地下水资源评价
地下水资源评价(全套教学课件)
06
案例分析与实践操作
典型地区地下水资源评价案例分析
典型地区选择
选择具有代表性的地区，如华 北平原、长江三角洲等，进行
地下水资源评价案例分析。
评价结果
根据评价结果，分析地下水资 源的数量、质量、开发利用潜 力及存在的问题。
评价方法
采用多种评价方法，如水文地 质勘察、地下水动态监测、数 值模拟等，对地下水资源进行 评价。
05
地下水资源保护与管理
地下水资源保护的措施与手段
立法保护
制定严格的地下水资源保护法律， 明确规定开采、使用和污染地下
水的行为将受到的法律制裁。
规划管理
制定科学的地下水资源开发利用 规划，合理安排开采布局和开采 强度，避免过度开采和滥用水资
源。
污染控制
采取有效措施控制地下水污染源， 包括工业废水、农业化肥和农药、 城市污水等，防止对地下水造成
检测方法
包括化学分析、光谱分析、色谱分析、 电导率测量等，用于测定地下水中的 各种成分。
地下水水质的评价与分析
评价方法
根据地下水水质指标与标准的对 比，评估地下水的水质等级和安
全性。
分析方法
对地下水水质数据的统计分析，识 别主要污染源和污染途径，预测地 下水水质的变化趋势。
结果应用
根据地下水水质评价结果，制定相 应的保护和管理措施，包括水源地 的保护、污染源的控制、地下水资 源的可持续利用等。
案例讨论
组织学生进行案例讨论，分享实践操 作的经验和心得，提高地下水资源评 价的能力和水平。
THANKS
感谢观看
和谐性原则要求人类活动与自然环境相互协调，维护生态平衡。
地下水资源开发利用现状与问题
现状
专门水文地质学 08 地下水水量评价
地下水允许开采量的计算方法
概述
水量均衡法
开采试验法 补偿疏干法 回归分析法
水均衡法
水均衡法也称为水量平衡法，是全面研究某一地区 （均衡区）在一定时间段（均衡期）内的地下水的补给量、 储存量和消耗量之间的数量转化关系，通过平衡计算，评 价地下水的允许开采量。它是根据物质（质量）守恒定律 和物质转化原理分析地下水循环过程，计算地下水量。实 际上，它不仅是地下水资源计算与评价方法主要类型之一， 在某些情况下，它又是其他类型计算与评价方法的指导思 想与验证的依据。
补给量 天然补给量 开采补给量
排泄量 天然排泄量 允许开采量
储存量 容积储存量 弹性储存量
天然补给量
• 天然补给量：在开采扰动以前，在天然条件下存在的补给 量，包括：垂向补给和侧向补给两个方面。
入渗量 流入量
流入量
越流量
蒸发量
流出量 流出量
开采补给量
• 开采补给量：地下水在开采条件下夺取过来的额外补给量。
地下水资源量评价的原则
（2）以丰补欠，调节平衡的原则。含水层具有强大的调蓄功 能，合理调控地下水位可以减少甚至避免蒸发损失。在旱 季或旱年，可借用储存量来满足开采；到雨季或丰水年， 又可将借用的储存量补偿回来。这样开采，在旱年可能出 现水位持续下降的趋势，而到丰水年又可以回升，从而达 到多年平衡。利用这一原则，必须注意区域水资源综合平 衡，合理截取雨洪水，以达到充分利用水资源的目的。
D级：①初步查明含水层（带）的空间分布及水文地质特征； ②初步圈定可能富水地段；③概略评价地下水资源，估算地 下水允许开采量。提交的成果精度要求一般为1：20万或1： 5万的比例尺。
第四章地下水资源评价
②确定单井涌水量(Qp)和影响范围(f)
经常遇到的情况有两种：
a.抽水达到稳定状态
当主孔和观测孔的水位达到稳定状态时，表明抽 水流量等于抽水时的补给量。此时的实际抽水量 就是Qp，影响范围可根据观测孔的观测数据用图 解法或外推法求出R后，由下式算出。
一、补给量
包括天然补给量和开采条件下补给增量。
1.天然补给量
降水入渗量：Q降水＝αPF 河流补给量：W河＝(Q下－Q上)( 1－λ)L/L‘ 侧向径流补给：Q侧入＝KIF 灌溉回渗量：Q渠＝β渠Q渠灌
Q井＝β井Q井灌 β＝μΔH/h灌
2.开采条件下补给增量
主要来自以下几个方面： ①侧向径流补给量增量，由于开采时分水岭外移引起。 ②河流入渗补给增量，由于开采时地下水位下降，水位差增 大引起。 ③越流补给增量，由于开采层水位下降，与相邻含水层水位 差加大引起。 各项补给增量的计算，到目前为止还没有好的解决办法。解 析法多用粗略估算的方法，数值解更合理一些。计算的关健 是正确地分析开采时的条件。
一般用于区域性地下水资源计算，尤其是在研究程度较差的 地区。
(1)适用条件
含水层分布较为均匀的地区,如松散含水层分布区,较为均匀 的裂隙水分布区。岩溶水分布区一般不适用。
(2)计算步骤
抽水试验；确定单井涌水量(Qp)和影响范围(f)；计算 全区允许开采量。
①抽水试验
可在有代表性的地点施工或选择一眼完整井,并在与 地下水流向成45º的方向上布置3眼观测孔。观测孔 距主孔的距离为：第一个可取2～20m，一般多为10 ～15m；第三个观测孔可结合影响半径的经验值来 确定。
