（水利工程专业论文）葫芦岛市连山区水资源评价方法研究.pdf

摘要 摘要 摘要：这篇论文共包括六部分：绪论；概况 评价内容包括降水、径流及各要素时空变化规律 及总资源量和水资源可利用量。 水文要素；水资源量；水质：结论和建议。 地表水、地下水资源的数量、水资源质量以 本次分析把1 9 5 6 2 0 0 0 年平均降水量作为多年平均年降水量，全区多年平均年降水量为 5 8 5 5 毫米。把1 9 5 6 2 0 0 0 年平均径流量作为多年平均地表水资源量，全区多年平均地表水资 源量2 39 5 8 1 万立方米，折合径流深为1 4 5 1 毫米。并以1 9 8 0 2 0 0 0 年平均地下水资源量作为 近期多年平均地下水资源量，全区多年平均地下水资源量78 1 9 9 万立方米。 全区人均占有水量为4 4 2 6 立方米，女儿河、孤竹营子河以及其它诸河，处于重度缺水水平： 兴城河为极度缺水；连山河、五里河其人均占有水量已严重低于人均正常生存最低线。连山区 1 9 9 1 2 0 0 0 多年平均地表水资源可利用量为64 7 3 3 万立方米，地表水供水量为11 4 8 1 万立 方米，地表水开发利用率为1 7 7 。连山区1 9 9 l 2 0 0 0 多年平均地下水可开采量为57 3 9 4 万 立方米，地下水实际开采量为57 1 0 1 万立方米，地下水开采率为9 9 5 。 经过统计分析，连山区水资源总量偏少，水污染严重，地表水开发利用程度较低，而地下 水开采率较高。因而需要保护水源、减少污染，提高地表水资源开发利用程度，进而限制和降 低地下水资源开采量，可持续利用有限的水资源。 关键词：水资源量、水质、评价 作者简介：张世佑，男，1 9 6 9 年生，2 0 0 1 年于东北财经大学计算机信息管理专业毕业并获 管理学学士学位；2 0 0 2 年从师于河海大学水文水资源专业钟平安教授，2 0 0 6 年毕业并获工学 硕士学位。 i i a b s t a t e t a b s t r a c t a b s t r a c t ：t h ea r t i c l ec o n s i s to fs i x c h a p t e r s ：p r e f a c e ；e s s e n t i a l s ；h y d r o l o g i c e s s e n t i a lf a c t o r s a n a l y s i s ；w a t e r r e s o u r c e sq u a n t i t y ；w a t e rq u a l i t y ；c o n c l u s i o na n ds u g g e s t i o n t h ea p p r a i s a lc o n t e n t i n c l u d e sp r e c i p i t a t i o n , r u n o f fa n dt h e i rs p a c e t i m ec h a n g el a wo fe v e r yk e ye l e m e n t t h a ti n c l u d e st h e q u a n t i t ya n dt h eq u a l i t yo fs u r f a c e w a t e ra n dg r o u n d e rw a t e lt h a ti n c l u d e su s a b l ea m o u n to f w a t e rr e s o u r c e a c c o r d i n gt o4 5y e a r s ( 1 9 5 6 2 0 0 0 ) d a t eo fp r e c i p i t a t i o ni nt h ea r e a ，t h en o r m a lm e a n p r e c i p i t a t i o ni s5 8 5 5 m m a c c o r d i n gt o4 5y e a r s ( 1 9 5 6 2 0 0 0 ) d a t eo f r u n o f f ，t h en o r m a lm e a nw a t e r r e s o u r c ea m o u n to f t h ee a r t h ss u r f a c ei s2 3 9 5 8 1m i l l i o nc u b i cm e t e r s ，o ra n n u a lm e a nr u n o f f d e p t hi s 1 4 5 1 m m a c c o r d i n gt o2 1y e a r s ( 1 9 8 0 - 2 0 0 0 ) d a t eo fg o u n d e rw a t e rr e s o l m l c ei nt h ea r e a ，t h ew h o l e d i s t r i e tn o r l n a lm e a na m o u n ti s7 8 1 9 9m i l l i o nc u b i cm e t e r s t h