平原地区地下水资源量评估

（一）地下水补给量计算

1.降水入渗补给量

降水入渗补给量是指降水（包括坡面漫流和填洼水）渗入到土壤中并在重力作用下渗透补给地下水的水量。降水入渗补给量一般采用下式计算。

式中：Pr 为降水入渗补给量，亿m3；P有效为年面状有效降水量，mm；α为降水入渗补给系数（无因次）；F 为均衡计算区计算面积，km2。

平原区多年平均降水入渗补给量为14.16亿m3，约占平原区降水量的10.7%，其中，地下水矿化度M≤2g/L 地区的降水入渗补给量为13.57亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的降水入渗补给量为0.59亿m3。

在计算1956～2000年降水入渗补给量系列时，为保证1956～2000年降水入渗补给量系列符合近期条件的要求，首先，计算1980～2000年逐年的降水入渗补给量，并建立年降水量与年降水入渗补给量间的关系曲线；然后，根据1956～1979年逐年的降水量，从该关系曲线上分别查算1956～1979年逐年的降水入渗补给量，见图4-4。1956～2000年45年平均地下水矿化度M≤2g/L地区降水入渗补给量为12.64亿m3。

2.山前侧向补给量

山前侧向补给量是指发生在平原区与山丘区交界面上，山丘区地下水以地下潜流形式补给平原区浅层地下水的水量。山前侧向补给量一般采用断面法利用达西公式计算。

式中：Q山前侧为山前侧向补给量，亿m3；K 为计算断面位置的渗透系数，m/d；I 为垂直于断面的水力坡度（无因次）；A 为断面面积，m2；t为计算时间，取365d。

平原区多年平均山前侧向补给量为31.88亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的山前侧向补给量为30.92 亿m3，地下水矿化度M ＞2g/L 地区的山前侧向补给量为0.96亿m3。

图4-4　平原区降水入渗补给量与平原区降水量关系图

3.河道渗漏补给量

河道渗漏补给量是指当河道内河水水位高于河道岸边地下水水位时，河水对地下水的渗漏补给量。将河流分为“有出流河流”与“无出流河流”两类分别计算渗漏补给量。

“有出流河流”的河道渗漏补给量，根据水文站水文资料、灌区引水、气象和遥感资料采用水量平衡法计算；“无出流河流”只有部分入流控制水文站和灌区引水资料，根据调查、访问和参阅有关资料，用经验系数法估算河道渗漏补给量。

（1）“有出流河流”河道渗漏补给量的计算。将河流按水文站控制情况分段计算，各段补给量计算公式如下。

式中：Q河段补给为计算河段河道渗漏补给量，亿m3；Q上、Q下为河道上、下水文断面实测径流量，亿m3；Q区入为上、下游水文断面区间汇入该河段的径流量和灌区退排水量，亿m3；Q区引为上、下游水文断面区间的灌区引水量，亿m3；Q水面蒸发为上、下游两个水文断面间河道水面蒸发量，亿m3，其值需要根据河段宽度、长度、水面蒸发强度计算；Q河岸浸蒸为上、下游两个水文断面间河道两岸浸润带蒸发量，亿m3，此量计算比较困难，参照水利部水利水电规划设计总院编制的“地下水资源量及可开采量补充细则”中，上、下游两个水文断面间河道水面蒸发量、两岸浸润带蒸发量之和占总损失 （Q上-Q下+Q区入-Q区出）的比率λ值（取值范围一般为0.2～0.4之间，这部分水主要消耗于河岸两侧河谷林、草、土壤等的蒸散发），常年过水的砂性土质河道取小值，间歇过水的粘性土质河道取大值，估算出Q河岸浸蒸。

（2）“无出流河流”河道渗漏补给量的计算。“无出流河流”出山口到灌区作为一个无泄流河段处理，即出山口的径流量减去灌区引水量、河段水面蒸发量和两岸浸润蒸发量，剩下的就是河段渗漏补给量。各分项为：

式中：λ1 和λ2 分别为河流的水面蒸发系数和浸润损失及泄流系数，取值见表4-10。

平原区多年平均河道渗漏补给量为123.61亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L 地区的河道渗漏补给量为107.50亿m3，地下水矿化度M＞2g/L 地区的河道渗漏补给量为16.11亿m3。

4.渠系渗漏补给量

渠系渗漏补给量是指干支渠渠道在输水过程中对地下水的渗漏补给量。计算公式为：

式中：Q渠系为渠系渗漏补给量，亿m3；Q渠首引为渠首引水量，亿m3；m 为渠系渗漏补给系数（无因次），确定方法见公式（4-1）和公式（4-2）。

平原区多年平均渠系渗漏补给量为100.03亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L 地区的渠系渗漏补给量为94.18亿m3，地下水矿化度M＞2g/L 地区的渠系渗漏补给量为5.85亿m3。

