劉永亮 宗長(zhǎng)榮 薛 亮 王昌平
(江蘇省水文水資源勘測(cè)局鹽城分局 鹽城 224002)
大豐區(qū)位于江蘇沿海中部,地處黃海之濱,屬亞熱帶與暖濕帶的過渡地帶,溫度適宜,雨量豐沛。全區(qū)為淤積平原,土質(zhì)以細(xì)、粉砂為主,富水性較差,地下水資源匱乏,多年平均淺層地下水資源量?jī)H為23781 萬m3。
因?yàn)樗媾c隔水層面無法形成對(duì)地下水的有效補(bǔ)給,也無法產(chǎn)生潛水蒸發(fā),所以計(jì)算面積為各分區(qū)不同類型巖性土總面積扣除水面面積和隔水層面積。經(jīng)調(diào)查大豐區(qū)計(jì)算面積為2289.9km2。
類型區(qū)劃分的目的是確定均衡計(jì)算區(qū)。同一均衡計(jì)算區(qū)擁有相似水文地質(zhì)特征,是獲得相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)值進(jìn)行補(bǔ)給量、排泄量和地下水資源量計(jì)算的最小單元。大豐區(qū)地下水類型區(qū)按Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分,劃分類型如下:
(1)依據(jù)區(qū)域地形地貌特征,將Ⅰ級(jí)類型區(qū)分為山丘區(qū)和平原區(qū),大豐區(qū)類屬平原區(qū)。
(2)依據(jù)次級(jí)地形地貌特征、含水層巖性及地下水類型,平原區(qū)劃分為一般平原區(qū)、山間平原區(qū)、內(nèi)陸盆地平原區(qū)和沙漠區(qū),稱為Ⅱ級(jí)基本類型區(qū),大豐區(qū)類屬一般平原區(qū)。
(3)依據(jù)水文地質(zhì)條件、地下水埋深、包氣帶巖性及厚度,在Ⅱ級(jí)類型區(qū)基礎(chǔ)上進(jìn)行Ⅲ級(jí)類型區(qū)劃分。以礦化度2g/L 及5g/L 為分界線,大豐區(qū)可劃為若干個(gè)均衡計(jì)算區(qū),在同一均衡計(jì)算區(qū)內(nèi),土壤巖性和地下水埋深大致相同。大豐區(qū)礦化度分界面積:礦化度≤2g/L,面積1.1km2;2g/L <礦化度≤5g/L,面積175.8km2;礦化度>5g/L,面積2113.0km2。各均衡區(qū)面積見表1。
大豐區(qū)位于蘇北灌溉總渠以南,按照《全國(guó)水資源綜合規(guī)劃技術(shù)大綱》中地下水水資源評(píng)價(jià)的計(jì)算方法,總渠以南地區(qū)按照全國(guó)南方片要求進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算參數(shù)按全國(guó)南方片取值范圍及江蘇省歷年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合確定,其中給水度μ、降水入滲補(bǔ)給系數(shù)α、潛水蒸發(fā)系數(shù)C、灌溉入滲補(bǔ)給系數(shù)β直接通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)查表獲得,其余參數(shù)結(jié)合大豐區(qū)實(shí)際情況,綜合分析取得。
2.3.1 滲透率φ
滲透率φ 是指水稻生長(zhǎng)期內(nèi)每日入滲補(bǔ)給地下水的水量。本次評(píng)價(jià)大豐區(qū)滲透率φ 的取值采用江蘇省試驗(yàn)結(jié)果:粘土亞粘互層、亞粘土、亞砂亞粘互層取值1.1~1.4;亞砂土取值2.0。
