相关地下径流模数Mj、降雨入渗系数
α、地下水径流排泄量的讨论: 


  在《广东省地下水径流排泄量计算》一文中,广东省平均地下径流模数Mj为11.319L/s.㎢,由于计算利用的多是山区河流的数据,可认为Mj值大小反映了山地丘陵的地下径流,由于山区的地下水多埋深较大,蒸发排泄弱,大体与凝结水及农业灌溉渗漏的补给相抵消,山地丘陵(包括低丘台地)的降雨入渗补给量大致与地下水的径流排泄量相等,广东省平均年降雨量为1777mm,通过换算,算得广东省山地丘陵区平均降雨入渗系数为0.201,考虑到谷地田间蒸发及河溪水面蒸发,部分地下泄流未到达测流点或水文站已返回大气中,降雨入渗系数α实际还应稍大一些。

  建立相关函数利用的是1953-1970年大兴水利前自然环境下水文站的资料,广东山地丘陵区Mj=11.319L/s.㎢,降雨入渗系数α=0.201。该文是1989年的一篇习作,用方格纸作的各水文站月最小流量过程线基流分割图已丢失,肇庆地区《水文手册》也再难找到。算得广东省地下水径流排泄量为2013.337㎥/s,与《广东省水文地质远景区划报告》采用水文分析法算得的地下水排泄量2165.526㎥/s接近。关于地下径流模数Mj及降雨入渗系数α,多见于上世纪七八十年代完成的1/20万区域水文地质普查报告,但多为由枯季测流算得的枯季地下径流模数而并非年平均值,相关期刊论文则少见。所见结果差异较大,如1:20万区域水文地质普查报告雷州半岛降雨入渗系数平均值高达0.43,按观测民井水位年累计变幅算亦达0.35中山大学在珠海的一个试验场得到的最大的降雨入渗系数还不到0.1,若按《铁路工程地质手册》中的经验值,丘陵山区的降雨入渗系数似乎在0.1~0.2之间。

  李金柱(2009)利用河北省清苑县冉庄镇、安徽省固镇县新马桥镇、山西太谷均衡实验站资料统计,求算了地下水位埋深2~4m(相当于最佳补给埋深),包气带岩性为亚粘土及亚砂土时,降水入渗系数与年降水量的关系:年降水量200~300mm时,为0.04~0.09;500~600mm时,为0.15~0.27;大于800mm时,为0.21~0.32。于玲(2001)利用地下水位变幅求算淮北平原区年降水量为800~900mm时,降雨入渗系数为0.22~0.25。黄土高原的降水入渗系数,随着年降水量及黄土地貌而变化,介于0.01~0.28之间(唐亦川等,1997)。裂隙基岩山区的降水入渗系数,随着裂隙发育程度而异,裂隙发育微弱时为0.01~0.02,裂隙发育中等到较强时为0.05~0.15,裂隙发育极强时为0.15~0.22(陕西综合勘察院,1984),我国岩溶山区的降水入渗系数,南方变化于0.2~0.8之间,北方变化于0.1~0.3之间。(摘自张人权等《水文地质学基础》P76)

  网上搜到两个数据,一是江火荣《广东省地下水资源开发利用规划概况》上说,广东省地下水总补给量为468.7亿方/年,其中山丘区为400.4亿方/年,平原区为72.5亿方/年(其中雷州半岛约占46亿方/年);二是《海南省志-地下水》上说,经广东省水文总站核准,海南岛山丘区地下水资源量为55.27亿方/年,全岛山丘区与平原区地下水总量为79.22亿方/年。觉得两个结果可能偏小,换算得降雨入渗系数广东只有0.15、海南岛则更小只有约0.1,其原因可能是山区地下水径流排泄量采用的是枯季测流算得的枯季径流排泄量而不是年平均值,按2013.337㎥/s进行换算,广东省地下水总补给量约等于径流排泄量即634.926亿方/年,海南省地下水资源量约为112.2亿方/年(比地质局那个140亿方/年小些)。另有邹石莲在《浅谈广东省平原区地下水资源量的计算》中说雷州半岛地下水补给模数为36.9万方/年·平方公里,而我保守的算法也达63.6万方/年·平方公里,根据朱伯善、刘汉英、陈梦熊得到的补给量计算雷州半岛的地下水补给模数则分别高达72.45万方/年·平方公里、73.39万方/年·平方公里、86.4万方/年·平方公里。

