受人类活动的影响,松嫩平原地下水循环系统与天然状态相比已经发生了很大的改变,水文地质参数变化则是这种变化的表现形式之一。受工作量的限制,本次计算的参数有限,资源评价所使用的参数主要参考了前人的成果资料,根据地下水实际变化情况,结合本次计算及地下水均衡与数值模拟进行综合调整,确定本次地下水资源计算所使用的参数。
一、计算分区
按照地下水系统分区界线,将全区划分为3个二级地下水均衡亚区和7个三级地下水均衡计算分区。在地下水系统分区的基础上,根据水文地质条件的差异,结合包气带和含水层岩性进行参数分区,将全区划分为131个计算段。均衡区与计算段划分见图6—1,表6—1。
图6—1 降水入渗系数与资源计算分区图
表6—1 地下水资源计算分区表
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二、参数计算
(一)降水渗入补给系数(a)
降水渗入补给系数是利用地下水动态观测资料分别采用年水位上升累计和法、汛期水位升幅累计和法与次降雨水位升幅法计算α值。
(1)年水位上升累计和法
计算公式: α=μ·∑Δhi/∑ Pi
式中:α为降水渗入补给系数;μ为水位变动带的给水度;∑Δhi为年地下水位各次升幅之和;∑ Pi为使地下水位上升的各次降水量累积之和。
年水位升幅法采用一年和多年观测值分别进行计算。
(2)汛期水位上升累计和法
计算公式: α=μ·∑Δhit/∑ Pt
式中:∑Δhit为计算时段内各次地下水位升幅之和;∑ Pt为计算时段内降水量之和。
计算时段选择汛期7~9月的降水量进行计算。
(3)次降雨法
计算公式:无前期降雨影响 α=μ·Δhi/Pi
有前期降雨影响 α=μ·Δh/(Pa+ Pr)
式中:Δh为有前期降雨影响的水位升幅值;Pr为有前期降雨影响的次降水量;Pa=Pt×Kt为前期降雨量,其中Pt为次降水量,Kt为常数,取0.9。计算结果见表6—2。
(二)潜水蒸发强度(ε)与极限蒸发深度(L)
利用阿维利扬诺夫公式和地下水动态监测资料计算,计算公式为
ε=ε0(1—h/L)n
式中:ε为潜水蒸发强度,mm;ε0为E601型蒸发器水面蒸发强度,mm;h为潜水水位埋深,m;L为潜水极限蒸发深度,m;n为与气候、土壤有关的指数,一般取1~3。
根据不同时段的地下水动态监测资料,建立三元方程组求解μ、n、L。
松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价
表6—2 降水入渗系数与极限蒸发深度计算结果
式中:hi为不同时段的潜水水位埋深; H1~△H3为 t1~ t3时间段的潜水蒸发水位下降幅度;εi为不同时段的水面蒸发强度。
极限蒸发深度计算结果见表6—2,潜水蒸发强度计算结果见表6—3。
表6—3 潜水蒸发率计算成果表
(三)灌溉水回渗系数(β回)
灌溉水回渗系数主要参考前人在本地区进行的试验所获取的数据和各地区地下水资源评价所使用的回渗系数。如1991年在吉林哈拉套保(冲湖积平原)、丰产(扇形地前缘)和庆丰(扇前河谷)均衡试验站的观测资料,采用均衡法和回渗强度法计算的灌溉水回渗系数,其计算方法如下。
1.均衡法
Q回渗=Q灌+Q降—Q蒸—Q排
β回=Q回渗/Q灌
式中:Q回渗为灌溉回渗量,m3/亩;Q灌为灌溉用水量,m3/亩;Q降水为降水量,m3/亩;Q蒸为稻田水蒸腾量,m3/亩;Q排为稻田排水量,m3/亩。
其中:
式中:Q水蒸为水面蒸发量,mm;A为蒸腾系数(取值0.68)。
计算结果见表6—4。
表6—4 均衡法计算灌溉水回渗系数计算表
2.回渗强度法
通过对试验区水田用水回渗动态监测资料,计算灌溉引起的地下水水位升幅,从而计算灌溉水回渗强度,灌溉强度采用灌溉期(120 d)的平均灌溉强度。
计算公式:
松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价
式中:βH′为平均回渗强度(mm/d),根据水田灌溉不同时期观测的地下水位升幅计算求得;β灌为灌溉期平均灌溉强度(mm/d),根据整个灌溉期实测灌溉用水量求得。
试验数据及计算结果见表6—5和表6—6。
表6—5 回渗强度法计算回渗系数表
表6—6 均衡试验计算灌溉回渗系数表
其他地区的灌溉回渗系数,根据包气带渗透系数(渗水试验求得),采用类比法推算。计算公式为:
β计=(K2/K1)β回
式中:K2为计算单元的包气带平均渗透系数,m/d;K1为比拟单元的包气带平均渗透系数,m/d;β回为比拟单元的灌溉回渗系数。
计算结果见表6—7。
表6—7 其他地区灌溉回渗系数推求表
(四)水文地质参数
水文地质参数是利用本次勘查获得的稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验以及水位恢复资料计算得到。稳定流抽水试验应用裘布依方程及邓厚基经验公式计算K 和R 值,非稳定流抽水试验应用配线法、直线图解法。计算结果见表6—8。
表6—8 水文地质参数一览表
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