ew h o l ed i s t r i c tp e rc a p i t aw a t e rr e s o u n c ea m o u n to ft h ew h o l ed i s t r i c ti s4 4 2 6c u b i c m e t e r s t h ed a n g h t e rr i v e r ，t h eg u z a y i n g 五r i v e ra n do t h e ra l lr i v e ra i ns e r i o u sd e g r e e so fl a c ko f w a t e rc o m p e t e n c e t h ex i n g c h e n gr i v e ri si ne x t r e m l yd e g r e e so f l a c kw a t e r t h el i a n s h a nr i v e r sa n d w u l if i v e rp e rc a p i t aw a t e ra m o u n th a v ea l r e a d yb e e nl o w e rt h a nt h a to fs u r v i v i n gi nt h em i n i m u m i i n e t h en o r m a lu s a b l ea m o u n to fw a t e rr e s o u r c eo ft h ee a r t h ss u r f a c eo f1 0y e a r s ( 1 9 9 1 - 2 0 0 0 1i s 6 4 7 3 3m i l l i o nc u b i cm e t e r s n es u p p l y i n gw a t e ra m o u n to fs u r f a c ew a t e ri sl1 4 8 1m i h i o nc u b i c m e t e r s t h es u r f a c ew a t e rd e v e l o p m e n tu t i l i z a t i o nr a t i oi s1 7 7 t h en o r m a lu s a b l eg r o u n d w a t e r a m o t m to f1 0y e a r s ( 1 9 9 1 - 2 0 0 0 ) i s5 7 3 9 4m i l l i o nc u b i cm e t e r s t h ee x p l o i t i n ga m o u n ta c t u a l l yo f g r o u n d w a t e ri s5 7 1 0 1m i l l i o nc u b i cm e t e r s t h ee x p l o i t i n gr a t eo f g r o u n d w a t e r i s9 9 5 t h r o l 2 【g hs t a t i s t i c a la n a l y s i s ，t h et o t a la m o u n to fw a t e rr e s o u r g ei nt h ea r e ai sl e a nt o w a r d sl i t t l e e v e nw a t e rh a v eb e e np o l l u t e ds e r i o u s l y t h es u r f a c ew a t e r su t i l i z i n gd e g r e ei sr e l a t i v e l yl o w , a n dt h e e x p l o i t i n gr o t eo fg r o u n d w a t e r i s r e l a t i v e l yh i 曲t h e r e f o r en e e d t oi m p r o v et h e d e g r e e o f d e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o no f w a t e rr e s o u r c e so f t h ee a r t h ss u r f a c e ，a n dt h e nr e s t r a i na n dr e d u c et h e e x p l o i t i n ga m o u n to f g r o u n d w a t e rr e s o u r c e s ，l i m i t e dw a t e r r e s o u r c eo f s u s t a i n a b l eu t i l i z a t i o n k e yw o r d s ：w a t e rr e s o u r c eq u a n t i t y w a t e rq u a l i t y a p p r a i s a l i n t r o d u c t i o no