浅谈利用水量均衡法进行地下水资源评价
摘要：本文以辽西某研究区的地下水资源为研究对象，分析其地下水的补给与排泄关系，重点介绍了如何利用水量均衡法进行区域性地下水资源评价。
关键词：水量均衡法 补给量 储存量 排泄量
前言：水量均衡(又称平衡)法是区域性地下水资源评价的基础方法，其评价结果精度较粗略，但相对简单和可行，可概略地评价区域水资源。水量均衡法在评价开采资源时，其关键就是确定地下水补给量和消耗量之间的数量对比关系。对一个含水层(组)来说，在补给和消耗的动平衡发展过程中，任一时间的补给量和消耗量之差，恒等于该含水层(组)中水体积的变化量，这就是水量均衡法的基本原理。
下面结合辽西某研究区实例，对利用水量均衡法进行区域性地下水资源评价加以说明。
1.某研究区水文地质条件
区内地下水类型为松散岩类孔隙潜水。含水层广布全区，主要由全新统及上更新统中粗砂、砂砾石混土构成。层厚一般为40～50m 。受地质结构的影响，含水层的导水性、富水性呈现出由东向西渐变的规律。区内地下水的补给形式以上游径流流入补给为主，降水入渗及河流渗漏补给为辅。区内地下水埋深大于潜水蒸发极限深度，地下水的排泄方式仅有人工开采和地下径流排泄两类，以人工开采为主，其余部分则以地下径流的形式排于区外。
2.地下水资源计算与评估
2.1 地下水补给量计算
区内地下水的补给量主要有：上游地下水径流流入量、河水渗漏量、降水入渗量。
2.1.1 上游地下水径流流入量(QJR )
研究区西侧边界流入量与东侧边界流出量均很小，补排相当，不予计算，只计算北部边界流入量。计算公式：
QJR =0.0365M·B·K·I;(I = ICPCOSαCP )
QJR ——上游地下水径流流入量(104m3/a );
M——地下水径流流入断面含水层厚度(m);
B ——地下水径流流入断面宽度(m );
K——地下水通流流入断面含水层渗透系数(m/d );
I——引用地下水水力坡降;
ICP——地下水天然水力坡降平均值(地下水位等值线上测得);
αCP ——地下水自然流向与计算断面内法线的夹角(αCP = 25°)
以CKB47为代表钻孔，计算结果为QJR=488.92(104m3/a )
2.1.2 河流渗漏量(QH)
研究区内河流水位高于地下水位，除结冻期外，地下水均接受河水补给。计算公式：
QS= QO- QX QH=8.64QS·t
QS——实测上、下断面河流渗漏量(m3/S);
QO——实测河流上断面流量(m3/S);
QX——实测河流下断面流量(m3/S);
QH——计算区内河流渗漏量(104m3/a);
t——河流渗漏时间(d)。
按上述公式，计算区内河流渗漏量计算结果为QH=137.59(104m3/a)
2.1.3 降水入渗量(QJ)
计算公式：QJ=100FWi·β·αCP
QJ——降水入渗量(104m3/a);
F——降水入渗面积(Km2)
Wi——典型年降水量(m);
β——有效降水率;
αCP——有效降水入渗系数平均值;
2.2 地下水储存量计算
计算公式：QC=100F MCP·μCP
QC——计算区内地下水储存量(104m3/a ) ;
F 一计算区内含水层分布面积(Km2 );
MCP——计算区内含水层厚度平均值(m );
μCP——含水层给水度平均值。
按上述公式，计算区内地下水储存量计算结果为QC=5600(104m3/a )
2.3 地下水排泄量计算
2.3.1 已有开采量计算
包括连续性工业开采和间歇性人畜用水开采及季节性农业开采。本区内工业开采量合计346.75*104m3/a;人畜用水开采量合计43.8×104m3/a;农业开采量合计70.0×104m3/a。
2.3.2 新水源开采量(设计)
按新水源设计开采量5000—7000m3的上限计之，即255.50×104m3/a 。
2.3.3 地下水径流流出量
计算公式：QJC = 0.0365M·B·K·I
QJC— 地下水径流流出量(104m3/a );
M —地下水径流流出断面含水层厚度(m);
B —地下水径流流出断面宽度叹(m);
K —地下水径流流出断面含水层渗透系数(m/d );
I—地下水水力坡降。
按上述公式，地下水径流流出量计算结果为QJC=92.38(104m3/a )
2.4 地下水资源评价
2.4.1地下水水量均衡计算
根据地下水补给量与排泄量计算结果，对计算区内地下水量进行均衡计算，计算公式如下;△Q=QB-QP n = QB/QP(%)
△Q——地下水水量均衡差(104m3/a );
QB——地下水补给量(104m3/a );
QP——地下水排泄量(104m3/a );
n——补给量对排泄量的保证程度(%);
2.4.2 地下水资源评价
上述计算结果表明：计算区内地下水补给量为752～903×104m3/a;现状开采量为461×104m3/a。在保证现有开采量和向下游的地下径流流出量的条件下，若再增建一个开采量7000m3/d 的新水源，在P > 75 %的年份，地下水补给量小于排泄量，其保证程度n<100%，地下水出现负均衡，需动用少量储存量以弥补补给量不足。在P≤75%的偏丰年份，地下水补给量大于排泄量，其保证程度n=100%～111.7‰，补给量除满足当年开采外，尚可将枯水年动用的储存量予以补偿。
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