维告资认htp/ww.cyvip.com 水文地质工程地质 2007年第3期 头市为306.7mm),计算出研究区多年平均地下水补给采资源量为1.7196×105m3/a。综上所述,研究区地下 资源量为77685×10m3(表1)。其中,降水入渗量为水可开采资源量约为58505×10m3/a 1.6508×105m3,占总补给量的21.25%;山前侧向补给 量为54346×0m3,占总补给量的69.96%,是最主3连续特枯年份下地下水流场的演化趋势 要的补给项,而该侧向量也是由山区降水入渗转化而3.1源汇项的给定和处理 来;其他补排项所占比例较小。 前已提及,本研究将连续两个特枯年份(95%保证 表1多年平均地下水补给资源量 率)作为预报方案。由于降水量时空变异和随机特征 Table 1 Perennial average groundwater recharge 造成水资源量的时空变化大。研究区形状狭长,基 补给项 补给量(x10m3) 比例(%) 本以包头市郊的磴口为界形成了东西差异较大的气象 降水入渗量 和水文条件。1951年以来包头地区特枯年份出现在 灌溉回渗量 0.6288 黄河侧渗量 2000年(1612mm),而呼市地区则出现在1962年 侧向量 5,4346 (234.7mm)。因此,东西两区分别采用对应特枯年的 总补给量 100,00 气象资料,根据降雨入渗系数分区计算降雨入渗量,蒸 232可开采资源量 发量的计算则利用 Modflow5.1中的蒸发蒸腾子程序 研究区潜水含水层组较厚,渗透性好,是一个巨大包(阿维扬诺夫公式);限于资料山前侧向补给量是依 的地下水库,具有良好的多年调节作用故可将研究区据特枯年降水量与建模期降水量的比值推算得到;灌 地下水多年平均补给资源量作为可开采资源量的计算 溉入滲量取1998年的一半;开采量则保持1998年现 基础。研究区潜水含水层地下水补给量主要消耗于人状。各补排项均按不同应力期换算成相应分区的单元 工开采和蒸发,理论上可开采资源量来自激发补给量 强度并分配到相应的单元格。以1998年12月地下水 和减少的排泄量,但本区基本没有激发补给的条件。 位为初始水位,预测连续遭遇特枯年份研究区的地下 因此,在假定层间越流量和流入流出量不变的情况下 水流场演化趋势及各补排项的变化情况 可开采资源量=补给资源量+袭夺的蒸发量 32地下水资源量变化趋势预测 不可袭夺的排泄量 按照上述条件进行预测,可以得到连续特枯年份 由模拟期地下水均衡情况6得到潜水含水层可开 地下水均衡量、流场以及地下水位动态的变化情况 采资源量为4.1309×10m'/a据模型计算承压含水 从连续特枯年份地下水均衡表(表2)可以看出:研究 补给量约为17196×10m3/a,由于开采是研究区承 区潜水和承压水累计补给资源量为76742×10m3,累 压水主要的排泄方式,故可以认为承压含水层的可开计动用储存量为7.5295×105m3。 表2连续特枯年地下水均衡表(单位:x10m3) Table 2 Groundwater balance in the extra drought period of 2 years(x 10m) 补给项 排泄项 类型 储变量 降水人渗量灌溉回渗量山前侧向量黄河侧渗量越流补给量人工开采量蒸发量越流排泄量 150390.6288371510.1068 8.7784 0.4823 -5.5160 承压水 1.7196 0,4823 2.0135 1.5039 0.6288 5.4347 12.9938 -7.5295 连续遭遇两个特枯年后,研究区地下水流场发生中开采地段,降幅为8~17m(图3,4)。其中呼包两市 了较大变化,对初始流场和模拟期末流场进行对比分城区地段的承压水位下降幅度最大:呼市孔家营一带 析后得到:全区地下水位普遍大幅度下降,其中潜水水的开采漏斗不断加深,漏斗区面积不断扩大,超过 位降幅在0~4m,并且降幅从近山前地带向冲积平原700m2;包头青山区及包钢厂区一带的承压含水层形 逐渐加大;在土默特左旗的三两乡附近一带、包头的青成了更大范围的区域性降落漏斗。城区水位的大幅度 年农场和红旗农场等局部地段由于农业用水严重超采下降和漏斗区面积的扩大,将使地面沉降速率加大,并 地下水,水位降幅在3~4m;而承压水位降幅则在0~对地面沉降产生持续性影响 17m不等,且最大降幅主要分布于城区自来水厂的集水文地质工程地质 2007年第 3期 头市为 306．7mm)，计算 出研究区多年平均地下水补给 资源量为 7．7685x10。m3(表 1)。其 中，降水入渗量为 1．6508×10。rn3，占总 补 给量 的 21．25％；山前 侧 向补 给 量 为 5．4346x10。