水资源评价课程设计.doc

水资源评价课程设计学校：山东农业大学专业：水文水资源工程专业1班学号:姓名:迁安市地下水水资源量调查与评价摘要：本文通过对河北省迁安市的水资源状况进行调查，分析，运用均衡法得到各补给项，排泄量等的均衡量并计算得出迁安市现状地下水可开采量为7903万m/a。关键字：迁安市； 地下水； 水资源评价； 均衡法1、 自然地理及地质迁安市位于河北省唐山市东北部，地处“京津唐”金三角区内，东西跨度39公里，南北纵距45公里，总面积1208 k。迁安市属于暖温带半湿润大陆性季风气候。据1956-2003年降水资料分析，全市多年平均年降雨量681.4mm，最大年降雨量为1008mm（1977年），最小年降雨量为355.8mm（2002年），多年平均水面蒸发量为1784.6mm，干旱指数1.8左右。按照河北省地貌划分结果，迁安市应该属于低山丘陵区，中部覆盖有较厚第四纪沉积物的低洼地区为迁安盆地。在本次工作中将迁安市划分为低山，丘陵和平原三个地貌区。迁安市地势总体西北高，东南低，自西北向东南倾斜，并以阶梯状自中间平原区向四周分四级升高。迁安市位于燕山隆起带余脉的南侧，渤海沉降带唐山拗陷区的东北部边缘地带。地质构造总格局在阴山天山纬向复杂的构造带与新华夏，华夏系构造带的复合部分，并有祁吕贺兰山自形的东冀反射弧与经向构造带相穿插。2、 水文地质条件根据迁安市地形地貌和地层岩性分布特征，将迁安市地下水类型分为基岩构造风化裂隙水和第四系松散岩类孔隙水。基岩裂隙水主要分布在北部、西部和东南部的低山丘陵区，在北部长城沿线，由于断裂构造较发育，分布有基岩构造裂隙水。山区大部分岩性为太古界变质岩系地层，裂隙不发育，主要为风化裂隙水系，富水性差。第四季松散岩隙孔隙水分为空隙潜水和孔隙微压水。补径排条件为接收大气降水的补给。随地形由高到低向下游径流。排泄方式主要以地下水径流的形式补给山前第四系松散岩类孔隙水，少量是以人工开采和以泉的形式排泄。地下水水位动态受降雨影响，随季节变化。迁安市地下水化学类型为HCO3-Ca(Mg)型和HCO3.SO4-Ca(Mg),由于开矿导致硫酸根离子和氯离子含量明显升高。3、 地下水水量评价首先计算滦河平原区地下水资源，在此基础上计算迁安市平原区的地下水资源，结合迁安市山丘区的地下水资源，评价全市的地下水资源。滦河平原区的地下水资源采用均衡法计算。1、 均衡法计算滦河平原区地下水均衡计算模型。根据滦河平原区地貌分区、水文地质分区及包气带岩性分区，将均衡区分为七个计算区。各评价分区特征见表1。表1-滦河平原区计算分区特征表计算分区I1I2I3I4II1II2II3合计分区面积（k）110.11.852.43.78.576.90.6254地貌分区I级阶地、河漫滩II级阶地富水性分区极富水区富水区包气带岩性卵砾石粉质粘土砂砾石细砂砂砾石细砂粉质粘土本次计算均衡期选用1994-2003年共10年。在忽略潜水蒸发条件下，地下水均衡计算模型如下：Q总补-Q总排=Q储变Q总补=Q降+Q井+Q渠+Q河+Q侧入Q总排=Q开+Q侧出+Q溢出式中Q总补地下水总补给量，万m/a;Q总排地下水总排泄量，万m/a;Q储变地下水储变量，万m/a;Q降降水入渗补给量，万m/a;Q井井灌回归量，万m/a;Q河河道渗漏补给量，万m/a;Q渠渠灌入渗补给量，万m/a;Q侧入侧向流入量，万m/a;Q开地下水开采量，万m/a;Q测出侧向流出量，万m/a;Q溢出地下水溢出量，万m/a;各均衡项采用均衡年平均2、 均衡项计算 1、降水入渗补给量计算公式：Q降=0.1PF式中P年降水量，mm/a降水入渗系数；F计算区面积，k均衡区包气带岩性以卵砾石，砂砾石，粉细沙为主，根据以往研究成果及区域经验值确定降水入渗系数，经计算，均衡期多年平均降水入渗补给量为3314万m/a，见表2。 表2-滦河平原区均衡期降水入渗补给量表计算分区I1I2I3I4II1II2II3合计包气带岩性卵砾石粉质粘土砂砾石细砂砂砾石粉细砂粉质粘土降水入渗系数0.250.130.230.150.230.150.13降水量（mm）614.4614.4614.4614.4614.4614.41614计算面积 （k）110.11.852.43.78.576.90.6254降水入渗补给量 （万m/a）1691 14 740 34 120 709 5 33142、井灌回归量计算公式：Q井=Q农开式中Q农开农业开采量，万m/a;井灌回归系数；1994-2003年平均农业开采量为3937万m/a，井灌回归系数去0,20，均衡期多年平均井灌回归量为787万m/a。3、河道渗漏补给量滦河贯穿整个滦河平原区，滦河的渗漏补给是滦河平原区地下水的最主要的补给来源。傍河开采时滦河河道渗漏补给量，取决于开采条件下水力夺取河水的能力，并受滦河流量及河床最大极限渗漏能力的约束。1) 滦河流量。1994-2003年桑园观测站多年平均径流量为15.76亿m/a。2) 滦河河床极限渗漏能力。