地下水资源计算与评价
合集下载
水文地质勘查：地下水资源量评价——地下水允许开采量分级、评价
孔抽水试验、地下水动态观测和 实验室测试等资料，计算水文地 质参数。选择均衡法、解析法、 数值法等一种及以上适当的方法， 结合开采方案，对水源地的允许 开采量及尚难利用的资源量进行 初步的计算。对泉源水源地，则 应根据它的补给、径流、排泄条 件，通过数理统计的方法，找出 降水量与泉水流量之间的关系， 初步确定泉水的允许开采量或尚 难利用的资源量。在水文地质条 件复杂或是需水量明显小于允许 开采量的情况下，考虑了补给资 源、储存资源和允许误差问题， 根据群井或单井抽水试验出水量 与降深关系曲线适当外推的出水
4.6地下水允许开采量的分级、 地下水资源量评价
前课回顾
上次课我们讲述了地下水允许开采量确定方法中的水均衡法，要 求大家重点掌握如何用水均衡法确定地下水的允许开采量。
课程引入
在学习了地下水允许开采量计算的相关知识后，本次课我们继续 学习地下水允许开采量的分级和地下水资源量的评价。
下面开始讲述：
三、地下水允许开采量的计算与分级
（二）地下水允许开采量的分级
为根据不同目的和具体水文地质条件选择适当的计算评价方法，以得到不同精 度的地下水允许开采量，便于地下水的开发利用，有必要对地下水允许开采量进行 分级。
地下水允许开采量相当于固体矿产的资源/储量，由全国矿产储量委员会统一审 批。
1.地下水允许开采量的分级方案 全国矿产储量委员会制定了《地下水资源分类分级》，并于1994年由国家技术 监督局颁布为国家标准（GB 15218-1994）。在该标准中，根据勘查研究程度的不同， 将地下水能利用资源即地下水的允许开采量划分为5级，分别用大写的英文“A、B、 C、D、E”5个字符代表；尚难利用的资源可分为3级，分别用英文字符“Cd、Dd、Ed” 代表。地下水资源分分级
地下水资源计算与评价
第一节 地下水资源的特点及分类 第二节 地下水水量的计算 第三节 地下水允许开采量的计算 第四节 地下水水量评价 第五节 地下水水质评价
第一节 地下水资源的特点及分类
一、地下水资源 地下水资源是指对人类具有使用价值，而且在
当今科技水平和社会经济条件下，能够开发的地下 水。具有社会属性和自然属性。 二、地下水资源的特点
第二节 地下水水量的计算
二、地下水储存量计算
2.承压水含水层的弹性储存量
W=F·S·h 式中：
W--地下水的弹性储存量（m3）； F--含水层的面积（m2）； S--弹性释水系数； h--承压水含水层自顶板算起的压力水头高度（m）。
一、地下水补给量计算 二、地下水储存量计算 三、地下水允许开采量计算
第二节 地下水水量的计算
一、地下水补给量计算
1.降水入渗补给量
降水入渗的补给量，可按下列公式计算： 1）当采用降水入渗系数计算时
Q=F·α·X/365 式中：Q--日平均降水入渗补给量（m3/d）；
F--降水入渗的面积（㎡）； α--年平均降水入渗系数； X--年降水量（m）。
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 。
第一节 地下水资源的特点及分类
二、地下水资源的特点
3.可恢复性 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
第一节 地下水资源的特点及分类
三、地下水资源的分类
3. 曹万金提出的地下水水资源分类
补给资源： 储存资源：指多年中不能动用的含水层中的重力水
第一节 地下水资源的特点及分类
一、地下水资源 地下水资源是指对人类具有使用价值，而且在
当今科技水平和社会经济条件下，能够开发的地下 水。具有社会属性和自然属性。 二、地下水资源的特点
