一、均衡区的划分及时段选择
依据泾惠渠灌区地质构造、地貌单元进行水文地质分区，将灌区分为4个区，7个亚区。泾、渭河漫滩及一级阶地的第四系全新统含水岩组区；泾河二级阶地第四系全新统含水岩组区；泾河三级阶地、渭河二级阶地第四系上更新统含水岩组区；黄士台源第四系中更新统含水岩组区。泾河漫滩及泾河一级阶地强富水亚区；渭河漫滩及渭河一级阶地强富水亚区；泾河二级阶地清峪河以南富水亚区；泾河二级阶地清峪河以北富水亚区；泾河三级阶地中等富水亚区；渭河二级阶地中等富水亚区；黄士台源弱富水亚区（陕西省泾惠渠灌区地下水调查研究组，1983）。
均衡时段的确定，根据灌区灌溉年度即11月1日起至次年10月底为均衡计算时段。各灌季的时段分为：冬灌11月1日至2月底；春灌3月1日至5月底；夏灌6月1日至8月底。
二、均衡方程的建立
依据水均衡原理，结合灌区潜水的补给、径流、排泄条件，建立如下的水均衡方程（地矿部水文地质工程地质技术方法研究所，1978）：
灌区农业节水对地下水空间分布影响及模拟
其中：
Q补＝Q田补+Q雨补+Q渠补+Q侧补+Q开补
Q排＝Q开采+E+Q侧排+Q用
式中：Q补为地下水总补给量，m3/d；Q排为地下水总排泄量，m3/d；μ为水位变动带给水度；F为均衡区面积，km2；?t为均衡时间段长，d；?H为与 ?t对应的水位变幅，m；Q田补为渠灌田间入渗补给量；Q雨补为降水入渗补给量；Q渠补为渠系渗漏补给量；Q侧补为侧向径流补给量；Q开补为井灌开采回归补给量；Q开采为地下水开采量；E为潜水蒸发量；Q侧排为侧向排泄量；Q用为人畜工业用水开采量。
三、补给量计算
1.降水入渗补给量（Q雨补）
降水入渗量的多少，主要受地层岩性等地质条件影响，根据灌区气象站2010年降水量408.0mm及各典型年的降水量，将其代入下式中，计算出大气降水入渗补给量。
Q雨补＝∑ai·Pi·Fi （7-8）
式中：ai为不同区段的降水入渗系数值；pi为不同频率下的降水总量（mm）；Fi为不同区段的面积，km2。灌区降水入渗补给量见表7-5。
表7-5 灌区降水入渗补给量 Table7-5 precipitation infiltration recharge in Jinghui Canal Irrigation District
2.地下水侧向流入量（Q侧补）
根据所选的断面位置、断面长度、含水层平均厚度、平均水力坡度、平均渗透系数，利用下式计算地下水侧向径流补给量。
Q侧补＝K·I·B·H （7-9）
式中：K为含水层的渗透系数，m/d；I为断面处的水力坡度；B为断面宽度，km；H为潜水含水层厚度，m。2001年侧向补给量见表7-6。
表7-6 灌区2005年侧向补给量 Table7-6 Lateral recharge in Jinghui Canal Irrigation District in 2005
3.渠灌田间入渗补给量（Q田补）
本次将斗、农、毛三级渠道的渗漏补给量计入渠灌田间入渗补给量。渠灌田间入渗补给量可利用下式计算：
Q渠灌＝β渠·Q渠田 （7-10）
式中：Q渠灌为渠灌田间入渗补给量，104m3；β渠为渠灌田间入渗补给系数（无因次）；Q渠田为渠灌水进入田间的水量，104m3（应用斗渠渠首引水量）。
利用式（7-10）计算多年平均渠灌田间入渗补给量见表7-7，Q渠田采用1990～2010年期间的多年平均值，β渠采用近期地下水埋深和灌溉定额条件下的分析成果。
表7-7 灌区渠灌田间入渗补给量 Table7-7 Canal irrigation field infiltration recharge in Jinghui Canal Irrigation District
4.井灌回归补给量（Q开补）
根据灌区实际统计井灌面积计算井灌回归补给量，井灌回归补给系数β井统一取0.17。
5.渠系渗漏补给量（Q渠补）
本次只计算干、支两级渠道的渗漏补给量，利用干支渠计算时段引水量和渠系渗漏损失系数计算，计算公式：
Q渠补＝m·Q渠首引 （7-11）
式中，Q渠首引为渠首引水量，104m3；m为渠系渗漏补给系数（无因次）。利用渠系渗漏补给系数法，即利用式（7-10）计算多年平均渠系渗漏补给量Q渠补时，相关计算参数应采用2001～2009年期间的渠系渗漏补给量（表7-8）。
表7-8 灌区渠系渗漏补给量 Table7-8 Canal system leakage recharge in Jinghui Canal Irrigation District
四、排泄量计算
1.地下水开采量（Q开采）
地下水开采量指灌溉开采的地下水量，根据灌区实际调查统计的井灌面积与灌水定额来计算。
2.潜水蒸发量（E）
潜水蒸发经验公式用修正后的阿维里扬诺夫（C.φ.AвepъянОв）公式：
灌区农业节水对地下水空间分布影响及模拟