计算均衡要素
水文地质学地下水资源评价
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3.2试验外推法
类型 直线型 抛物线型 幂函数型 对数型
野外常见的 Q—S 曲线
表达式
说明
Q qs s AQ BQ 2 Q As B
q 为单位涌水量（m3／dm） 在s / Q Q 坐标系中为直线。A、B 为待定系数。 在 1gQ—1gs 坐标系内为直线。
Q A B lg s 在 Q—lgs 坐标系中为直线。
单位储存量法
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开采试验法-第二种情况
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近似直线下降
单位储存量法
• 用开采情况下抽水稳定、水位下降较均匀时，任
意时段内的水量均衡：
Q抽
Q 补
F
S t
• 式 中 ： F 为 水 位 下 降 1m 时 储 存 量 的 减 少 量 ， 简 称 单 位 储 存 量
（m3/m）；S 为Δt时段的水位降深（m）。
降。因此，有保证的地下水可开采资源量应控制在 2600－2700 m3/d 之内。
水位恢复计算表
时段（月 水位恢复值
日）
（m）
s (m / d ) t
平均抽水 量（m3/d）
采用公式
7.2－7.6 19.36
3.87
0
Q补
F
s t
补给量 （m3/d）
2798
7.21－7.26 平均值
19.96
3.33
25880 23 5 253
1841.2
m3 / d
t补 rT补 0.7 112 88.6 日
•
求
补
给量 Q补
。
(F
分' st析 Q当抽 )
地T雨多（年2588水0 文1气1.7象
地下水资源评价
减少的天然排泄量（ ）。这是在均衡单 减少的天然排泄量（ ∆Q排）。这是在均衡单 元内部被开采降深场截获而不再转向天然消耗 的那一部分天然排泄量。 的那一部分天然排泄量。例如地下水位由于开 采下降而埋深增加，地下水的蒸发量就减少。 采下降而埋深增加，地下水的蒸发量就减少。 再则，由于开采， 再则，由于开采，向排泄区的地下径流量亦有 相应的减少等。 相应的减少等。 由于地下水位下降所提供的储存量（ 由于地下水位下降所提供的储存量（ -∆Q储）。 对潜水来说是开采漏斗所提供的容积储存量 容积储存量， 对潜水来说是开采漏斗所提供的容积储存量， 对承压水，则为弹性储存量 弹性储存量。 对承压水，则为弹性储存量。
允许开采量:指通过技术经济合理的取水构筑物， 允许开采量 指通过技术经济合理的取水构筑物，在整 指通过技术经济合理的取水构筑物 个开采期内出水量不明显减少， 个开采期内出水量不明显减少，地下水动水位不超过 设计要求，水质和水温变化在允许范围内， 设计要求，水质和水温变化在允许范围内，不影响已 建水源地正常开采， 建水源地正常开采，不发生危害性的工程地质现象等 前提下， 前提下，单位时间内从水文地质单元或取水地段中能 够取得的出水量。 够取得的出水量。 通常用单位时间的水体积表示， 通常用单位时间的水体积表示，如m3/d 允许开采量不是一个任意量， 允许开采量不是一个任意量，它代表一定范围均衡单 元内的含水层中， 元内的含水层中，单位时间内以最优取水方案可以取 出的最大水量。 出的最大水量。
（一）国外地下水资源分类 前苏联普洛特尼柯夫储量分类: 前苏联普洛特尼柯夫储量分类 普氏分类将地下水储量分成静储量、调节储量、 普氏分类将地下水储量分成静储量、调节储量、动储 Q静 = 量和开采储量四大类。前三者合称为天然储量 天然储量， 量和开采储量四大类。前三者合称为天然储量，它表 示天然状态下含水层中未经取水设备扰动的地下水总 量。 静储量。 静储量。一般指储存于地下水最低水位以下含水层中 的重力水的体积。 的重力水的体积。亦即当含水层全部疏十后所能获得 的地下水量， 的地下水量，数值上等于含水层的体积与给水度的乘 积， Q静=µhF
地下水资源量的计算与评价
20世纪70年代后期，我国提出了自己的地下水资源分类， 中华人民共和国建设部于2001年颁布的国家标准《供水水文 地质勘察规范》(GB50027-2001)中仍执行该方案。
该方案将地下水资源划分为补给量、储存量和允许开采 量三类：
a
12
第九章 地下水资源量的计算与评价
§1 地下水资源的特点及分类
二、地下水资源的分类
1、补给量 指天然状态或开采条件下，单位时间内，通过各种途
径进入含水层（或含水系统）的水量。
一般包括地下水径流补给量、大气降水的入渗补给量、 地表水的入渗补给量、越流补给量和人工补给量等。 2、储存量
指地下水在补给与排泄过程中，某一时间段内，在含 水层（或含水系统）中储存的重力水体积。
