新会区地下淡水资源量分析计算

倪泽华

(广东省地质调查院，广东 广州 510080)

新会区地表水资源丰富、取水成本低，而区内平原区多为地下咸水分布，地下淡水仅在山前平原地带及山区分布，导致地下水资源开采利用率低，根据2019年江门市水资源公报结果显示新会区地下水源供水量仅占总供水量0.17%。随着社会经济的发展，用水量的持续增加，地表水污染日益严重，新会区内自来水厂已不能满足区内的用水需要，还需江门市西江水厂进行供给[1]，一旦有突发事件造成现有地表饮用水水源污染时，区内地下淡水资源就显得尤为重要。为了解现状条件下新会区内地下淡水资源量，现对研究区地下淡水资源量进行系统分析，以期为突发情况下政府的宏观决策提供科学的依据。

1 工作区概况

1.1 自然地理条件

新会区位于广东省中南部的江门市，珠江三角洲西南端，西江、潭江下游，区内西北、西南部主要为丘陵山地，东南、中南、中西部是平原地带，水网密布[2]。全境位于东经112°46′55″～113°15′43″，北纬22°5′15″～22°35′01″之间，全域面积1 354.71 km2(图1)。新会位于北回归线以南，属亚热带季风性气候，全年四季分明，气候温和，雨量充沛。年均气温为21.8℃。年均降水量1 773.8 mm，4-9月是雨季，10月至次年3月是旱季，降水量分别占全年降水量的82.75%和17.25%。区内山地、丘陵、台地与平原并存，自然地貌类型齐全。

1.2 水文地质条件

1.2.1 松散岩类孔隙水

松散岩类孔隙淡水主要分布于区内山前平原和山间盆(谷)地(图2)，含水层为粉细砂、粗砂或砾砂，水位埋深0.20～3.60 m，富水性中等—极贫乏，局部地段水量丰富。另外还有部分地区含水层为晚更新世石排段中粗砂、砾砂、卵石层，水位埋深0.7～2.50 m，富水性中等—贫乏，局部地段水量丰富。

1.2.2 岩浆岩裂隙水

岩浆岩裂隙水主要分布于新会区西南部的古兜山地区及东南部古井镇以南地区，另外在区内北部区域局部有分布(图2)。含水层岩性有花岗斑岩、中细粒斑状黑云母花岗岩、细粒斑状黑云母二长花岗岩等。岩石风化强烈，局部裂隙较发育，富水性极贫乏—丰富均有分布，以丰富区为主。

1.新会区范围；2.铁路；3.高速公路；4.国(省)道；5.行政界线；6.行政中心；7.机场、港口

1.2.3 一般碎屑岩裂隙水

一般碎屑岩裂隙水在区内主要分布于司前镇、大泽镇、会城、罗坑镇及三江、睦洲一带(图2)。含水层岩性为砂岩、粉砂岩、砂砾岩、石英砂岩、石英质砾岩、变质石英砂岩等。主要赋存于风化裂隙中，岩层浅部受风化作用影响，裂隙发育，裂隙面有黄褐色铁质物质。风化带以下岩层裂隙不发育，无明显含水标志，富水性极贫乏～中等。

1.2.4 红层碎屑岩裂隙孔隙水

红层碎屑岩裂隙孔隙水主要分布于圭峰山区域的司前镇(图2)，分布面积较小。野外调查发现丰水期残丘台地区仅局部裂隙面可见少量水流溢出，枯水期溪沟均干涸，富水性极贫乏。

2 地下淡水资源量计算

2.1 计算分区

首先根据新会区地形、地貌特征将评价区划分为平原区和山丘区两个一级类型区。平原区淡水主要分布于山前区域，岩性多为砂性土。山丘区根据微地形地貌将山丘区以潭江为界划分为圭峰山区域、古兜山区域以及牛牯岭区域3个二级类型区(图2)，接着根据岩性将3个二级类型区进一步划分为三级类型区，分别为岩浆岩裂隙水区(Ⅰ)、一般碎屑岩裂隙水区(Ⅱ)和红层碎屑岩裂隙孔隙水区(Ⅲ)，最后根据相同岩性的富水性差异进一步划分富水性丰富、中等、贫乏、极贫乏区域，根据相同岩性不同富水性的情况分别进行资源量计算。