ft h ea u t h o r ：z h a n gs h i - y o u ，w a sb o mo l lj u l y6 1 9 6 9 h ew a sa w a r d e dt h e s c h o l a rd e g r e eo fa d m i n i s t r a t i o nc o u r s ea tn o r t h e a s tu n i v e r s i t yo ff i n a n c e & e c o n o m i c so n m a r c h 1 5 ，2 0 0 2 u n d e rt h eg u i d a n c eo f p r o f z h o n gp i n g - a nh eh a sc o n t i n u e dh i sr e s e a r c hw o r k si n t h ef i e l do fw a t e rc o n s e r v a n c ya n dh y d r o p o w e re n g i n e e r i n gs i n c e2 0 0 2 h eg r a d u a t e da n da c h i e v e d t h em a s t e rd e g r e eo f e n g i n e e r i n gc o u r s ea th e h a iu n i v e r s i t yi n2 0 0 6 i i i 前言 刖舌 水是人类赖以生存的自然资源。水资源的调查与评价是国民经济建设一项重要前期工作。 辽宁省是水资源短缺省份之一，人均水资源量只为全国的l 3 ，是世界人均的l 1 2 ，而葫芦岛 市连山区水资源更加短缺，人均水资源量只为辽宁省的l 2 。随着经济的发展和社会的进步， 水资源已经成为带4 约连山区经济发展的重要因素。 如何更有效更合理地开发利用有限的水资源、强化水资源的统一管理，满足水利规划和国 民经济建设的需要，也为水资源的优化配置提供科学依据，所以进行了连山区水资源的初步评 价。 本次评价的供、用、耗调查资料范围为1 9 8 0 2 0 0 0 年。二十年来，由于自然条件的变化以 及国民经济和社会的持续发展，对水的需求加大，人类对水的自然规律影响也愈来愈大，水的 运动形式在有些地区已经有较大改变。根据省厅关于辽宁省水资源综合利用规划工作规划 大纲要求，依据水利部水资源评价导则、辽宁省水资源评价技术细则，参照全国水资源 综合规划技术大纲之水资源调查评价部分，从2 0 0 4 年4 月开始进行分析评价。评价内容包括 降水、径流及各要素时空变化规律，地表水地下水资源的数量、水资源质量以及总资源量和水 资源可利用量。此项工作中参照了葫芦岛市统计年鉴、辽宁省地表水资源和辽宁省水 文年鉴和其它有关方面的书籍和研究成果。由于时间仓促，本次提供的成果是对连山区水资 源的初步估算，还没有进行全区范围内的水量平衡和互验和细帐计算，只能满足定性决策和初 步规划的需要，最终以有关专家水资源评价结果为准。 笫一茚绪沦 第一章绪论 1 1 问题的提出 水资源是除地以外的一切资源中与人类的生产生活关系最为密切的自然资 源。人类对于水资源的开发利用，经历了极为漫长的发展岁月。 人类社会的发展史，就是对水的认识和利用斗争的历史。在人类的早期，可以 说是水支配着人类。随着人类文明的进步，人类丌始对水的开发利用，并能在一定 程度上抵御各种水灾害，人类社会渐渐进入学会支配水的时代。但是，水不是取之 不尽的，在一定地区、一定时问内能供给人们使用的水量总是有限的，当社会生活 和生产的用水量达到当地可用水量的一定程度时，不仅自然界的水不能满足社会经 济发展的需求，而且往往会由于水的不合理利用，导致产生各种危害人类社会本身 的生态与环境问题，进而制约人类社会经济的发展，此时人类社会进入了既要学会 合理利用水，又要保持与水相互m 调的阶段。 随着社会的进步，经济的发展和人口的增加，人类对水的需求愈来愈多，目前， 全球不少国家和地区水的供需矛盾日趋尖锐，用水与供水已成为当代世界面临的重 太问题。我国水资源量，无论按人均还是按亩均，均低于世界平均水平，而且时空 分布不平衡。不少地区供水紧张，严重制约了当地经济的发展。 葫芦岛市是辽西的工业城市，作为葫芦岛的重要所辖区连山区是本市的第一重 要组成部分，既有城区，又有郊区，流域面积占葫芦岛市区的7 2 6 ，人口占6 7 7 。 连山区用水与其它区相比较为复杂，既有工业用水，又有农业用水；既有城市生活 用水，又有农村生活用水。其国民生产总值却不能和其它区相比，与面积、人口极 不相称，其经济发展情况决定整个市的经济。 连山区的发展始终受到市政府的重视，由于它的重要性和特殊性，而且经济极 具发展空间，近几年开始，市政府决定大力发展连山区经济，在发展工业的同时， 加大农村发展力度，以建设社会主义新农村为目标。而随着经济的发展和社会的进 步，水资源已经成为制约连山区经济发展的重要因素。为配合经济发展计划，有效 更合理地丌发利用有限的水资源、强化水资源的统管理，满足水利规划和国民经 济建设的需要，也为水资源的优化配置提供科学依据所以根据省厅关于辽宁省水 资源综合利用规划工作规划大纲要求，依据水利部水资源评价导则、辽宁省 水资源评价技术细则，参照全国水资源综合规划技术大纲之水资源调查评价部 河海人学t 程倾f 。