趙軍
(河南省出山店水庫(kù)運(yùn)行中心,河南 信陽(yáng) 464043)
分析范圍屬長(zhǎng)江流域唐白河水系的唐河中下游地區(qū),唐河干流由此向南穿越全區(qū),支流主要有泌陽(yáng)河、三夾河、桐河、澗河等。
唐河自北向南流經(jīng)方城、社旗、唐河、新野縣,至石臺(tái)寺入湖北襄陽(yáng),經(jīng)雙溝鎮(zhèn)西至兩河口與白河交匯稱(chēng)唐白河,再向南22.50 km在襄陽(yáng)市與漢江交匯,是漢江較大的一個(gè)支流。唐河干流全長(zhǎng)260 km,流域面積8 596 km2,多年平均徑流量為17.44億m3,徑流量為39.10 m3,最大流量達(dá)13 400 m3/s。
泌陽(yáng)河發(fā)源于泌陽(yáng)縣白云山東北,流經(jīng)泌陽(yáng)縣城而入論證區(qū),在唐河縣源潭鎮(zhèn)南匯入唐河,流向自東北向西南;長(zhǎng)117 km,流域面積1 708 km2。
三夾河發(fā)源于湖北省隨縣七尖峰山,自東向西流入唐河縣城郊鄉(xiāng)入唐河;全長(zhǎng)99 km,流域面積1 446 km2。其中包括湖北省隨縣境內(nèi)流域面積437.50 km2,河長(zhǎng)35.80 km。桐柏縣境內(nèi)流域面積621 km2,河長(zhǎng)1.20 km;唐河縣境內(nèi)流域面積432.50 km2,河長(zhǎng)30 km。河床寬150~300 m,系沙底常年河。
桐河為長(zhǎng)江流域唐白河水系唐河右岸的一級(jí)支流,發(fā)源于方城縣老君山,自西向東南依次流經(jīng)縣內(nèi)桐河、桐寨鋪、源潭、城郊、濱河等5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。桐河全長(zhǎng)70 km,總流域面積830 km2。唐河縣境內(nèi)河長(zhǎng)28 km,流域面積273 km2。
澗河發(fā)源于宛城區(qū)的徐老家村周仁坡,即謝北故名,為唐河、新野兩縣界河,自北向南,在郭灘鎮(zhèn)的任橋村匯入唐河,為長(zhǎng)江流域唐白河水系唐河右岸的一級(jí)支流;河道全長(zhǎng)46 km,流域面積295 km2。其中唐河縣域縣內(nèi)河長(zhǎng)32 km,縣內(nèi)流域面積142 km2;縣內(nèi)流經(jīng)桐寨鋪鎮(zhèn)、張店鎮(zhèn)、郭灘鎮(zhèn)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
根據(jù)該市水利統(tǒng)計(jì)資料及2020 年《某市水資源公報(bào)》,論證區(qū)現(xiàn)有中、小型水庫(kù)26座,其中:中型水庫(kù)3座,分別在虎山水庫(kù)、二郎山水庫(kù)和倪河水庫(kù),總庫(kù)容1.48 m3,興利庫(kù)容0.79億m3,設(shè)計(jì)灌溉面積2.37萬(wàn)hm2,實(shí)際灌溉面積2.01萬(wàn)hm2。
2.1.1 計(jì)算方法
論證區(qū)地表水主要為唐河及其支流,地表水資源評(píng)價(jià)主要是對(duì)唐河水資源進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。1961、1971 年白河上游地區(qū)的鴨河水庫(kù)和泌陽(yáng)河上游地區(qū)的宋家場(chǎng)水庫(kù)先后建成,鴨河水庫(kù)灌區(qū)退水和宋家場(chǎng)水庫(kù)蓄水使唐河流量受到一定影響。因此,地表水資源量的計(jì)算,采用郭灘水文站1956-2018 年63 a的天然徑流量計(jì)算成果間接推求。郭灘站地表水資源量為郭灘站實(shí)測(cè)徑流量、站以上開(kāi)發(fā)利用量、水利工程影響量之和。計(jì)算公式見(jiàn)式(1)。
式中:W天然—還原后的天然水量;W實(shí)測(cè)—郭灘水文站實(shí)測(cè)水量;W還原—包括郭灘水文站以上工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、耗水,計(jì)算時(shí)段末水段蓄水變量(增加為正、減少為負(fù)),水庫(kù)蒸發(fā)、滲漏。
論證區(qū)地表水資源量的計(jì)算,采用郭灘水文站1956-2018年63 a天然徑流量,進(jìn)行面積倍比縮放,逐年求得流域地表水資源量。計(jì)算公式見(jiàn)式(2)。
式中:W區(qū)域—論證區(qū)地表水資源量;W參證—郭灘站天然徑流量;F參證—郭灘站控制面積;F流域—論證區(qū)面積。
2.1.2 地表水資源量
根據(jù)郭灘水文站1956-2018 年系列資料計(jì)算分析,論證區(qū)多年平均地表水資源(河川徑流7.03 億m3,年平均徑流深259 mm,采用P-Ⅲ頻率法分析計(jì)算,不同保證率情況下地表水資源量見(jiàn)表1:
表1 不同保證率情況下地表水資源量表