5.渠灌田间入渗补给量

渠灌田间入渗补给量是指渠灌水进入田间后对地下水的入渗补给量（包括斗农级渠道在输水过程中对地下水的渗漏补给量）。计算渠灌田间入渗补给量分两步：先计算斗农渠水的渗漏补给渗量（计算方法与计算渠系渗漏补给量相同），再计算田间水的入渗量，二者之和即为渠灌田间入渗补给量。田间水的入渗补给量用下式计算：

式中：Q田间为渠灌入渗补给量中的田间水入渗补给量，亿m3；β为渠灌田间入渗补给系数（无因次）；Q田为渠灌水进入田间的水量，亿m3。

平原区多年平均渠灌田间入渗补给量为53.69亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的渠灌田间入渗补给量为50.65亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的渠灌田间入渗补给量为3.04亿m3。

6.库塘渗漏补给量

库塘渗漏补给量是指平原区水库、湖泊、塘坝等水体水位高于岸边地下水水位时，库塘等水体对地下水的补给量。用下式计算：

式中：Q库为库塘渗漏补给量；Q入库、Q出库分别为入库塘水量和出库塘水量，亿m3；E0为库塘的水面蒸发量，亿m3 （采用E601型蒸发器的观测值或换算成E601型蒸发器的蒸发量）；P库为库塘水面的降水量，亿m3；E浸为库塘周边浸润带蒸发量，亿m3；Q库蓄为库塘蓄变量，亿m3 （即年初、年末库塘蓄水量之差，当年初库塘蓄水量较大时取“+”值，当年末库塘蓄水量较大时取“-”值）。

对缺少资料的水库，按经验系数法计算：

式中：Q库为库塘渗漏补给量，亿m3；Q库容为库塘水体体积，亿m3；α库为库塘渗漏补给系数（无因次）。

平原区多年平均库塘渗漏补给量为8.78亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L 地区的库塘渗漏补给量为8.12亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的库塘渗漏补给量为0.66亿m3。

7.地表水体补给量(www.xing528.com)

地表水体补给量为河道渗漏补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量、库塘渗漏补给量之和。平原区多年平均地表水体补给量为286.11亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的地表水体补给量为260.44亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的地表水体补给量为25.67亿m3。河川基流形成的地表水体补给量，根据河川基流量占河川径流量的比率确定。

8.井灌回归补给量

井灌回归补给量是指浅层地下水实际开采量中用于农田灌溉部分对地下水的入渗补给量。井灌回归补给量含井灌输水渠道的渗漏补给量。井灌回归水补给量的计算方法与渠灌田间入渗补给量类似，先计算井水在斗农渠的渗漏补给量，再计算井水在田间的入渗补给量，二者之和即为井灌回归补给量。

新疆平原区多年平均井灌回归补给量为5.46亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的井灌回归补给量为5.27亿m3，地下水矿化度M＞2g/L 地区的井灌回归补给量为0.19亿m3。

9.地下水总补给量

降水入渗补给量、山前侧向补给量、地表水体补给量、井灌回归补给量之和为地下水总补给量。新疆平原区多年平均地下水总补给量为337.61亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的地下水总补给量为310.21亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的地下水总补给量为27.40亿m3。降水入渗补给量、山前侧向补给量、地表水体补给量、井灌回归补给量分别占地下水总补给量的4.19%、9.44%、84.75%、1.62%。地表水体补给量是地下水总补给量的主体。

各水资源三级区平原区多年平均地下水补给量计算成果见表4-20和表4-23，各地级行政分区平原区多年平均地下水补给量计算成果见表4-24和表4-25。

（二）地下水排泄量计算

1.潜水蒸发量

潜水蒸发量是指潜水在毛细管力作用下，通过包气带岩土向上运动造成的蒸发量（包括棵间蒸发量和被植物根系吸收造成的叶面散发量两部分）。用下式计算：

式中：E 为潜水蒸发量，亿m3；E0 为水面蒸发量，mm，采用E601型蒸发器的观测值或折算成E601值；C 为裸地潜水蒸发系数（无因次）；F 为面积，km2。k 为植被状况修正系数（无因次）。

平原区多年平均潜水蒸发量为180.84亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L 地区的潜水蒸发量为151.49亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的潜水蒸发量为29.35亿m3。

2.平原泉水排泄量

平原泉水排泄量是指在平原区，地下水水位高于地面或地表冲沟沟底时，地下水以泉水形式溢出的水量，不包括直接出露于河道的泉水量 （这部分计入河道排泄量）。平原泉水排泄量通过调查统计得出。平原区多年平均平原泉水排泄量为53.93亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的平原泉水排泄量为51.89亿m3，地下水矿化度M＞2g/L 地区的平原泉水排泄量为2.04亿m3。

3.河道排泄量

当河道内河水水位低于岸边地下水水位时，地下水排入河道的水量称为河道排泄量，计算方法与大河河道渗漏补给量的计算方法相同。

平原区多年平均河道排泄量为24.59亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的河道排泄量为24.47亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的河道排泄量为0.12亿m3。