学位论文曲芦岛市连山k 水资源评价方法研究 分，进行了连山区水资源的初步评价的研究。 1 2 国内外研究方法现状 地表水资源评价与研究方法主要运用陆地水文学的基本知识，陆地水文学的发 展过程对地表水资源评价的发展过程有一定影响。 现代科学技术使获取水文信息的手段和分析水文信息的方法有了长足的进步。 例如，遥感技术的应用，使同时观测大范围内的宏观水文现象成为町能：核技术的 应用使人们能够获得微观水文信息；水文模拟方法、水文随机分析方法、水文系统 分析方法，使人们研究水文现象的能力发展到新的水平；尤其是电子计算机的应用， 使水文科学从水文观测到基本规律的研究，由人力和机械操作，发展到以电子计算 机为核心的自动化。 水文科学和其他科学之间的边缘科学正在不断兴起，学科问的空隙逐渐得到填 补。同时，人们开始看到，水已成为影响社会发展的重要因素。水在表现它的自然 属性的同时，它的社会属性也日益表现出来，并逐渐为人们所认识。因此，水文科 学将有可能发展成为具有自然科学和社会科学双重性质的一门综合性科学。 与陆地水文学的发展过程类似，地下水文科学也经历了从经验性阶段向近代科 学转变的过程。公元1 6 世纪以前，人们对地下水的现象仅限于直接观察和推测，从 公元1 7 世纪到2 0 世纪初，科学家们通过观察、试验和分析，提出了一系列关于地 下水形成和运动的重要概念、定律和方法。1 8 5 6 年，法国工程师达西通过试验建 立了地下水渗流的基本定律，奠定了地下水运动的理论基础；1 9 3 0 年荷兰水文工程 师德赫莱用数学方法，分析了地下水渗过弱透水层的越流现象；1 9 3 5 年，美国学者 泰斯利用地下水非稳定流动和热传导之间的相似性，导出了著名的泰斯公式。；1 9 3 7 年美国学者马斯克特在均匀流体通过多孔介质的流动一书中，用数学方法较系 统地论述了地卜水的运动；地卜水污染的研究，从2 0 世纪6 0 年代以后得到发展。 中国在1 9 4 9 年以后，在大面积范围内对地下水资源评价、地下水水位及开采量 的预报、水文及水文地质参数的确定和地下水调节计算等方面作了许多工作，取得 了成果。 地下水资源评价是关系到围民经济发展和社会稳定的基础工作。目前，区域水 资源评价方法较多，但还不够成熟，国内外都处于实践和探索之中。水均衡法，主 要用于平原区有多年地下水动态观测资料的潜水资源评价；平均布井法，主要用于 平原区的潜水和承压水资源评价；地下径流模数法，主要用于丘陵山区基岩裂隙水 和山区岩溶水资源评价。”1 。此外，计算机应用技术、数据库技术、通信技术、地理 筇一章绪论 信息系统技术、核技术或同位素技术等新技术的不断发展和成熟，对水资源评价技 术的发展起到了极大的推动作用。 g i s 是与人类的发展、进步密切关联的一门信息科学与技术，愈来愈受到人们的 重视。在地下水资源方面，地理信息系统已经发展成为一个非常有效的工具。在国 外的地下水模型研究中，地理信息系统有了很大范围的应用：e lk a d i ，a 1 e t c 。”1 ， 将g i s 作为模型的外壳，在0 a h u 和h a w a i i 岛建立了二维数值模拟模型，g i s 主要是 完成数据管理和模型的前后处理；7 r a n gc h a n g y u a n ，e t c 。“建立了基于a r c v i e wg i s 的地下水流模型，利用g i s 的属性功能可以对数据文件方便的修改，计算结果经过 转换实现可视化和编辑。国内也有一些学者致力于这方面的研究：武强。等研究开 发了以m a p i n f o 为平台的塔里木盐地地下水资源管理系统；宫辉立“建立了g i s 技 术支持下的城市水资源管理模型；刘明柱“通过对地f 水资源系统特点的分析，应 用g l s 建立了地下水资源评价系统。随着g i s 社会化的浪潮，组件式g i s ”将会得 到更加广泛的应用，从而可以创造出更加巨大的经济价值和社会价值。同位素技术 作为地下水研究的一种有力工具，j 下在成为水文调查的重要组成部分，某些情况下 成为唯一的工具。 考虑到地表水和地下水的紧密联系，人们逐渐丌始了地表水和地下水耦合模型 的研究。河网水流与地下水流的耦合国内外大都采用迭代法“。对于非常简化的河 道水流方程有的采用理涂上的耦合模型“，但很难用于实际的流域李致家、谢悦 波提出理论上的地下水流和完全的一维不稳定流方程的数值计算耦合模型“，并通 过一个理想的水文流域的计算来说明该模型的合理性。谢新民等首次将概念性水文 模型与地下水动力学模型有机地结合起来，建立起平原区地表水与地下水统一评价 的二元耦合模型“，为解决大埋深条件下平原区水资源的精细评价提出一种新的方 法：“四水”转化水文模型是建立在概念性水文模型基础上的一种用于地表水资源 数量评估计算的工具。是以平原区水循环和水均衡原理为基础”7 “的；地下水数学 模拟模跫“”1 则是将复杂的水文地质条件概化为水文地质概念模型，并在此基础上 抽象为数学模拟模型，用以定量描述地下水系统各变量和参数之间的关系。