第二节 地下水水量的计算
二、地下水储存量计算
2.承压水含水层的弹性储存量
W=F·S·h 式中：
W--地下水的弹性储存量（m3）； F--含水层的面积（m2）； S--弹性释水系数； h--承压水含水层自顶板算起的压力水头高度（m）。
一、地下水补给量计算 二、地下水储存量计算 三、地下水允许开采量计算
第二节 地下水水量的计算
一、地下水补给量计算
1.降水入渗补给量
降水入渗的补给量，可按下列公式计算： 1）当采用降水入渗系数计算时
Q=F·α·X/365 式中：Q--日平均降水入渗补给量（m3/d）；
F--降水入渗的面积（㎡）； α--年平均降水入渗系数； X--年降水量（m）。
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 。
第一节 地下水资源的特点及分类
二、地下水资源的特点
3.可恢复性 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
第一节 地下水资源的特点及分类
三、地下水资源的分类
3. 曹万金提出的地下水水资源分类
补给资源： 储存资源：指多年中不能动用的含水层中的重力水
地下水资源计算与评价
第三章 地下水资源评价
质特征；②初步掌握地下水补径排条件及其动态规 律；③有据有观测孔的抽水试验或枯水期的地下水 动态资料所确定的有代表性的水文地质参数；④结 合开采方案初步计算允许开采量，提出合理的采用 值；⑤初步论证补给量，提出拟建水源地的可靠性 评价。（详查阶段） 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。（普查阶段） E级：①据现有地下水资料，结合路线踏勘，概略了 解区域水文地质条件；②推测圈定的可能富水地段 ；③粗略评价地下水资源，估算允许开采量。
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算 ②计算步骤 A.通过勘探试验或实验取得计算所需的各种参数， 如渗透系数K、含水层厚度M、导水系数T、重力给水 度μ和弹性给水度μ*、水头分布H等。 B.拟定开采方案，确定计算公式。 C.计算开采量，检查水位降深。 D.进行评价，当未考虑补给条件时，应计算地下水 的补给量，论证开采量的保证程度。 ③解析法的适用条件 适用于含水层均质和各向同性、边界条件较简单、 可概化为计算公式要求的模式。
第二章 地下水水量的计算
§1 地下水补给量的计算
（2）降水入渗补给量
降水入渗的补给量，可按下列公式计算： 1）当采用降水入渗系数计算时 Q=F· X/365 α· 式中： Q--日平均降水入渗补给量（m3/d）； F--降水入渗的面积（㎡）； α--年平均降水入渗系数； X--年降水量（m）。
第二章 地下水水量的计算
（2）地下水质量的分类标准
– Ⅰ类：主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。
第四章 地下水水质评价
§1 概论
– Ⅱ类：主要反映地下水化学组分的天然背景含量。 – Ⅲ类：以人体健康基准值为依据。主要是适用于集中式 生活饮用水水源及工业、农业用水 。 – Ⅳ类：以工业和农业用水要求为依据。除适用于农业用 水和工业用水外，适当处理后，可作为生活饮用水。 – Ⅴ类：不宜饮用，其他用水可根据用水目的选用。
第四章地下水资源评价
抽水季节可选在枯水期，抽水时间可灵活掌握，以 达到目的为原则。可能的话时间要尽量长一些。
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