論證區(qū)西部的桐河流域、澗河流域、綿延河流域,引用白桐干渠水灌溉農(nóng)田,白桐干渠引用白河流域的鴨河水庫(kù)水,屬地、跨流域引水,年引水量多年平均值為1.48 億m3。綜合唐河及其支流河川流徑流量及流域外引水量,論證區(qū)的地表水資源量多年平均值為8.53×108m3。另外,唐河干流和沘河、泌陽(yáng)河、三夾河、桐河等河流流入論證區(qū)的徑流總量對(duì)調(diào)節(jié)河道流量、發(fā)展航運(yùn)、維護(hù)河道生態(tài)環(huán)境和提水灌溉,都有較好的價(jià)值,需要時(shí)也可部分開(kāi)發(fā)利用。
2.1.3 地表水資源時(shí)空分布特征。地表水資源受年降水量變化影響較大,具有明顯的季節(jié)變特征,年內(nèi)流量分布極不均勻,河川徑流主要分布在6-10 月份的洪水季節(jié),最枯時(shí)段一般在2-4月份,年末及次年的1月份為河川徑流的枯水期。
2.2.1 地下水資源量
地下水是指賦存于地表面以下巖土空隙的飽和重力水。地下水資源量指地下水中參與水循環(huán)且可以更新的動(dòng)態(tài)水量,主要由降水、地表水體(河、庫(kù)、渠道和田間灌溉)入滲等補(bǔ)給而形成。山丘區(qū)地下水資源量多采用排泄量評(píng)價(jià);平原區(qū)一般則采用補(bǔ)給量評(píng)價(jià)。按地下水類(lèi)型區(qū)劃,論證區(qū)分屬低山丘陵區(qū)與壟崗平原區(qū),其中低山丘陵區(qū)面積533.10 km2,壟崗平原區(qū)面積2 128.70 km2,總面積2 661.80 km2。
2.2.1.1 山丘區(qū)地下水資源量評(píng)價(jià)
山丘區(qū)排泄量包括河川基流量、地下水實(shí)際開(kāi)采凈消耗量和山前側(cè)向流出量及淺水蒸發(fā)量。因此山丘區(qū)地下水埋深一般較大,潛水蒸發(fā)可以忽略不計(jì),因此,山丘區(qū)地下水資源量計(jì)算公式見(jiàn)式(3)。
式中:Q山—山丘區(qū)地下水資源量;Q基流—河川基流量;W凈耗—地下水實(shí)際開(kāi)采凈消耗量;Q山前側(cè)滲—山前側(cè)向流出量。
根據(jù)河南油田委托河南省地質(zhì)局水文地質(zhì)三隊(duì)完成的《沙河鋪上游水文地質(zhì)勘察報(bào)告》計(jì)算成果,論證區(qū)低山丘陵區(qū)地下水資源多年平均年總量為0.43億m3。
2.2.1.2 平原區(qū)地下水資源量評(píng)價(jià)
平原區(qū)地下水資源量,系指近期下墊面條件下,由降水、地表水體入滲補(bǔ)給及側(cè)向補(bǔ)給地下含水層的動(dòng)態(tài)水量。評(píng)價(jià)原理采用水均衡法,計(jì)算公式見(jiàn)式(4)。
式中:Q總補(bǔ)、Q總排—多年平均地下水總補(bǔ)給量、地下水總排泄量;Q平原—平原區(qū)地下水資源量;△W—地下水蓄變量(水位下降時(shí)為負(fù)值,水位上升時(shí)為正值);Pr—降水入滲補(bǔ)給量;Q山前—山前側(cè)向補(bǔ)給量;Q井歸—井灌回歸補(bǔ)給量;Q開(kāi)采—淺層地下水開(kāi)采量;Q河排—河道排泄量;WE—潛水蒸發(fā)量;Q地表水體補(bǔ)—地表水體補(bǔ)給量,包括河道滲漏補(bǔ)給量、庫(kù)塘滲漏補(bǔ)給量、渠系滲漏補(bǔ)給量、渠灌田間入滲補(bǔ)給量及地表水為回灌水源的人工回灌補(bǔ)給量之和。
根據(jù)《河沙鋪上游水文地質(zhì)勘察報(bào)告》《河南油田魏崗地區(qū)中深層水源地供水水文地質(zhì)勘察報(bào)告》,以及《唐河縣淺層地下水資源評(píng)價(jià)報(bào)告》的計(jì)算評(píng)價(jià)成果,論證區(qū)壟崗平原區(qū)地下水資源量為4.23億m3,其中,壟崗平原區(qū)與低山丘陵區(qū)之間地下水重復(fù)計(jì)算量為0.13億m3。
2.2.1.3 全區(qū)地下水資源量
全區(qū)地下水資源量為平原區(qū)地下水資源量與山丘區(qū)地下水資源量之和,減去平原與山區(qū)之間地下水重復(fù)計(jì)算量。概括上述評(píng)價(jià),論證區(qū)地下水資源量為45 252.8×108m3。
2.2.1.4 地下水資源量時(shí)空分布特征
論證區(qū)多年平均地下水資源模數(shù)為17×104m3/km2,但由于地表巖性不同,地下水資源量在區(qū)域分布上有較大差異。在河谷平原區(qū),因地表巖性粗,地下水埋深小,降水入滲補(bǔ)給量大,地下水資源模數(shù)高達(dá)21.50×104(m3/km2),而在一般山崗丘陵區(qū),地下水相對(duì)比較貧乏,地下水資源模數(shù)一般(5~10)×104(m3/km2)。
2.2.2 水資源總量
論證區(qū)多年平均地表水資源量8.53×108m3,地下水資源量4.53×108m3,扣除兩者之間重復(fù)計(jì)算水量0.68×108m3,區(qū)域水資源總量12.38×108m3。另外,唐河過(guò)境水資源量12.75×108m3,也可部分開(kāi)發(fā)利用。
通過(guò)對(duì)生產(chǎn)項(xiàng)目所在區(qū)域的河流水系、水利工程、地表水資源量、地表水資源時(shí)空分布特征、地下水資源量、水資源總量等的分析,充分了解了本項(xiàng)目的水源條件,為其合理開(kāi)發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護(hù)水資源提供了強(qiáng)有力的保證。