常宝成
核工业二0八大队 内蒙古包头市 014010
摘要：近年来内蒙古自治区相继在各旗、县、市开展地下水资源勘查与区划工作，为政府制定规划和产业布局提供了地下水资源依据。本文通过在东乌珠穆沁旗地下水资源勘查与区划工作中，在地下水系统划分、地表水体及灌溉农田面积的测算、地下水均衡计算上，合理利用水文遥感解译技术，可对完成项目工作取得事半功倍的效果，不仅能较为准确的提供地下水资源计算参数，还可节省水文地质调查与水文地质钻探工作量，降低工作成本，提高工作效率，该工作方法也为类似地区进行地下水资源评价提供了借鉴参考。
关键字：水文遥感解译，水资源计算参数，水资源评价
1研究区概况
东乌珠穆沁旗（东部区）处于内蒙古自治区东部，包括乌拉盖管理区，属锡林郭勒盟管辖，其东部位于大兴安岭西麓，与兴安盟相邻，南部为西乌珠穆沁旗，北部与蒙古国交界，国境线长约200km。整个研究区南北长170km，东西宽150km，总面积为20418.69km2。
研究区内地形总体东高西低，中东部较高，西北、西南较低，最高点宝格达山，位于区内东北角，海拔高程1465m，最低点位于区内西北角与西南部，海拔高程850m。地貌形态按成因类型主要划分为侵蚀剥蚀（Ⅰ）、剥蚀堆积（Ⅱ）、堆积（Ⅲ）、火山堆积（Ⅳ）四大类，按形态又可划分出十个亚类，地形地貌条件较复杂。区内主要河流是乌拉盖河，其次有色尔日机河、德勒布尔根河、那仁河等。有两个大型水库，乌拉盖水库和贺斯格乌拉水库。此外，区内湖泊和季节性积水洼地比较发育，主要分布在河谷平原上，多为淡水湖泊，少数为咸水湖。区内地下水受地质构造、地貌、岩性和古地理条件的控制和影响，在各宽谷洼地中堆积了厚度不等的第四系坡洪积、冲湖积地层，形成了富水性较好的孔隙含水层；在乌拉盖河冲积平原上，由于沉积很厚的第四系松散堆积物，是地下水的富水区；在区内乌拉盖盆地、西北角的乌兰查布盆地及部分倾斜平原中，分布着白垩系碎屑岩孔隙裂隙水，受岩性、岩相及地下水补给的影响，富水性变化较大；低中山、低山丘陵主要由上侏罗统火山碎屑岩、侵入岩构成，分布有不均匀的裂隙水，水位埋深不稳定，常以泉水的形式排泄，泉水量随季节变化。
2水文地质遥感解译在项目工作中的应用
2.1水文地质遥感解译简述
水文地质遥感解译技术目前较为成熟，对地表水体、植被、地质界限、构造、水系、地形地貌等方面直观性较强，已广泛运用于地下水研究的许多方面。通常用的免费数据是Landsat系列卫星数据，包括Landsat 7卫星的ETM+ 和Landsat 8的OLI，东乌珠穆沁旗地下水资源勘查与区划项目工作中所用遥感数据为Landsat 7卫星的ETM+。该成像仪所获数据每幅地面覆盖面积约185km*185km。根据项目工作需求及要解决的问题，经数据预处理后进行特征提取，将地表分水岭、地表水体特征提取后校正成图。遥感解译处理过程如图4。
2.2地下水系统划分上的应用
正确进行地下水系统的划分，是进行地下水资源评价的前提。二、三级地下水系统划分原则上要具有具有相对独立和完整的地下水循环演化体系及相对完整的补、径、排体系，一般由地表水系的边界及流域的范围，确定水文地质单元边界，划分各子系统。这项工作一般可以从“内蒙古自治区地下水系统划分图”及收集的地形图、地形地貌图等资料上可以确定，但东乌珠穆沁旗处于国境线一带，在进行地下水系统划分时，由于缺乏境外地形地质资料，难以确定地下水系统边界及各系统是否存在水力联系。从地下水系统分区图上可以看出，呼伦湖地下水系统中的满都胡宝力格地下水子系统与阿尔苏巴根地下水子系统，由于缺乏境外蒙古国地形地质资料，其在境外是否为一个地下水系统，还是两个独立的地下水系统难以判断；同时阿尔苏巴根地下水子系统与乌拉盖河上游子系统边界情况难以确定。这从遥感解译水系分布及分水岭提取特征图来看，较好的解决了这个问题，从图上可以看出，满都胡宝力格地下水子系统与阿尔苏巴根地下水子系统为两个独立的地下水子系统，并且在境外各子系统的范围也可确定。同时，依据遥感解译水系流域及分水岭提取来看，在所确定的满都胡宝力格地下水子系统中，北部国境线一带有部分地段为外流水系，在划分子系统时，要将该范围剔除。因此，利用遥感解译成果，可以准确的划分地下水系统边界，确定地下水系统面积，为计算地下水资源量提供了准确数据。
2.3地表水体及灌溉农田的确定
（1）地表水体面积确定