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
建三江分局地下水资源计算与评价
＝
Ｐ
Ｆ ０ １
松花 江 和乌 苏里 江三江汇 流地带 。 目前 ．全 区以发
展水 稻为 主 。１ ９ 年 春 ， 由于上 一年降雨 量少 ， 且 ９６ 井灌 水稻 面积 比上 一年又增加４ ．万ｂ ８２ ｍ，导致 超采 地下 水 ，约有６ ０ ０ 眼机井 出现“ 吊泵 ” 、流量 减少 、甚
模 数为９ ２ ｍ／ ・ ｍ。 ． ４ 年 ｋ （ ２）按 调节储 量 推算 ： Ｑ － 开＝ Ｐ，开采 系数
０ ６ ０ ９ ．取 ０ ７ 。 ． ０— ． ５ ． ５
ｒ 为年 内实 际抽水 天数 。
平均布井数： ＝ Ｆ ４ ． ＇ ｉ／Ｒ）０ １
式 中：，为布井面积 ， ． ｋ 据建三江分局提供 资料 ， 到 ２ １年 ，ｌ个 农 场耕 地面 积达 到５ ． ４ ｈ Ｒ ００ ４ ３ １万 ｍ； 为影 响半径 ，平均 为３ ｎ ｌ１ ０。 计算结果 ： ＝３２ 眼 ， Ｑ ＝ ０３８亿 ｍ 。 １８５ １．６８ Ｖ年 平 均 布 井 法 推算 的可 开 采量 考 虑 了 开 采 能 力 ．因 此 ．以平 均布井法 计算结 果作 为地下 水可 开采量 代 表值 ，其值 为 １．６８ ／ 。各 方法 计算结 果 见 ０３８亿 年
所 示
寰 １ ｔ 三江 分 晨地 下 水 朴瞥 ■｛ 簋 寰 单 位 ：亿 ｍ’ 亡 ， 年
２２２ 调节储量计算 ．．
＝ －
％ ＝Ｋ・・ ￡ｔｉ－ ， Ｈ－ － ０８ ・
Ｆ・
・０ １
式 中 ： Ｑ 为 地下 水 佣 向径 流 补给量 ，亿Ｉ／ ； Ｂ年 。
Ｋ为 渗透 系数 ，ｍ ｄ ， ｉ ； 为水力 坡度 ； 为 含水层
＝ｏ １ 。 ． ５
（ ）洪水淹没补 给量 。 ５
Ｐ
Ｆ ０ １
松花 江 和乌 苏里 江三江汇 流地带 。 目前 ．全 区以发
展水 稻为 主 。１ ９ 年 春 ， 由于上 一年降雨 量少 ， 且 ９６ 井灌 水稻 面积 比上 一年又增加４ ．万ｂ ８２ ｍ，导致 超采 地下 水 ，约有６ ０ ０ 眼机井 出现“ 吊泵 ” 、流量 减少 、甚
模 数为９ ２ ｍ／ ・ ｍ。 ． ４ 年 ｋ （ ２）按 调节储 量 推算 ： Ｑ － 开＝ Ｐ，开采 系数
０ ６ ０ ９ ．取 ０ ７ 。 ． ０— ． ５ ． ５
ｒ 为年 内实 际抽水 天数 。
平均布井数： ＝ Ｆ ４ ． ＇ ｉ／Ｒ）０ １
式 中：，为布井面积 ， ． ｋ 据建三江分局提供 资料 ， 到 ２ １年 ，ｌ个 农 场耕 地面 积达 到５ ． ４ ｈ Ｒ ００ ４ ３ １万 ｍ； 为影 响半径 ，平均 为３ ｎ ｌ１ ０。 计算结果 ： ＝３２ 眼 ， Ｑ ＝ ０３８亿 ｍ 。 １８５ １．６８ Ｖ年 平 均 布 井 法 推算 的可 开 采量 考 虑 了 开 采 能 力 ．因 此 ．以平 均布井法 计算结 果作 为地下 水可 开采量 代 表值 ，其值 为 １．６８ ／ 。各 方法 计算结 果 见 ０３８亿 年
所 示
寰 １ ｔ 三江 分 晨地 下 水 朴瞥 ■｛ 簋 寰 单 位 ：亿 ｍ’ 亡 ， 年
２２２ 调节储量计算 ．．
＝ －
％ ＝Ｋ・・ ￡ｔｉ－ ， Ｈ－ － ０８ ・
Ｆ・
・０ １
式 中 ： Ｑ 为 地下 水 佣 向径 流 补给量 ，亿Ｉ／ ； Ｂ年 。
Ｋ为 渗透 系数 ，ｍ ｄ ， ｉ ； 为水力 坡度 ； 为 含水层
＝ｏ １ 。 ． ５
（ ）洪水淹没补 给量 。 ５
地下水资源评价原则与方法
地下水资源评价原则与方法一、评价原则。
1. 可持续性原则。
这可持续性可重要啦！就像我们过日子，不能今天把钱都花光，明天就没饭吃了一样。
