嘉蔭縣水資源量計算分析

邢德富，李英晶，田長濤

(伊春水文局，黑龍江 伊春 153000)

嘉蔭縣水資源量計算分析

邢德富，李英晶，田長濤

(伊春水文局，黑龍江 伊春 153000)

文章分析區(qū)域為黑龍江省邊境縣城，屬水資源開發(fā)利用程度較低地區(qū)，由于境內(nèi)可利用實測水文資料有限，尤其是地質(zhì)資料缺乏，僅在宏觀上對區(qū)域內(nèi)地表徑流進行了分析。在進行地下水資源量的分析計算時多采用已有規(guī)劃報告的參數(shù)成果，文中各項計算成果指標與已有各類規(guī)劃成果或圖集對比后基本合理。

嘉蔭縣；降雨特性；徑流特性；頻率分析；周期分析；水資源總量

1 自然地理景觀

嘉蔭縣位于黑龍江中游右岸，小興安嶺東段北麓轄區(qū)，面積6 749 km2，北部與俄羅斯一江之隔，西南以分水嶺為界與伊春市湯旺河區(qū)、新青區(qū)、烏伊嶺區(qū)接壤，正西以葛貢河、西米平河為界同遜克縣相連。

氣候屬寒溫帶大陸性季風氣候區(qū)，年平均氣溫零下0.7～1.5 ℃，盛夏炎熱多雨，秋季降溫迅速，多早霜。冬季漫長，嚴寒，多雪。地貌特征屬于小興安嶺剝蝕、侵蝕低山丘陵區(qū)。

地貌西南高，東北低。小興安嶺北麓余脈似雞爪狀向江畔延伸，平均海拔高度約500 m，山地面積占全縣的78%～3%。

在低山丘陵與江河之間，有沖積、洪積形成的網(wǎng)狀河谷平原，有沉積出現(xiàn)的平展漫崗，面積占全縣的19%～5%。植被組成以山區(qū)的針闊混交林和淺山區(qū)的闊葉林為主，土壤為山地暗棕色森林土。

水文地質(zhì)分區(qū)屬于山丘基巖裂隙水區(qū)，地處季節(jié)性凍結裂隙潛水帶，位于黑龍江干流山間河谷平原，分布有空隙潛水與基巖裂隙水，含水層巖性為砂礫石層，厚度小，富水性中等，補給條件好[1]。全縣共有大小河流56條，其中集水面積在50 km2以上河流有45條，均屬于黑龍江水系，主要河流有烏云河、結烈河、烏拉嘎河和嘉蔭河。

2 降 水

嘉蔭縣境內(nèi)共有5處降水站，其中結烈河站的資料系列過短沒有采用，其余各站資料年份統(tǒng)一為1965—2010年，多年平均年降水量采用各站均值法計算，不同時段保證率降水采用矩法計算[2]。經(jīng)計算，區(qū)域內(nèi)多年平均年降水量Cv值為0.16，水量為556.9 mm，最大值為749.6 mm，最小值為395.6 mm，極值比為1.89。

降水量年內(nèi)分配主要集中在5—9月，約占年總量的70%。

由圖1降水量趨勢線可見，區(qū)域年降水量呈整體減少演變趨勢。

不同保證率年降水量及降水量年內(nèi)分配情況見表1、表2。年降水量保證率分布圖見圖2。

圖1 年降水量變化過程圖

表1 不同保證率年降水量計算表

圖2年降水量保證率分布圖

3 蒸 發(fā)

區(qū)域內(nèi)有蒸發(fā)資料站4處，各站資料系列不一致且均存在斷續(xù)缺側年份，實有資料年限最短27 a，最長36 a。

有的年份汛期5—9月份采用E601型蒸發(fā)器觀測，其余月份使用20 cm口徑蒸發(fā)皿觀測，部分年份全年使用20 cm口徑蒸發(fā)皿觀測，資料在使用時統(tǒng)一采用《黑龍江省水文圖集》中的系數(shù)進行了折算，統(tǒng)一換算為天然水體蒸發(fā)量[3-4]。

經(jīng)計算分析，區(qū)域內(nèi)多年平均天然水體蒸發(fā)量為566 mm，詳見表3。

表2 不同保證率年份月降水量年內(nèi)分配表

表3 區(qū)域內(nèi)歷年平均蒸發(fā)量計算成果表

備注：天然水體蒸發(fā)量與E601型蒸發(fā)器折算系數(shù)為0.93

多年平均陸地蒸發(fā)量采用式計算公式為；

(1)