简言之，允许开采量就是用合理的取水工程，能从含 水系统或取水地段中取得出来，但不会引起一切不良后果 的最大出水量。
a
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第九章 地下水资源量的计算与评价
§1 地下水资源的特点及分类
a
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第九章 地下水资源量的计算与评价
§1 地下水资源的特点及分类
二、地下水资源的分类
2、储存量
在潜水含水层中，储存量的变化主要反映为水体积的改变， 称为体（容）积储存量，可用下式计算：
W=μ·F·h 式中：W—地下水的储存量(m3)；
μ—含水层的给水度； F—潜水含水层的面积(m2)； h—潜水含水层的厚度(m) 。
a
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第九章 地下水资源量的计算与评价
§1 地下水资源的特点及分类
一、地下水资源的特点
3、可恢复性
又称为可再生性。地下水始终处于流动状态，在不断 接受外界水量和溶质补充的同时，也将系统内部水量连同 水中所含的物质排泄出去。
地下水资源的调查与评价方法研究
地下水资源的调查与评价方法研究地下水资源是人类生活和发展中重要的水资源。
为了合理开发和利用地下水资源，需要对其进行调查和评价，以确保资源的可持续利用。
本文将探讨地下水资源的调查与评价方法。
一、地下水资源的调查方法1. 地下水位观测法地下水位观测法是最常用的地下水调查方法之一。
通过在一定区域内布设地下水位观测井，定期观测地下水位的变化，可以了解地下水位的变化规律以及地下水补给和补出情况。
2. 地下水泉眼调查法地下水泉眼调查法主要用于寻找地下水的出露点，通过调查地下水泉眼的分布和水质状况，可以初步了解地下水资源的潜在储量和质量。
3. 地球物理勘探法地球物理勘探法是一种通过测量地下电磁场、重力场和地震波传播等数据，来推断地下水分布和水层特征的方法。
常用的地球物理勘探方法包括电法、磁法、重力法和地震法等。
4. 遥感技术遥感技术通过卫星或航空平台上的遥感传感器获取地表特征和地形数据，进而推断地下水资源的分布和含量。
常用的遥感技术包括热红外遥感、多光谱遥感和合成孔径雷达遥感等。
二、地下水资源的评价方法1. 地下水的水质评价地下水的水质评价是对地下水中溶解性物质、微生物和有机物等指标进行检测和分析，以评估地下水是否适合用于饮用、灌溉和工业用水等目的。
常用的水质评价方法包括酸碱度检测、重金属含量分析和微生物数量测试等。
2. 地下水资源的储量评价地下水资源的储量评价是对地下水储量进行估算和评估。
常用的方法包括水量平衡法、井水位变化法和数学模型模拟法等。
这些方法通过分析地下水的补给、补出和补量等因素，来估计地下水资源的可利用量。
3. 地下水资源的可持续性评价地下水资源的可持续性评价是对地下水资源的开发和利用是否符合可持续发展原则的评估。
评价的指标包括水量平衡、水质变化和环境影响等因素。
通过评价这些指标，可以对地下水资源的可持续性进行综合评估，提出合理的水资源管理和保护建议。
结论地下水资源的调查和评价是合理开发和利用地下水的基础。
地下水资地下水资源评价
该地区地下水资源较为丰富，但分布不均，部分地区存在水质较差、 水力联系复杂等问题。
结论
针对不同地区和不同用途，制定合理的开发利用方案，加强水质监测 和保护。
某地区地下水污染治理案例
目的
对某地区地下水污染进行治理 ，保障居民用水安全。
方法
调查污染源、污染范围和程度，制 定治理方案，采取截断污染源、抽 排污染水、修复水体等多种措施。
地下水资源评价的目的和意义
目的
地下水资源评价的目的是为了了解地下水资源的数量、质量、分布和变化规律， 评估其开发利用的可行性、合理性和可持续性，为地下水资源的科学管理和保护 提供依据。
意义
地下水资源评价对于保障人民生活和生产用水需求、促进经济社会发展、维护生 态平衡和环境质量等方面都具有重要意义。通过科学评价，可以更好地保护和管 理地下水资源，实现水资源的可持续利用，促进经济社会的可持续发展。
地下水污染源分析
点源污染
工业废水、生活污水等 排放口直接进入地下水 体。
面源污染
农业活动中的农药、化 肥等残留物随雨水渗入 地下水体。
地下水污染途径
渗漏、渗透、地下水循 环等。
地下水水质监测与保护
监测站点设置
根据地下水资源的分布和污染风险，合理设置监测站点。
监测内容
包括pH值、总硬度、溶解性总固体、氯化物等化学指标，以及微 生物指标等。
包气带水
指埋藏在地表以下毛细管作用影响较大的土 层中，受外界气候影响较大的重力水，其特 点是在地下水面附近的水分蒸发较强。
承压水
指在两个隔水层之间的地下水，具有 一定的压力，不易被外界影响所改变。
潜水
