大豐區(qū)淺層地下水資源計算與分析

劉永亮 宗長榮 薛 亮 王昌平

（江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局 鹽城 224002）

1 區(qū)域概況

大豐區(qū)位于江蘇沿海中部，地處黃海之濱，屬亞熱帶與暖濕帶的過渡地帶，溫度適宜，雨量豐沛。全區(qū)為淤積平原，土質(zhì)以細、粉砂為主，富水性較差，地下水資源匱乏，多年平均淺層地下水資源量僅為23781 萬m3。

2 淺層地下水資源量分析與計算

2.1 計算面積的確定

因為水面與隔水層面無法形成對地下水的有效補給，也無法產(chǎn)生潛水蒸發(fā)，所以計算面積為各分區(qū)不同類型巖性土總面積扣除水面面積和隔水層面積。經(jīng)調(diào)查大豐區(qū)計算面積為2289.9km2。

2.2 類型區(qū)的劃分

類型區(qū)劃分的目的是確定均衡計算區(qū)。同一均衡計算區(qū)擁有相似水文地質(zhì)特征，是獲得相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)值進行補給量、排泄量和地下水資源量計算的最小單元。大豐區(qū)地下水類型區(qū)按Ⅲ級標準劃分，劃分類型如下：

（1）依據(jù)區(qū)域地形地貌特征，將Ⅰ級類型區(qū)分為山丘區(qū)和平原區(qū)，大豐區(qū)類屬平原區(qū)。

（2）依據(jù)次級地形地貌特征、含水層巖性及地下水類型，平原區(qū)劃分為一般平原區(qū)、山間平原區(qū)、內(nèi)陸盆地平原區(qū)和沙漠區(qū)，稱為Ⅱ級基本類型區(qū)，大豐區(qū)類屬一般平原區(qū)。

（3）依據(jù)水文地質(zhì)條件、地下水埋深、包氣帶巖性及厚度，在Ⅱ級類型區(qū)基礎(chǔ)上進行Ⅲ級類型區(qū)劃分。以礦化度2g/L 及5g/L 為分界線，大豐區(qū)可劃為若干個均衡計算區(qū)，在同一均衡計算區(qū)內(nèi)，土壤巖性和地下水埋深大致相同。大豐區(qū)礦化度分界面積：礦化度≤2g/L，面積1.1km2；2g/L ＜礦化度≤5g/L，面積175.8km2；礦化度＞5g/L，面積2113.0km2。各均衡區(qū)面積見表1。

2.3 計算參數(shù)的確定

大豐區(qū)位于蘇北灌溉總渠以南，按照《全國水資源綜合規(guī)劃技術(shù)大綱》中地下水水資源評價的計算方法，總渠以南地區(qū)按照全國南方片要求進行計算，計算參數(shù)按全國南方片取值范圍及江蘇省歷年的實驗數(shù)據(jù)綜合確定，其中給水度μ、降水入滲補給系數(shù)α、潛水蒸發(fā)系數(shù)C、灌溉入滲補給系數(shù)β直接通過實驗數(shù)據(jù)查表獲得，其余參數(shù)結(jié)合大豐區(qū)實際情況，綜合分析取得。

2.3.1 滲透率φ

滲透率φ 是指水稻生長期內(nèi)每日入滲補給地下水的水量。本次評價大豐區(qū)滲透率φ 的取值采用江蘇省試驗結(jié)果：粘土亞粘互層、亞粘土、亞砂亞粘互層取值1.1～1.4；亞砂土取值2.0。

2.3.2 滲透系數(shù)K

滲透系數(shù)K 是指地下水水力坡度為1 時的滲流速度。本次滲透系數(shù)K 值取值采用江蘇省抽水試驗分析成果：粘土亞粘互層0.1～0.169；亞粘土0.23～0.33；亞砂亞粘互層0.34～0.40；亞砂土0.56～0.59。

2.3.3 渠系滲漏補給系數(shù)m

渠系滲漏補給系數(shù)m 為渠系滲漏補給量與干渠渠首引水量的比值，即：m=Q渠系補/Q渠首引。本次評價m 采用實驗分析值，其取值為0.02。

2.4 淺層地下水資源量

淺層地下水補給量計算遵循均衡計算區(qū)優(yōu)先，再按礦化度程度不同分區(qū)核定面積，計算出各均衡計算區(qū)內(nèi)不同礦化度條件下的水資源量，最后匯總得出各水資源分區(qū)的淺層地下水資源量。

2.4.1 淺層地下水補給量

（1）降水入滲補給量

大豐區(qū)多年平均（1956～2019年，下同）降水入滲補給量，以實測降水量資料分析計算得的多年平均降水量代入降水入滲補給量計算公式推算求得。計算公式如下：

Pr=10-1·P·α·F

式中：Pr─降水入滲補給量，萬m3；

P─降水量，mm；

α─降水入滲補給系數(shù)，無因次；

F─均衡計算區(qū)計算面積，km2。

經(jīng)計算，大豐區(qū)多年平均降水入滲補給量為20953.9 萬m3，其中礦化度≤2g/L 的為10.9 萬m3，2～5g/L 的為1270 萬m3，大于5g/L 的為19673 萬m3。

