地下水允许开采量的计算方法
联立方程编号
①和②
表(8-2)
③和④
③和⑤
④和⑤
Q补
2679
2813
2688
2659
μF
1042
473
611
763
数据证明,各时段的补给量比较稳定,但μF 值变化较大,这可能是富水性和漏斗展速不均的反映。
用水位恢复资料核对Q补时,原始数据和计算结果列入表 8-3 中
平均值 2710 723
6
表(8-3)
Q 抽=Q 补+μ Δs Δt
(8-5)
结果说明,抽水量由两部分组成,一是开采条件下的补给量;二是含水层消耗的储存量。我们的任务就是把包括在抽水量中的两部分水量设法分解
出来。以便用补给量评价开采量。
分解的方法,把抽水量相对稳定,动水位接近等幅下降的若干时段资料。如图
8-5
中的Δs1 Δt1~Q1轴, Δsa Δt a
设均衡区的总流带数为Nf,水头下降带数为Nd,Q侧为侧补量,h为均衡区的水头下降值,则有:
Q 侧=NfΔQ,或ΔQ= Q侧 Nf
H=NdΔh,或Δh= h Nd
把ΔQ 和Δh 代入①式,即得整个均衡区的侧补量计算式:
Q侧=T Nf h
②
Nd
根据均衡区不同时期的流网,按上式可求得对应的Q侧和h。如把二量点在对数坐标上,则有图 8-4(B)所示的直线。由直线求得:
收集多年的开采动态资料,以年水位变幅Δh(通常取水文年的起点或终点的水位差)为纵轴,以对应年的开采量为横轴,在直角坐标纸上做散点图。 如果历年的补给量基本稳定,则散点分布的趋势将接近直线。在直互上或其延长线上,取变幅Δh=0 的开采量,就是要求的允许开采量。
这种方法符合均衡开采的原理。在多年开采过程中,如果开采量≤补给量,则有正均衡Δh≥0;如果开采量>补给量,则有负均衡Δh<0。现取Δh =0 时的开采量=补给量,显然这是保持均衡开采条件下的最大开采量,故为允许开采量。
开采试验的时间和方法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;在季节补给为主地区,宜做跨季定量抽水试验,利用补偿疏干原理求出补给量评价开采量。具体方法如下:
一、常年补给为主地区
这类地区虽有常年补给源,但水文地质条件复杂,一般很难查清补给边介和补给量。如果需水量不大,而又急需做出评价时,最好按下列条件进行 开采试验:试验时间安排在旱季后期,延续一至数月,抽水量必须等于或大于需水量。满足未来的需水量要求,抽水期间宜由小到大调节抽水量,形成 若干落程:从抽水到恢复进行全面观测,随时划出开采动态历时曲线。结果可能出现两种开采动态。
(1)稳定动态:在按等于或大于需水量的抽水期间,动水位降到设计降深以前便相对稳定下来。停抽后的动水位又能恢复到原始水位。这就说明, 在一定开采水平上可以形成均衡开采。按需水量开采显然是有补给保证的,这时的实际抽水量就是要求的开采量。
4
(2)非稳定动态:按等于或大于需水量抽水后,动水位降到设计降深仍不停止,持续下降。如果减少抽水量,也有水位回升,但停抽后的动水位迟 迟不能恢复到原始水位。这说明,抽水量已经超过开采条件下的可能补给量。按需求量开采没有保证。开采动态的历时曲线如图 8-5。
些可求出该年多余补给量。
ΣΔQ=ΔQ补-Σ(Q开+Q出)
由此求得允许开采量:
Q允=ΣQ开+ΣΔQ
(8-1)
这种方法,主要适用于潜水水资源,对于没有越流补给的承压水,年初年终的水位不可能趋向一致。显然是无效的。
既使在越流补给的承压含水层中有可能形成年初和年终的均衡状态时,由于越流补给量很难求准。应用这种方法也比较困难。
四、根据达西定律求允许开采量
在潜水或承压水的水源地中,根据勘探试验资料定出过水断面 A 和渗透系 K,再从长期开采的水位观测中求出平均水力坡度 J,按达西定律得补给
量:
Q=AKJ
(8-2)
这个补给量可做为允许开采量的上限。
这种方法,没有考虑垂向补给量。所以只能适用于没有渗入补给或越流补给的水平衡;忽略了水力坡度随开采量增减的变化。故对开采量逐年增多
1
该方法的原理仍是均衡开采。同前段不同的地方,是从地表水均衡计算中求出历年的地下水补给量,再把Δh=0 时的补给量做为允许开采量。 这种方法,主要适用于同地表水有密切水力联系的潜水或承压水的水源地,以便借助地表水的均衡关系,找出历年的地下水补给量,但是对那些在 开采过程中不断有补给量加入的水源地,散点图可能偏离直线相关,方法失效。
5.26-6.2 277.3
6.7-6.10 3262
6.11-6.19 3071
6.20-6.30 2804
平均降速(米/日)
0.47
0.09
0.94
0.54
0.14
(根据陕西省第二水文地质大队资料)
在抽水过程中,水位急剧下降结束年,开始等幅持续下降;抽水量减少和暂时中断抽水或停抽后都发现有水位等幅回升现象。这说明抽水量已经大
开采量和水位资料就可计算。计算结果比较粗略。但方法单位。正确动用也有一定使用价值。这里从略。
综合上述所有评价方法,都是在一定水质条件下以均衡开采的补给量做为允许开采量。如果有些水源地尽管满足均衡开采。但补给的是咸水或劣质
水。则计算的允许开采量毫无意义。这时可根据水抽条件的允许降深确定开采量。如采用咸淡水均衡法、淡水漏斗法等。
出现这种动态时,可按时段均衡法分离补给量做为开采量。因为,当下降漏斗已经扩展到含水层边介后,动水位便开始等幅下降。降速大小同抽水 量成比例。所以任一时段的水量均衡都应满足下式:
