一、补给量的计算

更新于 2026年10月10日 版权声明
一、补给量的计算

根据盆地平原区地下水的补给来源,其总补给量可用下式计算:

图示

式中:Q总补为地下水总补给量;Q降为降水入渗补给量;Q侧为山前侧向补给量;Q渠为渠系渗漏补给量;Q田为渠灌田间入渗补给量;Q河为河道渗漏补给量;Q井为井灌回归补给量。

(一)降水入渗补给量Q降的计算

1.1980~2000年降水入渗补给量计算

图示

式中:Q降为降水入渗补给量;α为降水入渗补给系数;P为计算区年平均降雨量;F为计算区面积。

降水入渗补给系数α值,采用本次分析成果按各计算区包气带主要岩性、相应补给期地下水平均埋深、平均年雨量选取;年降雨量P为1980~2000年同步系列观测值;计算区面积F为1/20万的计算分区图上量算值。

经1980~2000年逐年降水入渗补给量计算,其结果为全省盆地平原区多年平均为152227万m3/a。其中,矿化度小于1g/L的淡水区为127960万m3/a;1~2g/L轻微咸水区为19041万m3/a;2~3g/L微咸水区为4116万m3/a;3~5g/L半咸水区为1110万m3/a。

2.1956~2000年降水入渗补给量系列插补延长

绘制1980~2000年各盆地P—Pr(Pr为降水入渗补给量)关系线图,应用1956~1979年各盆地平均年降雨量在P—Pr关系线上查找对应的降水入渗补给量,即得1956~1979年雨量在现状平均下垫面条件下的降水入渗补给量系列值。

经插补计算,全省盆地平原区多年(1956~2000年)平均为163892万m3/a。其中,矿化度小于1g/L的淡水区为137556万m3/a;1~2g/L轻微咸水区为20742万m3/a;2~3g/L微咸水区为4396万m3/a;3~5g/L半咸水区为1198万m3/a。

(二)山前侧向补给量Q侧的计算

山前侧向补给量为盆地边山区地下水的侧向渗透补给量,包括山丘区基岩裂隙水的侧向渗透量和河床潜流补给量。

用断面法计算,即采用达西公式:

图示

式中:K为计算断面含水层平均渗透系数;I为计算断面平均水力坡度;M为计算断面含水层平均厚度;L为计算断面宽度。

剖面线一般选择在有水文地质钻孔控制的盆地边缘线上,而且与地下水流向垂直,计算断面根据补给边界水文地质条件、地貌条件划分若干段,依据各段参数计算。

参数的选择:

渗透系数K,取其计算断面上控制性水文地质钻孔抽水试验成果的平均值,无资料地区,根据水文地质条件,含水层岩性等类比选用。

水力坡度I值,选用现状平水年份计算断面上的平均值。在1/20万的地下水等水位线图上求得。

含水层厚度M值,依据计算断面上的控制性钻孔,选取计算断面现状开采深度含水层平均厚度。

断面长度L值在1/20万地形图上量算。

经计算,全省盆地山前侧向补给量多年平均为95057万m3/a,均为矿化度小于1g/L的淡水。

本次评价在局部变质岩山区采用了汇水面积法计算山区侧向径流补给量,并与断面法计算结果进行了校核。

汇水面积法计算公式为

图示

式中:Q雨补为山丘区计算范围降雨入渗补给量;Q清为各沟溪清水流量总和。

Q雨补用以下公式计算:

图示(https://www.daowen.com)

式中:P为降雨量;F为局部汇水面积;α为降水入渗补给系数。

用两种方法计算结果较为接近,考虑到断面法所用资料丰富,本次评价采用断面法计算成果。

(三)渠系渗漏补给量Q渠和渠灌田间入渗补给量Q田的计算

限于资料条件,本次只计算万亩以上灌区(站)的干支两级渠系渗漏补给量。对干支两级以下渠系和小型机电灌站及小型水利的渠系渗漏补给量在田间补给量中一并考虑。计算式:

图示

式中:m渠为渠系渗漏补给系数;Q引为渠首引水量。

渠灌田间入渗补给量为灌溉引水进入田间后下渗补给地下水的量,计算式为

万亩以上灌区(站):

图示

小型机电灌站和小型水利灌溉:

图示

式中:β为灌溉入渗补给系数。

m渠采用本次干支渠的分析成果:η干支采用本次评价山西省水利科学研究所提供的各灌区干支两级渠道有效利用系数;β值采用本次分析成果,依据不同岩性、不同灌水定额和不同地下水埋深取值;Q引为1980~2000年各灌区(站)水利统计资料。

经1980~2000年逐年计算,渠系渗漏补给量和渠灌田间入渗补给量多年(1980~2000年)平均为45542万m3/a,其中,矿化度小于1g/L的淡水区为38560万m3/a;1~2g/L轻微咸水区为5842万m3/a;2~3g/L微咸水区为861万m3/a;3~5g/L半咸水区为279万m3/a。

(四)河道渗漏补给量Q河的计算

山西省各大盆地边山洪积扇发育有大小河流,该区内地下水埋藏较深,河床岩性颗粒较粗,河水位一般比地下水位高,为河道渗漏段,渗漏补给量用下式计算:

图示

式中:m河为河道渗漏补给系数;Q来为河道来水量;1-λ为河道损失补给系数;Q损为河道损失量。

渗漏段长度L,依据地下水等水位线和水文地质、地貌条件等确定;其次依据L值确定河道渗漏补给系数m河;1-λ值根据河床岩性、河床过水性质取值,平均为0.58;Q来应用1980~2000年各河道实测来水量;Q损为河道上下游断面河水损失量,用1980~2000年渗漏段上下游断面实测流量计算。

河道渗漏补给量计算结果:1980~2000年多年平均补给量为13798万m3/a,其中,矿化度小于1g/L的淡水区为11676万m3/a;1~2g/L的轻微咸水区为1827万m3/a;2~3g/L的微咸水区为219万m3/a;3~5g/L的半咸水区为76万m3/a。

(五)井灌回归补给量Q井的计算

计算式:

图示

式中:Q开为农田灌溉地下水实际开采量。β为井灌回归补给系数,根据相应灌水定额、田间包气带主要岩性和灌前地下水平均埋深等因素选取;Q开为1980~2000年各县(市)地下水实际开采量调查或根据灌水统计计算值。

计算结果:全省1980~2000年平均井灌回归补给量为17419万m3/a,其中,矿化度小于1g/L的淡水区为13433万m3/a;1~2g/L的轻微咸水区为3230万m3/a;2~3g/L的微咸水区为607万m3/a;3~5g/L的半咸水区为149万m3/a。

(六)盆地地下水总补给量

根据以上计算,全省盆地平原区不同系列地下水总补给量成果如下:

1956~2000年全省盆地地下水总补给量多年平均值为335708万m3/a,其中,矿化度小于1g/L的淡水区为296282万m3/a;1~2g/L的轻微咸水区为31641万m3/a;2~3g/L的微咸水区为6083万m3/a;3~5g/L的半咸水区为1702万m3/a。

1980~2000年全省盆地地下水总补给量多年平均值为324043万m3/a,其中,矿化度小于1g/L的淡水区为286686万m3/a;1~2g/L的轻微咸水区为29940万m3/a;2~3g/L的微咸水区为5803万m3/a;3~5g/L的半咸水区为1614万m3/a。

盆地地下水总补给量及地下水资源量成果见表4-7~表4-9。

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