地学演绎 莫如波 2003.3.
雷州半岛地处粤西,属北热带海洋性气候,年平均气温为23℃,多年平均降雨量1500毫米,降雨多集中于5~9月的台风季节,11月至翌年4月为旱季。地下水补给主要为大气降雨入渗,其次为河道、水库、渠道的渗漏。按含水介质特性和赋存条件本区地下水分为松散岩类孔隙水和火山岩类孔洞裂隙水,在垂直方向上根据隔水层的分布,分为埋深<30m的潜水微承压水(简称浅层水),埋深30~200m的中层承压水(简称中层水),埋深200~500m的深层承压水(简称深层水)。在补给、径流区,浅层水接受大气降雨和水库河渠的渗漏补给,然后逐层补给中、深层水,在近海区及低洼地带,地下横向径流排泄入海和顶托补给浅层水。
雷州半岛及湛江市水文地质普查工作采用降雨过程民井观测来求取降雨入渗系数,其结果为砂堤
砂地0.680、北海组平原0.463、湛江组台地0.383、雷北玄武岩台地0.398、雷南玄武岩低台地0.396、雷南玄武岩高台地0.381、全区平均值为0.433,计算入渗补给量过程扣除了旱季12月至3月份的降雨量(约占全年的7.2%),得到雷州半岛及湛江市的降雨入渗补给量分别为1312万方/天和308万方/天。经换算全区平均年降雨入渗系数为0.404。然而,降雨过程民井观测的结果是来自于有效降雨量,事实上,就是在4月至11月份也有非有效降雨量的存在,所以认为所得结果偏大。降雨入渗系数是一年内降雨入渗值与降雨量的比值。本文改用浅层水位年累计变化幅度来计算(年)降雨入渗系数,然后通过与《雷州半岛地下水资源计算》的对比核算求得降雨入渗补给量及地下水补给资源,结果见列表。灌溉回渗量与地下水蒸发、植物蒸腾量大致相抵消,未予计算。
雷州半岛浅层地下水补给量计算表
项目 补给条件分区 | 分布面积(km2) | 多民井水位年累计变幅(m) | 给水度 | 降雨入渗系数α | 降雨入渗补给量 | 库渠渗漏补给 | 总补给量 | 地下水补给模数Mb |
计算 | 选用 | (万方/天) |
海边砂堤砂地 | 686 | 5.83 | 0.14 | 0.57 | 0.57 | 161.94 | | 161.94 | 86.16 |
北海组平原 | 1649 | 2.60 | 0.20 | 0.34 | 0.36 | 290.68 | 47.50 | 338.18 | 74.85 |
湛江组台地 | 1341 | 4.06 | 0.10 | 0.27 | 0.30 | 182.11 | 36.75 | 218.86 | 59.57 |
雷北玄武岩台地 | 654 | 4.86 | 0.10 | 0.32 | 0.32 | 玄 武 岩 台 地 总 量 |
雷南玄武岩低台地 | 1976 | 5.18 | 0.10 | 0.37 | 0.32 |
雷南玄武岩高台地 | 1013 | 5.93 | 0.07 | 0.30 | 0.30 | 481.13 | 75.33 | 556.46 | 55.75 |
全区总量(不包括低地隔水层分布区) | 7319 | 4.53 | 0.12 | 0.35 | 0.346 | 1115.87 | 159.58 | 1275.45 | 63.61 |
地下水补给模数Mb的单位为:万方/年·平方公里。若全区加上748平方公里的低地隔水层面积,全区地下水补给模数为57.71万方/年·平方公里。
降雨入渗系数α选用说明:海边砂堤砂地,表层砂透水性特别好,但植被条件较差,蒸发严重,α取计算值0.57;北海组平原,地形平坦、平缓,地表径流不畅,浅层亚砂土、亚粘土垂直节理发育,北海组下部砂砾层透水性好,对比雷北玄武岩台地,α取0.36;湛江组台地,表层多覆盖有北海组,雨水入渗能力增强,α取0.30;雷北玄武岩台地,玄武岩喷发于晚更新世,较雷南玄武岩晚,发育风化红土但厚度相对较薄,风化红土垂直节理发育,α取0.32;雷南玄武岩低台地,风化红土厚度比雷北玄武岩台地大,垂直节理发育,α降低取值取0.32;雷南玄武岩高台地,属中更新世喷发,年代较早,风化红土厚度大,垂直节理发育,α取计算值0.30。全区降雨入渗系数平均值0.346是按面积加权的平均值。
雷州半岛地下水水均衡表
浅层水补给量 | 降雨入渗补给量(万方/天) | 1115.87 |
河、库、渠渗漏补给量(万方/天) | 159.58 |
浅层水总补给量(万方/天) | 1275.45 |
浅层水地下水补给模数Mb(万方/a.km2) | 63.61 |
浅层水地下径流模数Mj(减去砂堤砂地蒸发排泄量)(l/s.km2) | 17.76 |
浅层水排泄量 | 径流排泄量(枯季测流量×1.327,用后洋,杜陵站分析)(万方/天) | 416.84 |
潜流排泄量(万方/天) | 62.0 |
越流补给中深层水 (补给面积6297km2) | 总量(万方/天) | 566.34 |
中深层补给模数Mb(万方/a.km2) | 32.83 |
中深层水径流模数Mj(l/s.km2) | 10.41 |
砂堤砂地蒸发排泄量(万方/天) | 152.5 |
开采量(万方/天) | 83.85 |