刘立才 等运用有限单元法，根据变化的历史开采布局和污染演化趋势，建立了水量水质耦 合模型1 。 在水资源质量评价方面，我国评价方法的研究方面，主要集中在评价指数的数 学处理上，几乎用尽了全部的数学手段，但在评价结果的合理性方面仍进展不大。 人们十分关心我国现行水资源质量评价方法的科学性和合理性。从评价结果的表达 上看，地图重叠法将水质级别的空间分布表示的较为清楚、直观。如果单元河长划 河海人学t 程颂 j 学位论文曲芦岛市连山区水资源计价方泣研究 分的较为符合实际的话，这种表达也有可取之处。目前沿用的水资源质量评价方法 有不少缺点，使我国的水资源质量评价与发达崮家拉大了差距。 国外的水质评价是个多学科的对多介质、多参数的水质数据的分析过程。水质 评价是针对具体水域而言的，目标是确定有问题的水域和问题之所在。因此，不存 存我国水质评价中，只统计各类水占多少百分数和虚假达标问题。崮外不仅要考虑 水质的人为用途而且要考虑水域的生态保护，生物多样性的要求。目前我国这种不 分牛态区不分水域的人为水质分类不能满足生态保护的要求，也衡量不出生态环境 的变化及其损益。 1 _ 3 研究内容及技术方法 本文做的水资源评价包括以下内容： 1 、收集整理连山区及附近地区自1 9 5 6 年以来的降水、蒸发、径流、泥沙、地 下水、水质、取水、用水、退水以及与水资源评价有关的国民经济发展的各类资料， 并对水文资料进行合理性、可靠性和一致性分析。 2 、按流域和行政区分区 3 、进行地表水资源评价 4 、进行地下水资源评价 5 、进行水资源总量评价 6 、进行水资源质量评价 7 、进行水资源开发利用程度分析。 研究及评价方法： 1 、水文要素降水、径流资料插补延长方法：等值线法；与邻站相关法；邻站算 术平均法。 2 、资料代表性分析方法：逐年过程及五年滑动均值过程线分析；各年代均值变 化图分析；累进均值过程线分析。 3 、合理性检查方法：绘制等值线图；多年平均年内分配图。 4 、天然径流还原方法：依据水量平衡原理，采用分项还原法。 5 、降水量评价方法：代表站法。 6 、地表水资源最评价方法：控制站法、代表站面积比法。 7 、平原区地下水资源量评价方法：补给法。 8 、山丘区地下水资源量评价方法：排泄法。 9 、水资源质量评价评价方法：单指标评价法。 4 第一审q f 究区概况 第二章研究区概况 2 1 自然情况 葫芦岛市连山区位于辽宁省西南部，地处辽西走廊、葫芦岛市两北，东临锦州、 凌海两市，西靠建昌、朝阳，南与兴城市、龙港区接壤，北邻南票区。地理位置东 经1 2 0 。1 47 1 2 1 。0 27 ，北纬4 0 。4 0 4 r1 2 之间，东两长6 7 公罩，南北 宽5 9 公旱，总面积16 5 1 4 平方公里。 连i i i 区现有1 8 个乡镇和1 个城区，即：白马石、新台门、山神庙、钢屯、张相 公、虹螺蚬、台集屯、金星、孤竹营子、沙河营、锦郊、寺儿催、杨家杖子、高桥、 石灰窑、塔山、老官堡、东青堡及城区。 连i i i 区总体地貌格局为西及西北部低山丘陵控制下东南沿海及女儿河平原，整 个地势呈西北高，东南低。区内山丘区面积占7 0 ，平原区面积占3 0 。 西及西北部和大、小虹螺山为侵蚀中低山，向斜、单斜、背斜发育较全，地形 受北东向构造控制，多以花岗岩、白云岩为主。 中部为剥蚀丘陵，海拔在2 0 0 米以下，主要由花岗岩、混合花岗岩、火山碎屑 岩组成。 东南沿海及女儿河平原，地而较平坦，阶地及漫滩呈树枝状散布f 山丘之问， 略倾向河床及下游，海拔在5 0 米以下，主要由亚粘土及砂砾组成。 连山区属暖湿带半湿润带季风气候区。其气候特征是四季分明，春天多风干旱、 夏季炎热多雨、秋季凉爽短暂、冬季寒冷期长。冬季受西伯利亚及蒙占高压干冷大 陆气流控制，盛行北风和西北风，气温低，降水量少；夏季多受来自低纬度热带季 风环流的暖湿气流影响，气温高，降雨量多，多南风和西南风；秋季主导风向以偏 北风占优势；春季各地多偏南大风。年平均风速在2 3 米秒，一年中春季风速最 大，秋风次之，冬夏风速比较小。 区内年平均气温8 6 。c ，多年最高气温4 0 o 。c ，最低气温一2 0 o 。c 。全年同照时 数26 5 0 29 9 0 小时，平均无霜期在1 6 0 2 1 5 天。 境内土壤根据其成因、质地、物理及化学性质等可分为棕壤土、草甸子土、盐 土。七壤面积6 2 2 万亩，其中棕色土壤面积5 3 5 万亩，占总面积8 6 ，是我区主要 农田土壤；草甸子土面积为8 1 万卣，占总面积的1 3 ，分布在沿河两岸及沿海平原 地区，是我区主要产粮土壤；盐土面积o 6 万亩，占总面积的1 ，分布在东南沿海 平原低洼区一带。 河海大学t 程颅 。学位论文- l i j j 芦岛l 盯迮山【x 水资源评价打洼研究 区内i ij 丘面秘占7 0 ，植被覆盖率仅5 0 左右。山丘区植被条件较好的是中部丘 陵区大小虹螺山一带，海拔4 0 0 米以上植被覆盖率可达8 0 ，天然次生林以蒙古栎 为多，树高一般5 9 米，林下灌丛茂密，以榛子、胡枝子为主，平均高度o 8 1 2 米左右。海拔2 0 0 米以上天然次生林覆盖率在7 0 z ：右，无林区以荆条、胡枝子为 主，草本植物以羊草、隐予草为主，覆盖率在6 0 左右。