式中：Z0为极限埋深，m，即潜水停止蒸发时的地下水埋深；n为经验指数，一般为1.0～2.0，应通过分析，合理选用；k为作物修正系数；Z为潜水埋深，m；E、E0分别为潜水蒸发量和水面蒸发量，mm。由于本区地下水位的埋深均＞7m，因此忽略不计潜水面的蒸发量。
3.侧向排泄量（Q侧排）
根据排泄边界实测的地下水等水位线图确定计算断面位置，并确定各计算断面长度、水力坡降、含水层厚度，按达西公式计算：
Q侧排＝K·I·B·H （7-13）
式中：K为含水层的渗透系数，m/d；I为断面处的水力坡度；B为断面宽度，km；H为潜水含水层厚度，m。灌区2005年侧向补给量计算结果见表7-9。
4.人畜饮水、工业城镇地下水开采量（Q用）
对灌区工业用水、生活用水按各县区进行统计，用水标准按照工业及生活用水定额。近10年灌区人畜饮水、工业城镇地下水开采量见表7-10。
表7-9 灌区2005年侧向排泄量 Table7-9 Lateral discharge in Jinghui Canal Irrigation District in 2005
表7-10 灌区人畜饮水、工业城镇地下水开采量 Table7-10 Canal system leakage recharge in Jinghui Canal Irrigation District
五、地下水均衡分析
根据以上各年水资源量计算结果，计算出区内近10年内平均的补给量、排泄量见表7-11。
表7-11 灌区近10年平均地下水均衡计算结果 Table7-11 Average ground water equilibriumcal culation in Jinghui Canal Irrigation District（2001-2009）
计算区位于泾、渭河河谷阶地区，分布有泾河一至三级；渭河一至二级阶地，其中二级阶地分布面积占总面积的90%左右。在地下水的开采深度范围内，以第四系全新统冲积层为主，次为上更新统冲积层及风积层，西北部边缘及北部与黄士台源接界的局部地区，有第四系全新统洪积扇分布，面积微小。在上述松散岩层中，主要赋存着空隙潜水，仅泾河一级阶地区，由于地层为二元结构（上细下粗），局部地区微具承压性质。从目前及近期发展看，仍以开采第四系全新统冲积含水岩组的潜水为主，高阶地区还涉及上更新统冲积含水岩组（渭河二级、泾河三级阶地区），但此区面积甚小。含水层岩性：在泾河一级阶地区以粗砂、砂砾卵石为主，上覆亚砂士、亚粘士互层，属强富水区，单位涌水量一般为720～168m3/d，由西向东呈递减趋势。渭河一级阶地区以细砂、中粗砂为主，砂砾石次之，间夹数层亚砂士、亚粘士，属强富水区，单位涌水量为360～240m3/d。
泾河二级阶地区，西部及中部为粉细砂，底部有砂砾石分布；东部以粉细砂为主，局部含砂砾石，间夹多层亚粘士、亚砂士，属富水区—中等（偏弱）富水区。由于面积大，受含水层岩相变化及补排条件差异的影响，富水性指标亦有变化。其中单位涌水量：IA区为120～336m3/d；IIB区为120～192m3/d；IIC区为36～72m3/d；泾河三级阶地区以砂层、砂砾石层为主，次为亚粘士、亚砂士夹砂互层，上覆马兰黄士，属中等富水区，单位涌水量为84～120m3/d。渭河二级阶地区为砂砾石、砂层为主，上覆马兰黄士，属中等富水区，单位涌水量为120～240m3/d。
灌区近年在灌溉、开采条件下，浅层地下水的补给源是以灌溉回归水及大气降水的垂向入渗补给为主，约占年总补给量的80%以上（其中灌溉水垂向渗入补给量占年总补给量的38%；降水入渗补给量占年总补给量的55.6%）。其次是径流补给和局部沿河地区的河水侧渗补给，与垂向相比，补给量甚微。潜水的排泄途径也是以垂向为主，径向次之。开采排泄量约占年总排泄量的90%左右，其中人工开采量占89.6%，水平方向排泄量仅占10%左右。灌区绝大部分地区潜水水质较好，唯在灌区北部边缘及高陵以东部分地区，水质较差。灌溉实践中必须注意采用适宜的灌水方式，如渠井汇流、渠井间灌等，以防止有害盐分的集聚。
采用水均衡法对灌区地下水进行评价，各均衡要素计算中所采用的水文地质参数如渗透系数、给水度、导水系数、降水入渗补给系数、干、支渠系渗漏损失系数、灌溉水田间入渗补给系数、井灌回归系数等，是通过非稳定流抽水试验资料以及利用地下水长观资料进行相关分析等方法求得。经过对1951～2009年（灌溉年度）年降水量进行频率计算，选择在灌溉面积、渠灌引水量、地下水开采量、工程设施现状等方面具有代表性及其他资料比较完整的10年（2001年11月1日至2009年10月底），进行全区潜水水均衡计算，计算结果与区内潜水动态变化规律基本一致。说明各种参数的选取及实际资料的采用比较可靠和符合实际。水均衡计算结果：近年多年平均总补给量为2.6767×108m3/a，平均开采地下水资源量为1.6139×108m3/a。