2.3.2 滲透系數(shù)K
滲透系數(shù)K 是指地下水水力坡度為1 時(shí)的滲流速度。本次滲透系數(shù)K 值取值采用江蘇省抽水試驗(yàn)分析成果:粘土亞粘互層0.1~0.169;亞粘土0.23~0.33;亞砂亞粘互層0.34~0.40;亞砂土0.56~0.59。
2.3.3 渠系滲漏補(bǔ)給系數(shù)m
渠系滲漏補(bǔ)給系數(shù)m 為渠系滲漏補(bǔ)給量與干渠渠首引水量的比值,即:m=Q渠系補(bǔ)/Q渠首引。本次評(píng)價(jià)m 采用實(shí)驗(yàn)分析值,其取值為0.02。
淺層地下水補(bǔ)給量計(jì)算遵循均衡計(jì)算區(qū)優(yōu)先,再按礦化度程度不同分區(qū)核定面積,計(jì)算出各均衡計(jì)算區(qū)內(nèi)不同礦化度條件下的水資源量,最后匯總得出各水資源分區(qū)的淺層地下水資源量。
2.4.1 淺層地下水補(bǔ)給量
(1)降水入滲補(bǔ)給量
大豐區(qū)多年平均(1956~2019年,下同)降水入滲補(bǔ)給量,以實(shí)測(cè)降水量資料分析計(jì)算得的多年平均降水量代入降水入滲補(bǔ)給量計(jì)算公式推算求得。計(jì)算公式如下:
Pr=10-1·P·α·F
式中:Pr─降水入滲補(bǔ)給量,萬m3;
P─降水量,mm;
α─降水入滲補(bǔ)給系數(shù),無因次;
F─均衡計(jì)算區(qū)計(jì)算面積,km2。
經(jīng)計(jì)算,大豐區(qū)多年平均降水入滲補(bǔ)給量為20953.9 萬m3,其中礦化度≤2g/L 的為10.9 萬m3,2~5g/L 的為1270 萬m3,大于5g/L 的為19673 萬m3。
(2)河道、湖庫(kù)滲漏補(bǔ)給量
當(dāng)河道、湖庫(kù)內(nèi)水位超過岸邊地下水位高度時(shí),地表水對(duì)地下水進(jìn)行滲漏補(bǔ)給。大豐區(qū)處于蘇北灌溉總渠以南,其渠系多年平均水位基本接近地下水位,不計(jì)算此項(xiàng)。
(3)渠灌田間入滲補(bǔ)給量
渠灌田間入滲補(bǔ)給量是包括斗、農(nóng)、毛三級(jí)渠道的滲漏補(bǔ)給量和灌溉水進(jìn)入農(nóng)田的入滲補(bǔ)給的水量。
地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給量包含河道(湖庫(kù))滲漏補(bǔ)給量、渠系滲漏補(bǔ)給量、渠灌田間入滲補(bǔ)給量。因大豐區(qū)處于渠南地區(qū),河道滲漏補(bǔ)給量和渠系滲漏補(bǔ)給量近乎為0,其渠灌田間入滲補(bǔ)給量即為地表水對(duì)地下水補(bǔ)給量。
經(jīng)計(jì)算,大豐區(qū)地表水體對(duì)地下水總補(bǔ)給量為2827.2 萬m3。其中,礦化度≤2g/L 的補(bǔ)給量為5.9萬m3,2~5g/L 的為287.9 萬m3,礦化度>5g/L 的為2533.4 萬m3。
表1 大豐區(qū)均衡區(qū)計(jì)算面積表(單位:km2)
(4)井灌回歸補(bǔ)給量
井灌回歸補(bǔ)給量指用于農(nóng)業(yè)灌溉的地下水進(jìn)入田間后,入滲補(bǔ)給地下水的水量,大豐區(qū)未實(shí)施井灌,此項(xiàng)按0 計(jì)。
2.4.2 淺層地下水總補(bǔ)給量、水資源量
