蔡海龙

（新蔡县河坞水电站，河南 新蔡 463500）

1 基本情况

1.1 自然地理

该市位于东经112°33＇～113°37＇和北纬34°31＇～34°52＇之间，郑州市西南82 km 处的浅山丘陵区，东起虎牢关与荥阳为邻，西至黑石关与偃师接壤，南依嵩山和登封、新密为界，北隔黄河与孟州、温县相邻，东瞻河南省会郑州，西望洛阳。

1.2 水文气象

该市地处属北温带半干旱季风型大陆性季风气候。冬季天气晴冷干燥，气温低，降水较少；春季升温快、多风，气候多变；夏季炎热多雨；秋季降温急，降水减少。多年平均气温14.80 ℃，年均日照2 300 h，平均降水量为605.20 mm，区域年蒸发量2 156.40 mm。年主导风向为东北东风（ENE），频率为13.90%，次主导风向为西南风（SW），频率为13%，年平均风速为1.90 m/s，静风频率占9.60%。年降水量多集中在6-9月，约占全年总降水量的70%。

1.3 地形地貌

该市属豫西山区黄土丘陵的一部分。地势南高北低，由西南向东倾斜，相对高差大。东南和西南为基岩山区，东南的五指岭、紫金山、虎头山、青龙山、乱石山、鸡冠山、青堆山、六头山等群山层叠，海拔均在700 m 以上。南部嵩山，山势陡峻，山背起伏，京兆的主峰海拔为1 440.20 m，是区内最高点。由南和东南向北和西北延伸的黄土丘陵区，海拔高程120～700 mm，地形起伏大，冲沟发育，沟壑纵横。北部邙岭区为黄土丘陵，海拔300 m 以上，冲沟亦很发育。黄河滩区及伊洛河两岸分布有冲积平原，海拔高度在120 m 以下，地势平坦。

1.4 水文地质特征

本区位于荥巩复背斜北翼，地形南高北低，地层自南而北由老到新呈规律性变化。地层走向近东西，倾向北，出露齐全，南部分水岭地带为变质岩系，向北分别为碳酸盐岩和碎屑岩沉积，河谷阶地，山前倾斜平原和丘陵区为松散岩类沉积。因此，根据地下水的埋藏条件，水理性质和水力特征，将本区分为松散岩类孔隙水，碳酸盐岩类裂隙岩溶水，基岩裂隙水。其中松散岩类孔隙水又以地层为基础，水文地质要素为依据，开采利用为目的的原则，将其分为三个含水层组：第一含水层组，相当于全新统（Q4）；第二含水层组相当于上、中更新统（Q3、Q2）；第三含水层组相当于下更新统、新近系（Q1-N）。

由此看来，松散岩类孔隙水属多层结构含水层。根据埋藏深度和水力性质及开采技术条件，将其分为浅层水（一般60 m深度，局部略深于60 m，相当于第一、二含水层组）；中深层相当于第三含水层组。

2 水资源量及时空分布特征分析

2.1 降水量时空分布特征分析

1956-2015 年全市多年平均降水量584.30 mm，降水总量6.08 亿m3。区域内降水量呈现东部大于西部，南部大于北部的分布趋势。降水量年内分配特点表现为汛期集中，季节分配不均，最大、最小月相差悬殊，由年平均各月降水量表1中可以看出，汛期（6-9月）降水量约378 mm，约占全年的66%。夏季6-8 月降水最多，降水量为304 mm，约占全年降水量的53%。年内最大月与最小月相差悬殊，多年平均以7 月份降水量最多，为134 mm；最小月降水量多发生在1月、12月，多年平均7 mm，最大月是最小月降水量的20 倍。

表1 多年平均各月降水量统计表

由于季风气候的不稳定性和天气系统的多变性，造成年际之间降水量差别很大。全市降水量的年际变化，具有最大与做小年降水量相差悬殊和年际丰枯变化频繁等特点。

2.2 水资源量时空分布特征分析

2.2.1 地表水资源量分析

2.2.1.1 地表水资源量

地表水资源量是指河流、湖泊、冰川等地表水体中由当地降水形成的、可以逐年更新的动态水量，用河川天然径流量表示。地表水资源量采用水文比拟方法计算，则采用降水量加权的面积比缩放，即：采用降水量加权的面积比缩放，即：