计算公式：Q河渗=0.0365L河渗B河渗t式中Q河渗-滦河河床极限渗漏能力，万m/a;KZ-垂向渗透系数m/d;L河渗-渗漏河段河长，m；B河渗-渗漏河段河宽，m；t-年计算时段，d/a;本次去0.2485m/d作为现状河床底泥淤积条件下的垂向渗透系数。滦河地下水的补给段为桑园-张官营河段，多年来变化不大，该河段长度为14.5km。水库放水期河水水面宽度平均为80m，非放水期河水水面宽度平均为20m，大黑汀水库放水期平均为160.25天，非放水期平均为204.75天。计算结果，1995-2003年，水库放水期滦河极限渗漏能力平均为4619万万m/a，非放水期极限渗透能力平均为1476万m/a，两者合计，河水补给地下水河段的极限渗漏能力平均为6095万m/a，见表3。表3- 滦河河床极限渗漏能力表水库运行状态河长（m）河宽（m）计算时段（d）垂向渗透系数（m/d）极限渗漏能力（104；m/a）极限渗漏能力（m/s）放水期1450080160.30.248546193.336非放水期1450020204.80.248514760.834合计60951.933（1） 水力夺取河水的能力。计算公式：Q河夺=1,128h0L/(at) a=KH/计算结果，桑园-张官营河段水力夺取河水的能力为8829万m/a。（2） 傍河开采时河道渗漏补给量。计算结果，均衡器傍河开采条件下滦河的河道渗漏补给量，在水库放水期平均为3876万m/a，在水库非放水期平均为1476万m/a，全年合计为5352万m/a。（3） 各种方法的计算结果对比。渗水实验法计算的河道渗漏补给量最小。在水库放水期河道渗漏量未受到河床渗透能力的制约，而非放水期河道渗漏量已明显受到河床极限渗透能力的制约。河道渗流量为受到滦河滦河流量的制约。通过增强河床渗透能力、增加河床入渗面积、增大傍河水源地的开采量以及延长水库放水期，均可增加滦河的渗漏补给量。（4） 侧向流入、流出量根据本次野外调查，滦河平原山前断面的规则不规律，山前距滦河较近，难以实测地下水流向及水力坡度，因此滦河平原山前的侧向流入量采用达西公式计算，计算公式（1）：Q侧出=0.0365KHLI （1）式中 I垂直计算断面的水力坡度；其他符号意义同前。计算结果，地下水侧向流出量为91完m/a，见表4。表4 滦河平原地下水侧向流出量表断面位置断面长度（m）含水层厚度（m）渗透系数（m/d）水力坡度侧向流出量(万m/a)山东庄225109400.0011891（5） 渠灌入渗补给量本区灌区规模较小，因此渠系渗漏补给量与渠灌入渗补给量合并计算，公式如下式（2）：Q渠=Q农引渠 （2）式中 Q农引农灌引水量，万m/a； 渠渠灌综合入渗补给系数； 其他符号意义同前。（6） 地下水开采量地下水开采量包括工业、农业、生活开采量三部分。表5- 滦河平原区1994-2003年平均地下水开采量统计表行政分区工业用水生活用水农业用水合计迁安镇182135519773514扣庄乡2526456507夏官营镇1252225290赵店子镇16193297506野鸡坨镇918135162阎家店镇10178115303马兰庄镇637742811118杨店子镇11910963972612蔡园镇412054178合计441481239379190(7)地下水溢出量地下水溢出量采用达西公式计算，公式如下式（3）：Q溢出=0.0365KHLI（3）式中 符号意义同前。(八)地下水储变量计算公式：Q储变=100FH（4）式中 F计算面积，km； 变幅带给水度； H水位变差，m/a。三、均衡计算结果表6 迁安市滦河平原地下水均衡计算成果表均衡项均衡量（万m/a）补给量降水入渗补给量3314井灌回归量787渠灌入渗补给量10滦河入渗补给量5352侧向流入量304合计9767排泄量地下水开采量9190侧向流出量91地下水溢出量1986合计11267补给差-1500储变量-1444均衡误差-56均衡误差（%）-0.57四、地下水资源量表7 滦河平原地下水资源量表项目降水入渗井灌回归渠灌入渗滦河入渗侧向径流多年平均补给量地下水资源量水量（万m/a）352778710535230499809193五、地下水可开采量地下水开采量包括工业农业生活开采量三部分。在忽略潜水蒸发条件下，滦河平原区现状地下水可开采量计算公式为：Q可开一现=Q总补-Q侧出-Q溢出 （5）式中 Q可开一现现状地下水可开采量六、可开采量评价地下水水位总体下降的状况与地下水超采状况相符，地下水均衡计算误差较小更进一步验证了可开采量，且均衡法与数值法计算成果接近没标明本次评价的地下水可开采量是符合实际的。结论与建议通过水均衡计算可以看出地下水开采量大于地下水的补给量，地下水属于超采状态，连续的超采将带来一系列的水文地质灾害。水资源量已经成为制约我国经济发展的一个重要因素，合理利用和开发水资源显的尤为重要。建设节水型社会是解决干旱缺水、资源型缺水、污染型缺水等问题最有效的措施。