指地面以下潜藏在土壤或岩石缝隙中 的重力水，其水位随季节和气候条件 的变化而变化。
地下水资源评价
地下水资源评价地下水水量评价：是对地下水源地或某一地区、某个含水层的补给量、储存量,允许开采量进行计算的基础上,对所用计算方法的适宜性、水文地质参数的可靠性、资源计算结果精度、开采资源保证程度所做出的全面评价;水资源调查评价工作,就是要回答一个地区或流域有多少水量包括地表水、地下水的地区分布、时间变化、质量标准、可靠程度;同时还要研究社会经济发展需要多少水量各种用水的现状,近期和远景预测,以及供需平衡存在的问题;地下水资源评价方法：用于确定地下水资源数量的方法很多,这里主要介绍一下4种评价方法：开采—试验法、补给疏干法、水文分析法、开采强度法;1、开采—试验法在地下水的非补给期或枯水期按接近取水工程设计的开采条件进行较长时间的抽水试验,然后根据抽水量、水位降深动态或开采条件下的水量均衡方程求解出水源地枯季补给量,并以此量作为水源地的允许开采量;1、1适用条件在水文地质条件复杂地区,如果一时很难查清补给条件而又急需做出评价是,则可打勘探开采孔,并按开采条件开采降深和开采量进行抽水试验,根据试验结果可以直接评价开采量,这种评价方法,对潜水或承压水,对新水源地或旧水源地扩建都能适用;对于含水性不均匀的岩溶地区最为常用;主要适用于中小型水源地;该方法的缺点是不能做区域性的水资源评价;1、2计算方法完全按开采条件抽水,最好从旱季开始,延续一至数月,从抽水到恢复水位进行全面贯彻,结果可能出现两种情形：1稳定状态：在长期抽水过程中,如果水位达到设计降深并趋于稳定状态,抽水量大于或等于需水量；抽停后,水位又能较快恢复到原始水位;则说明抽水量小于开采条件下的补给量,按需水量开采是有补给保证的,这时,实际的抽水量就是要求的开采量;2非稳定状态:如果水位达到设计降深并不稳定,继续下降；停抽后,虽然水位有所恢复,但始终达不到原始水位,测说明抽水量已经超过开采条件下的补给量,按需水量开采是没有保证的,这时,可按下列方法评价开采量：在水位持续下降过程中,只有大部分漏斗开始等幅下降,降速大小同抽水量成比例,则任意时段的水量均衡应满足下式：μF?S=（Q抽−Q补）tμF—单位储存量,m3S—t时段的水位降,mQ抽—平均抽水量m3d⁄Q补—开采条件下的补给量m3d⁄由此得出：Q 抽=Q补+μFSt其中抽水量有两部分组成：一是开采条件下的补给量；二是含水层中消耗的储存量;在抽水过程中,如果抽水量小于补给量,则水位应发生等幅回升,这时St应取负号,故,Q 补=Q抽+μFSt其中μF取已求的平均值；St为等幅回升速度;停抽时,Q抽=0,由此得Q 补=μFSt根据以上所求的Q补,结合水文地质条件和需水量即可评价开采量,但由此求得的Q补评价是偏保守的,因为,旱季抽水只能确定一年中最小的补给量,所以Q补用年平均补给量或多年平均补给量进行评价;1、3 实例某水源地位于基岩裂隙水的富水地段,在面积内打了12个钻孔,最大孔距不超过300m;在其中的三个孔中进行了四个多月的开采抽水试验,观测数据见表1—1;表1—1这些数据表明,在水位急速下降阶段结束后,开始等幅持续下降,停抽或暂时中断抽水以及抽水量减少时,都发现水位有等幅回升现象;这说明抽水量大于补给量;利用表1中的资料可列出五个方程式：①3169=Q+μF补+μF②2773=Q补+μF③3262=Q补+μF④3071=Q补+μF⑤2804=Q补和μF值,结果见表1—2;为了全面考虑,把五个方程搭配联解,求出Q补表1—2从计算结果看,由不同时段组合所求出的补给量相差不大,但μF值变化较大,可能是由于裂隙发育不均,降落漏斗扩展速度不匀所致;,数据及计算结果见表1—3;再利用水位恢复资料进行复核Q补表1—3从以上计算结果看,该水源地旱季的补给量在~m3/d之间,以此作为开采量是完全有保证的;若不能满足需水量的要求,还可以利用年内暂时储存量,适当增大允许开采量;但还应考虑总的降深大小及评价开采后对环境的影响;2、补给疏干法根据水均衡的原理和以丰补欠的原则,把丰水期多余的地下水补给量即大于开采量的那一部分补给量平均分配到枯水期进行开采的资源评价方法;2、1适用条件补偿疏干法适用于蓄水范围不大,仅有季节性补给,且有一定储存量,能够其调节作用的季节性的调节水源地;在半干旱地区,降雨季节性分布极不均匀,雨季时间短、降雨集中,地下水开采在旱季以来于消耗含水层的储存量而在雨季以回填被疏干的地下库容的形式进行补给;开采量多少取决于允许降深范围如何最大限度地利用储存量的调节库容;采用这种评价方法时,它要求具备以下两个条件：一是可借用的储存量必须满足旱季的连续稳定开采；二是雨季补给必须在平衡当时开采的同时,保证能全部补偿借用的储存量而非部分补偿;2、2计算方法用补偿疏干法评价,要进行抽水试验,要求有两点：抽水量大小,必须造成动水位等幅下降,以便观测代表整个漏斗的下降值；抽水时间,应包括观测到整个漏斗的等幅上升值;在旱季漏斗斗幅下降过程中,任意时间段内储存量的变化值,应该等于该时段抽出的水体积,即：μFS=QtS—时段t内漏斗的等幅下降值；Q—为抽水量m3/dμF—单位储存量；μ—给水度；F—漏斗面积；当漏斗扩展全区时,μF值接近常量,则：μF=Q1ts=Q1（t1−t0）s1−s0Q1—旱季的定量抽水量；s0—水位急速下降结束时刻t0的水位降；s1—旱季末时刻的水位降；见下图—抽水试验过程图根据求出的μF值,分两步对开采量进行评价;1计算开采量,旱季可能借用的储存量,必须保证整个旱季连续开采,所以旱季末期形成的最大水位降深不得超过设计的允许降深;设允许降深为S