浅层水总排泄量(万方/天) | 1281.53 |
分层补给资源 | 浅层水(万方/天) | 709.11 |
中层水(万方/天) | 374.63 |
深层水(万方/天) | 191.71 |
总量(万方/天) | 1275.45 |
湛江市地下水资源分层计算表
用多个民井的浅层水位年累计变化幅度求: 降雨入渗系数α | 海边砂堤砂地 | 0.57 | ![湛江市电子地图](zhanjiangcct1.jpg) |
北海组(Q2b)平原 | 0.36 |
湛江组台地(Q1z)台地 | 0.30 |
玄武岩分布区 | 0.32 |
全区按面积加权平均值 | 0.35 |
降雨入渗补给量(万方/天) | 260.73 |
浅层水(<30m) 补给面积 1782.8 km2 | 总补给量(降雨入渗+河渠渗漏)(万方/天) | 306.40 |
地下水补给模数Mb(万方/a.km2) | 62.73 |
地下径流模数Mj(减去蒸发排泄量)(l/s.km2) | 17.14 |
补给资源(万方/天) | 161.59 |
中层水(30~200m) 补给面积 1611.8 km2 | 接受浅层水越流补给量(万方/天) | 144.81 |
区外侧向补给量(万方/天) | 6.34 | ![雷州半岛电子地图](zhanjiangctt1.jpg) |
总补给量(万方/天) | 151.15 |
地下水补给模数Mb(万方/a.km2) | 34.23 |
地下径流模数Mj(l/s.km2) | 10.85 |
补给资源(万方/天) | 121.99 |
深层水(200~500m) 补给面积 1471.2 km2 | 接受中层水越流补给量(万方/天) | 29.16 |
区外侧向补给量(万方/天) | 3.70 |
总补给量(万方/天) | 32.86 |
地下水补给模数Mb(万方/a.km2) | 8.15 |
地下径流模数Mj(l/s.km2) | 2.59 |
补给资源(万方/天) | 32.86 |
全区总量 浅层水补给面积 1782.8 km2 全区陆地面积 1968.09 km2 | 补给资源(万方/天) | 316.44 |
按浅层水补给面积 | 地下水补给模数Mb(万方/a.km2) | 64.79 |
地下径流模数Mj(l/s.km2) | 17.82 |
全区地下水补给模数Mb(万方/a.km2) | 58.69 |
全区地下径流模数Mj(l/s.km2) | 16.14 |
资 料 来 源:
[1].刘汉英,张国梅,林养貌.雷州半岛地下水资源计算.水文地质工程地质(粤西科技情报).1981.2;
[2].广东省水文工程地质一大队、704地质队.中华人民共和国 湛江城市区域综合地质调查报告-水文地质.1/5万.1989.
各家论雷州半岛及湛江市地下水资源:
朱伯善《雷州半岛的地下水资源及开发利用前景》1981:全区每年平均降雨量1460毫米,有43%渗入地下,浅层水、中层水、深层水的分布面积分别为8284、9000、8367平方公里,全区天然资源总量为1678.9万方/天,由此求得全区地下水补给模数为72.45万方/年·平方公里。湛江市(1467平方公里)降雨入渗及地表水补给量为334.5万方/天,上游潜流侧向补给为40.9万方/天,湛江市天然资源为375.4万方/天,地下水补给模数为93.40万方/年·平方公里,地下径流模数为29.62升/秒·平方公里。
刘汉英、张国梅、林养貌《雷州半岛地下水资源计算》1981:采用降雨过程民井观测来求取降雨入渗系数,其结果为砂堤砂地0.680(5个观测点)、北海组平原0.463(1个观测点)、湛江组台地0.383(5个观测点)、雷北玄武岩台地0.398(1个观测点)、雷南玄武岩低台地0.396(5个观测点)、雷南玄武岩高台地0.381(1个观测点)、全区平均值为0.433;计算入渗补给量过程扣除了旱季12月至3月份的降雨量(约占全年的7.2%),用于计算的各补给区降雨量的平均值为1511毫米,计算得雷州半岛降雨入渗补给量为1312万方/天,浅层水补给量及全区天然资源的数值均为1471.56万方/天;按面积7319平方公里计算,全区地下水补给模数为73.39万方/年·平方公里,减去砂堤砂地的蒸发排泄量,求得全区地下径流模数为18.23升/秒·平方公里。
《湛江市1:5万区域水文地质调查报告》1989:与《雷》相同的方法计算降雨入渗量,降雨入渗系数砂堤砂地0.680、北海组平原0.463、湛江组台地0.383、雷北玄武岩台地0.398、全区平均0.429,降雨入渗补给量307.33万方/天,地下水总补给量及天然资源的数值均为363.43万方/天,地下水补给模数为74.407万方/年·平方公里,地下径流模数为21.61升/秒·平方公里。其中,中、深层水的补给量为179.16万方/天,地下水补给模数为40.57万方/年·平方公里。
陈梦熊《我国主要平原地下水资源一览表》1987:雷琼地区面积1万平方公里,地下水资源为86.4亿方/年,计算地下水补给模数则为86.4万方/年·平方公里,地下径流模数为27.43升/秒·平方公里。