水均衡法评价地下水补给资源量作业
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文章编号:209-7992(2221)05-0191-03建平县拟建水源地地下水储存量与补给量计算任媛媛(辽宁省朝阳水文局,辽宁朝阳02400)摘要:辽宁省建平县青峰山乡拟建水源地,文章依据现场勘探孔的资料和抽水试验资料,选择适合的计算方法,通过参数计算,均衡区确定,计算得到该水源地范围内地下水储存量为235.8万m3/a。
同时,通过对该开采区地下水径流量、降水补给量、地下水消耗量的计算,采用水均衡法,计算得到50%、75%和95%保证率下的地下水补给量分别为407.8万m3/a、349.3万m3/a、289.2万m3/a,均衡差分别为3814万m3/a、322.2万m3/a、264.8万m3/a。
该结果为水源地开发、水资源科学合理的开发利用提供了理论依据和数据支持。
关键词:计算参数;参数;地下水储存量;地下水补给量;建平县中图分类号:文献标识码:B0概述我国幅员辽阔,半干旱地区约占35%,在半干旱地区开发水源,研究这一课题具有广泛的意义,研究成果具有一定的科学意义。
辽宁西部建平县属于干旱半干旱地区,降雨量少,蒸发量大,水资源匮乏,工业、农业和生活用水普遍存在着水危机。
同样的供水需求量,在湿润地区很容易就地找到满足要求的水源,而在干旱半干旱地区,找到水源并正确的评估它的水资源量,显得难度较大且更为重要。
文章针对建平县拟在青峰山乡西大杖子村矿业公司的附近创建水源地的要求,在对现场勘探和抽水试验的基础上,计算相关参数,确定均衡区,计算该水源的地下水储存量和补给量。
2地下水储存量计算2.2参数计算2.2.1降水入渗系数(a)降水入渗系数是表示大气降水渗入地下的量,数值上等于大气降水渗入量与降水量的比值[]。
降雨入渗系数的计算采用下列公式:他(1式中:a为降雨入渗系数;他为流域地下径流深,mm;F为流域面积,km0;F人为流域入渗区面积,km2;>19—1为流域多年平均降雨量,mm。
根据本流域1259-2223年实测降雨量资料,计算出流域多年平均降雨量>0-1=466.2mm。
峄城东郊水源地地下水资源量均衡评价王延恩【摘要】水是经济发展和社会进步的生命线,研究地下水资源赋存规律,计算地下水资源量,对于地下水可持续开发利用及水环境保护具有重要意义.峄城东郊水源地上部为第四系粘性土,下部为奥陶系马家沟组石灰岩,马家沟组石灰岩是主要含水岩层,地下水运动受到峄城断裂、吴林断裂、泥沟断裂和肖桥断裂的影响.根据水源地地下水特征建立均衡方程式,经计算水源地地下水补给量为1.58×104 m3/d、排泄量为7.91×103 m3/d,当地下水位降深20 m 时静储量为1.06 × 107m3 、弹性储量为8. 80 × 104 m3 .【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】3页(P36-38)【关键词】地下水;资源量;均衡;评价【作者】王延恩【作者单位】山东水利职业学院,山东日照 276826【正文语种】中文【中图分类】TV211.1水是一切生命和环境的血液,既是人类生命之源、又是自然生态环境的主要因素,通过水在生态系统中的循环,能有效的维系自然生态系统的自我平衡。
水也是经济发展和社会进步的生命线,是实现可持续发展的重要物质基础。
无论在游牧部落时代,还是在农耕社会,无论是今天,还是在未来社会中,水总是不可缺少的、不可替代的资源,人不能没有水,生态环境更离不开水,没有水,就没有人类社会的今天,更不可能建设和谐社会。
