關于水資源評價內容中的“三水”轉化計算的探討

陳鳳艷，王大勇，李學宏

(1.富錦市水務局，黑龍江富錦156100;2.樺川縣新河宮灌區管理站，黑龍江樺川154300)

水資源評價是對某一地區水資源的數量、質量、時空分布特征和開發利用條件作出的分析估價。它是合理開發利用和保護管理水資源不可缺少的基礎工作。其評價從水源上可分為地表水評價和地下水評價兩大類。從對象上評價可分對河流、湖泊、水庫、濕地等進行評價。我國自20世紀80～90年代對河流、湖泊、水庫等進行了大量的水資源評價，取得了豐碩的成果。以下對評價中的幾個問題進行探討。

1 水資源評價的任務與主要內容

水資源評價的任務，就是摸清地表水和地下水的補給條件、轉化關系、水質情況、開發條件及時空分布規律，估計水資源總量和可利用量，為合理利用和供需平衡提供依據。評價的主要內容大致包括以下8個方面:

1)水平衡要素分析。對降水、徑流、蒸發等水平衡要素的地區分布特點和年際、年內變化規律進行分析。這是水資源評價的基礎工作，也是用水量平衡法估算水資源數量的重要依據。

2)“三水”轉化關系分析。即分析不同地貌單元的降水、地表水和地下水的垂向補給特點和轉化關系，以及相鄰地貌單元之間地表水和地下水的橫向補給轉化關系。只有弄清各地區的“三水”轉化關系，才能搞好水資源估算、評價工作。

3)水資源的分區研究。為反映水資源條件的地區差別和便于進行供需平衡分析，要進行水資源分區。首先按流域和地域劃分大區，再根據徑流特點、水文地質情況和開發條件等，將大區細分為若干小區。

4)地表水資源計算。分區統計天然徑流同步系列，計算多年平均和不同保證率(P=20%、50%、75%、95%)的年徑流量，并給出年內月分配過程。

5)地下水資源計算。根據我國具體情況，重點是計算北方平原的地下水資源。山丘區除山間盆地和巖溶地區外，地下水補給量基本上已包括在河川徑流之中，故不必另行計算。平原地下水的主要補給來源是大氣候降水和地表水流的入滲，此外還有少量的側向補給，補能量和大小不但與降水、巖性、埋深有關，還與水資源的開發利用方式有關。由于各地區的補給條件不盡相同，故應分區項估算補給量。地下水的補給機制是非常復雜的，因受資料條件的限制，一時提不出最優補給埋深，暫按開采現狀的潛水埋深計算多年平均補給量作為地下水資源。

6)水資源總量估算。在分別計算地表水、地下水資源的基礎上，考慮兩者相互轉化關系，扣除重復部分，估算各流域(或區域)的水資源總量。

7)水質污染情況分析。搜集水利地區、衛生、環保部門現有水質監測、污染源調查資料，對主要江河和重點地區的水質污染現狀進行分析。

8)可利用水量估算。因受自然、技術、經濟條件的限制，水資源不可能被全部利用，為了使供需平衡和水利規劃有比較扎實的基礎，估算可利用水量是非常必要的。河川徑流可利用量根據水質情況、徑流特性、建庫條件估算;平原地下水可利用量按一定開采條件下的總補給量與潛水蒸發量之差估算，但要注意不同開發利用階段地下水補給量的可能變化。

2 “三水”轉化關系和水量平衡方程

不同的地貌(或地質)單元，“三水”轉化是不同的，水量平衡方程也有所差別。現在某河流域為例，說明“三水”轉化關系。

某河流域大致可分為山區平原兩大地貌單元。山區土層薄，河流坡度大，河床切割深，一般地表水系均起著排泄地下水的作用。降水量一部分滲入土壤、巖層，一部分形成地表徑流。地表徑流除少量由水蒸發外，其余的均匯流成河川徑流量;已滲入土壤、巖層的水量大部分消耗于土壤蒸發和植物蒸騰，其余形成壤中流和巖石裂隙水乃是山區地下水的補給來源。壤中流和一部分裂隙水雨后又慢慢地補給河川徑流，只有小部分裂隙水滲入深層，成為山前平原的側向補給來源，故山區水文站觀測的河川徑流量可近似地認為是山區地表徑流和地下徑流之和。

山區水資源包括山區河川徑流量和深層巖溶、裂隙水。后者除局部地區外，水量很小，可忽略不計，則一般山區的水量平衡方程為:

平原區土層厚、坡度緩、河床淺、產流、入滲情況比山區復雜，非汛期降水基本上全部消耗于包手帶蒸發。汛期雨水到達地面之后，一部分滲入土壤，一部分形成地表徑流。地表徑流一部分積聚在坑洼地之中而消耗于水體蒸發及入滲土壤，一部分變成平原河種徑流;滲入土壤的水量有的消耗于土壤蒸發和植物蒸騰，有的附著于土壤顆粒表面，有的成為重力水補給地下水，使地下水位升高。當地下水位上升到一定高度時，地下水又有一部分補給平原河流(地下水位高于河床水位時)，一部分消耗于潛水蒸發(地下水位高于極限埋深時)。故平原水文站測得的平原河川徑流量只包括小部分地下徑流，大部分地下徑流補給了地下水，成為地下資源的補給來源之一(即降水入滲補給)。

平原不地水資源包括平原河川徑流量和降水入滲補給地下水量。在開采情況下潛水位較深，可忽略地下水對河流的補給，則其水量平衡方程式為:

平原陸面蒸發量的定義與山區相同，包括土壤蒸發、植物蒸腐和水體蒸發。但平原總蒸發量與山區是有區別的，多了潛水蒸和一項;而山區除了潛水們高的盆地外，一般是沒有潛水蒸發的。潛水蒸發是平原地區地下水天然排泄的主要途徑之一，通過人工開采可以截取一部分加在利用。

山區與平原之間的水量轉化關系表現為:①山區深層巖溶，裂隙水緩慢補給山前平原，這部分多，據估計某河流域≤10億m3;②山區河川徑流在流經平原時，通過河渠滲漏，灌溉回滲、洪水泛濫等形式補給地下水，這部分水量較大，據有關單位估算海河流域在現有水利設施情況下約占總補給量的1/2～1/3。山區河種徑流對平原地下水補給量已包括在山區河種徑流量之中，不應計入流域水資源總賬之內。

考慮地表水和地下水，山區水和平原水的相互轉化關系，扣除其重復部分，則某河流域的水資源總量為:

上述計算只作為適合條件下的參考，不當之處切望指正。

［1］崔宗培，徐乾清，吳以鰲，等.中國水利百科全書［M］.北京:水利電力出版社，1990.

［2］賀偉程.水資源:8003研究報告［R］.北京:水利部水利水電科學研究院，1980.