地下水動力學法確定水源地可供水量

姚麗紅，何偉才

(1.沈陽農業大學高等職業技術學院，遼寧 沈陽110122;2.沈陽市沈北新區水資源管理所，遼寧 沈陽110122)

1 水源地概況

弓長嶺市政水源地始建于1993年，水源地位于湯河鎮紅花峪村，歸弓長嶺城建局管理，2006年歸凱發新泉水務(遼陽弓長嶺)有限公司管理，現有開采井6眼，均為巖石井，井深大致在100 m左右，水泵型號為300QJ330-42/2。1995年建2眼開采井，2000年建3眼開采井，2002年建1眼開采井，2007年現狀開采量380萬 m3。本區位置詳見圖1。

圖1 弓長嶺水源地簡圖

2 水文地質條件

出露地層為鞍山群磁鐵石英巖及混合巖，走向北西—南東，傾角25°～60°，巖層風化裂隙發育，具弱富水性，鉆井自流涌水量5.73～21.34 t/d，井深 106～209 m，最深 900 m。此單斜具有良好的儲水條件，形成較好的承壓水(自流水)。櫻桃園單斜儲水構造為背斜的一翼，地層為鞍山群石英片巖、磁鐵石英巖，走向為北北西—南南東向，傾角55°，鉆井見有承壓水賦存，含水層為強烈的風化磁鐵石英巖。鉆井井深220～574 m，涌水量17～58.35 t/d。

3 弓長嶺水源地地下水位監測

弓長嶺水源地的地下水位等值線監測，考慮監測井在面上的代表性及太子河地表水對地下水的影響，共布設井點6個(位置見圖2)。采用假定高程，用四等水準連標在2 d內測量完成。

圖2

2009年地下水位情況一覽表 m

4 地下水源地水量及可持續利用性評價

弓長嶺水源地評價區域面積14.9 km2，其中平原區面積4.1 km2，山丘區面積10.8 km2。水源地位于湯河上游河谷平原區，區域內的補給源主要包括平原區的降雨入滲補給量、河道入滲補給量和山丘區降雨降雨形成的地下水徑流量。本次評價利用補給法計算區域地下水資源量，其中水文地質參數采用弓長嶺水源地成井報告分析計算成果，并利用排泄量進行補排平衡分析。

4.1 補給量計算

弓長嶺水源地評價區域，平原區降水入滲補給系數α采用 0.22。

經計算區域多年平均降雨量756.7 mm，多年平均平原區降雨入滲補給量

Q降=P× α ×F ×0.1=756.7 ×0.22 ×4.1 ×0.1=67.9萬 m3。

地下水徑流補給量采用達西公式計算得:

Q徑=K×Ⅰ×B×H×365=30×0.001×900×33×365=97.6 萬 m3。

本評價區域山丘區降雨入滲補給系數(山丘區降雨入滲補給系數為山丘區地下水產水模數除以山丘區單位面積降雨量)借用郝家店水文站降雨入滲補給系數為0.010，山丘區多年平均降雨入滲補給量為 Q山=756.7×0.01×10.8=81.3萬 m3。

弓長嶺水源評價區域(不包含河道入滲)多年平均總補給量為

Q補=Q降+Q徑+Q山=246.8萬 m3。

4.2 排泄量計算

區域排泄量主要包括評價區域用水量、地下水源地開采量和潛水蒸發量三項。

經分析，評價區域第四紀地層厚度較小。表層土壤以亞砂土為主，厚度1～2 m，含水層厚度在1m左右，地下水埋深1.5 m左右，潛水蒸發量較大。

潛水蒸發量是指潛水在毛細管作用下，通過包氣帶巖土向上運動造成的蒸發量(包括棵間蒸發量和被植物根系吸收造成的葉面蒸散發量兩部分)。計算方法主要采用潛水蒸發系數法

計算公式:E=10-1·E0·C·F

式中:E為潛水蒸發量(萬m3);E0為水面蒸發量(mm，采用E601型蒸發器的觀測值或換算成E601型蒸發器的蒸發量);C為潛水蒸發系數(無因次)，經分析，潛水蒸發系數C 經驗值 0.01～0.05，采用 0.025。;F 為計算面積(km2)。

經計算，評價區域多年平均潛水蒸發量為10.8萬 m3。根據調查計算，評價區域總用水為380萬 m3。

本水源評價區域內，總排泄量為現狀開采量與潛水蒸發量之和，為 390.8萬 m3。

4.3 均衡計算

傍河開采襲奪河水按50%計算，即河水補給量約為190萬m3。湯河出庫水量50%頻率10 920萬 m3，75%頻率6 490萬 m3，95%頻率4 758萬 m3，可以滿足傍河開采需求。

按大巴水源算法:X=Q總補+Q襲-Q總排=246.8+190-390.8=46.0 萬 m3

4.4 設計條件下地下總補給量

經計算，75%保證率條件下他本水源評價區域平原區降雨入滲補給量為59.1萬 m3、地下水徑流補給量97.6萬 m3、山丘區地下水資源量為70.7萬 m3，總補給量(不包含河道入滲)為 227.4 萬 m3。

95%保證率條件下，區域內平原區降雨入滲補給量為47.9萬 m3、地下水徑流補給量97.6萬 m3、山丘區地下水資源量為57.4萬 m3，總補給量(不包含河道入滲)為202.8萬 m3。

現狀2007年評價區域內，用水為380萬 m3，2007年水源井實際開采量為380萬 m3，潛水蒸發量為10.8萬 m3，區域總用水量(總排泄量)390.8萬 m3。現狀排泄量比75%設計條件下總補給量大26.6萬 m3、比95%設計條件下總補給量大 2.0 萬 m3。

5 安全性評價

5.1 現狀條件下

開采率:現狀2007年實際開采量(含區域用水和潛水蒸發)為390.8萬 m3，總補給量(含河道入滲)為436.8萬 m3，開采率為90%，屬于水量安全水源地。

5.2 75%保證率條件下

開采率:現狀實際開采量(含區域用水和潛水蒸發)為390.8 萬 m3，總補給量(含河道入滲)為 417.4 萬 m3，(河水補給190萬 m3)開采率為94%，屬于水量合格的水源地。

5.3 90%保證率條件下

開采率:現狀實際開采量(含區域用水和潛水蒸發)為390.8萬 m3，總補給量(含河道入滲)為392.8萬 m3，開采率為99%，屬于水量合格的水源地。