数值法(地下水可开采量)

2014年8月21日3时57分
§1 地下水资源的特点及分类
水文地质勘察
（2）系统性（或活动性及与周围环境的密切联系性）：由于地下水 与周围环境（气候、水文条件及地质条件等）有密切的联系，所以大 都具有流动性或活动性，特别是与地表水联系得更加密切，常常可以 互相转化。这种联系反映在含水层的平面和剖面边界条件上，包括地 下水的补给和排泄条件。液体矿产虽然也有流动性，但往往要在开采 时才表现出来。虽外部环境对其它矿产也有影响，但仅是在地质历史 时代中反映出来。考虑到地下水的流动性，可用地下水的流量表示地 下水的数量。 （3）调节性（或储存量的可变性）：地下水在含水层中始终处在不 断地补给和消耗的新旧交替过程中。当补给丰富、大于消耗时，含水 层就把多余的水蓄集起来，使地下水的储存量增加；当补给较少或暂 时停止时，又可用储存的地下水维持消耗，使储存量减少。储存量的 这种可变性，在地下水的补给、径流、排泄及开采过程中均起着调节 作用。这种性质是其它矿产资源所不具备的。有的含水盆地具有相当 大的调蓄能力。如山西娘子关泉域的调蓄能力有14×108m3。利用这 一性质，可以进行人工调蓄，增大开采量。
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二、地下水资源量的分类
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50一60年代，国内曾广泛采用H· A· 普洛特尼科夫的地下水储量分类 （四大储量）。他将地下水储量分为如下四类。 动储量：是指单位时间流经含水层（带）横断面的地下水体积，即地下 水的天然流量； 静储量：是指地下水位年变动带以下含水层（带）中储存的重力水体积； 调节储量：是指地下水位年变动带内重力水的体积；
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开采储量（专水，允许开采量）：是指用技术经济合理的取水工程能
从含水层中取出的水量，并在预定开采期内不至发生水量减少、水质 恶化等不良后果。
该分类在一定程度上反映了地下水量在天然状态下的客观规律， 对我国当时地下水资源评价工作起过一定的作用。但它存在一些需要 改进的缺点。
不能考虑永久储存量。如果动用了它，就会出现区域地下水位逐年持续下 降的趋势，导致地下水源枯竭
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但是，如果永久储存量很大（如含水层厚度大、分布又广的大型贮水 构造），每年适当动用一部分永久储存量，使在100年或50年内总的水位 降不超过取水设备的最大允许降深也是可以的。例如，美国得克萨斯州高 平原地下水源地，主要是消耗静储量来维持开采，据计算，可持续开采 40—50年。
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供水水文地质勘察的主要任务之一就是要查明地下水的水质和水量，进 行地下水资源评价。地下水量是处在地下水补给与排泄的动平衡中，是 随着自然和人为因素的改变而变化的。特别是在大量开采地下水后，会
引起地下水补给、排泄条件的改变，给地下水量的准确计算带来不少困

简言之，地下水允许开采量（或可开采量）––––指在可预见的时期内，
通过经济合理、技术可行的措施，在不引起生态环境恶化条件下允许 从含水层中获取的最大水量。（m3/d或m3/a）
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允许开采量与开采量是不同的概念。
开采量是指目前正在开采的水量或预计开采量，它只反映了取水工程 的产水能力。开采量不应大于允许开采量；否则，会引起不良后果。