max,s=S max−S0；旱季开采时间设为t开,则t=t开−t0;由此可以得出开采量：Q开=μF S max−S0t开−t0≈μF S max−S0t开因为t开t0,略去t0更安全些;用上式求出的Q开,可保证旱季连续开采,不会中断,但不一定有补给保证;2计算补给量和评价,等幅回升时的单位补偿量和水位下降时的单位储存量相等;设雨季抽水过程中测得水位回升值为S,经过时间为t,则单位时间内补偿的水体积为μF st ;如用t补表示雨季的总补给时间,则雨季补给的水体积为（μF st+Q2）t补;把这个体积分配为全年开采时：即得年平均补给量：Q 补=t补365（μFst+Q2）Q2—雨季开采量,为了供水安全,考虑到可能出现旱年系列时,应从多年气象周期出发,采用安全系数r=~;这时t补=rT补,T补为勘察年的时间补给时间;2、3实例某新建水源地,据勘探查明：含水层为厚层灰岩,呈条带状分布,面积约10km2;灰岩分布区有间歇性河,故岩溶水的补给来源主要是季节性河水渗漏和降水渗入;为了评价开采量,在整个旱季做了长期抽水试验,试验资料归纳如图1所示,勘察年的旱季时间t开=253天,两季补给时间为T补=112天,允许降深规定为S max=23m;解：按旱季抽水资料求出μF值,μF=Q1（t1−t0）s1−s0=1761.7（150−10）14.53−5=25880m3d⁄把允许降深作为旱季末期的最大降深,令t开=253天,则Q 开=μFS max−S0t开=2588023−5253=1841.2m3d⁄取安全系数r=,t补=rT补=0.7×112=88.6天，得出Q 补=t补365（μFst+Q2）=88.6365（25880×11.549+1900）=1963.32m3d⁄由此可得,Q补>Q开,故Q开=1841m3d⁄,是有补给保证又能取出来的开采量;3、水文分析法在查明水文地质条件的基础上,充分利用水文测流资料和测流控制区的含水层面积,直接求出地下径流模数,,即单位时间点位面积含水层的补给量或地下径流量;3、1 适用条件在水文地质勘察的基础上,需查明地下水的天然补给量,作为有保证的区域地下水资源,评价区域地下水资源的方法较多,但目前国内采用研究地表径流的水文分析发比较成功;尤其在水文地质条件复杂、研究程度又相对较低的岩溶水或裂隙水分布区,用这种方法评价比较简单有效;3、2 计算方法根据地下径流模数,可以间接推算区域地下水的天然补给量或地下径流量：Q=M?FQ—地下径流量,m3s⁄M—地下径流模数,m3s?km2⁄F—含水层面积,km2由此可知,地下径流模数是评价区域地下水资源的重要指标,它受区域地下水的补给、径流、排泄条件所控制;因此结合不同的水文地质特征采用不同的方法进行评价：1、地下河系发育的岩溶区根据这种水文地质特征,可选择有控制性的暗河出口或泉群,测定其枯水期流量,同时圈定对应的地下流域面积,取流量和地下流域面积之比,就是要求的地下径流模数;2、地表河系发育的非岩溶区对于裂隙水或岩溶裂隙水和积极交替带的孔隙水,补给量形成地下径流后,直接排入河谷变成河水流量的组成部分,故可充分利用水文站现成的河流水文图来确定地下径流模数;河水通常是由大气降水和地下水补给,在枯水期,河水流量几乎全由地下水维持,而洪水期河水流量的大部分为降水补给,地下水补给量相对减少,甚至河水倒流补给地下水,因此,利用河流水文图时,必须从实际水文地质条件出发,将地下径流量分割出来;目前,分割界限常由经验确定;①对岩性单一,集水面积较小的水文站,在流量过程图上涨部分的起涨点至退水部分的退水转折点之间连线,把该线以下部分作为基流量；②对岩性非均一,集水面积大的水文站,以枯水期平均流量代表基流量；③在没有水文站时,也可沿河流上下游断面布置简易测流法,由上下游断面的流量差可求的控制区的地下径流量和相应的地下径流模数;④当一个含水层和另一个模数已知的含水层一起被河流排泄时,可按下式计算未知含水层的模数,M2=Q−M1F1F2M2—未知含水层的径流模数,m3s?km2⁄；F2—对应M2的含水层面积,km2；Q—含水综合体排泄地段上的基流量,m3s⁄；M1和F1—已知的含水层面积和径流模数；3、3实例我国广西水文地质队,在地苏、大化等岩溶地区采用水文分析评价地下水资源,同时用实测流量进行了检验;结果,平均准确度达86%;具体见表3—1;表3—14、开采强度法：在大范围的平原开采区,可将井位分布较均匀、水井流量相差不大的区域概化成一个或几个规则形状的开采区,将分散井群的总流量概化为开采强度;然后按非稳定流的面积井公式去推算设计水位降深条件下的开采量或给定开采量条件下某一时刻开采区中心的水位降深;这种方法即为开采强度法; 