平原区降水入渗补给量形成的河道排泄量指河道排泄量中由降水入渗补给量形成的部分，是依据降水入渗补给量占总补给量的比例系数，乘以河道排泄量得出的。在计算1956～2000年降水入渗补给量形成的河道排泄量系列时，为保证该系列符合近期条件的要求，首先计算出1980～2000年逐年的河道排泄量；其次，用多年平均 （1980～2000年21年平均）降水入渗补给量占多年平均 （1980～2000年21年平均）总补给量的比例系数，乘以逐年河道排泄量，得出1980～2000年逐年降水入渗补给量形成的河道排泄量；然后，根据各计算分区1980～2000年逐年的降水入渗补给量形成的河道排泄量系列和1980～2000年逐年的降水入渗补给量 （Pr）系列，建立关系曲线；最后，根据1956～1979年逐年的降水入渗补给量Pr，从关系曲线中查算相应的分别作为1956～1979年逐年的降水入渗补给量形成的河道排泄量，见图4-5。

图4-5　平原区降水入渗补给量与降水入渗补给量形成的河道排泄量关系图

4.排水渠排泄量

排水渠排泄量是指灌区内通过开挖排水渠的形式排泄的地下水量。根据世界银行塔里木盆地灌溉与环保一期和二期贷款项目开展的南疆五地州水盐监测，额尔齐斯河等典型地段进行的引水排水监测等研究成果，建立灌区排水量与灌区引水量、地下水埋深的关系，推算各计算分区的排水渠排泄量。平原区多年平均排水渠排泄量为33.99亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的排水渠排泄量为32.21亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的排水渠排泄量为1.78亿m3。

5.地下水实际开采量

地下水实际开采量是指通过人工方式从含水层中获取的水量，包括机电井开采量、坎儿井开采量。地下水实际开采量通过调查统计得出。

平原区多年平均地下水实际开采量为39.80亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的地下水实际开采量为38.63亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的地下水实际开采量为1.17亿m3。

6.侧向流出量

侧向流出量是指以地下径流形式流出评价区的地下水量，主要包括两个部分，一部分是流入荒漠区的水量，一部分是流入国外的水量，计算方法与山前侧向补给量的计算方法相同。平原区多年平均侧向流出量为7.34亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的侧向流出量为7.10亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的侧向流出量为0.24亿m3。

7.地下水总排泄量

平原区多年平均地下水总排泄量为340.49亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L 地区的地下水总排泄量为305.79亿m3，地下水矿化度M＞2g/L 地区的地下水总排泄量为34.70亿m3。

各水资源三级区平原区多年平均地下水排泄量计算成果见表4-22和表4-23，各地级行政分区平原区多年平均地下水排泄量计算成果见表4-24和表4-25。

（三）地下水蓄变量与补排平衡

浅层地下水蓄变量是指均衡计算区计算时段末浅层地下水储存量与计算时段初浅层地下水储存量的差值。用下式计算：

式中：ΔW 为年浅层地下水蓄变量，亿m3；h1 为计算时段初地下水水位，m；h2 为计算时段末地下水水位，m；μ 为地下水水位变幅带给水度 （无因次）；F 为计算面积，km2；t为计算时段长度，年。利用上述公式计算多年平均浅层地下水蓄变量时，h1、h2 应分别采用1980～2000年期间起、迄年份的年均值。当h1＞h2 时，ΔW 为“-”；当h1＜h2 时，ΔW 为“+”；当h1=h2 时，ΔW=0。

平原区多年平均浅层地下水蓄变量为-10.49 亿m3，主要在地下水矿化度M≤2g/L 地区。新疆各水资源三级区平原区多年平均浅层地下水蓄变量计算成果见表4-22。

为提高计算成果的可靠性，对平原区的各个水资源三级区逐一进行地下水均衡分析，各水资源三级区多年平均地下水总补给量 （Q总补）与总排泄量 （Q总排）、浅层地下水蓄变量（ΔW）三者之间的均衡关系见公式（4-3）、公式（4-4）。当水资源三级区的|δ|＞10%时，原则上要求对该水资源三级区的各项补给量、排泄量和浅层地下水蓄变量进行重新核算，必要时，对某个或某些计算参数做合理调整，直至其|δ|≤10%为止。各水资源三级区平原区多年平均地下水补排均衡情况见表4-22。

（四）地下水资源量

地下水资源量是指总补给量与井灌回归补给量之差。新疆平原区多年平均地下水资源量为332.15亿m3，其中，地下水矿化度M≤2g/L地区的地下水资源量为304.94亿m3，地下水矿化度M＞2g/L地区的地下水资源量为27.21亿m3。各水资源三级区平原区多年平均地下水资源量计算成果见表4-22、表4-23，各地级行政分区平原区多年平均地下水资源量计算成果见表4-24、表4-25。