河床潜流计算法在东大龙口河取水工程中的应用

2010-04-26蒋惠

陕西水利 2010年3期

关键词：潜流补给量龙口

蒋惠

（新疆自治区昌吉水文水资源勘测局新疆昌吉 831100）

1 河流特性

东大龙口河源头位于新疆自治区吉木萨尔县与吐鲁番市交界的天山山脉大龙沟内，有常年积雪分布。其主要支流有白杨沟、太平沟、大南沟、萨尔昆盖、安木都萨依、苏勒萨依琼库尔沟等，呈树枝状分布，是高山冰川融水和降水汇集而成的常年性河流。

2 取水口处河道来水量计算依据及成果

本次拟建水厂的河床潜流取水地点位于东大龙口水文站下游3.2km处，地理坐标N43°43.782′，E89°05.981′。河道来水量依据东大龙口河水文站实测径流系列计算。

东大龙口水文站属国家基本站，处于东大龙口河山麓地带，基本控制了东大龙口河绝大部分的河川径流。地理坐标东经89°06′、北纬43°45′，基本断面以上集水面积163km2,河流干流长40km，海拔高程1740m。本次计算采用该站1960年～1965年、1992年～2006年共21年的月年平均流量资料。

考虑到本次拟建水厂的取水口距离东大龙口水文站仅3.2 km，其间河道无水量的引入和分出，水量损失忽略不计，即河床潜流取水口处的东大龙口河河道来水量近似等于东大龙口河水文站处的径流量。

为满足本取水工程的日供水规模要求，河床潜流取水口处的东大龙口河河道来水量按95%保证率计算。所依据的东大龙口水文站95%保证率年径流量频率计算成果见表1。

由频率计算成果，根据典型年的选择原则，选取东大龙口水文站2006年作为东大龙口河河床潜流取水口处河道设计保证率为95%的年径流量的典型年，采用同倍比缩放，得到典型年径流量月分配过程见表2。

表1 东大龙口水文站95%保证率年径流量频率计算成果表

表2 东大龙口河河床潜流取水口处河道保证率95%的径流量月分配表单位：万m3

表3 东大龙口河河床潜流取水口处保证率95%的河床垂向潜流补给量月年表单位：万m3

表4 抽水试验已知条件抽水孔半径

表5 抽水试验观测数据抽水孔流量Q（m3/d）

表6 抽水试验渗透系数K值计算成果

表7 东大龙口河河床潜流取水口处保证率95%的河床潜流补给量月年表单位：万m3

结果表明，东大龙口河河床潜流取水口处设计保证率为95%的河道年径流量为3863万m3，其3月份的径流量最小。

由于拟建水厂取水水源为河床潜流，因此要对东大龙口河河床潜流取水口处的95%保证率条件下的河床潜流量进行计算。

3 河床潜流量分析计算

3.1 河床潜流补给方式

取水口处河床潜流补给方式有两种：东大龙口河流的垂向渗漏补给和地下水的侧向径流补给，以东大龙口河流的垂向渗漏补给为主。

3.2 河床潜流补给量计算

（1）河床潜流垂向渗漏补给量计算

根据新疆维吾尔自治区水文水资源局2007年所作的《新疆地下水资源评价报告》，东大龙口河属无出流河（消失于灌区的河流），其河道渗漏补给系数确定为0.191，则东大龙口河河床潜流取水口处设计保证率为95%的河床潜流垂向补给量W垂为该处95%保证率条件下河道径流量与河道渗漏补给系数的乘积。计算结果见表3。

（2）河床潜流侧向径流补给量计算

为确定东大龙口河河床潜流取水口处水文地质参数，在取水口处河床内各打勘探孔和观测孔1眼做抽水试验。勘探孔和观测孔位于过水河道右岸河漫滩上，抽水孔（主孔）和观测孔开孔终孔直径均为90mm，钻孔深度均为11m，观测孔近河布置，观测线垂直河水流向。现场过水河道水面宽度为15m～20m，水深0.5m～0.7m，河床总宽85m～90m。抽水孔距近河边11.8m，观测孔距近河边8m；据钻孔资料，地下水潜水埋深1.21m～1.46m，含水层岩性为砂砾及砾卵，磨圆度较好，分选较差，结构松散，孔隙发育，冲填物为砂泥质，据颗粒分析资料，小于0.5mm的砂泥质含量为17%，透水性较好，含水层厚度9.0m～9.5m；河道两岸出露地层为石炭系上统博格达群下亚群第一组，岩性为灰绿色深灰色凝灰质砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩等，隔水底板为石炭系凝质砂岩粉砂岩。本次抽水设备采用30m3/h流量的离心式水泵，流量观测采用标准仪器TKS-Ⅲ型流速流量计，水位观测采用电测水位计。

本次抽水试验采用3个落程抽水，每个落程稳定时间为8h，流量波动值1%，水位波动值不超过1.0cm，加之钻孔揭穿了隔水底板，因此可视为稳定流潜水完整井抽水试验。

由《水利水电工程钻孔抽水试验规程》SL320-2005，采用以下两个公式计算水文地质参数。采用依据为：裘布依公式即公式一的适用条件（潜水含水层，邻河，观测线垂直于岸边、观测孔位于近河一边，一个观测孔）和费尔格伊米尔公式即公式二的适用条件（潜水含水层单孔完整井，邻河，b＜2H）均符合本次抽水试验条件。