对于地下水资源，我们得想着以后呢。
不能一下子把地下水抽得太多，要保证它能一直为我们服务。
比如说，在干旱地区，如果过度开采地下水，以后可能就没水可用啦，那可就惨咯。
所以在评价的时候，得看看开采量是不是在地下水可以持续供应的范围内，要给地下水留条“活路”呀。
2. 系统性原则。
地下水可不是孤立存在的哦。
它就像一个大家庭里的一员，和地表水、土壤水还有大气降水都有着千丝万缕的联系呢。
就好比一家人，互相影响、互相帮忙。
所以在评价地下水资源的时候，不能只盯着地下水本身，得把它周围的这些“亲戚”都考虑进去。
比如说，地表水的多少可能会影响到地下水的补给，如果只看地下水，就可能得出错误的结论。
3. 科学性原则。
这科学性就像是我们做事得讲道理一样。
评价地下水资源得用科学的方法，不能瞎猜。
要通过实地调查、测量数据这些靠谱的方式来了解地下水的情况。
比如说，要知道地下水的储量，就得用专业的仪器去测量它的水位、水量，然后根据科学的公式去计算。
可不能像小孩子过家家，随便说个数就当是地下水资源量啦。
4. 实用性原则。
这个原则就是要让我们的评价有用处呀。
我们评价地下水资源不是为了好玩儿，而是为了能够在实际中对地下水进行合理的开发利用和保护。
如果评价出来的结果对实际的水资源管理没有帮助，那可就是白费劲啦。
就像我们做一件衣服，得能穿出去才行，不能做个只能看不能用的东西。
二、评价方法。
1. 水量均衡法。
这就像是算收支账一样。
把地下水的收入（比如降水入渗补给、地表水补给等）和支出（像人工开采、蒸发排泄等）都算清楚。
如果收入比支出多，那地下水可能就比较充足；要是支出太多，那可能就有问题啦。
就像我们每个月的工资和花销一样，得算明白才能知道自己的经济状况呢。
不过这个方法也有点麻烦，要把所有的收支项目都找全可不容易。
朝阳市区地下水资源计算方法与评价
裂 隙水 、 岩裂 隙水 三大 类型 ． 中赋存 于第 四 系 基 其
全 新统 中的松 散 岩类 孑 隙水 是 市 区 工业 、 业 和 Ｌ 农 城市生 活用 水 的主要水 源 ．
朝 阳市城 区位 于 辽 宁西 部 ，０ １１国道 、 承 线 锦 铁 路 经过市 区 ， 通 十分便利 ． 区处 于大 凌河 干 交 城 流与 十家河 冲积 、 洪积 形成 的河 谷平原 ， 势较平 地
利于 接受 大气 降水下 渗 ， 成基 岩裂 隙水 ， 形 为地下
水 的补 给 区 ． 山前 坡 洪 积扇 、 间谷地 一 、 级 在 山 二
１ ０ｍ便可初 见 水位 ． 源 地附近 ０ ３ｍ为细粉 水
砂 和粘 土组成 ， 细粉砂 占 ８ ％ ； ０ ３—４ｍ为 卵砂石 ， 其直径 大小不 等 ， ２ ５ ｍ之 间 ， 在 ０～ ０ｍ 另含 少量细 砂 ；０ ２ｍ 为泥 质 页岩 ， ４ —４ 是强 风 化带 ， 下部 为新 鲜基岩 ． 水源 地 水 井 降 深 ５ ｍ时 单 井 涌 水 量 为 ５ ００—１ ０ １， 均影 响半 径能 够达 到 ８４ｍ， ０ ００ ０Ｉ 平 １ ３ ６ 平
阶地后缘 的广 大地 区 ， 所处地 势较 高 ， 地面坡 度较
大 ， 黄 土层 连 续覆 盖 ， 在 为地 下 水 的径 流 区 ． 在河
床 、 漫滩地 区形 成地 下水 排泄 区 ， 分地 下水 流 河 部 出地 面形成 泉 ． 于受 岩 性 、 由 地形 、 造 的影响 ， 构 该
ｉ 作者简介 ： ｔ － 苗
２ 地下 水 资 源计 算 方 法 与评 价
２ １ 计算 方法 ．
根据上 述水 文地 质特 征 、 下水 赋存规 律 、 地 富
Ｑ ０ 悻
地下水资源评价方法
地下水资源评价方法地下水资源评价的方法按其所依据的理论可分为：基于水量平衡原理的方法——水量平衡法。