图2 新会区地下水资源分区图

2.2 计算原则

2.2.1 平原区

本次工作区松散岩类孔隙水天然资源量计算采用水均衡法[3]作为主要依据。

平原区地下水淡水资源量=降水入渗补给量+山前侧向补给量+河道渗漏补给量+农田灌溉回归补给量

由于区内淡水资源多集中在山前平原及谷地区域，河道渗漏补给量可以忽略。而且山前区域多鱼塘养殖业，少农业种植，农田灌溉回归补给量也可忽略，故简化后：

平原区地下水淡水资源量=降水入渗补给量+山前侧向补给量

降水入渗补给量利用补给量法进行计算，山前侧向补给量利用剖面法[4]计算。

2.2.2 山丘区

山丘区根据不同岩性以及富水性的差异，采用径流模数法[5]计算山丘基岩裂隙水量。

2.3 计算公式及参数确定

2.3.1 降雨入渗补给量

(1)计算公式为：

Q=P·α·F

(1)

式中：Q为大气降雨入渗补给量(m3)；P为多年平均降雨量(mm)；α为降雨入渗系数；F为计算区段面积(km2)。

(2)计算参数的确定

本次多年平均降雨量(P)，采用江门水资源公报[6]中2012-2019共8年降雨平均降雨量，确定图幅多年年平均降雨量为2 203.64 mm。降雨渗入系数参照前人在该区域工作的数据，依据1989年编制的《江门幅20万水文地质报告》[7]中计算结果，第四系砂性土平均入渗系数(α)为0.36，以此值作为本区砂性土平均入渗系数。计算区段分布面积(F)通过卫星遥感影像，从工作区水资源分区图(图2)中量取，松散岩类孔隙淡水面积总计349.004 km2。

2.3.2 山前侧向补给量

(1)计算公式为：

Q=K·J·M·B·T

(2)

式中：K为含水层渗透系数(m/d)；J为地下水水力坡度(无量纲)；M为含水层厚度(m)；B为有效断面长度(m)，垂直地下水流向所截断面长度；T为计算区段过水断面时间；

(2)计算参数的确定

渗透系数(K)根据补给边界含水层岩性及断面孔组抽水试验所得数据确定；水力坡度(J)根据潜水等水位线图获取，采用平均值进行给定；含水层厚度(M)根据钻孔、民井地层资料获得；有效断面长度(B)根据水文地质图获取(表1)；计算区段过水断面时间，按1 d计算。

表1 山前侧向径流补给量计算参数

2.3.3 基岩裂隙水量

(1)计算公式为：

Q=86.4·M·F

(3)

式中：Q为裂隙水天然资源量(m3/d)；M为地下水径流模数(L/(s·km2))；F为计算区段分布面积(km2)。

(2)计算参数的确定

表2 山丘区径流模数统计表

表3 山丘区分区面积统计表

2.4 天然资源量的计算

2.4.1 松散岩类孔隙淡水天然资源量

根据上述公式及参数计算，新会区降雨入渗补给量为75.85×104m3/d，山前侧向补给量为2.88×104m3/d。根据平原区地下水淡水资源量为降水入渗补给量与山前侧向补给量之和，则新会区松散岩类孔隙淡水天然资源量为78.73×104m3/d。

2.4.2 基岩裂隙水天然资源量

根据上述公式及参数计算，工作区基岩裂隙水天然资源量为35.54×104m3/d，其中圭峰山区域基岩裂隙水天然资源量为2.45×104m3/d，古兜山区域为20.93×104m3/d，牛牯岭区域为12.16×104m3/d。