针对地表水体较多的旗县，采用遥感技术就能较好的解决这一问题，在东乌珠穆沁旗地下水资源勘查与区划项目中，通过遥感数据处理后，得到地表水体遥感解译图，测算出工作区内沼泽和湖泊等地表水体面积总计约1401.6km2，各个地下水子系统中地表水体面积也可相应得到，为水均衡计算提供了准确参数。为了验证遥感解译结果的准确性，根据解译结果，对部分湖泊和沼泽地进行了实地踏勘验证，验证结果显示遥感解译结果与实地踏勘的湖泊与沼泽边界相吻合。该项工作得到了内蒙古自治区地质勘查基金管理中心专家的认可，通过遥感手段，使得原计划需4个月时间才能完成的工作，在短短几天内就可完成，大大缩短了工作周期，提升了工作效率，降低了工作成本，也为项目后期进行水资源计算与评价提供了准确的数据。
（2）灌溉农田识别
工作区存在灌溉农田，由于工作区为草原地区，其在波谱特征上与农田并无明显区别，但在几何特征上与自然植被相比较具有较突出的几何特征，因此根据其规则的几何特征大致确定灌溉农田范围。根据灌溉农田的几何特征，在工作区圈定识别了3处大面积灌溉农田，使得我们在工作中准确知道灌溉农田的分布位置及面积，便于实地开展工作，确定农业灌溉用水量、灌溉回渗量，为工作区农业用水现状开采量提供准确的数据。
2.4地下水均衡计算与分析
对于区内具有完整补、迳、排边界的地下水子系统来讲，进行地下水均衡计算与分析时较简单，如色尔日机河地下水子系统，其边界完整，由公式1可以确定均衡期内含水层补给量（Q补）只有大气降水入渗补给（Q降），无侧向迳流补给（Q侧补），即Q补=Q降；均衡期内含水层排泄量（Q排）有地下水蒸发排泄量、现状开采量、侧向迳流排出量（AB断面）与地下水向地表河流排泄量，即Q排=Q蒸+Q现开+Q侧排+Q河排。再根据均衡期内水位变化计算出Q调节，即单位时间内含水层中水体积的变化量。这样就可进行地下水资源均衡计算，相互映证，计算地下水开采资源量，然后论证其保证程度。
对于满都胡宝力格地下水子系统来说，其北部有两处地段涉及到蒙古境内，常规做法是对于地下水系统在境外的地段施工两条水文地质剖面，来计算这两个地段向本系统内的侧向迳流补给量。这样可确定该地下水系统均衡期内含水层补给量（Q补）有大气降水入渗补给（Q降）与侧向迳流补给（Q侧补），即Q补=Q降+ Q侧补。其中Q侧补由二个进水断面控制；计算Q降的面积不包括CD、EF断面以北与局部分水岭所控制的范围。
为验算此种方法的准确性，将CD断面北东部包括蒙古境内的地段细划为那仁地下水子系统，该系统Q补=Q降；Q排=Q蒸+Q侧排。通过实际工作中取得的参数进行计算，确定那仁地下水子系统大气降水入渗量为1510.11×104m3/a；蒸发量为836.19×104m3/a；含水层储存量变化量为547.31×104m3/a，利用公式1得出Q侧排为126.61×104m3/a。而直接通过CD断面算出的侧向迳流量为123.26×104m3/a，与上述方法算出的Q侧排数据相差不大。根据均衡计算分析，产生的相对误差为0.32%，小于允许误差5%，处于正均衡状态。说明利用此计算方法准确性可靠，但需要注意的是，该地段要有相应的水文地质孔或机、民井资料，才能确定该地段的相应含水层参数来进行计算，如无相应资料，采用经验值来计算的话，会影响计算的准确性与可靠性。
4结论
（1）利用水文地质遥感解译成果，可以使我们从宏观上获取第一手水文地质资料，便于调查、分析项目区基本情况，确定地下水系统边界，尤其是处于国境线一带无法获取邻国地形资料的地段，正确判断系统边界效果明显。
（2）对于地形复杂、地表水体与灌溉农田较多的旗、县，利用水文地质遥感解译成果，可以高效地完成地表水体与灌溉农田的位置、面积，节省了工作时间，提高了工作效率，降低了工作成本，也为水资源计算提供了准确的计算参数。
（3）对于国境线一带及地形复杂地段，无法开展常规水文地质钻探工作获取水资源计算参数的地段，采用遥感解译手段，可以较为准确的计算出地下水子系统在均衡期内含水层补给量（Q补），便于地下水资源评价。
（4）内蒙古自治区国境线长度达4200km，有16个市、旗、县同蒙古国和俄罗斯联邦接壤，尤其内蒙古自治区东部的旗、县，地形条件复杂，湿地、湖泊发育，在开展此类工作时，合理运用遥感解译成果，在地下水资源评价工作中可以取得事半功倍的效果。
参考文献
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