0071x2＋0.099x－0.0662计算。依据以上资料计算得出1980—2011年论证区降水入渗补给量系列值。

4.2.2 侧向流入量

以地下潜流形式流入论证区的水量称为侧向流入量。本单元采用地下水动力学法（剖面法）计算，即沿均衡计算区的地下水下游边界切割计算剖面，利用公式计算侧向流入量。侧向流入量采用下式计算：

式中：Q侧为年侧向流入量，万m3；K为剖面位置的渗透系数，m／d；I为垂直于剖面的水力坡度，无因次；A为剖面面积，m2；t为计算时间，d，取365d。

本次论证以东王家街地下水监测站为代表站，选取1980—2011年实测地下水位变化过程，得出论证区侧向流入量1980—2011年系列值。参数选取和计算成果见表1。

表1 公河单元侧向流入量多年平均值计算成果表

4.2.3 灌溉入渗补给量

引地下水灌溉农田，经包气带入渗到地下的水量称为灌溉入渗补给量。灌溉入渗补给量计算公式为：

式中：Q灌渗为灌溉入渗补给量，万m3，Q灌溉水量为历年灌溉水量，万m3，α为灌溉水入渗系数，由于项目区灌溉作物主要是旱田、水田及菜田，以井灌为主，因此参照全省各地的试验资料，考虑各灌区岩性及灌溉定额确定灌溉入渗系数采用值为α＝0.2。

4.3 排泄量计算

4.3.1 侧向流出量侧向流出量采用下式计算：

式中：Q侧出为年侧向流出量，万m3；K为剖面位置的渗透系数，m／d；I为垂直于剖面的水力坡度，无因次；A为剖面面积，m2；t为计算时间，d，取365d。

本次论证以东王家街地下水监测站为代表站，选取1980—2011年实测地下水位变化过程，得出论证区侧向流出量1980—2011年系列值。参数选取和计算成果见表2。

表2 公河单元侧向流出量多年平均值计算成果表

4.3.2 河道排泄量

当河道内河水水位低于岸边地下水水位时，地下水向河道排泄，排泄的水量称为河道排泄量。河道排泄量采用达西公式计算：

式中：Q河排为河道排泄量，万m3；K为剖面位置的渗透系数，m／d；I为垂直于剖面的水力坡度，无因次；A为单位长度河道垂直于地下水流向的剖面面积，km2；L为河道或河段长度，m；t为河段过水时间，d，取184d。参数选取和计算成果见表3。

表3 公河单元河道排泄量多年平均值计算成果表

4.3.3 潜水蒸发量

潜水蒸发量计算公式为：

式中：E为潜水蒸发量，万m3；E0为水面蒸发量，mm，采用E601型蒸发器的观测值或换算成E601型蒸发器的蒸发量；C为潜水蒸发系数，无因次；F为计算面积，km2。

本次论证以巨流河蒸发站为代表站，折算系数0.57。潜水蒸发系数C，根据单元区岩性、地下水埋深、降水量，综合考虑所确定，见表4。得出论证区潜水蒸发量1980—2011年系列值。

表4 潜水蒸发系数表

4.3.4 实际开采量

该单元浅层地下水实际开采量（调查统计成果）做为本单元1980—2010年浅层地下水实际开采量。

5 地下水可动用储量计算

地下水可动用储量是指潜水含水层水位至多年最低水位之间的地下水储量，主要表示潜水含水层的最大水量调节能力，地下水可动用储量采用体积法：

式中：W为潜水含水层地下水可动用储量，m3；V为潜水含水层变幅带体积，m3；μ为潜水变幅带给水度。

潜水含水层变幅带体积主要通过此次地下水统测获得的地下水水位资料，通过东王家街代表站历年水位得出论证区历年潜水含水层水位，计算潜水含水层变幅带体积。

公河单元水位变幅带给水度取0.085，水位变幅依据东王家街地下水站推求，通过计算结果可知，公河单元 1980—2011年累计均衡差为－3137.44万m3。实测水位变幅为下降1.19m，实际地下水蓄变量为 －3104.46万m3，相对误差为1.06%，计算结果较可靠。

［1］王瑞久.山西娘子关泉的地下水储量估算［J］.水文地质工程地质，1984（06）：34－38.

Discussion on Calculation Method of Groundwater Reserves in Kangping County

Yu Bao-hui
（Liaoning Province Hydrology Bureau，Shenyang 110003，China）

Groundwater regime refers to the changes in groundwater level，quantity，water，chemical composition，water temperature etc.，with time influenced by relevant factors. Groundwater dynamic provides series information of aquifer or aqueous system. It is very important to verify if hydrogeological measures taken or hydrogeological conclusions made by hydrogeologist correct. Climate，hydrological，geological factors and human activities etc.，all have impact on groundwater，in which climate，hydrology，geology and other factors are called“groundwater regime influenced by natural factors”，the groundwater regime affected by human activities is called“groundwater regime influenced by human activities”. Groundwater reserves are calculated by using water balance analysis method in this area.

groundwater；reserves；calculation method；Kangping County

P641.134

A

1007－7596（2014）08－0015－03

2014－05－06

于保慧（1983－），男，辽宁瓦房店人，工程师，从事水文水资源工作。