淺層地下水總補(bǔ)給量為各項(xiàng)補(bǔ)給量之和,扣除井灌回歸補(bǔ)給量即為淺層地下水水資源量。大豐區(qū)淺層地下水多年平均補(bǔ)給量為23781 萬m3,其中地下水礦化度≤2g/L 的地下水資源量為16.8 萬m3,2~5g/L的地下水資源量為1557.8 萬m3,礦化度>5g/L 的地下水資源量為22206.4 萬m3。大豐區(qū)多年平均淺層地下水資源量按水資源分區(qū)計(jì)算成果見表2。
大氣降水是淺層地下水補(bǔ)給的主要來源。分析淺層地下水資源分布特征,需要重視大氣降水因素及水文地質(zhì)條件。大豐區(qū)地處黃海之濱,有112km的海岸線,受海水侵蝕影響,淺層地下水礦化度總體較高,淡水主要在內(nèi)陸的里下河腹部區(qū)。
礦化度>5g/L 的地下水因咸度偏高,無法利用,以礦化度≤2g/L 的地下資源量作為淺層地下水水資源量計(jì)算。大豐區(qū)多年平均地下水資源量(礦化度≤2g/L)為16.8 萬m3,其他五個(gè)區(qū)為0。
大豐區(qū)境內(nèi)礦化度≤2g/L,地下淡水極少,所以在干旱缺水期可適度開采礦化度在2~5g/L 半咸水加以利用,以彌補(bǔ)當(dāng)?shù)厮Y源的匱缺,大豐區(qū)地下水資源行政分區(qū)模數(shù)成果(礦化度<5g/L)見表3。
表2 大豐區(qū)多年平均淺層地下水水資源量成果表(單位:萬m3)
表3 大豐區(qū)地下水資源量(礦化度<5g/L)行政分區(qū)模數(shù)成果表
大豐區(qū)多年平均地下水資源量中(礦化度≤2g/L),降水入滲補(bǔ)給量占地下水資源量的64.9%,而大豐區(qū)全年降水量主要集中在汛期,多年平均汛期降水量占年降水量的70.4%,因此地下水補(bǔ)給主要出現(xiàn)在汛期。地下水資源量的年分配基本與降水量的分配相對(duì)應(yīng)。
大豐區(qū)淺層地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)以《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-2017)為依據(jù)。評(píng)價(jià)方法采用單指標(biāo)評(píng)價(jià)法確定水質(zhì)的類別。必評(píng)項(xiàng)目包括pH 值、礦化度(M)、總硬度(以CaCO3計(jì))、氨氮、氯化物、高錳酸鹽指數(shù)等。
根據(jù)2019年大豐區(qū)淺層地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料分析,汛期為Ⅳ類水質(zhì),其余為Ⅴ類水質(zhì)。資料表明大豐區(qū)的淺層地下水水質(zhì)狀況較差。高錳酸鹽指數(shù)汛期、非汛期均超過Ⅲ類水限值,氨氮汛期超過Ⅲ類水限值,總硬度非汛期超過Ⅲ類水限值。淺層地下水水質(zhì)總體評(píng)價(jià)為Ⅴ類水,說明大豐區(qū)淺層地下水已受到較嚴(yán)重的污染。
大豐區(qū)淺層地下水資源相對(duì)匱缺,多年平均淺層地下水資源量為23781 萬m3,主要依賴汛期降水入滲補(bǔ)給;淡水極少,主要以苦咸水為主;水質(zhì)污染嚴(yán)重,僅可作工農(nóng)業(yè)用水補(bǔ)充。
建議合理開發(fā)利用地表水資源,減少地下水尤其淺層地下水的開發(fā);干旱等缺水期可充分利用礦化度在2~5g/L 半咸水,以彌補(bǔ)當(dāng)?shù)厮Y源的匱缺;加強(qiáng)地下水污染防治,禁止垃圾和廢水等向地下填埋或排放,杜絕有害污水沿途下滲,從而達(dá)到保護(hù)淺層地下水的目的,提高淺層地下水資源質(zhì)量■