4、1 适用条件在井数很多,井位分散、开采面积很大的地区这是农业供水的特点,采用开采强度法计算开采量比较方便; 4、2 计算方法以无界承压含水层中的矩形开采区为例,在矩形开采区内,以ξη点为中心,取一微面积dF=d ξd η,并把它看成开采量为dQ 的一个井点,在此点井作用下,开采区内外将形成水位降深的非稳定场,对任一点Ax 、y 引起的水位降ds,用点函数表示：ds =dQ 4πT ∫e τ−r 24aτt 0dτT —导水系数； A —导压系数； t —时间；r —点井到A 点的距离； A 点的总水位降：S （x,y,t ）=ε4μ∗a ∫(∫e −(x−ξ)24aτ√πτl xl x∮e −(y−π)24aτ√πτl x−l y)t0dτ开采强度公式：S （x ，y ，t ）=εt 4μ∗[S ∗(α1,β1)+S x (α1,β2)+S x (α2,β1)+S x (α2,β2)] α1=x 2√at , α2=x 2√at , β1=2√at ,β2=2√atS x(α,β)=∫φ(√τ̅)φ(√τ̅)1dτ̅,φ(z)=√xe z2dzz——几分概率S∗(α,β )的数值查表;在资源评价中,人们最关心的地方时开采区的中心降深最大的部位,这里最易超过允许降深引起掉泵停产,故令x=y=0,=S x(α,β),则S（t）=εtμ∗S x(α,β)其中α=x2√at,β=y2√at,如果浅水层厚度H过大,而水位将S相对较小,即SH<时,则可以直接近似用于无界含水层,计算结果不会过分歪曲实际;如果<SH <时,要用12h c(H2−h2)代替S,用给水度μ代替μ∗,结果得：H2−h2=εt2μh c[S x(α1,β1)+S x(α1,β3)+S x(α2,β1)+S x(α2,β2)]H2−h02=εt2μh c S x(α,β)其中的h c=12(H−h),表示开采漏斗内浅水层的平均厚度；h表示任一点的动水位；h代表开采区中心的动水位;4、3 实例河北省冀县、枣强、衡水地区,位于河北平原中部,有巨厚的第四纪沉积层,形成良好的储水条件;其中有两个承压水含水组,是目前工农业供水的主要开采层;上部含水组在地表下150—250m,下部含水组在250—350m之间;二含水组均为中细砂组成;随着工农业的发展,开采量逐年扩大,已经形成以衡水为中心的巨大开采漏斗;实践证明,由于距补给区很远,主要消耗弹性储存量,所以形成非稳定开采动态：历年水位下降大于水位回升,每年平均下降,开采量已经失去补给保证;同时,下部含水组的水位下降快而回升慢,水位高于上部含水组,两组的开采漏斗也不重合;所以,两个含水组之间的水力联系并不明显,而有一定的独立性;为了满足农田水利化20—30%的规划要求,应对两个含水组中的地下水资源作出评价;为了简单起见,本例仅摘录上部含水组的计算结果,说明计算和评价方法;上部含水组的历年开采资料统计在表4—1中;表4—1在边界条件没有完全查清以前,现有开采面积虽已超过1000km2以上,但同河北平原面积相比还是很小的一部分,而且离补给区很远,含水层可视为无限大;所以,仍属局部开采区,采用开采强度法计算比较合适;1确定水文地质参数;把表4—1中第一和第二两行中的数据带入公式得： 6.7=0.000212×222μ∗S x2×√a×2222×√×2227.05=0.000212×505μ∗S x(2×√a×5052×√×505)+(0.000132−0.000212)×283μ∗S2×√a×2832×√×283可得上部含水组的参数：α=7.5×104m2d⁄,μ∗=2,计算1986—1973年的开采量,验证所求参数的可靠性;分两种情况计算：①开采区有同一开采强度的1986—1970年;开采面积为44km2;见表4—1中的图示1;1968年,t=222日,a=×104m2d,lx=5500m,ly=2000m;求得公式中的α=2√αt =2×√7.5×222×104=0.372β=l2√at=0.2362查的S x(α，β)=0.272由此可得6.7=ε68×2220.00258×0.272ε68=0.0002该年总开采量为ε68×t×F=0.0002×222×44=196.33万m2y⁄;当年的统计开采量为×a;二者相比,计算的比实际的偏小%;同理,可求得1969年和1970年的开采量,列入表4—2中;②开采区有不同开采强度的1971—1973年;开采面积为1316km2,见表4—1中2所示;这时开采强度不但历年不同,不同地段也不一样;所以对1971年来说,虚线地段的中心水位降,按迭加原理为：S71=ε68t1194μ∗S