表4 松散岩类孔隙淡水平均涌水量

3 允许开采淡水资源量计算

3.1 计算方法及参数确定

3.1.1 平原区的允许开采资源量

采用均匀布井法计算平原区的允许开采淡水资源量

(1)计算公式为：

Q开=nQv

(4)

n=F/(πR2)

(5)

式中：Q开为允许开采量(m3/d)；F为计算区面积(km2)；Qv为单井平均涌水量(m3/d)；R为设计孔抽水半径(m)。

(2)参数的确定

单井平均涌水量(Qv)采用各计算分区和富水性分区的单井涌水量平均值(表4)，若该计算分区无资料，则选用相邻区的资料。新会区平原区水文地质条件与珠海市类似，故可参考珠海市松散岩类孔隙水水量丰富区R值水量丰富区取值400 m，水量中等区取值300 m，水量贫乏区取值200 m，水量极贫乏区取值150 m。

平原区计算面积(F)根据富水性分区结果通过MAPGIS在1:5万水文地质图上量取(表5)。

表5 松散岩类孔隙淡水富水性分区面积统计表

3.1.2 山丘区允许开采淡水资源量

由于新会区基岩裂隙水开发利用程度低，故将调查的实际开采量作为可开采资源量，将本次调查的枯季测流点实测数据及区内探明的矿泉水点开采量之和作为可开采量统计，面积过小的残丘或岛屿，无可采资源。区内主要为岩浆岩裂隙水及一般碎屑岩裂隙水，红层碎屑岩裂隙孔隙水富水性极贫乏，分布面积较小，无可开采资源。

3.2 计算结果

3.2.1 平原区允许开采资源量

根据上述公式及参数计算，新会区松散岩类孔隙水允许开采资源量为36.89×104m3/d，其中圭峰山山前松散岩类孔隙水允许开采资源量为9.95×104m3/d，古兜山为16.22×104m3/d，牛牯岭山为10.72×104m3/d。

3.2.2 山丘区允许开采资源量

经统计，新会区基岩裂隙水允许开采资源量为1.554×104m3/d，其中圭峰山区域为0.106×104m3/d，古兜山区域为1.172×104m3/d，牛牯岭区域为0.276×104m3/d(表6)。

表6 基岩裂隙水开采资源量计算成果表

4 地下水资源量评价

新会区地下淡水资源总量为平原区的地下淡水资源加上山丘区地下水资源，再扣除平原区与山丘区之间的重复量，其中平原区和山丘区之间地下淡水的重复量为山前侧向径流补给量。

根据以上参数计算可知新会区地下水资源总量为111.49×104m3/d，允许开采资源总量为38.44×104m3/d。其中平原区地下淡水资源总量为78.73×104m3/d，允许开采资源量为36.89×104m3/d，占平原区地下淡水资源量的46.86%。山丘区地下淡水资源总量为35.54×104m3/d，允许开采资源量为1.55×104m3/d，占山丘区总地下淡水资源量的4.36%，允许开采资源量占比较低是由于新会区内山丘区地下水资源利用率低导致统计的开采量较低导致。区内基岩裂隙水量为古兜山区域>牛牯岭区域>圭峰山区域，利用率均较低。

5 结语

本文根据新会区的水文地质条件及不同岩性的富水性特征，阐述了新会地下淡水资源的评价方法和评价结果，得出新会区地下水资源总量为111.49×104m3/d，允许开采资源总量为38.44×104m3/d。其中平原区地下淡水资源总量为78.73×104m3/d，允许开采资源量为36.89×104m3/d。山丘区地下淡水资源总量为35.54×104m3/d，允许开采资源量为1.55×104m3/d。另外，区内存在基岩裂隙水空间分布不均，且利用率低的问题。这为今后该地区科学合理的利用地下水，促进该地区经济可持续发展以及政府的宏观调控提供了重要的依据。