开封市水资源供需分析及可持续利用策略

井灌溉定额乘以井灌面积求得 ,万 m3 ; β井为井灌回归系数 。
渠系
0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21
(6) 黄河侧渗补给量 ,采用达西定律公式 :
黄河内滩区
渠灌
0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
W侧 = 10- 4 K I Байду номын сангаас L T
(6)
井灌
0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
总补给量为各项补给量之和 。总补给量减去井灌回归量
为计算区面积 ,km2 ; α年为年降水入渗补给系数 。
为地下水资源量 (见表 4) 。
表 4 开封市各行政分区对应频率各种水体地下水补给量
万 m3
地区
地下水补给量
多年平均
5%
频率
25 %
50 %
75 %
95 %
兰考县 杞县 通许县 尉氏县 开封县 市 、郊区 全市总计
1. 1. 1 水资源计算分区
由于水资源计算量以水文站所控制的流域面积为依据 ,所
以必须首先进行分区计算 ,然后再将市 、县 (区) 所占的面积比
例分配到各流域分区内 。
1. 1. 2 降水量系列及频率曲线计算
开封市降水量计算采用辖区内 15 个站 1952～2000 年共 49
年的降雨量系列资料 。由于雨量站的分布比较均匀 ,采用均值
24 890.9 22 446.6 22 285.6 19 840.0 13 729.3 12 222.7 20 356.2 17 369.4 25 689.3 22 869.2 6 426.1 5 720.9 113 377.4 100 468.8
21 344.7 17 678.2 19 542.9 15 874.6 12 039.7 9 779.8 17 410.0 12 929.7 22 487.3 18 257.2 5 635.3 4 577.5 98 459.9 79 097.0
降水
0.24 0.28 0.26 0.24 0.22 0.19
(3) 渠系渗漏补给量 。
南四湖区
渠系 渠灌 井灌 降水
0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.19 0.22 0.22 0.19 0.15 0.13
摘 要 :分析了开封市的水资源量和需水量 ,在此基础上做水资源供需平衡分析 。结果表明 ,开封市的地表水资源 的利用率偏低 ,地下水开采量和引黄水量大 ,近年地下水位有下降趋势 。在引黄水量日益减少的情况下 ,为达到水资源 的供需平衡和可持续利用 ,一方面要进一步提高地表水资源的利用率 ,减少地下水开采量以保持合适的地下水位 ;另一 方面要采取各种节水措施 ,降低对水资源的需求 。 关键词 :水资源 ;供需平衡 ;可持续发展 中图分类号 : TV214 文献标识码 :A
补给量 地下水资源量
补给量 地下水资源量
补给量 地下水资源量
补给量 地下水资源量
补给量 地下水资源量
补给量 地下水资源量
补给量 地下水资源量
25 475.6 23 031.3 23 045.7 20 600.1 14 197.6 12 691.0 20 760.6 17 773.8 26 543.9 23 723.8 6 645.3 5 940.1 116 668.7 103 760.1
Q渠系 = M Q渠首引
(3)
式中 : Q 渠为系渠系渗漏补给量 ,万 m3 ; Q渠首引 为渠首引水量 ,万
m3 ; M 为渠系渗漏补给系数 。
(4) 渠灌入渗补给量 。
田间灌溉入渗补给量的大小与田间净灌水量密切相关 。
涡河区
渠系 渠灌
0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18
开封市水资源供需分析及可持续利用策略 赵志贡 荣晓明 马绍君
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表 3 开封市各流域分区各种水体不同频率年入渗补给系数表
流域
补给系
频率
数名称 多年平均 5 % 25 % 50 % 75 % 95 %
(2) 河道渗漏补给量 。 开封市河道大都属雨源型河道 ,河道的水文特性和两岸地 下水动态基本上无明显的联系与变化 ,从全年来讲 ,二者均无 渗漏 ,故可视河道渗漏补给量为零 。
田间净灌水量包括引黄渠灌水量 、部分拦河闸拦截降水产生的 径流水量和地下水井灌水量 。
井灌
0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
Q渠灌 = β渠 Q净
(4)
沙颍河区
降水 渠系 渠灌 井灌
0.20 0.23 0.21 0.20 0.17 0.15 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
杞 县 23 626.3 54 588.8 31 463.8 23 053.5
通许县 14 561.5 33 630.2 19 383.8 14 202.4
尉氏县 21 852.3 51 849.6 30 261.3 21 325.5
开封县 27 342.2 63 331.6 36 549.8 26 669.0
18 614.8 14 281.7 19 754.5 15 419.2 12 170.0 9 499.2 15 471.8 10 176.9 22 526.8 17 527.6 5 696.3 4 446.2 94 234.2 71 350.8
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开封市水资源供需分析及可持续利用策略 赵志贡 荣晓明 马绍君
根据开封市所处的地理位置 、地质条件 、岩性 、降水特性 、 地下水埋深 ,灌溉定额 、引黄渠道的特点 、土质特性 、参照水文 部门多年分析资料 、惠北试验站多年观测资料 ,分析得到各区 降水入渗补给系数 α ,渠系渗漏补给系数 M ,渠灌入渗补给系 数 (渠灌田面入渗补给系数) β渠,井灌回归系数 β井,见表 3 。
1. 2. 1 不同保证率各种水体地下水补给量的计算