x(x′2×√atl′2×√at+(ε69−ε68)(t1194−t222)μ∗S x(x′2×√atl′2×√at)+(ε70−ε69)(t1194−t505)μ∗S x(x′2×√atl′2×√at)+(ε71−ε70)(t1194−t890)2μ∗[S x(x′2×√a(t1194−t890)l′−y2×√a(t1194−t890))+S x(x′2×√a(t−t)l′+y2×√a(t−t))]由此式可求出εη1;同理也可求出εη2和εη3;换成年总开采量后,结果也列入表4—2中;表中数字比较证明,计算结果和统计结果资料很相近,最大误差均在10%以内;可见,所求参数和采用的公式基本上符合本区的实际情况;3,按规划的需水量预测漏斗中心水位降深,根据规划要求,水利化程度为20%,灌溉标准为200-300m3/y 亩时,需水量和预测的水位降深,列入表4—3中;表4—3目前采用的取水工具,主要是吸程60m 的深井泵,去掉平均埋深后,允许降深以50m 左右为宜;从表中数字可见,从1977年开始以后的水位降深均以超过允许降深,部分井将发生抽空吊泵,除非更换设备,否则不可能保持正常开采;4,按控制降深50m 计算开采量和回灌量;为了保持正常开采,要用人工补给法控制水位降深;按规划要求,在1980年前,漏斗中心水位应当控制在50m 以内;因此,每年平均允许下降约3m;计算结果列入表4—4中;表4—4从历年规划的需水量中减去上表中的开采量,即得历年缺少的水量,这就是应当进行的回灌量;计算结果列入表4—5中;表4—5结果表明,1980年前必需的回灌量占需水量的31—64%;按这个比例进行回灌,才能保证规划的需水量;否则,就要中断开采;但是,按这个比例回灌能否成功,还有待实践研究;。
地下水资源评价
地下水资源评价必须综合考虑技术、经济、环境三个方面的 利弊，要求确定的开采量和开采方案，既有良好的技术经济 效益，又使开采带来的负面影响降到最低限度，具有合理的 环境效益。
§4－2 地下水水量计算
主要内容：
?补给量计算 ?排泄量计算 ?储存量计算 ?允许(可)开采量计算
4.不同目的和不同水文地质条件区别对待的原则
不同供水目的对水量、水质和水温的要求各异，评价时应按 不同标准区别对待。不同水文地质条件下，其评价的方法与 要求也不尽相同。
例如：
?补给充足、水交替积极的开放系统 ,可用稳定流方法评价； 而水交替滞缓的封闭系统，适宜非稳定流方法。 ?地下水盆地,可利用储存量的调节作用以丰补欠评价开采资 源。而山区,则可利用夺取地表水的转化量评价开采资源。 ?地质环境稳定的基岩地区 ,可根据水均衡条件 ,评价最大允 许开采量；而地质环境脆弱的第四系平原地区，必须考虑“ 环境容量”，限制水位降深与开采量。
第四章 地下水资源评价
§4－1 概述 §4－2 地下水水量计算 §4－3 地下水质量评价
§4－1 概述
一、地下水资源的概念
地下水资源是指有使用价值的各种地下水的总称，其内涵包 括质量和数量两方面。
二、地下水资源的特点
具有三个显著特点。
1.系统性
补给、径流和排泄组成一个完整的地下水系统。
2.复杂性
地下水的影响因素很多，有气候、水文、地质、地形地貌、 构造和人为因素等。
四、地下水资源评价的内容
分为水量评价、水质评价和开采后对环境的影响三个方面。 具体内容如下：
1.水量评价
计算地下水的补给量、排泄量、允许开采量、水位降深等。
2.水质评价
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第八章 地下水资源评价
§1 概述
一、地下水性。地下水始终处于流动状态，在不
断接受外界水量和溶质补充的同时，也将系统内部水量连 同水中所含的物质排泄出去。
在天然条件下，补、排水量在多年间可以大体平衡， 各地段水量和水质保持相对稳定。在地下水开发利用过程 中，如果系统排出的水量不超过某一特定值，则大部分水 量可以通过外界的补给得到补偿。
第八章 地下水资源评价
§1 概述
一、地下水资源的特点
2、流动性 地下水资源是流体，在补给、径流、排泄的过程中，
不断循环流动，因此地下水资源是动态资源。地下水资源 的数量和质量随外界条件变化而变化。
在任一地点获取的地下水量，都是以周围地段甚至整 个系统的水量为代价的。那种将流经本地区(段)的地下水 视为已有的资源观，显然违背了水资源流动性这一客观事 实
Q井=β井Q井灌
4、侧向补给量：Q侧=KiF
5、河道渗漏补给量：W河=(Q上-Q下)(1-λ)(L/L’)
第八章 地下水资源评价
§2 地下水资源量计算
二、储存量及其计算
定义： 指地下水在补给与排泄过程中，某一时间段内在 含水层（或含水系统）中储存的重力水体积。
