水均衡法在白杨河勘查区地下水资源计算中的应用

王　璐

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830000)



水均衡法在白杨河勘查区地下水资源计算中的应用

王璐

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830000)

我国新疆地区煤、铁等矿产蕴藏量巨大，这些资源的开发极大地推动了当地经济发展，但是也给地下水资源带来严重破坏，精确地掌握地下水资源情况对保障当地居民用水安全、指导正常生产有着重要意义。以新疆白杨河勘查区为实例，介绍了水均衡法在计算地下水工程中的应用，为以后类似的地质勘查工作提供了一定的可借鉴经验。

水均衡法；白杨河；地下水资源；应用

地下水是水资源的重要组成部分，在保障居民生活、支持经济发展和维持生态平衡等方面都起着无可替代的作用。我国新疆地区地下水资源量约为85亿 m3，位居全国第四位[1]。但随着近年来对地下矿产资源的开发，新疆的生态环境不断恶化，水质污染情况也较为严重。科学地计算水资源量是保护地下水的重要工作之一，而水均衡法具有计算简单、结果精确等突出优点，因而被广泛应用。

1　水均衡法的原理介绍

水均衡法其本质是指在勘查区域内，根据地下水动力平衡基本原理来预计该区域地下水“可能涌水量”的一种方法。该方法以地下水为分析对象，对区域内地质条件认知要求相对较低，适合较为大范围内的地下水资源量的计算。水均衡法基本表达式如(1)所示。计算地下水资源量需要综合分析区域内地下水的补给、赋存及开采条件，其中包括的因素又有很多，总体是一个动态的过程[2]。

GW补-GW耗=ΔGW

(1)

式中：GW补为地下水补给量；GW耗为地下水排泄消耗量；ΔGW为地下水蓄变量。

2　工程概况

白杨河勘查区位于新疆自治区西北部，辖属四个行政

区，分别为塔城地区和布克赛尔蒙古自治县(占勘查区面积的29%)，额敏县(占18%)，托里县(占32%)以及克拉玛依市(占21%)。该勘查区内煤炭赋存量超过300亿吨，本次工程的主要任务是在地表水资源评价基础上，利用水均衡法计算区域平原区地下水资源量，进一步查明区域水资源开发利用现状，确定地下水开采潜力及详查区地下水允许开采量，提出煤炭基地供水方案建议。

3　水均衡法在白杨河勘查区地下水资源计算中的应用分析

本工程以地下水系统或水文地质单元为基本评价单元，计算边界尽量采用自然边界。地下水评价结果应扣除分区重复计算量及井灌回归量。在一般区域采用水均衡法评价地下水资源量，重点区域采用水量均衡法和数值模型法进行对比计算。

3.1相关系数的确定

本勘查区主要包括降水、河道、渠系、田间的入渗补给系数和潜水蒸发系数。具体统计结果如下：

3.1.1降水入渗补给系数α

比照相似地区，采用新疆均衡场地中渗透仪测定的不同地下水埋深、不同岩性、不同降水量的降水入渗补给系数取值区间(见表1)[3]。

表1　降水入渗补给系数α经验值汇总表

3.1.2河道入渗补给系数ρ

采用本次河渠测流实测值，同时与新疆地矿局、水利厅在各地实测值、经验值进行比照(见表2、表3)。

表2　本次工作河道渗漏补给系数ρ实测值表

表3　不同部门河道渗漏补给系数经验值表

3.1.3渠系入渗补给系数γ

据新疆水利厅水文总站在全疆各地的野外实测资料，并结合本次野外实际调查资料，本工程渠系渗漏修正系数见下表4。

表4　渠系渗漏修正系数γ

3.1.4田间入渗补给系数β

田间灌溉水入渗补给主要受地层岩性、灌溉定额、地下水位埋深等多方面因素的共同影响[4]。根据勘查区地下水均衡试验场的实测资料和新疆水利厅野外试验成果，给出符合本区实际情况的田间灌溉入渗系数，见表5。

表5　田间入渗补给系数β表

3.1.5潜水蒸发系数

影响潜水蒸发的因素有包气带岩性、潜水位埋深及植被发育等，勘查区的地下水浅埋区基本都覆盖有植被，故计算时将潜水蒸发、蒸腾量合并计算。本次潜水蒸发系数的确定主要依据勘查区地下水均衡场地渗仪观测资料确定，具体结果见表6[5]。

表6　潜水蒸发系数表

3.2白杨河勘查区地下水资源的均衡计算

水量均衡区以勘查区中各地下水系统的平原区为基础，根据评价原则及边界形态，划分为三个均衡计算亚区：北洼地计算区，面积为700.20 km2；白杨河谷地计算区，面积为2 080.00 km2；乌尔禾计算区，面积为1 861.10 km2。表7是针对白杨河勘查区地下水资源量水均衡的详细计算项目及公式[6]。

表7　白杨河勘查区地下水资源均衡计算公式表

经计算：白杨河勘查区地下水总补给量为21 311.96万 m3/a，总排泄量为21 544.07万 m3/a，动用储存量为零，统计误差|δ|=1.14%，计算结果符合要求。

4　结语

地下水资源量直接制约了当地居民的正常生活及社会经济发展，水均衡法在前期工作量、计算过程、计算结果等方面相对于其他方法都具有较为明显的优势。本文以白杨河勘查区地下水资源量计算为实例，介绍分析了水均衡法的应用情况，为今后该区域煤炭资源的开采提供了较为可靠的参考依据。

[1]李晓英，顾文钰.水均衡法在区域地下水资源量评价中的应用研究[J].水资源与水工程学报.2014，(02)：15-18.

[2]吴文强，李文文.水均衡与数值模拟法在地下水资源评价中对比应用[J].中国农村水利水电.2009，(06)：32-35.

[3]戴岩柯，崔世新.水均衡法和数值模拟法在矿坑深部涌水量预测中的比较——以西石门铁矿为例[J].地下水.2010，(01)：56-58.

[4]张春志，刘继朝.浅议均衡法在地下水资源评价中的应用[J].西部探矿工程.2005，(07)：25-28.

[5]谢新民，柴福鑫.地下水控制性关键水位研究初探[J].地下水.2007，(06)：37-40.

[6]金满娥，李龙辉.利用水均衡法计算山前侧向补给量[J].黑龙江水利科技.2005，(03)：46-48.

2016-03-14

王璐(1987-)，男，山西长治人，助理工程师，主要从事水文地质方面的工作。

P641.8

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1004-1184(2016)05-0023-02