涉縣地下水資源量計(jì)算對比分析

徐芳艷

(河北省邯鄲水文勘測研究中心，河北 邯鄲 056001)

涉縣位于太行山東麓，河北省西南部，晉冀豫三省交界處。素有“秦晉之要沖，燕趙之名邑”美稱?？偯娣e1 489 km2。涉縣縣域內(nèi)出露地層主要有中元古界長城系的大紅峪組的石英砂巖，與古生界寒武、奧陶系以濱海相、淺海相沉積的碳酸鹽類地層為主。新生界第四系沖洪積粘土礫石混雜堆積，沖洪積殘坡積松散堆積物及砂卵礫石。

巖漿巖主要為中生代燕山期中性巖漿侵入體，主要為符山巖體及涉縣盆地西側(cè)巖脈。涉縣構(gòu)造單元屬于武安凹斷束。位于贊皇背斜南側(cè)傾沒端的前沿部位，主要由古生界地層組成。在燕山期北部褶皺抬升的同時(shí)，該區(qū)則以斷裂形式進(jìn)行調(diào)整，因此斷裂構(gòu)造櫛比鱗次。

本文計(jì)算了各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2001-2016年的排泄量。利用兩種方法，一種方法為根據(jù)東風(fēng)湖泉域的特殊性，分別計(jì)算了涉縣東風(fēng)湖泉域的地下水資源量、東風(fēng)湖以外區(qū)域地下水資源數(shù)量(以下簡稱“分項(xiàng)計(jì)算”)；另一種為沒有將東風(fēng)湖泉域單獨(dú)列出來，僅按區(qū)域地下水資源數(shù)量評價(jià)的排泄量算法(以下簡稱“排泄量法”)來進(jìn)行計(jì)算。

1 分項(xiàng)計(jì)算

涉縣區(qū)域面積為1 489.0 km2，其中：涉縣東風(fēng)湖區(qū)域面積為645.0 km2，東風(fēng)湖以外區(qū)域面積為844.0 km2。水資源分區(qū)劃分為2個(gè)Ⅲ級流域分區(qū)，分別為滏陽河山區(qū)256.0 km2，漳河山區(qū)1 233.0 km2；行政分區(qū)按涉縣現(xiàn)狀行政區(qū)劃分為17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。涉縣縣域圖見圖1。

1.1 東風(fēng)湖第四系地下水資源評價(jià)

東風(fēng)湖第四系地下水資源評價(jià)依據(jù)《河北省邯鄲市水資源研究》中的東風(fēng)湖地下水資源量計(jì)算方法，采用總排泄量法。泉域內(nèi)巖溶裂隙水的排泄量受地下水庫容量調(diào)節(jié)作用的影響，具有以豐補(bǔ)歉，天然的疏干與恢復(fù)功能。因此巖溶裂隙水的多年平均排泄量基本上反映了巖溶裂隙水的天然資源量。即：

Q總排=Q泉排+Q開

(1)

式中：Q總排為泉域內(nèi)地下水多年平均排泄量(m3/s)；Q泉排為泉域內(nèi)多年平均泉排量(m3/s) ；Q開為泉域內(nèi)地下水多年平均人工開采量(m3/s)。

東風(fēng)湖泉域多年平均泉排量計(jì)算。東風(fēng)湖泉群出露于河谷區(qū)，無法直接測得泉流量。但可根據(jù)泉群出露區(qū)上下斷面基流量差法近似求得。但區(qū)內(nèi)測得的下斷面流量包括部分污水排放量，計(jì)算時(shí)應(yīng)減去。即：

Q泉排=Q下斷-Q上斷-Q污

(2)

式中：Q下斷為泉群出露區(qū)下斷面基流量(m3/s)；Q上斷為泉群出露區(qū)上斷面基流量(m3/s)；Q污為污水排放量(m3/s)。

根據(jù)水資源研究一書中的方法，下斷面流量，可用泉群出露區(qū)下游17 km處的匡門口站代替；上斷面流量，采用2001-2016年枯、平水年枯季因索堡～涉縣橋段的滲漏而斷流時(shí)清漳河上游劉家莊站(本區(qū)邊界附近)多年平均流量代替滲漏補(bǔ)給量。經(jīng)統(tǒng)計(jì)地表水多年滲漏補(bǔ)給量為0.763 m3/s；污水排放量計(jì)算，區(qū)內(nèi)污水排放置無詳細(xì)的觀測資料。據(jù)調(diào)查，近十年，區(qū)內(nèi)工業(yè)發(fā)展迅速，工業(yè)用水量猛增，凈消耗量相對較小，污水排放量大，綜合污水排放系數(shù)采用0.4。

經(jīng)分析計(jì)算，涉縣東風(fēng)湖泉域2001-2016年平均泉流量為1.416 m3/s，即1.061 8億 m3；平均排泄量為2.7 m3/s，即0.8516億 m3。