基于数理统计原理的方法——相关分析法。
基于实际试验的方法——开采试验法。
基于地下水动力学原理的方法——解析法和数值法。
1．水量平衡法水量平衡法是根据水量平衡原理，建立水量平衡方程来进行地下水资源评价的方法。
评价水量的一切方法都离不开水量平衡原理，尤其是在较大范围之内进行区域性地下水资源评价时，往往因水文地质条件及其他影响因素的复杂性，当用其他方法评价都比较困难时，采用水量平衡法具有概念清楚、方法简单、适应性强等优点。
该方法是目前生产中应用最广泛的一种地下水资源评价方法。
1．1水平衡方程的建立对于一个平衡区（或水文地质单元）的含水层组来说，地下水在补给和消耗的动平衡发展过程中，任一时段补给量和消耗量之差，永远等于该时段(Qk-Qc)+(W-Qw)=±μFΔH/Δt式中：(Qk-Qc)——侧向补给量与排泄量之差，m/a(W-Qw)——垂向补给量与消耗量之差，m/aW=Pr+Qcf+Qe-Eg式中：Pr——降水人渗补给量，m/aQcf——渠系及田间灌溉入渗补给量，m/aQe ——越流补给量，m/aEg——潜水蒸发量，m/aQw——地下水开采量，m/aμFΔH/Δt ——单位时间2 33333333ΔH——时段ΔH =[(Qk-Qc)+(W-Qw)] t/μF计算的地下水位变幅ΔH为正，说明评价区的地下水储量增加，地下水位上升，称为正均衡；ΔH 为负，则地下水储量减少，地下水位下降，称为负均衡。
1．2地下水均衡计算地下水均衡计算是根据水量均衡原理，分析均衡区在一定时段内地下水的补、排量及地下水升降等要素，在此基础上评价地下水资源的盈亏。
1．2．1均衡区的划分由于均衡方程中的各项补给量和排泄量（均衡要素）是随区域水文地质条件不同而变化的，特别是当评价区面积较大时，其均衡要素差别更大，为了准确地计算均衡要素，应将评价区进行分区（划分均衡区）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主要取决于含水层的可能补给源
• 在常年补给为主地区，可做旱季变量开采试验，利用时段均 衡关系解出补给量做为评价依据。
Ⅰ.解析法
即用地下水动力学中解析解的公式来计算求得 允许开采量的方法。由于实际情况不能完全符合选 用公式的假定条件，常常是用解析公式计算出开采 量，再用水均衡法计算补给量来论证其保证程度。
①选择公式，包括稳定流公式、非稳定流公式、承 压井公式、潜水井公式等
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
③评价方法
应用数学模型评价地下水资源时，通常分两步工作 ：一是确定权函数，二是利用确定的权函数预报流 量或开采量。
流量预报 在上式中，如果忽略很小量 Q ，则得：
n
Qt PtiWi
这时的Wi已在第一步i确k 定，所以上式就是一般的预 报方程。
②计算步骤
A.通过勘探试验或实验取得计算所需的各种参数， 如渗透系数K、含水层厚度M、导水系数T、重力给水 度μ和弹性给水度μ*、水头分布H等。
B.拟定开采方案，确定计算公式。
C.计算开采量，检查水位降深。
D.进行评价，当未考虑补给条件时，应计算地下水 的补给量，论证开采量的保证程度。
③解析法的适用条件
目录
1、地下水资源的特点及分类 2、地下水水量的计算 3、地下水水量评价 4、地下水水质评价
第一章 地下水资源的特点及分类
1.地下水资源 地下水资源是指对人类具有使用价值，
而且在当今科技水平和社会经济条件下，能 够开发的地下水。具有社会属性和自然属性。 2.地下水资源的特点
①系统性；②流动性；③可恢复性；④可 调节性
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
