1)均衡方程式的建立
见公式(3-1)。
2)各均衡要素的确定
(1)降水入渗补给量。
计算公式如下:
Q降补=a·x·F(3-9)
式中:Q降补——降水入渗补给量(m3/a);
a——降水入渗系数;
x——多年平均降水量(m);
F——降水入渗补给区面积(km2)。
降水入渗补给量计算结果见表3-10、表3-11。
表3-10 降水入渗补给量计算一览表
表3-11 丰、平、枯及特枯年份降水入渗量计算一览表
(2)河流补给、排泄地下水量。
计算公式如下:
Q河补=K·I·B·M·t(3-10)
式中:Q河补——河流入渗补给量(m3/a);
K——补给排泄地段含水层平均渗透系数(m/d);
I——补给排泄地段地下水水力坡度;
M——补给排泄地段含水层平均厚度(m);
B——侧渗补给排泄断面的长度(m);
t——时间(取280d)。
计算结果见表3-12。
(3)灌溉回渗补给量。
计算公式如下:
Q灌补=F·β·x(3-11)
式中:Q灌补——灌溉回渗补给量(万m3/a);
F——灌溉回渗补给区面积(km2);
β——灌溉回渗系数(取0.1);
x——灌溉定额(采用300m3/亩·a)。
计算结果见表3-13。
表3-12 河流补、排地下水量计算一览表
表3-13 灌溉回渗补给量一览表
(4)地下水径流补、排量。
计算公式如下:
Q径=K·I·B·M(3-12)
式中:Q径——侧向径流补给、排泄量(m3/d);
K——含水层渗透系数(m/d);
I——水力坡度;
M——含水层厚度(m);
B——径流补给断面的宽度(m)。
计算结果:Q径=32.85万m3/a。见表3-14。
(5)潜水蒸发量。
区内潜水蒸发仅在漫滩水位埋藏较浅,砂、卵石裸露地表的地段。根据经验值,蒸发极限取3.5m。潜水蒸发量计算公式如下:
Q蒸=C·ε·t·F(3-13)
式中:Q蒸——潜水蒸发量(m3/d);
C——潜水蒸发系数(取0.065);
ε——水面蒸发系数(取0.95);
t——产生蒸发的时间(取280d);
F——蒸发面积(m2)。
潜水蒸发量计算结果见表3-15。
表3-14 地下水径流补、排量计算一览表
注:水力坡度(I)取790m,水位线0.01。
表3-15 潜水蒸发量计算一览表
(6)地下水开采量。
①农业灌溉开采量计算:
根据栾川县水利局于2011年水利普查资料,栾川乡机电井、人力井共170眼。农业灌溉面积4055亩,按灌溉定额250m3/亩·a计算,农业灌溉开采量101.375万m3/a。
②地下水生活用水开采量计算:
根据栾川县统计局2013年人口统计资料,城关镇人口67 701人,栾川乡人口30 064人,总计97 765人。人均生活用水按100L/d计算,生活用水量为356.84万m3/a。
城关镇居民生活用水主要水源为山间地表水。栾川乡各行政村居民主要取于安全饮水工程,生活用水取地下水仅占10%左右,按此计算,地下水生活用水开采量为35.68万m3/a。
以上两项合计:地下水开采量总计为137.06万m3/a。
栾川城关镇需水量采用地表水水源。栾川乡各行政村自2006年以来,先后建起了安全饮水工程,解决了居民的生活用水。因此,区内近年来地下水的开采量日趋减少。根据本次调查,区内零散分布的新、老民井约30余眼,各企事业单位的自备井,以及1980年以前为建县城供水水源地,在城区多处施工的水源井、傍伊河大口井等,基本上因种种原因,近年来已停止使用,仅有极少数井作应急取水。
根据访问及调查,研究区内地下水开采除生活饮用外,农业灌溉开采在不同年份变化不大。
3)松散岩类孔隙水均衡分析
将以上计算的各种数据代入式(3-1),得到研究区内地下水均衡结果,见表3-16。
表3-16 均衡计算统计表
由表3-16可以看出,在丰水年,研究区内地下水补给量大于排泄量,均衡差为正值;多年平均,区内地下水补给量与排泄量基本持平,有微量结余;其他年份,包括平水年、枯水年和特枯年,区内地下水补给量均小于排泄量,均衡差为负值。现状年为有记录以来的最枯年,均衡差为-113.19万m3/a,将其值代入公式(3-1),计算得出地下水位平均下降幅度:ΔH为0.38m,这与地下水位观测资料几乎一致(表3-17),说明计算方法及计算参数选取是合理的。
表3-17 地下水位观测统计表 (单位:m)
续表3-17
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