ＳＨＡＮＸＩ ＷＡＴＥＲ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ 运城市山丘区地下水资源量计算与分析 李 强 （运城市水资源管理委员会办公室，山西 运城０４４０００） ［摘要］以运城市为例结合地形、地貌、水文地质条件以及水资源流域（水系）分区，阐述了山丘￣ＬＴＴｇ－资源量 的计算方法，对运城市山丘区地下水资源量进行了分析，为水资源规划和布井提供依据。 ［关键词］山丘区；资源量；地下水；运城市 ［中图分类号］ＴＶ２１１．１＋２ ［文献标识码］ｃ ［文章编号］１００４—７０４２（２０１５）１０—０００２—０２ １ 山丘区地下水资源量计算方法 直线，直线以下即为河川基流量。退水转折点可用综 合退水曲线法确定。绘制历年或包括丰、平、枯水年的 逐Ｅｌ平均流量过程线、降水量过程线（流量过程线纵、 横坐标比例尺要历年一致）。选择峰后无雨、退水时间 根据《地下水评价导则》，山丘区地下水资源量计 算通常采用排泄法。排泄量主要包括河川基流量、河 床潜流量、山前侧渗流出量、未计人河川径流量的山 前泉水出露量、地下水实际开采净消耗量和潜水蒸发 量等。 １．１河川基流量 较长的退水段若干条，将各退水段在水平方向上移 动，使其尾部重合，作出“外包线，即为综合退水曲线。 把综合退水曲线绘在透明纸上，再在欲分割的流量过 河川基流量是山丘区地下水向河流排泄的主要 排泄项。一般通过分割测流断面流量过程线的办法， 程线上水平移动，使其与实测流量过程线退水段尾部 重合，两条曲线的分叉处即为退水转折点。 我国北方地区年降水量相对较小，年内分配比较 求出其流量与径流量的比值供使用。不同频率径流量 的基流各不相同。所选用分割基流的水文站应满足以 下要求：水文站具有连续逐日河川径流量观测的资 集中，流量过程线多为单峰型，退水段比较规则，容易 绘制流域综合退水曲线，进而确定退水转折点。但在 料、计算系列比较完整；控制的为闭合流域，地下水与 地表水的分水岭具有一致性；水文站的代表性根据水 文气象、地形地貌、植被及水文地质条件等选择；在控 制流域内受人类活动的影响比较少。 直线平割法是把枯水季的最小平均（如最小日、 月平均，连续几个月的最小平均等）流量视为基流，平 行分割全年的流量过程线，河川基流量为直线以下的 部分。所选取的最小流量是否合适决定直线平割方法 南方湿润地区，降水量和降水日数较多，峰后无降水 的时段不长，流量过程线多呈复式峰，很难用上述方 法分析、确定综合退水曲线和退水转折点。在这种情 况下，可采用经验公式确定退水转折点。用经验公式 法确定转折点时，应充分考虑本区域的实际情况，合 理选配公式的参数。 １．２河床潜流量 河床潜流量是指河流出山口处河床被厚度较大 最后的精度。若降水比较集中，枯水期的持续时间会 较长，河川径流一般降到最小值，这时用最小日平均 流量分割得出的河川基流量就会偏小，这可以作为河 的第四纪沉积物覆盖，河床未能切割到基岩，这时出 口断面所测的径流量不是全部的径流量，尚有一小部 川基流量的下限值；若降水年内分配比较均匀，河川 径流始终较大，这时用最小月平均流量分割得到的基 流量会较大，可作为河川基流量的上限值。直线平割 分以潜流形式下泄，即为河床潜流量。河床潜流量是 未被水文站所测得，即未包括在河川径流量或河川基 流量中，故应进行单独计算。推求河床潜流量可采用 断面法（达西公式）计算，但往往缺乏资料，又因其量 甚微而不作计算。计算公式为Ｑ潜＝ＫＪＡ Ｔ，其中Ｑ潜为 河床浅流量；Ｋ为渗透系数；ｔ，为水力坡度；Ａ为垂直 于地下水流向的河床浅流过水断面面积；Ｔ为计算时 段长度。 法是一种简化方法，工作量较小，精确度不高，尤其是 面积较大的区域，应与其他方法比较后采用。 直线斜割法在逐日平均流量过程线上，自起涨点 至峰后无雨情况下退水段的转折点（又称拐点）处作 １．３侧向流出量 侧向流出量是指地下径流的形式向研究区域以 外排泄的水量。侧渗流出量一般采用断面法（达西公 式）计算。 １．４地下水开采净消耗量 开采地下水用于农业、工业、城镇生活用水和农 村人畜吃水净耗，有一部分能重新回归地下，故只计 算其中的净消耗部分。