西部l lj 区5 0 以上为裸露 岩石，植被覆盖率较差，仅为3 0 左右。 平原地带在沿河两岸及东南沿海地区，也是我区主要产粮区。沿海农田中有野 生马鹿草、狗尾草等。沿海碱滩上直生植物主要为芦苇、盐蓬草和盐蒿等草本植物。 区内河流可分为小凌河水系和渤海岸水系，流域面积大于1 0 0 平方公里的河流 有4 条：为女儿河、兴城河、五里河、连山河；直接入海的有黑鱼沟河、周流河、 饮马河、朱家沣子河、高桥东河、大兴l - 河等8 条河流。其中女儿河、大兴h 河、 高桥东河、饮马河常年有水，其余皆为季节河，雨季多水，枯水期断流。 女儿河是我区最大河流，发源于兴城市药土庙乡五顶山五股泉，海拔6 9 6 7 米， 由新台门镇跃鱼汀村入境，流经新台门、白马石、台集屯、山神庙、钢屯、张相公、 虹螺岘和金星共8 个乡镇，并于金星镇高台子村出境，至锦州r l 丁东南部入小凌河。 河流在连山区境内长度6 1 7 公里，流域面积8 4 0 2 平方公里，河流比降1 ，6 3 ，河 槽平均宽1 5 0 米，槽深不稳，洪枯期水量变化幅度较大。连山区主要河流概况见表 21 。 表2 1连山区主要河流概况 流域或水系河名流域面积( k m 2 )河流长度( k m )备注 小凌河女j l i 8 4 02 6 1 7区内 连山河1 6 721 35区内 渤海片 五掣河 1 2 9 2 2 05 区内 必城河1 4 1 59 6m 内 连山区地处华北地层区，低山丘陵区出露地层以晚期地层居多，变质岩分布面 积相对较小，碳酸盐岩类呈条带状分布，砂岩、页岩覆盖于各构造盆地。第四纪相 对比较发育，以黄土及黄土状堆积为主，河流两侧发育冲积、冲洪积物。山丘区表 层多为黄土及风化岩土，下接花岗岩、白云岩及混合花岗岩、火山碎屑岩等，平原 区多由亚粘土及含砾中粗砂组成。 连山区低山丘陵区，为裂隙水的赋存空问；碳酸盐岩类区，分布有岩溶裂隙水； 山麓坡角、沟谷两侧呈条带状分布的第四系松散堆积物，是孔隙水的分布空问。 山丘区裂隙水丰要补给来源为大气降水补给；平原区的孔隙水的补给来源除大 6 筇市 ! j 究区概扰 气降水补给外，还有农m 灌溉入渗及山前侧向补给量等。 i 【i 丘区地下水水力坡度较大，径流条件良好。山i 王区主要以河川基流的形式排 泄，尚有部分地下水开采及河谷平原的潜水蒸发，山区与平原交界地带的山前侧向 流出等。平原区地下水径流处于相对滞缓状态，地下水的主要排泄方式为人工开采、 潜水蒸发以及沿河地带的河道排泄及沿海地带的侧向流出等。 平原区浅层地下水埋深在l 8 米，含水层厚度3 1 6 米，岩性组成多为亚粘土 及粘质沙土、砂砾组成。 2 2 社会经济情况 2 0 0 4 年全区总人口6 2 34 4 4 人，按农业与非农业分，农业人口为3 2 92 7 0 人， 占全区总人口的5 2 8 ，非农、【k 人口2 9 41 7 4 人，占全区总人口的4 7 2 。按城镇人 口和乡村人口划分，城镇人口2 9 90 0 9 人，乡村人口3 2 4 4 3 5 人，城镇化率4 8 o 。 2 0 0 4 年全区国民生产总值为3 7 85 3 4 万元，人均生产总值60 7 2 元。其产业构成 为：第产业总产值为5 96 0 5 万元，占1 5 7 ；第二产业总产值1 4 04 5 7 万元，占 3 7 1 第三产业总产值为1 7 84 7 2 万元，占4 7 1 。 2 0 0 4 年末全区实有耕地面积6 2 24 4 0 亩，其中水f l = 120 8 5 亩，旱田6 2 03 5 5 亩， 按乡村人口3 2 44 3 5 人计算，人均占有耕地面积1 9 2 亩。全区有效灌溉面积9 00 0 0 亩。农作物总播种面积5 8 32 1 5 亩，其中粮食作物3 8 16 9 0 亩。粮食总产量达9 60 3 8 吨。 2 3 水利工程情况 2 0 0 4 年底，全区共有水库4 座，其中：中型水库1 座、小( 一) 型水库1 座、小( 二) 型水库2 座，总库容为13 9 0 4 万立方米。塘坝4 7 处，提水工程方塘3 7 3 处、农灌 井1 26 7 3 眼、工业用井1 2 2 眼；小型调水工程7 处；与区外共用小型引水工程2 处。 其主要水利工程情况见表2 2 。 表2 2连山区中小型水库特性表 集水面积总库容兴利库容坝高坝长所处河 t 程名称t 程地点 坝型 ( k 一1( 万m 3 ) ( 万m 3 )( m ) ( m )流( 支) 虹螺山水库山神脯乡琉璃瓦 3 2611 6 23 5 6 粘士心墙 1 4 1 4 8 0女儿河 拉拉屯水库 钢也镇4 01 2 6 67 4 4粘十心墒1 6 82 3 4 女儿河 杠门水库山神埔乡琉璃瓦 3 24 984 8 1均质l 坝8 5 女儿河 后峪水库寺儿b 镇后峪村 2 62 2 01 00枯士心墙1 102 4 0 五里河 j l i 海人学丁程坝1 学位论文葫芦岛市连山区水蚤源计价方法研究 2 4 水资源分区和分区面积 根据河流径流情况，水资源分布特点及自然地理条件，按其相似性进行分区。 