m3，占总 补 给 量 的 69．96％ ，是 最 主 要的补给项 ，而该侧 向量也是 由山区降水入渗转化而 来 ；其 他 补排项 所 占比例 较小 。 表 1 多年平均地 下水补给资源量 Table1 Perennialaveragegroundwaterrecharge 2．3．2可开 采资 源量 研究 区潜 水含水 层组 较厚 ，渗透 性好 ，是 一个 巨大 的地 下水 库 ，具 有 良好 的多年 调节 作用 ，故可 将研究 区 地下水多年平均补给资源量作为可开采资源量的计算 基 础 。研究 区潜 水含 水层 地下水 补 给量 主要 消耗于 人 工开采和蒸发，理论上可开采资源量来 自激发补给量 和减 少 的排 泄量 ，但 本 区基 本 没 有 激 发 补 给 的条 件 。 因此 ，在 假定 层 问越 流 量和 流人 流出量 不 变的情 况下 ： 可 开采 资源量 =补 给资 源量 +袭夺 的蒸 发量 一 不 可袭夺 的排 泄量 由模 拟期 地下水 均衡 情况 得 到潜 水含 水 层可 开 采资源量为 4．1309x10。rn3／a。据模型计算承压含水 层 补给 量约 为 1．7196x10。／13／a，由于 开采 是 研究 区承 压 水 主要 的排泄方 式 ，故 可 以认 为 承 压 含水 层 的可 开 采 资源量 为 1．7196x10。rn3／a。综 上所 述 ，研 究 区地 下 水 可开采 资源 量 约为 5．8505x10。rn3／a。 3 连续特 枯年份下地下水流场的演化趋势 3．1 源汇 项 的给定 和处理 前 已提 及 ，本研究 将连 续 两个特 枯年 份 (95％保 证 率)作为预报方案。由于降水量时空变异和随机特征， 造成 水 资源 量 的 时空 变 化 大 。研 究 区形 状 狭 长 ，基 本 以包 头市郊 的磴 口为界形 成 了东西差 异 较大 的气 象 和 水文条 件 。 1951年 以来 包 头 地 区特 枯 年 份 出 现 在 2000年 (161．2mm)，而 呼 市 地 区 则 出 现 在 1962年 (234．7mm)。 因此 ，东西 两 区 分 别 采 用 对 应 特 枯 年 的 气象资料 ，根据降雨人渗系数分区计算降雨入渗量，蒸 发量 的计算则 利用 Modflow5．1中的蒸发蒸腾 子程序 包(阿维扬诺夫公式)；限于资料 ，山前侧向补给量是依 据特枯年降水量与建模期降水量的 比值推算得到 ；灌 溉入 渗量 取 1998年 的一 半 ；开 采 量 则 保 持 1998年 现 状。各补排项均按不同应力期换算成相应分区的单元 强度 并 分配 到相应 的单 元格 。 以 1998年 12月 地 下水 位 为初始 水 位 ，预测 连 续 遭 遇 特 枯 年份 研 究 区 的地 下 水 流场演 化趋 势及 各补排 项 的变 化情 况 。 3．2 地下 水资 源量 变化趋 势 预测 按 照 上述条 件 进行 预 测 ，可 以得 到 连 续 特枯 年 份 地下水均 衡 量 、流 场 以及 地 下水 位 动 态 的 变 化情 况 。 从 连续 特枯 年 份 地 下 水均 衡 表 (表 2)可 以 看 出 ：研 究 区潜水 和 承压水 累计 补给资 源 量为 7．6742x10。m3，累 计 动用储 存 量为 7．5295x10。m3。 表 2 连 续特 桔年地 下水均衡表 (单位 ：×l0sm3) Table2 Groundwaterbalanceintheextradroughtperiodof2years(×108m3) 连 续遭 遇两个 特 枯 年 后 ，研 究 区 地 下水 流 场 发 生 了较 大变 化 ，对 初始 流场 和 模 拟 期末 流 场 进 行 对 比分 析后得到 ：全区地下水位普遍大幅度下降 ，其中潜水水 位降幅在 0～4m，并且降幅从近山前地带 向冲积平原 逐 渐加 大 ；在土 默特左 旗 的三 两乡 附近 一带 、包头 的青 年农 场 和红 旗农 场等 局部 地段 由于农 业 用水 严重超 采 地下水 ，水位降幅在 3—4m；而承压水位降幅则在 0— 17m不等 ，且最大降 幅主要分布于城区 自来水厂的集 中开采地段 ，降幅为 8—17m(图 3，4)。其 中呼包两市 城区地段 的承压水位下降幅度最大：呼市孔 家营一带 的开 采 漏 斗 不 断 加 深 ，漏 斗 区 面 积 不 断 扩 大 ，超 过 700kin2；包 头青 山区及 包 钢 厂 区一 带 的 承 压 含 水 层 形 成了更大范围的区域性降落漏斗 。城区水位的大幅度 下降 和漏 斗 区面积 的扩 大 ，将 使地 面沉 降速 率 加大 ，并 对 地 面沉 降产生 持 续性影 响 。 维普资讯 http://www.cqvip.com