当代水文地质学的研究目标,是从可持续发展理念出发,构建人和自然协调的、良性循环的地下水(流动)系统、水文系统、地质环境系统和生态系统。
当良性循环的天然系统尚未受到人为活动损害时,研究的目的是掌握其演变规律,警惕与预防人为活动的不良干扰。
当良性循环的天然系统已经遭受人为损害时,研究目的是修复其损害,当天然系统存在不利于人类的缺陷时,则需要遵循自然规律,对系统进行优化[1]。
只有合理开发利用和节约保护水资源,防治水害,充分发挥水资源的综合效益,走水资源可持续利用之路,才能维护人民群众的生命健康,保持社会经济环境的可持续发展,为构建和谐社会打下坚实的基础,因此研究地下水资源赋存规律,计算地下水资源量,对于地下水的可持续开发利用及水环境的保护具有重要的意义。
4.4地下水资源量评价——各种地下水补给量的计算一、各项补给量的计算地下水补给量应计算由地表水入渗、降水入渗、地下水径流的流入、越流补给等途径进入含水层(带)的水量,并按自然条件和开采条件下两种情况计算。
(一)水稻田的灌溉入渗补给量T F W Q 水田水稻φ=1 (4-9)式中 Q 1——水稻生长期内降水和灌溉水的入渗补给总量,m 3/a ;φ——水稻平均稳定入渗率;水田F ——计算区内水稻田面积,亩;T ——水稻生长期,d (包括泡田期,不计晒田期);水稻W ——水稻的灌水定额,m 3/(亩•a ),其取值可参照表4-10确定。
表4-10 按灌溉作物的种类确定水稻W 值(据农田灌溉水质标准,GB 5084-1992,参考)了水稻需水量试验,求得一系列水稻淹灌期水田渗漏量。
根据试验结果,结合各地的情况确定了φ值,具体取用值见表4-11。
表4-11 江苏省平原区渗透率φ取值表(据陆小明,2004)计算:e 11I Q Q =雨 (4-10) )-(1e 11I Q Q =灌 (4-11) 式中 雨1Q ——降雨入渗补给量,m 3/a ;灌1Q ——灌溉入渗补给量,m 3/a ;e I ——水稻生长期内灌溉有效雨量利用系数;1Q 意义同式(4-9)。
(二)旱地降水入渗补给量旱地旱地F P Q α=2 (4-12)式中 2Q ——旱地降水入渗补给量,m 3/a ;旱地P ——旱地面积上的降水量,mm/a ;α——降水入渗补给系数;旱地F ——旱地的面积,km 2。
(三)水稻田旱作期降水入渗补给量南方水稻田无论是单季稻还是双季稻都有一旱作期,此时的降水入渗补给量按旱地的入渗补给系数α计算。
水田田旱F P Q α=3(4-13) 式中 3Q ——水稻田旱作期降水入渗补给量,m 3/a ;田旱P ——水稻田旱作期雨量,由年雨量扣除早、晚稻生长期雨量求得,mm/a ;水田F ——水田面积,km 2;(四)水稻田旱作期灌溉入渗补给量南方水田旱作期灌溉,即小春灌溉,一般水田旱作期以种绿肥为多,亦有种大麦、小麦或豆类作物,其灌溉次数不多。
地下水资源评价方法地下水资源评价的方法按其所依据的理论可分为:基于水量平衡原理的方法一一水量平衡法。
基于数理统计原理的方法一一相关分析法。
基于实际试验的方法一一开采试验法。
基于地下水动力学原理的方法一一解析法和数值法。
1.水量平衡法水量平衡法是根据水量平衡原理,建立水量平衡方程来进行地下水资源评价的方法。
评价水量的一切方法都离不开水量平衡原理,尤其是在较大范围之内进行区域性地下水资源评价时,往往因水文地质条件及其他影响因素的复杂性, 当用其他方法评价都比较困难时,采用水量平衡法具有概念清楚、方法简单、适应性强等优点。
该方法是目前生产中应用最广泛的一种地下水资源评价方法。
1.1水平衡方程的建立对于一个平衡区(或水文地质单元)的含水层组来说,地下水在补给和消耗的动平衡发展过程中,任一时段补给量和消耗量之差,永远等于该时段内单元含水层储存水量的变化量,这就是水量平衡原理。