连山区水资源分区除考虑水资源分布特征及自然条件的相似性或一致性外，兼顾水 系和行政区划的完整性，满足农业区划、流域规划、水资源估算和供需平衡分析等 要求。依据辽宁省l ：5 万和l ：1 0 万地形图、辽宁省l ：2 5 万电子地图、葫芦岛市 提供的2 0 0 0 年现状行政界进行划分。 本研究包括2 个水资源四级区( 小凌河、小凌河六股河) ，6 个子区，1 8 个行 政乡镇和1 个城区。将流域子区与行政乡镇和城区交叉，共形成2 1 个水资源分区。 水资源分区面积采用计算面积，全区水资源计算面积l6 5 1 4 平方公里，行政 计算面积以水利局在1 ：1 0 万地形图固定的行政县( 区) 、乡镇界限为依据，所求得 面积为行政分区水资源计算面积。连山区水资源分区及采用面积见表2 3 、表2 4 及图2 1 。 表2 3 连山区水资源流域分区套行政乡镇分区表单位：k m 2 叫级区 了区乡镇 面积 白马石7 9 0 新台门1 6 5 0 山神庙1 3 1 5 铡屯1 4 8 2 女儿河 小凌 l 张相公9 4 1 虹螺岘7 8 0 台集屯8 1 1 金星 6 3 3 孤竹茜了河孤竹营子 5 6 4 沙河营 1 2 77 连山河 锦郊d b ) 2 48 城区北) 1 47 城区( 南) 1 5o 五罩河 锦郊f 南)9 3 寺儿堡1 0 4 9 小凌河六般河 兴城河杨家杖了1 4 15 高桥 5 83 石灰窑 6 31 儿它诸河塔山5 6 2 老官堡 9 07 东青堡 4 86 全区合计】6 5 l4 第二章研究区概况 表2 4连山区水资源流域分区表单位：k m 2 凹级区了k面积 ( 儿河8 4 02 小凌河 孤竹营了河5 64 连山河1 6 72 五啦河1 2 9 2 小凌河六股河 必城河 1 4 i5 j e 它诸河3 1 6 9 全区合计 l6 5 l4 图2 1葫芦岛市连l 【j 区水资源分区图 9 河海人学i 程倾i 坞m 强飞i ：；i 勺m 翻币引氍鞘耐鞘制f 箱；i i 和 囊，1 03 0 0 萋耄餐奏。57 8 0 ) j - 襄薹粪。翼薹蓁蠢萎萋薹鏊菱薹萎墓冀垫冀姜警掣i 磬i 剥i j 吲1 渤渐孔涮糍“醛芰璧奴鲍剥辨姚霏翡疆转 蒸萼霉蠹 妻蕈霪蠢 j k m i ； 薹善誊誉墓摹蠢基i 堡董薹霉差墓羹鼙；麓i y i j 塑蠢望 皇；! 囊霎妻 ；善奄i j c v 萋羞霉予曼雏骚学 ! i 莹7 5 囝 9 5 毒 鎏羹 7 90；4 9 4；i l i ；01 j |i 7 7 8l ；：4 5 02 6 2 蘸攀鬻 第二章研究k 水空曼索时窄分布分析 3 1 1 降雨量周期性变化规律分析 1 、逐年降水量过程及五年滑动均值过程线分析 选取代表站锦西、乌金塘、新台门等站，绘制历年降水量过程线图，见图3 1 。 从图中看出降水呈丰、平、枯交替变化，具有平均周期为3 年小周期变化。为消除3 年左右小的丰枯交替变化影响，又绘制了代表站锦西、乌金塘、新台门等站五年滑 动均值过程线，见图3 2 。 1 2 0 0 1 0 0 0 8 0 0 哮6 0 0 世 计4 0 0 2 0 0 o 新台门 岛金塘水库 锦撕 1 9 5 01 9 5 51 9 6 01 9 6 51 9 7 01 9 7 51 9 8 0】9 8 51 9 9 01 9 9 5 2 0 0 02 0 0 5 年份 8 0 0 7 0 0 一 56 0 0 捌 * 监5 0 0 冲 4 0 0 3 0 0 图3 1 连山区代表站逐年降水量过程线 新台门 一乌金塘 锦两 1 9 5 01 9 5 51 9 6 01 9 6 51 9 7 01 9 7 51 9 8 01 9 8 51 9 9 01 9 9 5 2 0 0 02 0 0 5 年份 图3 2连山区代表站五年滑动均值过程线 河海人学丁程倾【j 学位论文 曲芦岛市连山区水资源评价方法研究 ( 2 ) 等值线网的合理性检查 首先从气候、地理因素上检查，连山区的地理位置处于温带季风气候区，东南 临渤海，从水汽的输送方向看，是从东南、南和西南等方向，所以在渤海岸形成 降水量高值区，越往西和西北水汽越少，降水量就少；其次是从地形上看，主要 是迎风坡的降水量大于背矾坡。 连区地处我省西南部渤海沿岸，主要接受东南气流输送的水汽，区域内降水 量、受地理位置、海陆分布及地形等因素的影响，地区分布很不均匀。总趋势为年降 水量由东、东南部约6 1 0 毫米向西、西北逐渐减少至约5 5 0 毫米。区域内多年平 均年降水量为5 8 5 5 毫米。少于全省多年平均年降水量近1 0 0 毫米。 图3 5 葫芦岛市连山区多年平均降水量等值线图 降水量年际问的变化通常以丰枯变化周期、年降水变差系数、最大年降水量和 最小年降水量比值描述区域降水量的多年变化。 丰枯变化周期：根据锦西、鸟金塘、新台门等站年降水观测资料分析，这种年 际变化多为二、三年左右小的丰枯交替而且丰水期和枯水期呈现出一定的闰期性， 丰、枯水期持续的年限为8 1 4 年，平均为1 1 年左右。由于还受地球上大气环流及 其它地理气候等因素影响，降水量丰枯期限有长有短。 全区变差系数c v 值在0 2 4 o 3 4 之间变化。