式中：W分区、W控—分区和控制站水量；P分区、P控—分区和控制站的面雨量；F分区、F控—分区和控制站的面积；α控-控制站年径流系数。

通过计算，全市多年平均地表水资源量11 078 万m3,折合径流深106.40 mm，径流系数0.19。具体地表水资源量计算结果见表2。

表2 地表水资源量计算结果表

2.2.1.2 地表水资源量时空分布特征分析

①区域分布，地表水资源量区域分布主要受降水量、流域下垫面产汇流条件影响。南部山区地表水资源量相对较多，多年平均为3 716 万m3，折合径流深112.70 mm；北部其它乡镇地表水资源量相对较少，多年平均径流深仅为99.40 mm。②年内分配，地表水资源量主要产生在汛期7 月份以后，最大四个月出现时间稍滞后于降水量。全市多年平均最大四个月地表水资源量占全年的45%左右，多年平均月最大值出现在8-9月份，月最小值出现在2 月份，月最大值是最小值的2～3倍。

2.2.2 地下水资源量分析

全市多年平均地下水资源量采用下式计算；

式中：Q资—平原区分区近期多年平均地下水资源量；Pr山—山丘区多年平均地下水资源量（多年平均降水入渗补给量）；Q平资—平原区多年平均地下水资源量；Q侧补—平原区多年平均山前侧向补给量；Q基补—平原区河川基流量形成的多年平均地表水体补给量。

通过计算，全市地下水资源量为11 547 万m3，其中：平原区4 327 万m3，山丘区7 212 万m3。全市均为淡水区（矿化度≤2 g/l）。浅层地下水资源量计算成果见表3。

表3 某市浅层地下水资源量计算成果表 单位：万m3

2.2.3 水资源总量分析

水资源总量计算:

式中：W-水资源总量；Rs-地表径流量（不包括河川基流量）；R-河川径流量（即地表水资源量）；Pr-地下水降水入渗补给量；Rg-河川基流量（平原区只计降水入渗补给量形成的河道排泄量），根据该市实际特点，河川基流量为0。

通过地表水资源量和地下水资源量计算结果，得到该市多年平均水资源总量和不同降水保证率下的水资源总量（具体见表4）。

表4 不同保证率水资源量总量计算成果表

2.2.4 水资源可利用量分析

2.2.4.1 地表水可利用量

地表水可利用量是指在可预见时期内，在统筹考虑河道内生态环境和其他用水的基础上，通过经济合理、技术可行的措施，可供河道外生活、生产、生态用水的一次性最大水量。多年平均地表水资源量采用下式计算：

该市多年平均天然径流量11 078 万m3，河道生态环境需水量1 662 万m3，多年平均下泄洪水量4 157 万m3，计算出某市多年平均地表水可利用量为5 260 万m3，可利用率为47.50%。

2.2.4.2 地下水可采量

因山丘区地下水大部分以河川基流量、泉水出露量排泄于地表，已计入地表水可供水量中，不宜再纳入地下水可开采量计算中。地下水可采量计算只计算平原区浅层地下水可采量，采用可采系数法计算。

地下水可采量采用可开采系数法，计算公式如下：

式中，Wdk-浅层地下水可采量；ρ-浅层地下水可开采系数；Wdz-浅层地下水总补给量。

经过计算分析，全市地下水可采量为3 710 万m3，可开采模数为20.80万m3/km2。

3 结语

根据水资源量及时空分布特征分析，某市水资源可利用总量等于地表水可利用量5 260 万m3与浅层地下水资源可采量3 710 万m3之和再扣除两者之间重复计算量251 万m3，水资源可利用总量为8 719 万m3，水资源总量可利用模数为8.40 万m3/km2。