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水资源评价方法与实例:各项补给量计算方法

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:可通过对河道水流特性和两岸地下水位变化情况的分析,确定河水补给地下水的河段、时间,然后再分别采用以下方法进行计算:地质剖面法。计算方法可采用地质剖面法,用达西公式计算;也可用水库时段水量平衡方程式推求。农田灌溉地下水开采量据计算系列各分区地下水实际开采量调查或根据灌水统计估算。

水资源评价方法与实例:各项补给量计算方法

1.降水入渗补给量Q

降水入渗补给量是指降水入渗土壤后,形成的重力水下渗补给地下水的量。年降水入渗补给量的计算公式:

式中 Q— —年降水入渗补给量;

α— —降水入渗补给系数;

P— —年降水量(计算区面雨量);

F— —计算面积。

2.河道渗漏补给量Q河补

河道渗漏补给量是指当河水位高于两岸地下水位时,河水以侧渗形式对两岸地下水的补给量。可通过对河道水流特性和两岸地下水位变化情况的分析,确定河水补给地下水的河段、时间,然后再分别采用以下方法进行计算:

(1)地质剖面法。当河道沿岸有系统的地下水动态观测资料,能通过河水位与地下水位的对比分析,确定补给河段和时间,则可利用达西公式计算单侧渗漏补给量。

式中 Q河补— —单侧渗漏补给量;

K — —渗透系数

I— —垂直计算剖面方向上时段平均水力坡度;

B— —计算断面宽度;

h— —河道单侧含水层计算厚度;

T— —渗漏补给时间。

(2)水文分析法。若河道沿岸无地下水动态观测资料,但恰有河道上下游流量资料可用时,采用下述公式计算:

式中 Q、Q— —上下游水文站的实测水量;

λ— —上下游水文站两站间的水面蒸发与形成两岸地下水浸润三角损失量之和占(Q- Q)的比例;

L、L'— —计算河段、两站之间的河长。

(3)单位河长输入损失量法。当计算河段仅有上断面测验资料时,选择各河道历史上的上下游实测径流量资料,对河道渗漏损失量进行分析,建立上游断面实测径流量Q与河道单位河长渗漏损失量ΔQ 的关系线Q~ΔQ,然后根据计算年份的河道上游实测来水量,由Q~ΔQ 关系线上查算计算河段的单位河长渗漏损失量。

式中 Q河补— —河道渗漏补给量;

ΔQ— —单位河长渗漏损失量;

K — —河道损失补给系数;

L— —计算河道或河段长度

3.山前侧渗补给量Q侧补

山前侧渗补给量Q侧补是指以地下径流或河道潜流水平向补给平原区浅层地下水的水量。

用断面法计算,即采用式(3-12):

式中 Q侧补— —山前侧向径流补给量;

K — —含水层渗透系数;

I— —垂直于剖面方向上的水力坡度;

H — —含水层厚度;

L— —计算断面长度;(www.xing528.com)

T— —计算时段长度。

选择的剖面位置尽可能靠近补给边界,即山区平原界限。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。

渗透参数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,利用地下水观测资料,逐年绘制地下水位等值线图,计算断面附近的水力坡度。若I<1/5000 时,不再计算山前侧向径流补给量。

含水层厚度H,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。

计算断面长度L,可直接在地形图上量算。

4.渠灌田间入渗补给量和渠系渗漏补给量

渠灌田间入渗补给量是指渠灌水进入斗渠至田间后,经包气带入渗补给地下水的量计算式(3-13):

式中 Q渠补— —渠灌田间入渗补给量;

β— —渠灌田间入渗系数;

Q渠田— —渠灌进入斗渠至田间的水量。

渠系渗漏补给量是指引水干、支渠水位高于周围地下水位,而形成对地下水的补给量计算式(3-14):

式中 Q渠系— —渠系渗漏补给量;

m— —渠系渗漏补给系数,相当河道渗补的(1 -λ);

Q渠首引— —渠首引水量。

5.水库(洼淀、闸前)蓄水渗漏补给量(Q

水库蓄水渗漏补给量是指当水库蓄水位高于周边的地下水位时,库水对地下水的补给量。计算方法可采用地质剖面法,用达西公式计算;也可用水库时段水量平衡方程式推求。

6.井灌回归水量

井灌回归水量是指机井开采的地下水进入田间后,又有部分通过包气带入渗补给地下水,故称回归水。回归水属水资源的重复利用部分计算式(3-15):

式中 Q井灌— —井灌回归水量;

β— —井灌回归系数

Q井田— —农灌地下水开采量。

农田灌溉地下水开采量据计算系列各分区地下水实际开采量调查或根据灌水统计估算。

7.越流补给量Q

越流补给量又称越层补给量,主要指深层水头高于浅层水头的情况下,深层水通过弱透水层对浅层水的补给计算式(3-16):

式中 Q越流— —越流补给量;

ΔH — —压力水头差;

T— —计算时段;

Ke — —越流补给系数;

F— —计算面积。

越流系数Ke 是表示弱透水层在垂直方向上导水性能的参数,可用含水层渗透系数与含水层厚度的比值计算。在深层承压水位普遍低于浅层地下水位的区域,有可能存在浅层地下水越流补给深层承压水,也可认为浅层地下水的越流补给量为零。

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