  南方基岩山区的降雨入渗系数主要与植被、风化残积层厚度、山坡坡度以及全风化带、强风化带孔隙裂隙发育程度(透水性好坏)有关。例如抗风化能力较强的硬质岩,常形成高峻的山势,表层风化残积土薄、裂隙被风化粘土矿物充填少,并发育茂盛的山林植被,其有利于降雨入渗,所以硬质岩类山区往往有较大的地下径流模数。所见手册、规范等工具书难以找到与之相关的经验值,说了老半天什么裂隙性、岩石破碎程度等不知是哪跟哪?跟南方基岩山区搭不上关系(裂隙都埋在风化土下面)。

  阅读链接:广东省湛江市地市地下水开发利用保护规划广东雷州半岛玄武岩地下水水文地球化学特征及演化模拟雷州半岛火山岩的水文地质特征与富水规律广西地下水类型

  肇庆地区10个水文站枯季地下径流模数按面积加权平均为6.64L/s.㎢,与1:20万水文地质普查实测及统计的全省平均枯季地下径流模数6.66L/s.㎢几乎完全一样;10个水文站的年平均地下径流模数Mp的加权平均为10.5L/s.㎢,与《广东省水文地质远景区划报告》中水文分析法算得的全省平均地下径流模数12.2L/s.㎢及《广东省地下水径流排泄量计算》最终算得的全省Mp 11.319L/s.㎢较为接近。说明按平均月最小流量的过程线进行基流分割是可行的,采用流量过程线中最小三个月的平均值做枯季地下径流排泄量可行。还真想不到,原先没去对比,要是当初用采用最小月平均流量做枯季地下水排泄量,效果会完全不同,其比年平均Mp还要大。

  他人是如何使用水文分析法的?省水文一队《广东省水文地质远景区划报告》是如何使用,已记不清楚,因为出自同一单位,数据都来自1:20万区域水文地质普查报告,估计与雷州半岛幅的方法相同,就是先根据水文站的流量资料进行基流分割,求出年均地下水径流排泄量,然后除以枯季径流排泄量得到一个比值,再把这个比值乘以周边或水文地质条件相近的枯季实测流量,就得到测流点的年均地下水径流量,年均地下水径流量除以汇水面积则为年均地下径流模数。缺点,倘若水文站不具代表性、不能代表周边地区或水文地质条件相近地区的话,一督老鼠屎就会整祸一镬饭,如西江区的年均地下径流模数6.444L/s.㎢,可以肯定是偏小的,而且小得离谱,因为肇庆地区10个水文站(总汇水面积26691㎢)最小三个月最小流量的平均值(枯季地下径流模数)已经达到6.64L/s.㎢,已经比6.444L/s.㎢这个年平均值还要大;再者,别的计算分区年均地下径流模数近枯季地下径流模数的2倍(1.65~2.03倍,加权平均1.86倍),而西江区为什么只有6.444/4.645=1.39?难道西江区在另外一个星球?由此认为,要用枯季地下径流模数来换算年均地下径流模数,采用相关函数来处理比较好,考虑到枯季测流的河流流量不可能太大,不可能是大河,所以要选用流量较小的水文站长观资料,汇水范围内多山塘水库的水文站也不可取,其往往会导致枯季流量偏大;要代表整个广东省,利用的水文站应尽可能多一些、覆盖广一些。