连山河、五旱河及其它诸河c v 值变化小一般在o 2 4 o 2 6 左右；女儿河、孤竹营子河及兴城河变差系数较大，一 海人学t 程硕 学位论史 胡芦岛市连山区水资源评价方法研究 全区共选用水文( 库) 测站6 处，其中区内2 处，区外4 处。选用的水文站中， 山匠区有4 处，平原2 处。所选测站基本能满足绘制等值线图的需要。 选用站中，实测资料年数4 5 年的2 站；其余各站均为2 1 年。通过延长后资料 年数均为4 5 年。 在径流量分析中，主要对f 述几类水文测站资料作了适当的插补延长。 ( 1 ) 主要河流控制站，流量资料年限较长，但资料不连续，为了使之成为完整的 连续系列，便于进行系列代表性的分析，对缺测年份的年径流量用适当方法作了插 补。 ( 2 ) 山丘区区域代表站，有一部分实测径流系列较短，为便于绘制1 9 5 6 2 0 0 0 年同步期径流等值线图，一般尽量将系列延长至4 5 年左右。 ( 3 ) 年内部分月缺测的站，为使年量完整而进行适当插补。 插补延长= 方法：邻站径流相关、降水一径流相关等方法。 在6 处选用水文( 库) 站中，进行不同程度插补延长的有4 处，插补延长年数共 计9 6 站年，占径流系列总站年数的3 5 6 。 3 2 1 径流还原计算 随着国民经济的迅速发展，水利工程不断修建，灌溉面积不断扩大，城市及工业 用水不断增加。这些人类活动，不同程度地改变了河川的天然径流状况。从水文测 站断面上测到的水量，己不能全部反映断面上河流的天然来水情况，因此必须对实 测系列进行水量还原计算，以使径流资料系列具有一致性。 1 、径流还原计算方法 径流还原方法依据水量平衡原理，采用分项还原法。 还原项目有：大中型水库调蓄影响、农业灌溉用水影响、工业及城市生活用水 影响以及跨流域引水或分洪影响等。凡影响河川径流的，都尽可能调查还原，还原 以月为计算时段，逐年逐月进行。 还原内容包括，大中型水库蓄水变量，灌溉耗水量，工业及城市生活的耗水量及 跨流域引水、排水量。还原计算以水文站为控制节点，按河系自上而下按水文站控 制断面分段进行，再累计计算。 还原后天然月径流量，用下列水量平衡方程式计算( 时段均为月) ： w 然= w 宴测+ w 理托+ w 【耗+ w 慢耗v 库盘+ w 库聘w 日i ( 排) + w 次口式( 3 4 ) 式中：w 一# 一还原后的天然径流量 w4 一水文站实测径流量： 1 6 河海人学t 程硕i 学位论文- 饷芦岛市连山区水资源p r 价方法研究 生活用水定额 m ( 人年) ； d 一工业产值( 万元) 、火电开机( 万k w ) 或人口( 力- 人) ； 一工业用水重复利用系数，生活用水取零； 由于工业及生活用水年内变化比较稳定，除有月引用水量记录的可直接利用者 外，月分配一般取用年内平均分配。 水库蓄水变量的计算 收集人中型水库的水位、水文资料和各时期库容曲线，根据本月末( 即下月初) 与本月初的定时水位，由相应的水位库容曲线查得水库蓄水量，二者差值即为蓄 水变量。还原计算采用的主要参数见表3 1 。 表3 1 连山区各项用水定额及耗水系数表 项日 项别 灌溉定额( 毛) ( 立方米， ；i ) 耗水系数 水川l0 0 0 o 8 菜 f 14 5 0 6 0 01o 农业灌溉 旱f ( 小麦套复种)2 5 010 早川1 6 咐o olo 丁业0 - 3 廿5 城市生活( 升人e 1 )1 2 1 5 00 2 _ 0 4 农村生活( 升人 j )3 0 5 01o 3 2 2 径流系列代表性分析 根据气候及下挚面条件以及径流资料系列的长短，全区共选取3 个径流代表站 进行分析。从长系列径流模数倒累进均值过程线分析。 1 8 1 6 1 4 耄1 _ 翊1 螽o 瑶o 0 o 2 o o 兴城 乌金塘水j 年 锦州 年份 1 9 8 01 9 9 0 图3 7连山区代表站年径流模数倒累进均值过程线 第三章研究睦水义要素时窄分布分析 年径流模数随当年径流丰枯程度而变动，模数的多年平均值等于1 。从长系 列终点( 2 0 0 0 年) 向前依次计算年径流模数累进平均值，则该值稳定趋于1 的年份 即为最有代表性的短系列起始年。绘制3 个站径流模数倒累进均值过程线，见图3 7 。 从图3 7 看出，3 个站径流模数累积平均值达到1 0 的年份基本为1 9 5 6 年， 表明连山区代表站1 9 5 6 2 0 0 0 年d 5 年的径流系列资料代表性较好。 3 2 3 年径流的地区分布 径流统计参数的计算公式同降水。为了研究径流要素的地区分布规律，需要绘 制多年平均年径流深等值线图。为了保证其质量和合理性，需要对径流深等值线进 行合理性检查。 1 、等值线绘制原则与方法 将以上计算出的径流均值点绘在流域重心处，并用不同符号标明其精度。勾绘 时主要以精度高的点据为主，参考降水等值线总趋势。降水量的地区分布基本上决 定了径流深的地区分布，同时参考下垫面条件，因径流的多少，还与地形、地貌、 土壤和水文地质条件有关。我区1 9 5 6 2 0 0 0 年多年平均径流深等值线，详见图3 8 。 图3 8 葫芦岛市连山区多年平均径流深等值线图 2 、合理性检查 ( 1 ) 从年径流与年降水地区分布的一致性检查 连山区1 9 5 6 2 0 0 0 年降水量等值线图的分布趋