第七章 地下水资源与地下水系统

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。
注意2：开采时的补给增量不是无限制的。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。 从“三水”转化的总水资源的观点考虑。
注意3：计算补给量时，应以天然补给量为主，同时考虑合理
的补给增量。地下水的补给量是使地下水运动、排泄、水交
一、地下水资源的特点
4、可调节性 可调节性主要针对水量，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、 延迟效应均不明显，获得的降水补给量可以快速地 排出。
一、地下水资源的特点
得到运动不仅受重力作用，也可同时受静水压力作
用，局部地下水的运动方向可与地形坡向相反；
4. 地表水资源量主要决定于地表水流域范围和降水强 度，地下水资源量还与地表水入渗条件、岩层空隙 和含水层分布等因素相关； 5. 地表水易遭受污染，水质动态变化大，而降水、地
表水向下渗入能够滤去杂质等有害物质而达到自然
第七章 地下水资源与地下水 系统
§1 地下水资源的特点 §2 地下水资源分类 §3 地下水系统
思考：
地下水与地表水的共性？
地下水与地表水的差异性？
地下水与地表水的共性:
地球上水资源组成部分
均具有流动性和随时间变化性，均是可更新 和可再生的资源，均由大气降水转化而来； 根据自然界水循环特征分析，地表水与地下 水之间相互转化，联系密切，资源量存在很 大的重复性。
（二）储存量
注意3：
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，使其在100年或50年内总的水位降深 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。
标高/m
4、可调节性 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。
§1 1、系统性
地下水资源的特点
2、流动性
3、可恢复性
4、可调节性
§2
地下水资源的分类
一、地下水储量分类
20世纪70年代前，采用H· A· 普洛特尼科夫地下水储 量分类：天然储量+开采储量
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) 。
（二）储存量
在承压含水层中，承压含水层除了容积储存量外，还有 弹性储存量（承压含水层压力水头的变化主要反映弹性水 的释放，称为弹性储存量）。 W弹＝μ * · F· h
式中：W弹—承压水的弹性储存量(m3)； μ *—贮水(或释水)系数； F —承压含水层的面积(m2)； h —承压含水层自顶板算起的压力水头高度(m)。
联系的统一整体。
如：水井、水源地、含水层、含水岩组、含水系统
一、地下水资源的特点
2、流动性 地下水是流体，是动态资源，在补给、径流、排 泄的过程中，不断循环流动。地下水资源的数量 和质量随外界条件变化而变化。 可用地下水的流量表示地下水的数量。
一、地下水资源的特点
3、可恢复性 地下水资源的可恢复性(可再生性)是地下水资 源可持续利用的保证。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，补排水量多年间大体平衡，水 量和水质保持相对稳定。
100
118°
24.8 深23 650 21.8 衡53 550
滏阳河 滏阳新河
20.1 衡54 650
清凉江
邑42 21.6 633 景30 20.6 650
江江河
省界
20.7 景34 651
0
Q4
Ⅰ Ⅱ1
-100
Q3
Ⅱ2 Ⅲ1
-200
Q2
-300
Ⅲ2 Q1 Ⅳ
-400
-500
N
-600
-700 深15
地表水的入渗补给量、越流补给量和人工补给量等。
实际计算时，按天然状态和开采条件下两种情况进行。
（一）补给量
首先计算现实状态下地下水的补给量，然后再计算扩大开 采后可能增加的补给量。
后者称为补给增量（或称诱发补给量、激发补给量、开采
袭夺量、开采补充量等）。

1. 降水入渗的补给增量：
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。 由于地下水分水岭向外扩展，增加了降水渗入补给面积，使 原来属于相邻均衡水区或水文地质单元）的一部分降水渗入 补给量，变为本漏斗区的补给量。
2000
年度
第四系各含水组地下水位动态曲线对比
（三）允许开采量

可开采量，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
§1
地下水资源的特点
一、地下水资源的概念
地下水资源–––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。
二、地下水资源的特点

系统性
流动性 可恢复性 可调节性
二、地下水资源的特点
1、系统性 是指由一定的地质结构组织而成的、具有密切水力
地下水与地表水的差异性:
1. 地表水分布于地势低洼处，构成当地侵蚀基准面， 而地下水分布广泛； 2. 地表水分布受控于地形条件，而地下水分布则主要 受地层、岩性和构造控制；地表水流域范围受地形 分水岭控制，而地下水系统范围则不受地表水流域 影响，有时可大于地表水流域，有时可小于地表水 流域；
3. 地表水在重力作用下从上游向下游流动，而地下水
水平比例尺 地面标高(m) 23.2 钻孔编号 300 钻孔深度(m) 咸水顶底界面
0
10
20 km
含水层
Ⅰ
Ⅱ1 Ⅱ2 含水层组上下段分界线 Ⅱ 含水层组界线
衡水市第四系孔隙含水层组水文地质剖面示意图
山区
滹沱河冲积区 全淡水区
垂直补给 蒸发排泄 扩散混合
滏阳河冲洪积区 有咸水区
垂直补给 蒸发排泄 浅部垂直循环水流亚系统
冀枣衡漏斗底部越来越开阔、平展，呈整体
2 -2
饶阳 饶阳 安平 安平
安平 安平 饶阳 饶阳
0
12
全区水位呈整体下降趋势，1970-2000 年均下 衡水 衡水
冀州 冀州 降 1.28m。 枣强 枣强
14 -1 阜城阜城 16 -6 -18 武邑 武邑 -22 1 8 衡水 衡水 景县 景县 20 -26
（二）储存量
（二）储存量
注意1：
储存量在地下水运动交替和开采中起调节作用。

天然条件下，储存量呈周期性变化，有年周期或多年周期。


开采条件下，如果开采量不大于补给量，储存量仍呈周期性变化；
开采量超过补给量时，由储存量来补偿超过开采量，使储存量出现逐年 减少的趋势性变化。
（二）储存量
注意2：

16
22
阜城 景县
18
22
20
衡水
武邑
18
武邑
衡水
冀州 枣强 故城
20
枣强
22 24
故城
（A）1961年流场
（B）1975年流场
衡水市浅层地下水动力环境演化
安平 饶阳 安平 2
0
1980年后不均匀开采改变局部地下水径流方向 武强 武强
深州
2 6 水位呈整体下降趋势， 1975-2000全区平均累 阜城 4 阜城
二、我国地下水资源分类方案
国家计划委员会1989年颁布国家标准(GBJ27-88)，建设部
2001年颁布《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001)中仍
执行该方案。
地下水资源划分为补给量、储存量和允许开采量三类：
（一）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、
净化，因而地下水的动态变化相对缓慢和稳定；
6. 地下水有较大的储量和调蓄能力，这是地下水资源
和地表水资源的主要不同点。
全球地表水平均更新期16天，对降水反映迅速，储 量小，全球2.1×1012m3，地表水的调蓄能力很差。 地下水资源：地球上600米深度内淡水储量 10530×1012m3，为河网储量的5000倍，平均更新期 长达1400年，因而地下水资源对降水的反映远不如 地表水敏感。



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； 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。

4. 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。 某些侧向排泄量因漏斗水位降低，而转为补给增量。

5. 各种人工增加的补给量：
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。
注意事项：
注意1：补给增量不仅与水源地所处的自然环境有关。还与采 水构筑物种类、结构和布局（开采方案和开采强度）有关。