圖1 涉縣縣域圖

1.2 其它區(qū)域地下水資源數(shù)量評價(jià)

受地殼運(yùn)動(dòng)和外力侵蝕作用，山丘區(qū)的水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜，由此造成山丘區(qū)的地下水分布不均勻，具有方向性、分帶性和分段性。但由大氣降水形成的地下水，也會(huì)形成地下徑流，常以泉或局部沉積層中的潛流形式出現(xiàn)，或排入河流，或出露為泉，補(bǔ)排機(jī)制變得較為簡單。細(xì)則規(guī)定：多年平均地下水資源量采用排泄量法計(jì)算。山丘區(qū)地下水資源計(jì)算公式為：

Q總排=Rg+Q側(cè)+Q泉排+Q采耗+ε淺蒸+Q其排

(3)

式中：Q總排為地下水總排泄量；Rg為天然河川基流量；Q側(cè)為山前側(cè)向流出量；Q泉排為山前泉水溢出量；Q采耗為地下水開采凈消耗量；Q其排為其他排泄量(包括礦坑排水凈消耗量等)；ε淺蒸為潛水蒸發(fā)量。

經(jīng)調(diào)查，涉縣山區(qū)潛水蒸發(fā)面積很少，忽略不計(jì)，且2001-2016年間，涉縣山丘區(qū)沒有其他排泄量(包括礦坑排水凈消耗量)。涉縣地下水資源量僅計(jì)算河川基流量和地下水開采凈消耗量(表1)。

表1 涉縣(水資源分區(qū))地下水資源量成果表 萬m3

1.3 2001-2016年多年平均地下水資源量

將東風(fēng)湖和其它區(qū)域地下水資源量進(jìn)行匯總計(jì)算，2001-2016年涉縣多年平均地下水資源量為1.441 0億 m3。其中，東風(fēng)湖泉域多年平均地下水資源量為0.851 6億 m3，東風(fēng)湖以外區(qū)域多年平均地下水資源量為0.589 4億 m3。

2 排泄量法

涉縣地下水資源量排泄量法同其它區(qū)域地下水資源量計(jì)算，即多年平均地下水資源量采用排泄量法(表2)。

表2 涉縣(水資源分區(qū))地下水資源量成果表 萬m3

經(jīng)調(diào)查，涉縣山區(qū)潛水蒸發(fā)面積很少，忽略不計(jì)，且2001-2016年間，涉縣山丘區(qū)沒有其它排泄量(包括礦坑排水凈消耗量)，涉縣地下水資源量僅計(jì)算河川基流量和地下水開采凈消耗量。即山丘區(qū)地下水資源計(jì)算公式為：

Q總排=Rg+Q采耗

式中符號意思同1.2。

表3 地下水資源量評價(jià)成果比較表 萬m3

3 成果比較分析

利用涉縣2001-2016年系列地下水資源量計(jì)算的兩種方法分別與邯鄲市同系列成果相比。其中，分項(xiàng)計(jì)算比邯鄲市系列偏多0.181 2億 m3，偏多幅度為14.4%。合并計(jì)算比邯鄲市系列偏多0.237 3億 m3，偏多幅度為18.8%。分析主要原因是縣級評價(jià)所用地下水開采量計(jì)算更細(xì)致，另外一個(gè)原因?yàn)闁|風(fēng)湖單獨(dú)列出進(jìn)行了計(jì)算。涉縣地下水資源量成果與以往成果比較見表3。

用兩種不同算法得出的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地下水資源量有所不同，特別是城關(guān)鎮(zhèn)、索堡、聊城、偏店、鹿頭五個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)差別較大，相差幅度絕對值大于30.0%。其它四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)地下水資源量對比變化幅度較小。在變化較大的五個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，城關(guān)鎮(zhèn)為地下水開采凈消耗較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其它四個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)不大。涉縣東風(fēng)湖泉域兩種不同算法地下水資源量對比圖見圖2。

圖2 涉縣東風(fēng)湖泉域兩種不同算法地下水資源量對比圖

4 結(jié)語

(1)本次計(jì)算所用資料為涉縣2001-2016年系列，資料系列較長且準(zhǔn)確可靠，即便如此，涉縣地下水資源評價(jià)里用的“分項(xiàng)計(jì)算法”、“排泄量法”均與同系列市評價(jià)所計(jì)算的數(shù)據(jù)輕微有差別，但是“分項(xiàng)計(jì)算法”與市系列更為接近，同時(shí)考慮到東風(fēng)湖巖溶水的特性，故選用東風(fēng)湖“分項(xiàng)計(jì)算法”來計(jì)算地下水資源量。

(2)用兩種不同算法得出的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地下水資源量有所不同，相差幅度絕對值大于30.0%。說明不同計(jì)算方法，不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)地下水資源量會(huì)有不同，兩種方法差值變幅與地下水開采凈消耗量關(guān)系不明顯。