Ⅲ.开采抽水实验法
①开采实验法适用条件
含水层分布面积不大，试验期的下降漏斗有可能扩展到所定边 界；含水层厚度较大，在试验期或开采期有一定储存量可起调 节作用；已知含水层的可能补给源，常年补给或季节补给，但 具体补给条件很复杂。
②开采实验和方法的确定
（3）农田灌溉水和人工漫灌水入渗补给量
根据灌入量、排放量减去蒸发量及其它消 耗量进行计算。
（4）河、渠入渗补给量
根据勘察区上下游断面的流量差或河渠渗 入的有关公式确定。
第二章 地下水水量的计算
§2 地下水存储量的计算
（1）潜水含水层的ห้องสมุดไป่ตู้水量
W=μ·V 式中：
W--地下水的储存量（m3）；μ--潜水含水层的给水度； V--潜水含水层的体积（m3）
适用于含水层均质和各向同性、边界条件较简单、 可概化为计算公式要求的模式。
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
Ⅱ.数值法 在地下水资源评价中常用的数值法有两种，即有限 单元法和有限差分法。 ①计算步骤 A.建立水文地质概念模型 B.建立计算区的数学模型 这里指的是用偏微分方程及其定解条件构成的数学 模型，定解条件包括边界条件和初始条件。 C.从空间和时间上离散计算域 D.校正数学模型，用实际测得的水头值来校正模型 方程、参数和边界条件。
（2）承压水含水层的弹性储存量
W=F·S·h 式中：
W--地下水的弹性储存量（m3）； F--含水层的面积（m2）； S--弹性释水系数；h--承压水含水层自顶板算起的压力水 头高度（m）
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
计算地下水的允许开采量是地下水资源评价的 核心问题。
（1）以渗流理论为基础的方法（包括解析法和数值 法）
§1 地下水补给量的计算
2）在地下水径流条件较差、以垂直补给为主 的潜水分布区，计算降水渗入补给量时
Q=μ·F·∑△h/365 式中： ∑△h/365--年内每次降水后，地下水水 位升幅之和（m）。 3）地下水径流条件良好的潜水分布区，可用 数值法计算降水渗入补给量。
第二章 地下水水量的计算
§1 地下水补给量的计算
第二章 地下水水量的计算
§1 地下水补给量的计算
（2）降水入渗补给量
降水入渗的补给量，可按下列公式计算：
1）当采用降水入渗系数计算时 Q=F·α·X/365
式中：
Q--日平均降水入渗补给量（m3/d）； F--降水入渗的面积（㎡）； α--年平均降水入渗系数； X--年降水量（m）。
第二章 地下水水量的计算
开采区开采量和降深的关系、开采量和降雨量
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
的关系，开采量和地表水侧渗量或灌水回渗量的关 系虽然相互依赖，但变量关系不确定，这种关系统 称为相关关系。 根据研究的变量数目和相关性质不同，可分为： 1）一元线性相关分析； 2）多元线性相关分析； 3）多元非线性相关分析。 Ⅱ.系统理论法（黑箱法） ①系统理论法适用条件 1）水文地质单元是稳定的
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
E.验证数学模型 验证器可靠性，将计算值与实际观测值进行比较。 F.模拟预报，进行水资源评价 修改后的模型可以用来预报开采方案下的水位降深 的时空分布、预报合理的开采量，间接计算出补给 量等，根据计算成果，可以做出全面的地下水评价。 （2）主要以观测资料统计理论为基础的方法 （回归分析法、系统理论法和开采抽水实验法） Ⅰ.回归分析法
