现以八五三农场为例,对八五三农场2006~2009年的地下水人工补给量进行匡算。
1.灌溉回归补给量
灌溉回归补给量计算公式为(李海霞等,2007):
式中 Q灌补——灌溉回归补给量,亿m3;
Q田——田间灌水量,亿m3;
β——灌溉回归系数。
由于八五三农场旱田基本未灌溉,因此只计水田灌溉回归补给量。参考相关资料,八五三农场灌溉回归系数β=0.06。
八五三农场2006年耕地面积为53806hm2,后备耕地面积为13881hm2,考虑建设占地等因素的影响,2007~2009年八五三农场年平均耕地损失率按0.5%粗略估计。2007~2009年,八五三农场后备耕地资源开发率将分别按7%、8%和9%计。参考黑龙江省地方标准DB23/T 727—2003,水稻灌溉定额按7000m3/hm2计。水稻种植比例按30%计,则可以按照式(8.2)对2007~2009年八五三农场水田灌溉回归补给量进行估算,见表8.2。
表8.2 八五三农场灌溉回归补给量估算结果(2007~2009)
注 表中灌溉回归系数β来源于《黑龙江垦区红兴隆分局九个农场第四系浅层地下水资源调查与评价报告》。
2.人工回灌量
由于八五三农场地下水埋深较大,地下水平均水力坡度为1/5000,水流缓慢,因此忽略潜水蒸发量、河道排泄量和越流排泄量。参考相关资料,八五三农场的地下水侧向排泄量Q侧排=0.1542亿m3/a。地下水实际开采量按八五三农场2006年地下水开采量计,即Q开采=0.4399亿m3。
(1)维持地下水收支平衡所需回灌量。对八五三农场2006~2009年地下水资源进行均衡计算,若出现负均衡,为了维持地下水收支均衡,则需要进行地下水人工回灌。地下水均衡计算公式如下(丁昆仑,1996):
(www.xing528.com)
式中 μ——潜水层给水度;
Δh——计算时段内地下水位变幅,m;
F——回灌区面积,km2;
Q补——计算时段内地下水总补给量,亿m3;
Q排——计算时段内地下水总排泄量,亿m3。
若要维持八五三农场地下水收支平衡,使得地下水位不再下降,则地下水位年变幅Δh=0。参考相关资料,八五三农场潜水层给水度μ=0.04。回灌区面积F见前述。根据式(8.3)对八五三农场维持地下水收支平衡所需回灌量进行估算,计算结果见表8.3。由表8.3的地下水均衡计算结果可知,八五三农场2006~2009年的地下水资源将出现负均衡,因此需要进行人工回灌。
表8.3 八五三农场维持地下水收支平衡所需回灌量(2006~2009)
注 1.表中地下水侧向径流补给量Q侧补、潜水层给水度μ来源于《黑龙江垦区红兴隆分局九个农场第四系浅层地下水资源调查与评价报告》;
2.表中地下水侧向排泄量Q侧排来源于《三江平原区域开发“六·五”攻关八五三示范区农业自然资源详查报告》。
(2)地下水恢复至适宜埋深所需回灌量。上述人工回灌方案仅能维持八五三农场地下水资源的收支平衡,而对于地下水位的恢复则显得无能为力。据有关资料,三江平原井灌区适宜地下水埋深为5m左右(张勇等,2004;王立权等,2005)。结合前述精度最高的八五三农场2006~2009年地下水埋深WANN模型预测值及相关资料,采用式(8.3)对八五三农场地下水恢复至适宜埋深所需回灌量进行估算,结果见表8.4。
由表8.4可以看出,将八五三农场地下水恢复至适宜埋深所需人工回灌量是非常大的。因此,若要在短期内迅速修复地下水是不现实的。随着我国经济实力的与日俱增,八五三农场可以在国家的资助下通过工程措施拦蓄雨洪资源(李怀正等,2002),建立雨水回灌系统,使当地的地下水位逐步得到恢复。
表8.4 八五三农场地下水恢复至适宜埋深收支平衡所需回灌量(2006~2009)
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