允许开采量的大小，是由地下水的补给量和储存量的大小决定的；同 时，还受技术经济条件的限制。

为了说明这一关系，有必要分析开采量的组成。
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地下水在开采以前，由于天然的补给、排泄，形成了一个不稳定的天 然流场。
但只要停止开采，水位又可逐渐恢复原位，即地下水的储存量又得到了补充。 这就是地下水的可恢复性，是与一般矿产资源的重要区别。固体矿产，开一
点就少一点，没有恢复补偿性质，石油等液体矿产也是如此。地下水虽然可
以不断得到补给和更新，开采后可以补充恢复，但也不是取之不尽、用之不 竭的。如果大量超采，也会造成地下水资源的消耗甚至枯竭。
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有人将一定期限内的最小储存量称为永久储存量或静储量。它是在一定 周期内不变的储存量。最大与最小储存量之差称为暂时储存量，相当于调 节储量。在地下水径流微弱的地区，暂时储存量的数量可以很大，几乎接
近补给量，可以将它作为允许开采量。在一般情况下，计算允许开采量时
水的补给量，然后再计算扩大开采后可能增加的补给量。这后一种称为补
给增量（或称诱发补给量、激发补给量、开采袭夺量、开采补充量等）。
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§1 地下水资源的特点及渗的补给增量：由于开采地下水形成降落漏斗，除漏斗疏 干体积增加部分降水渗入外，还使漏斗范围内原来不能接受降水渗入 补给的地区（例如沼泽、湿地等），腾出可以接受补给的储水空间， 因而增加了降水渗入补给量。此外，由于地下水分水岭向外扩展，增 加了降水渗入补给面积，使原来属于相邻均獾囟危或水文地质单元） 的一部分降水渗入补给量，变为本漏斗区的补给量。 来自地表水的补给增量：当取水工程靠近地表水时，由于开采地下水， 使水位下降漏斗扩展到地表水体，可使原来补给地下水的地表水补给 量增大，或使原来不补给地下水，甚至排泄地下水的地表水体变为补
量的计算见动态与均衡）。
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2．储存量：
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储存量––––是指储存在单元含水层中的重力水体积（m3）。
（1）潜水含水层的储存量，也称为容积储存量，可用下式计算：
W V
（V＝F M）（M含水层厚度）
式中：W––––地下水的储存量（m3）； μ––––含水层的给水度（小数或百分数）；
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许多学者考虑到地下水量的特殊性，认为不宜用“储量”这个术语来 描述地下水量，应改用“地下水资源”。 有人将地下水资源分为天然 资源和开采资源两大类，有人将其分为补给资源、储存资源和开采资 源三大类，等等。
另一些人认为，“资源”的含意应包括量和质两方面，单纯指水量时
来自各种人工增加的补给量：包括开采地下水后各种人工用水的回渗
量增加而多获得的补给量。
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补给增量的大小，不仅与水源地所处的自然环境有关。同时还与采水 构筑物的种类、结构和布局，即开采方案和开采强度有关。当自然条 件有利、开采方案合理、开采强度较大时，夺取的补给增量可以远远 超过天然补给量。 例如，在傍河地段取水，沿岸布井开采时，可获得大量地表水的入渗 补给增量，并远大于原来的天然补给量，成为可开采量的主要组成部 分。 但是，开采时的补给增量也不是无限制的。从上述补给增量的来源可 以看出，它无非是夺取了本计算含水层或含水系统以外的水量。从整 个地下水资源的观点来看，邻区、邻层的地下水资源也要开发利用。 这里补给量增加了，那里就减少了。再从“三水”转化的总水资源的 观点考虑，如果河水已被规划开发利用，这里再加大开采强度，大量 夺取河水的补给增量，则会减少了地表水资源。因此，在计算补给增 量时，应全面考虑合理的袭夺，而不能盲目无限制地扩大补给增量。
补给量––––是指天然状态或开采条件下，单位时间从各种途径进入该单元 含水层（带）的水量（m3/a ）。补给来源有降水渗入、地表水渗入、地下
水侧向流入和垂向越流，以及各种人工补给。实际计算时，应按天然状态
和开采条件下两种情况进行。实际上。许多地区的地下水都已有不同程度 的开采，很少有保持天然状态的情况。因此，首先是计算现实状态下地下
给地下水。这就是开采时地表水对地下水的补给增量。
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来自相邻含水层越流的补给增量：由于开采含水层的水位降低，与相 邻含水层的水位差增大，可使越流量增加，或使相邻含水层原来从开 采含水层获得越流补给，变为补给开采层。 来自相邻地段含水层的增加的侧向流入补给量：由于降落漏斗的扩展， 可夺取属于另一均衡地段（或含水系统）地下水的侧向流入补给量。 或某些侧向排泄量因漏斗水位降低，而转为补给增量。
第十章 地下水资源量的计算与评价
1 地下水资源的特点及分类
2 计算地下水允许开采量的主要方法
3 地下水资源评价
§1 地下水资源的特点及分类
水文地质勘察
地下水资源––––是指有使用价值的各种地下水量的总称，它属于整个地 球水资源的一部分。 地下水的使用价值包括水质和水量两个方面。 它是否能成为有使用价值的资源，首先是由水质决定的。在水质符合利 用要求的前提下，看其可资利用的数量有多少。因此，地下水资源评价， 应同时进行水质和水量的评价。地下水量的计算和评价比水质评价复杂 得多。一般所说的进行地下水资源评价，都是在水质符合要求的前提下， 着重对水量进行评价。因此，将地下水的各种量也多称为资源。前章已 经讲了水质评价。 本章则讨论水量的计算和地下水资源评价。
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3．允许开采量（或可开采量）
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允许开采量（或可开采量）––––是指通过技术经济合理的取水构筑物， 在整个开采期内出水量不会减少、动水位不超过设计要求、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、不发生危害性环 境地质现象等前题下，单位时间内从该水文地质单元或取水地段开采 含水层中可以取得的水量。其常用的流量单位为m3/d或m3/a等