黄河中上游银川段傍河取水可行性研究：水文地质概念模型及成果

1.模拟区范围

模拟区位于银川平原中南部的冲湖积平原，青铜峡市叶盛黄河大桥以北，惠农渠以东，永宁县东升村以南，黄河以西的区域。行政区划隶属于银川市永宁县及吴忠市青铜峡市部分地区，如图4-3所示。模拟区长度约为1.8 km，宽度约为30 km，面积为58.69 km2。

2.含水层结构概化

根据本次勘探资料及前人勘探成果，0～50 m地层分布总体呈现南部以砂砾石层夹粗砂为主，黏性土层只在浅层地表分布；北部以细砂为主；黏性土层数及含量由南向北逐渐增多；地面较为平缓，地面标高等值线如图4-4所示，故将模拟区整体概化为单一潜水含水层，局部黏土层通过水文地质参数来反应。

3.边界条件的概化

侧向边界：根据研究区内流场特征和对地层结构的分析，将研究区侧向边界类型确定为不同性质的边界，如图4-5所示。研究区侧向边界有三种类型，分别为第二类流量边界、第三类混合边界和河流边界。位于研究区西侧边界的为惠农渠，为简化计算将其概化为流量边界；研究区东侧边界为黄河，由于黄河与地下水水力联系较为复杂，因此不能简单地处理为流量边界或定水头边界，而是概化为河流边界；根据地下水统测水位流场，研究区南侧和北侧与外界水量交换较少，因此将其概化为第三类混合边界。

垂向边界：研究区为潜水含水层，主要与周围环境发生垂向水量交换，如接受田间入渗补给、大气降水入渗补给、蒸发排泄、排水沟排泄等。

图4-3　模拟区位置图

图4-4　地面标高等值线图(www.xing528.com)

图4-5　研究区边界概化图

4.水文地质参数

水文参数和水文地质参数为计算评价地下水的重要数据，也是影响评价结果的主要因素。用于地下水流模型的水文地质参数主要有两类，一类是用于计算各种地下水补排量的参数和经验系数，如大气降水入渗系数、灌溉入渗系数、河流渗漏系数、蒸发系数等，其中各干渠引水量与灌溉面积来源于各渠道管理所；各干沟排泄量来源于宁夏水文总站；有效降水系数、降水入渗系数、径流模数、径流与洪水入渗系数等参数均参考“平原综勘”；田间灌溉入渗系数来源于宁夏水文总站《浅层地下水资源》。另一类是含水层的水文地质参数，主要包括潜水含水层的渗透系数、给水度；承压水含水层的渗透系数及释水系数等主要依据本次抽水试验成果，并参照经验值确定。在建模工作中，首先根据水文地质条件和前人工作经验，按参数分区给定参数初值，通过水位拟合进行参数识别，最后确定各参数分区值。

5.源汇项处理

模拟区地下水的主要补给来源为灌溉水回渗、大气降水入渗补给，以及地下水侧向径流补给，主要排泄途径为排水沟排泄、蒸发排泄、少量地下水侧向径流流出等。

大气降水及灌溉入渗属面状入渗补给，在GMS中用Recharge模块处理，入渗量由计算得到（对于非稳定流模型，根据灌溉月份对不同时期的入渗量进行分配，经过数据整理后分别按区在相应网格上赋值）。其中灌溉入渗量在模型中分布到遥感获得的耕地上，并根据实际情况，在黄灌区设置排水沟（Drain模块），在灌期排泄多余水量。排水沟程序包假定当含水层的水头高于排水沟的底板时，会自动向排水沟排泄，排泄量由模型计算得到；如果含水层的水头降至排水沟的底板以下，排水沟就不起作用，即地下水不再向排水沟排泄。

由于不同时期水位埋深不同，模拟区内水位埋深普遍较浅，在模型中采用蒸发包（ET模块）按阿维扬诺夫公式计算，取地下水蒸发极限埋深5 m，蒸发量由模型根据水位埋深自动计算。

模型的通用水头边界及东部的河流边界所产生补排量由模型计算得到。