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
2）单元区的主要补给源是大气降水，可视为单项输 入
3）地下水的排泄方式单一而集中，可视作单项输出
n
② Q(t ) (Pt 1 Wi) Q i k
其中 Q tn P（t )W ( )d 表示tn以前降雨形成
的径流，绝大部分已经排除含水层，尚有很小的径 流量参与其中，所以 Q很小。
3.地下水资源的分类 ①补给量；②存储量；③允许开采量
第二章 地下水水量的计算 1.地下水补给量计算 2.地下水储存量计算 3.地下水允许开采量计算
第二章 地下水水量的计算
§1 地下水补给量的计算
（1）地下水径流量
进入含水层的地下水径流量，可按下列公式计算： Q=K·I·B·M
式中： Q--地下水径流量（m3/d）； K--渗透系数（m/d）； I--天然状态或开采条件下的地下水水力坡度； B--计算断面的宽度（m） M—含水层厚度（m）
• 在常年补给为主地区，可做旱季变量开采试验，利用时段均 衡关系解出补给量做为评价依据。
Ⅰ.解析法
即用地下水动力学中解析解的公式来计算求得 允许开采量的方法。由于实际情况不能完全符合选 用公式的假定条件，常常是用解析公式计算出开采 量，再用水均衡法计算补给量来论证其保证程度。
①选择公式，包括稳定流公式、非稳定流公式、承 压井公式、潜水井公式等
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
③评价方法
应用数学模型评价地下水资源时，通常分两步工作 ：一是确定权函数，二是利用确定的权函数预报流 量或开采量。
流量预报 在上式中，如果忽略很小量 Q ，则得：
n
Qt PtiWi
这时的Wi已在第一步i确k 定，所以上式就是一般的预 报方程。
②计算步骤
A.通过勘探试验或实验取得计算所需的各种参数， 如渗透系数K、含水层厚度M、导水系数T、重力给水 度μ和弹性给水度μ*、水头分布H等。
B.拟定开采方案，确定计算公式。
C.计算开采量，检查水位降深。
D.进行评价，当未考虑补给条件时，应计算地下水 的补给量，论证开采量的保证程度。
③解析法的适用条件
目录
1、地下水资源的特点及分类 2、地下水水量的计算 3、地下水水量评价 4、地下水水质评价
第一章 地下水资源的特点及分类
1.地下水资源 地下水资源是指对人类具有使用价值，
而且在当今科技水平和社会经济条件下，能 够开发的地下水。具有社会属性和自然属性。 2.地下水资源的特点
①系统性；②流动性；③可恢复性；④可 调节性
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
Ⅲ.开采抽水实验法
①开采实验法适用条件
含水层分布面积不大，试验期的下降漏斗有可能扩展到所定边 界；含水层厚度较大，在试验期或开采期有一定储存量可起调 节作用；已知含水层的可能补给源，常年补给或季节补给，但 具体补给条件很复杂。
②开采实验和方法的确定
（3）农田灌溉水和人工漫灌水入渗补给量
根据灌入量、排放量减去蒸发量及其它消 耗量进行计算。
（4）河、渠入渗补给量
根据勘察区上下游断面的流量差或河渠渗 入的有关公式确定。
第二章 地下水水量的计算
§2 地下水存储量的计算
（1）潜水含水层的ห้องสมุดไป่ตู้水量
W=μ·V 式中：
W--地下水的储存量（m3）；μ--潜水含水层的给水度； V--潜水含水层的体积（m3）
适用于含水层均质和各向同性、边界条件较简单、 可概化为计算公式要求的模式。
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
