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平原地下水资源补给和排泄量计算方法

2023-09-18 理论教育版权反馈

【摘要】：平原区地下水资源量的计算应以现状条件为评价基础,以水均衡原理评价各区多年平均的各项补给量和各项排泄量[18]。

平原区地下水资源量的计算应以现状条件为评价基础,以水均衡原理评价各区多年平均的各项补给量和各项排泄量[18]。

平原区包括一般沿江、沿湖、沿海平原和山间盆地平原两类。以长江流域为例,主要包括洞庭湖平原、江汉平原、鄱阳湖平原、太湖平原、长江中下游沿江平原和江苏、浙江沿海平原,以及成都盆地、汉中盆地和南阳盆地。

9.5.1.1 各项补给量的计算

1.水稻田的灌溉入渗补给量

式中:Q1为水稻生长期内降水和灌溉水的入渗补给总量,m3;φ为水稻平均稳定入渗率;F水田为计算区内水稻田面积,亩;T为水稻生长期,天(包括泡田期,不计晒田期);W水稻为水稻的灌水定额,m3/(亩·d)。

江苏省曾在全省各地以不同水稻品种、不同灌水深度、不同植株密度,进行了水稻需水量试验,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9-7[19]。

表9-7　江苏省平原区渗透率φ取值表(据　陆小明,2004)

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为了将降水入渗量与灌溉入渗量分开,可采用式(9-4)、式(9-5)分别计算[18]:

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式中:Q1雨为降雨入渗补给量;Q1灌为灌溉入渗补给量;Ie为水稻生长期内灌溉有效雨量利用系数;Q1意义同式(9-3)。

2.旱地降水入渗补给量

式中:Q2为旱地降水入渗补给量,m3;P旱地为旱地面积上的降水量,mm;α为降水入渗补给系数;F旱地为旱地的面积,km2。

3.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。

4.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。其补给量为[18]:

式中,Q4为水田旱作期灌溉入渗补给量,m3/d;θ为旱地灌溉补给系数;F水田为水稻田面积,亩;W为旱作期灌水定额,m3/(亩·d)。

5.河道及湖泊周边渗漏补给量

当河道或湖泊的水位高于计算区内的地下水位时,其渗漏补给地下水的量一般用达西公式计算[18]:

式中:Q5为河道或湖泊周边的渗漏补给量,m3;K为渗透系数,m/d;I为垂直于剖面方向上的水力坡度,可用河、湖水位及潜水位来确定;A为单位长度的河道(或湖泊)周边垂直地下水流方向的剖面面积,m;L为河道(或湖泊)周边的计算长度,m;T为渗漏时间,d。

6.渠道渗漏补给量

在一般情况下,渠道水位均高于地下水位,故灌溉渠道一般总是补给地下水。可用干、支、斗三级渠道综合计算[18]:

式中:Q6为渠道渗漏补给量,m3/d;V为渠道的引水量,m3/d;m为渠系渗漏综合补给系数;γ为修正系数,即损失量中补给地下水的比例系数;η为渠系有效利用系数。

7.山前侧向补给量

指山丘区的山前地下径流补给平原区的水量,一般可用达西公式计算。

8.残丘地下水补给量

南方平原区内,往往存在一些低丘陵区,这些丘陵区的地下水补给量,可用区内小河站的流量过程线分割基流后求得的地下径流模数,再用类比法进行估算[18]:

式中:Q8为残丘地下水补给量,m3/s;M为残丘代表站地下径流模数,m3/(s·km2);F为残丘面积,km2。

9.井灌回归补给量

利用井水灌溉时,井水回归补给地下水量包括井灌输水渠的渗漏量。计算式为[18]:

式中:Q9为井灌回归补给量,m3/d;β井为井灌回归补给系数;Q井为水井的实际开采量,m3/d。

9.5.1.2 各项排泄量的计算

1.旱地和水稻田旱作期潜水蒸发量[18]

或 pagenumber_ebook=188,pagenumber_book=174

或

式中:ε旱地、ε水田分别为旱地和水田旱作期潜水蒸发量;ε0为多年平均水面蒸发量;C为潜水蒸发系数;F旱地、F水田分别为计算区内旱地和水田面积;n为旱作期占全年日数的比例;μ为给水度;ΔH为潜水蒸发而引起的潜水位下降值。

2.河道排泄量

在南方水网平原区,水平排泄量为排泄项的主要方面,由于各地地面坡降不同,排水的沟渠尺寸有差异,可通过调查得出一个典型的有代表性的均网密度及其间距。

河道排泄量的计算公式如下[18]:

式中:Q河排为河道排泄量,m3;L为单位面积河长,m-1;F为计算区面积,m2;T为年内排泄天数,d;q为排水单宽流量,m2/d,可用达西公式计算[18]:

式中:K为渗透系数,m/d;b为地下水分水岭到排水基准点的水平距离,m;H为分水岭处含水层的计算厚度,m;h为排泄基准点处含水层厚度,m。