(1) 年降水入渗补给量 。
Q降 = P降α年 F
(2)
式中 : Q降 为年降水入渗补给量 ,万 m3 ; P 降为年降水量 ,mm; F
式中 : W 侧为黄河侧渗补给量 ,万 m3 ; K 为渗透系数 ,取 K =22.9 m/d; A 为单位河段剖面面积 ,m2/m; L 为计算河段长度 ,m; T 为河段侧渗时间 ,d; I 为水力坡度 (无因次) ,即黄河水位与补 给区平均地下水位之差除以两者之间得距离 。 1. 2. 2 地下水资源量
式中 : Q渠灌 为渠灌田间入渗补给量 ,万 m3 ; Q 净为田间净灌水
量 ,万 m3 ; β渠 为渠灌的渗补给系数 。
(5) 井灌回归补给量 。
Q井灌 = β井 Q井
(5)
式中 : Q井灌 为井灌回归补给量 ,万 m3 ; Q 井为井灌出水量 、采用
降水
0.20 0.24 0.22 0.20 0.18 0.15
频率 25 % 50 %
75 %
95 %
兰考县 9 731.1 38 190.6 15 377.3 9 447.5 7 327.2 5 951.6
杞 县 9 586.5 35 109.0 15 064.5 9 213.0 7 084.1 5 602.5
通许县 5 905.9 21 629.4 9 280.7 5 675.8 4 364.2 3 451.5
开封市位于河南省东部 ,地处黄河南岸 。开封市总面积为 6444 km2 ,所属的流域水系分为 4 个区 ,即涡河区 ,沙颍河区 ,南 四湖区和黄河内滩区 。属暖温带季风型气候 ,年均降雨量 654.9 mm,地下水位 1～15m 。由于水资源的年内分配不均 ,工农业生 产及居民生活用水的不断增加 ,环境污染对地表水 、地下水体的 不断破坏 ,近年来水资源短缺问题日益突出 ,已成为国民经济可 持续发展的重要限制因素之一 。因此 ,分析开封市水资源的供 需状况 ,并提出水资源可持续利用的策略是十分必要的 。
降水量/mm
654.9
945 760 655 642 416
1. 1. 3 地表水资源量计算
根据各流域分区代表水文站的降雨径流关系 ,计算得各分
区径流深 ,代入式 (1) 计算的各分区地表水资源量并分配到各
行政区见表 2 。
表 2 开封市各县 (区) 不同保证率地表水资源表
万 m3
行政区 多年平均 5 %
尉氏县 6 862.9 30 871.4 12 921.7 6 529.8 4 433.1 3 104.5
开封县 10 923.7 40 482.2 17 343.1 10 492.6 8 019.3 6 308.8
市 、郊区 2 764.3 10 123.8 4 343.9 2 656.6 2 042.7 1 615.5
35 905.5 35 238.9 20 948.8 28 381.8 17 895.9 17 485.0 28 538.3 27 723.8 33 793.0 33 023.9 8 376.4 8 184.0 153 557.9 150 037.4
29 205.1 27 316.3 24 473.4 22 583.6 15 077.2 13 913.0 23 198.8 20 890.8 28 359.6 26 180.3 7 056.9 6 512.1 12 7371.0 117 396.2
法计算逐年面雨量 , 然后进行频率计算 , 并绘制开封市全区
年降水量频率曲线图 ,进而求得多年平均降水量及不同频率的
收稿日期 :2004210226 作者简介 :赵志贡 (19572) ,男 ,副教授 。
降水量 ,见表 1 。 表 1 开封市降水量频率计算成果表
频率
多年平均 5 % 25 % 50 % 75 % 95 %
合 计 45 774.4 176 406.4 74 331.2 44 015.3 33 270.6 26 034.2
1. 2 地下水资源量计算
开封市属平原区 ,可采用水均衡法计算各种水体的入渗补 给量和地下水资源量 。可根据各种相关资料 ,以计算总补给量 为途径确定地下水补给量 ,进而求出地下水资源量 。
1 水资源量计算
开封市的用水来自降雨 、地下水和引黄客水 。开封市以利
用地下水资源为主 ,但地表水资源量也较大 。
1. 1 地表水资源量计算
地表水资源量按式 (1) 计算 ,即
W = RS
(1)
式中 : W 为地表水资源量 ,万 m3 ; R 为径流深 ,mm, 通过分区降
水径流关系确定 ; S 为计算区面积 ,km2 。
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文章编号 :100722284(2005) 0120052203
中国农村水利水电·2005 年第 1 期
开封市水资源供需分析及可持续利用策略
赵志贡1 ,荣晓明2 ,马绍君3
(1. 黄河水利职业技术学院 ,河南 开封 475001;2. 河南省开封市水文水资源勘测局 ; 3. 河南省开封市引黄灌溉管理处)
W 基为河川基流量 ,万 m3 ; W地下 为地下水资源量 ,万 m3 。
1. 2. 3 水资源总量的计算
地表水资源量加地下水资源量并扣除重复量为水资源总
量 (见表 5) 。
表 5 开封市总量水资源计算成果表
万 m3
行政区 多年平均 5 %
频率
25 %
50 %
兰考县 27 814.8 64 208.8 37 243.4 27 263.4
由于地表水资源量和地下水资源量之间存在重复 ,这里在 地下水资源量中扣除重复量 。重复量的计算采用公式为 :
W重 = W地补 + P补 W基 / W地下
(7)
式中 : W重为总重复量 ,万 m3 ; W地补 为地表水体补给量 (包括渠
系 、田间 、黄河侧渗补给) ,万 m3 ; P补为降水入渗补给量 ,万 m3 ;
市 郊 6 815.6 15 740.9 9 072.8 6 647.5
合 计 122 022.7 283 349.9 163 974.9 119 161.3
75 % 20 487.8 16 302.6 10 043.4 14 876.0 18 882.1 4 700.9 85 292.8
95 % 14 661.8 11 846.2 7 298.0 10 205.5 13 672.0 3 415.9 61 099.4