式中：E為多年平均陸地蒸發(fā)；p為降雨，550mm；R為徑流深，167 mm，計算得區(qū)域多年平均陸地蒸發(fā)量為383 mm。

區(qū)域干旱指數(shù)采用計算公式為：

(2)

區(qū)域旱澇分析采用旱澇指數(shù)法，計算公式為：

(3)

式中：β為歷年平均降水量，p為歷年平均降水量；n為系列年數(shù)。區(qū)域內(nèi)旱澇年數(shù)統(tǒng)計表見表4。

表4 區(qū)域內(nèi)旱澇年數(shù)統(tǒng)計表

4 地表徑流

區(qū)域內(nèi)可利用流量資料站有2處，其中結烈河站已于1993年停測，實有資料年數(shù)僅27 a，由于該站與東風站徑流相關性較好，相關系數(shù)達97%，因此采用東風站徑流資料對該站徑流資料進行延長，延長后兩站資料年限均為52 a。

由代表站徑流過程和差積曲線圖可見，徑流年際變化較大，豐枯變化周期約為20 a，當前處于正常年份階段。

徑流年內(nèi)分配不均，5—9月份徑流約占年總量的80%。全縣年徑流量采用代表站面積與區(qū)域面積倍比再利用雨量進行修正的方法計算，結果為12.5 億 m3，詳見表5、表6。

表5 徑流特征統(tǒng)計表

表6 不同保證率年份月徑流量年內(nèi)分配表(東風站)

5 地下水資源量分析計算

嘉蔭縣位于黑龍江干流山間河谷平原，分布有空隙潛水與基巖裂隙水，含水層巖性為砂礫石層，厚度小，富水性中等，補給條件好。

嘉蔭縣平原區(qū)面積約625 km2，包括河漫灘和階地，因水文地質(zhì)資料較少，平原區(qū)地下水補給量僅計算了大氣降水入滲補給量和山前側向補給量。

平原區(qū)地下水資源量計算結果為0.63 億 m3(年),見表7，可開采量為0.44 億 m3(可開采系數(shù)為0.7)。

山丘區(qū)地下水以總排泄量來代替總補給量，包括河川基流量、河床潛流量、山前側向流出量、未計入河川徑流的山前泉水初露總量、山間盆地潛水蒸發(fā)量和淺層地下水實際開采的凈消耗量。

根據(jù)流域實況，除河川基流量外其余各項排泄量由于無觀測資料且所占比重很小，均作忽略不計處理，僅以流域河川基流量來代表流域的地下水資源量。

選擇烏云河東風站為代表站，采用綜合退水曲線法來確定5～9月的基流過程，其余月份由于屬于枯水期徑流完全按基流處理。歷年徑流量變化過程(東岡站)見圖3，東岡站年徑流量模比系數(shù)差積曲線見圖4。

分析年份系列為2000年—2010年，見圖5、圖6、表8。經(jīng)計算區(qū)域內(nèi)山丘區(qū)地下水資源量為2.90 億 m3。

6 結 語

區(qū)域內(nèi)水資源總量采用地表徑流與地下水資源量的總和再扣除重復計算量的方法求得。

圖3 歷年徑流量變化過程(東風站)

圖4 東風站年徑流量模比系數(shù)差積曲線圖

區(qū)域內(nèi)地表徑流總量為12.5 億 m3，地下水資源總量為3.53 億 m3，其中重復計算量僅為河川基流量(2.90 億 m3)，所以全縣水資源總量為13.13 億 m3。產(chǎn)水模數(shù)為19.49 萬 m3/ km2，高于全省平均值(16.47 m3/ km2)18%，省內(nèi)屬水資源豐富區(qū)域。

圖5 烏云河東風站2010年逐日平均流量過程圖

圖6 烏云河東風站綜合退水曲線圖

表7 嘉蔭縣地下水資源量計算成果表

表8 烏云河東風站2000—2010年河川基流量計算成果表

[1]金光炎.水文水資源隨機分析[M].北京：中國科學技術出版社，1992：35-65.

[2]黑龍江省水利廳.黑龍江省水文圖集[M].哈爾濱：黑龍江省水利廳，1996：37-39.

[3]黑龍江省水文總站.黑龍江省水資源研究[M].哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1991：7-14.

[4]伊春市水務局.黑龍江省伊春市地下水資源開發(fā)利用規(guī)劃報告[R].伊春：伊春水務局，2002.

1007-7596(2014)12-0024-03

2014-10-13

邢德富(1976-),男，黑龍江伊春人,水文技師，從事水文水資源工作；李英晶 (1979-)，女，黑龍江鐵力人,工程師，從事水文水資源工作；田長濤(1969 -)，男，黑龍江伊春人，高級工程師，從事水文水資源工作。

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