在潜水含水层中，储存量的变化主要反映为水体积的改 变，称为体（容）积储存量，可用下式计算：
❖ 因此，补给量是评价地下水资源保证程度的重要依据。
第八章 地下水资源评价
§2 地下水资源量计算
一、补给量及其计算
补给量的计算
1、降水补给量的计算：Q降=αPF 2、越流补给量：Q越=F△H(K’/m’)
3、灌溉水入渗补给量：
灌溉渠系入渗补给量：Q渠=Q引m
m=v（1-η）
田间回归补给量：Q渠=β渠Q渠灌
不明显，获得的降水补给量可以快速地排出。
第八章 地下水资源评价
§1 概述
一、地下水资源的特点
4、调节性 与地表水相比，地下水更具有调节性。集中的降水补给
可积蓄在季节变动带中，然后缓慢释放，缓慢径流的路程 效应可平抑各处来水的波动，发挥削峰填谷的作用。
第八章 地下水资源评价
§1 概述
二、地下水资源评价的原则
第八章 地下水资源评价
§2 地下水资源量计算
一、补给量及其计算
❖ 开采补给量的组成： 地表水的补给增量 降雨入渗的补给增量 相邻含水层的越流补给增量 相邻地段含水层增加的侧向入流补给量。 各种人工增加的补给量
❖ 开采补给量的特点：开采前并不参与所研究的含水层单元地下水的水 量均衡，而仅在开采激化下，由于改变了水动力条件后才被夺取过来 。所以开采补给量和天然补给量不同。一般开采规模越大，激化程度 越强，而可能夺取的开采补给量也越多。
第八章 地下水资源评价
§1 概述
一、地下水资源的特点
1、系统性和整体性 人类对地下水资源的认识从水井(水源地)评价发展到
含水层、含水岩组，直到含水系统整体评价。 过去，人们把具有密切水力联系的统一整体，人为分
割为相互独立的含水层或单元，分别进行水量、水质的评 价，并用这种评价结果指导地下水资源的开发利用，结果 导致各地争水、水质恶化、环境质量日趋下降。
中华人民共和国建设部于2001年颁布的国家标准《供水 水文地质勘察规范》(GB50027-2001)中仍执行该方案。
该方案将地下水资源划分为补给量、储存量和允许开采
量三类：
第八章 地下水资源评价
§2 地下水资源量计算
一、补给量及其计算
❖ 定义：在天然或开采条件下，单位时间内以各种形式和途径进入区内 含水层（计算均衡区含水层或含水系统）的水量 补给形式：大气降水渗入、地表水渗入、地下水侧向径流、越层补 给，人工回灌补给等方式 分类： ❖ 天然补给量：天然状态下，进入计算区含水层的水量。 ❖ 开采补给量（补给增量）：扩大开采后可能增加的补给量或在开 采条件下由于水文地质条件改变夺取的额外补给量。（开采补给 量是地下水在开采条件下夺取过来的额外补给量。）
调节储量：地下水位年变动带内重力水的体积； 开采储量：用技术经济合理的取水工程，能从含水层 中取出的水量，并要求开采期内不发生水量减少、水质恶 化等不良后果。
第八章 地下水资源评价
§2 地下水资源量计算
地下水资源的分类
20世纪70年代后期，我国提出了自己的地下水资源分类， 该方案于于1989年由国家计划委员会正式批准为国家标准 (GBJ27-88)。
第八章 地下水资源评价
§2 地下水资源量计算
地下水资源的分类
20世纪70年代以前，我国采用前苏联的地下水储量分 类，即分为动储量、静储量、调节储量和开采储量四类。
动储量：单位时间内流经含水层（带）横断面的地下 水体积，即地下水的天然径流量；
静储量：地下水位年变动带以下含水层（带）中储存 的重力水体积；
（1）可持续利用的原则 （2）“三水”相互转化，统一评价的原则 （3）以丰补欠，调节平衡的原则 三、地下水资源评价的内容 （1）地下水水质评价 （2）地下水水量评价 （3）开采技术条件评价 （4）环境影响评价 （5）防护措施评价
第八章 地下水资源评价
§1 概述 §2 地下水资源量的计算 §3 地下水水质评价
地下水资源的可恢复性是地下水资源可持续利用的保 证。
第八章 地下水资源评价
§1 概述
一、地下水资源的特点
4、可调节性 调节性主要是针对水量而言，指地下水在系统结构的作
用下，使不连续的降水和水量输入变为相对连续、均匀输 出的这种自然特性。
一般来说，地表水系统的水量调节能力较差，水量、 水位的动态变化与降水过程极为密切，滞后、延迟效应均
W = μ ·F ·h 式中：W—地下水的储存量(m3)；
μ—含水层的给水度； F—潜水含水层的面积(m2)； h—潜水含水层的厚度(m) 。
第八章 地下水资源评价
第八章 地下水资源评价
§1 概述 §2 地下水资源量的计算 §3 地下水水质评价
第八章 地下水资源评价
§1 概述
一、地下水资源的特点
地下水资源，既不同于固体矿产资源，也不同于地表水 资源，有它自己的特点。可以概括为系统性和整体性、流 动性、可恢复性、可调节性等四个方面的特点。 1、系统性和整体性
所谓系统性和整体性，是指由一定的地质结构组织而成 的、具有密切水力联系的统一整体。