若把地下水的开采量作为消耗量考虑,便可建立开采条件下的水平衡方程:(Q k-Q c)+(W-Q)= 士口 FA H/ A t式中:(Q k-Q c)――侧向补给量与排泄量之差,m/a(W-Q)――垂向补给量与消耗量之差,m/aW=P+Q f+Q-E g式中:P r -------- 降水人渗补给量,m/aQf --- 渠系及田间灌溉入渗补给量,m/aQ ---- 越流补给量,m/aE g――潜水蒸发量,m/aQ ---- 地下水开采量,m/a卩FA H/ A t ――单位时间内单元含水层(平衡区)中储存量的变化量,m/a 卩——含水层的给水度F――平衡区的面积,mA t ――平衡时段,aA H时段内的水位变幅,m利用该水量平衡方程既可以根据已知的均衡要素计算开采量或水位变幅,也可以根据地下水动态观测资料反求水文地质参数。
若在均衡期确定了允许的地下水位变幅值后,均衡方程(8 一1)便可写成预测开采量的公式(若在开采过程中,△ H为负值)。
2021.2山东水利•75-东营市地下水资源现状评价及保护对策张崇栋,董宝恩,刘俊梅(东营市水文局,山东东营257000)【摘要】介绍了东营市地下水资源现状,通过采用补给量法对2001一2016年东营市地下水资源进行评价,分析东营市浅层地下水资源量及各项水文地质参数,同时计算排泄量、蓄变量,以进行水均衡分析,探讨地下水资源保护的各项对策。
【关键词】东营市;地下水资源;补给量法;水均衡分析【中图分类号】TV213.4【文献标志码】A【文章编号】1009-6159(2021)-02-0075-02东营市位于黄河下游,山东省北部黄河三角洲地区,总地势是西南高、东北低,地形以黄河为轴线,中间高,两侧低呈扇状向海微倾,地势低平。
黄河构成了区内地面的主要分水岭,使黄河以南地形向小清河和莱州湾倾斜,黄河以北地形向北东倾斜。
东营市位于华北地台区济阳坳陷的东北部,是中、新生代的一个沉降区,沉降幅度达12000m。
1浅层地下水资源现状东营市地下水是赋存在第四系和新近系松散沉积物中的孔隙水,根据区域构造特征和地下水赋存条件,可分为黄泛平原和山前平原两个地质单元。
东营地区处于黄河下游,地下径流缓慢,土壤含盐量高,咸水广泛分布。
浅层淡水主要分布在广饶南部及利津陈庄沿黄河一带,黄河故道多处分布上层滞水。
浅层含水层组埋深0~60m,其沉积物主要来源于南部河流搬运来的冲洪积物,地层由南向北缓倾,具有典型的山前冲积平原水文地质特征:垂直方向,自上而下,含水层颗粒由细变粗;水平方向,由南向北,含水层颗粒由粗变细,结构由单一变层状,地下水埋深由深变浅,水力性质由潜水逐步过渡为承压水;砂层主要岩性为粉砂、细砂、局部有中粗砂、小砾石,含水砂层累计厚度在10m左右,水位埋深多为20~25m,单井涌水量为10~15m3/h,由南向北递减。
2地下水资源评价地下水资源量是指与当地降水和地表水体有直接水力联系、参与水循环且可以逐年更新的动态水量,即浅层地下水资源量。
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 =0.0365mbki;(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。
水均衡法评价地下水补给资源量作业
班级学号姓名成绩
某研究区为一个完整的地下水系统,含水层由第四系松散的砂砾石层组成。
面积为1000km2,地下水主要接受降雨入渗和山前侧向补给。
具体为:西部边界为山区地下水侧向补给边界,东部为地下水排泄边界(向河流),南北为隔水边界。