Ⅱ.数值法 在地下水资源评价中常用的数值法有两种，即有限 单元法和有限差分法。 ①计算步骤 A.建立水文地质概念模型 B.建立计算区的数学模型 这里指的是用偏微分方程及其定解条件构成的数学 模型，定解条件包括边界条件和初始条件。 C.从空间和时间上离散计算域 D.校正数学模型，用实际测得的水头值来校正模型 方程、参数和边界条件。
（2）承压水含水层的弹性储存量
W=F·S·h 式中：
W--地下水的弹性储存量（m3）； F--含水层的面积（m2）； S--弹性释水系数；h--承压水含水层自顶板算起的压力水 头高度（m）
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
计算地下水的允许开采量是地下水资源评价的 核心问题。
（1）以渗流理论为基础的方法（包括解析法和数值 法）
§1 地下水补给量的计算
2）在地下水径流条件较差、以垂直补给为主 的潜水分布区，计算降水渗入补给量时
Q=μ·F·∑△h/365 式中： ∑△h/365--年内每次降水后，地下水水 位升幅之和（m）。 3）地下水径流条件良好的潜水分布区，可用 数值法计算降水渗入补给量。
第二章 地下水水量的计算
§1 地下水补给量的计算
第二章 地下水水量的计算
§1 地下水补给量的计算
（2）降水入渗补给量
降水入渗的补给量，可按下列公式计算：
1）当采用降水入渗系数计算时 Q=F·α·X/365
式中：
Q--日平均降水入渗补给量（m3/d）； F--降水入渗的面积（㎡）； α--年平均降水入渗系数； X--年降水量（m）。
第二章 地下水水量的计算
开采区开采量和降深的关系、开采量和降雨量
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
的关系，开采量和地表水侧渗量或灌水回渗量的关 系虽然相互依赖，但变量关系不确定，这种关系统 称为相关关系。 根据研究的变量数目和相关性质不同，可分为： 1）一元线性相关分析； 2）多元线性相关分析； 3）多元非线性相关分析。 Ⅱ.系统理论法（黑箱法） ①系统理论法适用条件 1）水文地质单元是稳定的
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
E.验证数学模型 验证器可靠性，将计算值与实际观测值进行比较。 F.模拟预报，进行水资源评价 修改后的模型可以用来预报开采方案下的水位降深 的时空分布、预报合理的开采量，间接计算出补给 量等，根据计算成果，可以做出全面的地下水评价。 （2）主要以观测资料统计理论为基础的方法 （回归分析法、系统理论法和开采抽水实验法） Ⅰ.回归分析法
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算
2）单元区的主要补给源是大气降水，可视为单项输 入
3）地下水的排泄方式单一而集中，可视作单项输出
n
② Q(t ) (Pt 1 Wi) Q i k
其中 Q tn P（t )W ( )d 表示tn以前降雨形成
的径流，绝大部分已经排除含水层，尚有很小的径 流量参与其中，所以 Q很小。
3.地下水资源的分类 ①补给量；②存储量；③允许开采量
第二章 地下水水量的计算 1.地下水补给量计算 2.地下水储存量计算 3.地下水允许开采量计算
第二章 地下水水量的计算
§1 地下水补给量的计算
（1）地下水径流量
进入含水层的地下水径流量，可按下列公式计算： Q=K·I·B·M
式中： Q--地下水径流量（m3/d）； K--渗透系数（m/d）； I--天然状态或开采条件下的地下水水力坡度； B--计算断面的宽度（m） M—含水层厚度（m）