一般采用开采净消耗系数法计 算，计算公式为Ｑ净耗 Ｑ开采，其中Ｑ净耗为地下水开采 净消耗量，６为地下水开采净消耗系数；９开采为地下水 开采量。 １．５ 河谷区潜水蒸发量 河谷区潜水蒸发量是指潜水在毛细管引力的作 用下向上运动所造成的蒸发量。潜水蒸发量是浅层地 下水消耗的主要途径之一。潜水蒸发量计算公式为 Ｅ＝Ｅ。ＣＦ，其中Ｅ为潜水蒸发量； 为水面蒸发量；Ｃ为 潜水蒸发系数；Ｆ为计算区面积。 １．６流量衰减分析 一些明显具有集中排泄的地下水系统，比如南方 的地下河系统、北方的泉域地下水系统，这些地下水 系统的资源量计算可采用流量衰减分析法。通过衰减 分析可以识别出不同含水介质排泄出的水量，并分析 衰减特征，进而进行水资源评价。我国广大从事喀斯 特地区地下水资源评价与计算的专家技术人员，积极 引进了国外在地下水水文曲线研究中用得较广泛的 流量单一指数衰减方程、叠加指数衰减方程和双曲线 衰减方程。 ２运城市山丘区资源量计算分析 根据山丘区地下水的消耗途径，其补给资源量计 算公式为Ｑ补＝尺 Ｑ ｝＋Ｑ净＋ ，其中尺 为河川基流 量；Ｑ侧排为侧向潜排量；Ｑ净为开采净消耗量；Ｅ为河 谷区潜水蒸发。 ２．１河川基流量计算 河川基流量是一般山丘区地下水的主要排泄项。 水文站控制区采用分割流量过程线（水文分割法）的 方法计算，未控区用水文下垫面条件相似的水文站控 制区的基流模数类比计算。 ２．１．１单站河川Ｉ基流量切割法 单站基流量均采用直线平割法、直线斜割法分割 河ＪｌＩ径流过程线求得，即：自地表径流的起涨点至地 表径流的终止点（拐点）处以直线连线，直线以下部分 为河ＪＩＩ基流量。起涨点之前或终止点之后若无明显地 表径流，则全部作为河川基流量。径流过程线的拐点 采用水文学常用的方法确定。 山西水利富 水资源管理・２０１５年第ｌ０期 ２．１．２基流模数计算 单站基流模数以水文站１ ９８０－－－２０００年逐年的基 流量除以本站控制面积计算；区间基流模数为下、上 游水文站１９８０－－２０００年逐年基流量之差除以区间面 积而得。通过单站基流切割，未控区基流量类比计算 得全市一般山丘区１９８０－－２０００年平均河川Ｉ清水流量 为２２ ７８１万ｍ３／ａ。 ２．２侧向排泄量计算 侧向排泄量包括基岩裂隙水向盆地的河床潜流 量Ｑ潜与山前侧向流出量Ｑ侧流。河床潜流量Ｑ潜与侧 向流出量ｐ侧流计算按前述方法进行计算。另外，新 绛、稷山、河津及绛县浍河山丘区补给范围包括了外 区面积，在计算侧向排泄量时按面积比计算扣除。经 计算，全市一般山丘区侧向排泄量现状多年平均为 ８ ２３０万ｍ ／ａ。 ２．３地下水开采净消耗量计算 地下水实际开采净消耗量包括农业开采净耗、工 业开采净耗、城镇生活用水和农村人畜吃水净耗，采 用净耗系数计算。农业净耗系数采用０．８８～０．９２，工业 及城镇生活用水净耗系数综合取０．４～０．６，农村人畜 吃水净耗系数为ｉ．０，地下水实际开采量用本次统计 调查成果。计算结果为：现状１ ９８０－－２０００年地下水净 耗量平均为１ ０８４万ｍ３／ａ。 ２．４河谷区潜水蒸发量 河谷区潜水蒸发主要指垣区山间小盆地浅埋深 区潜水蒸发量，浅埋深区面积１４．６ ｋｍ ，经估算潜水蒸 发量为４３７万ｍ３／ａ。 综上一般山丘区各单项量计算，全市一般山丘区 地下水补给量１９８０－－－２０００年平均为３２ ５３２万ｍ３／ａ。 ３结论 第一，山丘区地下水资源方法的原则与地形、地 貌、水文地质条件及水资源流域（水系）分区有关。 第二，河川基流量可通过直线平割法、经验公式 法、直线斜割法及基流模数的计算、河床潜流量及山 前侧渗流出量采用断面法（达西公式）计算、地下水实 际开采净消耗量和潜水蒸发量采用系数法计算。 第三，根据山丘区地下水的消耗途径，其补给资 源量可通过河川基流量的计算、侧向排泄量的计算、 地下水实际开采净消耗量的计算、河谷区潜水蒸发等 计算获得。经计算，运城市一般山丘区地下水补给量 １９８０－－２０００年平均为３２ ５３２万ｍ３／ａ。 ［作者简介］李强（１９６９一），男，１９９０年毕业于中国地质大 学（武汉）水文地质与工程地质专业，高级工程师 ［收稿日期］２０１５—０８—１７．［修回日期］２０１５—０９—２２ 生 县囤