（2）河道、湖庫滲漏補給量

當(dāng)河道、湖庫內(nèi)水位超過岸邊地下水位高度時，地表水對地下水進行滲漏補給。大豐區(qū)處于蘇北灌溉總渠以南，其渠系多年平均水位基本接近地下水位，不計算此項。

（3）渠灌田間入滲補給量

渠灌田間入滲補給量是包括斗、農(nóng)、毛三級渠道的滲漏補給量和灌溉水進入農(nóng)田的入滲補給的水量。

地表水對地下水的補給量包含河道（湖庫）滲漏補給量、渠系滲漏補給量、渠灌田間入滲補給量。因大豐區(qū)處于渠南地區(qū)，河道滲漏補給量和渠系滲漏補給量近乎為0，其渠灌田間入滲補給量即為地表水對地下水補給量。

經(jīng)計算，大豐區(qū)地表水體對地下水總補給量為2827.2 萬m3。其中，礦化度≤2g/L 的補給量為5.9萬m3，2～5g/L 的為287.9 萬m3,礦化度＞5g/L 的為2533.4 萬m3。

表1 大豐區(qū)均衡區(qū)計算面積表（單位：km2）

（4）井灌回歸補給量

井灌回歸補給量指用于農(nóng)業(yè)灌溉的地下水進入田間后，入滲補給地下水的水量，大豐區(qū)未實施井灌，此項按0 計。

2.4.2 淺層地下水總補給量、水資源量

淺層地下水總補給量為各項補給量之和，扣除井灌回歸補給量即為淺層地下水水資源量。大豐區(qū)淺層地下水多年平均補給量為23781 萬m3，其中地下水礦化度≤2g/L 的地下水資源量為16.8 萬m3，2～5g/L的地下水資源量為1557.8 萬m3，礦化度＞5g/L 的地下水資源量為22206.4 萬m3。大豐區(qū)多年平均淺層地下水資源量按水資源分區(qū)計算成果見表2。

3 淺層地下水資源分布特性

大氣降水是淺層地下水補給的主要來源。分析淺層地下水資源分布特征，需要重視大氣降水因素及水文地質(zhì)條件。大豐區(qū)地處黃海之濱，有112km的海岸線，受海水侵蝕影響，淺層地下水礦化度總體較高，淡水主要在內(nèi)陸的里下河腹部區(qū)。

礦化度＞5g/L 的地下水因咸度偏高，無法利用，以礦化度≤2g/L 的地下資源量作為淺層地下水水資源量計算。大豐區(qū)多年平均地下水資源量（礦化度≤2g/L）為16.8 萬m3，其他五個區(qū)為0。

大豐區(qū)境內(nèi)礦化度≤2g/L，地下淡水極少，所以在干旱缺水期可適度開采礦化度在2～5g/L 半咸水加以利用，以彌補當(dāng)?shù)厮Y源的匱缺，大豐區(qū)地下水資源行政分區(qū)模數(shù)成果（礦化度＜5g/L）見表3。

表2 大豐區(qū)多年平均淺層地下水水資源量成果表（單位：萬m3）

表3 大豐區(qū)地下水資源量（礦化度＜5g/L）行政分區(qū)模數(shù)成果表

大豐區(qū)多年平均地下水資源量中（礦化度≤2g/L），降水入滲補給量占地下水資源量的64.9%，而大豐區(qū)全年降水量主要集中在汛期，多年平均汛期降水量占年降水量的70.4%，因此地下水補給主要出現(xiàn)在汛期。地下水資源量的年分配基本與降水量的分配相對應(yīng)。

4 淺層地下水水質(zhì)狀況

大豐區(qū)淺層地下水水質(zhì)評價以《地下水質(zhì)量標準》（GB/T14848-2017）為依據(jù)。評價方法采用單指標評價法確定水質(zhì)的類別。必評項目包括pH 值、礦化度（M）、總硬度(以CaCO3計)、氨氮、氯化物、高錳酸鹽指數(shù)等。

根據(jù)2019年大豐區(qū)淺層地下水水質(zhì)監(jiān)測資料分析，汛期為Ⅳ類水質(zhì)，其余為Ⅴ類水質(zhì)。資料表明大豐區(qū)的淺層地下水水質(zhì)狀況較差。高錳酸鹽指數(shù)汛期、非汛期均超過Ⅲ類水限值，氨氮汛期超過Ⅲ類水限值，總硬度非汛期超過Ⅲ類水限值。淺層地下水水質(zhì)總體評價為Ⅴ類水，說明大豐區(qū)淺層地下水已受到較嚴重的污染。

5 結(jié)語

大豐區(qū)淺層地下水資源相對匱缺，多年平均淺層地下水資源量為23781 萬m3，主要依賴汛期降水入滲補給；淡水極少，主要以苦咸水為主；水質(zhì)污染嚴重，僅可作工農(nóng)業(yè)用水補充。

建議合理開發(fā)利用地表水資源，減少地下水尤其淺層地下水的開發(fā)；干旱等缺水期可充分利用礦化度在2～5g/L 半咸水，以彌補當(dāng)?shù)厮Y源的匱缺；加強地下水污染防治，禁止垃圾和廢水等向地下填埋或排放，杜絕有害污水沿途下滲，從而達到保護淺層地下水的目的，提高淺層地下水資源質(zhì)量■