根据水文气象资料,均衡期为1995年7月~1996年6月(一个水文年)。
在均衡期内,降雨量为450mm,地下水侧向补给量2500⨯104m3,降雨入渗补给量为11250⨯104m3,地下水通过东部边界向河流的排泄量为6000⨯104m3,人工开采量为12000⨯104m3。
(该图为示意性图)
请完成如下问题:
1.写出该地区地下水均衡方程式;
2.计算地下水均衡,将数据填入表格中,分析地下水补排量的比例关系,说明该均衡期内是正均衡
还是负均衡;
3.根据下面给出的历年降雨量资料,计算累积频率,填入下表,并根据表中的数据,绘制降水量频
率曲线,在图中,标出丰水年、枯水年,平水年及计算年对应的降水量;指出本均衡年降水量是丰水、枯水还是平水年
4.假设该地下水系统西部边界侧向补给量为一个稳定值(即不随降雨量变化),降雨入渗补给量随降雨多少变化,已知研究区内降雨入渗平均补给系数为0.25;请计算丰、平、枯年份对应的降雨量条件下的降水入渗补给量;填入下表:
5. 根据下面的公式,计算多年平均地下水补给量,并将数据填入上表 多年平均地下水补给资源量:
3
21321n n n Q n Q n Q n Q k
p f b ++++=
式中:b Q ——多年平均地下水补给资源量(m 3/a );k p f Q Q Q 、、——分别为丰水年、平水年、枯水年的地下水补给资源量(m 3/a );n 1、n 2、n 3——分别为丰水年、平水年、枯水年在观测资料年中出现的次数。
水均衡法评价地下水补给资源量作业
班级学号姓名成绩
某研究区为一个完整的地下水系统,含水层由第四系松散的砂砾石层组成。
面积为1000km2,地下水主要接受降雨入渗和山前侧向补给。
具体为:西部边界为山区地下水侧向补给边界,东部为地下水排泄边界(向河流)。
根据水文气象资料,均衡期为1995年7月~1996年6月(一个水文年)。
在均衡期内,降雨量为450mm,地下水侧向补给量2500⨯104m3,降雨入渗补给量为11250⨯104m3,地下水通过东部边界向河流的排泄量为6000⨯104m3,人工开采量为12000⨯104m3。
(该图为示意性图)
请完成如下问题:
1.写出该地区地下水均衡方程式;
=
±
∆
-
-
-μ
=
+
Q⋅
F
Q
h
Q
Q
Q
Q
开
补
排
泄流
侧向
降水
Q补--降雨入渗补给量;Q侧向-侧向流入补给量;Q基流-基流量;Q开-人工开采量
2.计算地下水均衡,将数据填入表格中,分析地下水补排量的比例关系,说明该均衡期内是正均
衡还是负均衡;
3.根据下面给出的历年降雨量资料,计算累积频率,填入下表,并根据表中的数据,绘制降水量
频率曲线,在图中,标出丰水年、枯水年,平水年及计算年对应的降水量;指出本均衡年降水量是丰水、枯水还是平水年;
序号
=+⨯=⨯
P m n
(/(1))100(/25)100
保证率
4.假设该地下水系统西部边界侧向补给量为一个稳定值(即不随降雨量变化),降雨入渗补给量随
降雨多少变化,已知研究区内降雨入渗平均补给系数为0.25;请计算丰、平、枯年份对应的降雨量条件下的降水入渗补给量;填入下表:单位:
5. 根据下面的公式,计算多年平均地下水补给量,并将数据填入上表 多年平均地下水补给资源量:
3
21321n n n Q n Q n Q n Q k
p f b ++++=
式中:b Q ——多年平均地下水补给资源量(m 3/a );
k p f Q Q Q 、、——分别为丰水年、平水年、枯水年的地下水补给资源量(m 3/a ); n 1、n 2、n 3——分别为丰水年、平水年、枯水年在观测资料年中出现的次数。