μFΔS=(Q 抽-Q 补)Δt μF是漏斗范围内动水位下降一米时提供的储存量(米2)简称单位储存量。可视为定值;ΔS为Δt时段水位的等幅下降值(米)Q抽是时段的平均抽 水量(米3/日)。Q补为开采条件下的补给量(米3/日)。 由上式得解出Q抽得
Q补=Q侧+Q垂=a2hβ2
(8-4)
a2、β2是图解系数。
由(8-4)式可以推出予定开采水平时的补给量,做为允开采量的上限,实际资料证明,地面沉降往往和垂向补给量有相关关系,所以从Q补中分离
出来的Q垂又予测地面降速提供了很好依据。
此外,还有以稳定流为基础的下降漏斗法、补给带宽度法、开采系数比拟法水文地质条件比拟法等。它们不需要多年的动态资料。只要一次统调的
这种方法适用于历年开采量都有变化的潜水或承压水的水源地。但是对那些随开采量增加而开采补给量也不断增大的水源地。可能偏离直线相关, 因而方法失效。 二、根据补给量和水位变幅求允许开采量
在缺少开采量记录,但有历年水位动态资料的水源地,可用历年的补给量代替允许开采量,按类似的图解法求出允许开采量。这时,仍以年水位变 幅为纵轴,以历年的补给量(通常用地表水的均衡法计算)为横轴,在直角坐标纸上做出散点图,如果历年的补给量相对稳定,则散点的分布趋势仍呈 直线关系。在直线或其延长线上,取Δh=0 的补给量就相当允许开采量。
第八章 地下水允许开采量的计算方法
目前,评价地下水允许开采量的方法很多,虽然其原理都是以均衡开采为依据,但每一种方法都有一定的适用条件,必须因地的制宜的灵活运用, 而且由于水文地质条件的复杂性,在任何地区都不宜采用单一方法,应当使用综合方法,以便比较验证。
§8.1 简易评价法
已经开发多年的旧水源地,为了扩大开采,需要判明水源地的开采潜力,要求进行水源地地下水允许开采量评价。这时,可根据开采过程中的多年 动态资料,计算地下水允许开采量。 一、根据已有开采量和水位变幅求允许开采量
§8.2 开采试验法
含水层分布面积不大,试验期的下降漏斗有可能扩展到所人边界;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。一时很难查清。在这类地区拟建中小型水源地时,如按一般方法进行复杂而精度不高的勘 察和计算,还不如打勘探开采井或种用已有的生产进行开采试验,直接评价开采量更可靠些。
时段
水位恢复值
(月、日) (米)
Δs(米 /日) 平均抽水量
Δt
(米3/日)
公式
补给量 (米3/日)
7.2~7.6
19.36
3.87
0
式③
2798
7.21~7.26
19.96
3.83
107
式②
2517
平均值
2658
综合以上的计算结果,可以做出这样的评价结论:本区补给量有限,如果开采量超过 2700 米3/日,则会破坏均衡开采,引起水位持续下降:有保证
的水源地不太适用。
五、根据流网估算允许开采量
在有多年开采量和水位记录的旧水源地中,按水位记录划出流网可计算侧向补给量Q侧。再把水源地的均衡区看做一个集中参数系统。从下列均衡式:
2
Q侧+Q垂=Fμ Δh +Q开 Δt
(8-3)
中心计算向补给量Q垂。最后把补给量Q补=Q侧+Q垂做为水头h的函数。便可求出予定开采水平时的允开采量。式中:F是均衡区面积,μ是平均储
lnQ侧=β1lnh+lna或
Q侧=a1hβ1
③
a1、β1都是图解系数。
再求Q垂。按实测的动态资料。先求各自的 Δh 和Fμ 2ΔΔ ,再用③式计算对应的Q侧,并统计各自的开采量Q开,最后按(8-3)式计算垂向补给量:
Δt
Δt
Q垂=Fμ Δh +Q开-Q侧 Δt
3
最后,把所要求的各时期的Q补=Q侧+Q垂和对应h,点在对数坐标上,如图 8-4(B),仍是直线关系,由此可得类似③式的予计Q补的计算式:
Q 开=Q 补+μF Δh 365
(8-6)
实例:某水源地,位于基岩裂隙水的富水地段。在 0.2 平方公里面积内打了 12 个钻 ,最大孔距不超过 300 米。在其中三孔中进行了四个多月的抽
水试验,观测数据列入表 8-1 中。
地下水资源的特点及分类计算地下水允许开采量的主要方
2023年12月31日12时54分
§1 地下水资源的特点及分类
水文地质勘察
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
目前,我国较多的人主张将地下水资源量分为补给量、储存量和允许 开采量(或可开采量)三类,既不用储量也不用资源,直接叫作地下 水的各种量。
下面将重点讨论这种分类。
2023年12月31日12时54分
§1 地下水资源的特点及分类
水文地质勘察
1.补给量: 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 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)。
2023年12月31日12时54分
§1 地下水资源的特点及分类
水文地质勘察
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 用资源来描述不合适,不如直接用地下水的各种量来表达。
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
地下水超采区允许开采量的确定——以潜水均衡法为例
1
地下水资源超采的基本概念
( Q 开 �Q 补 , Q 排 > 0, /t> 0) �h 3 Q 开 �现状开采量 , L /t ;
2
地下水超采状态 3
位将, L; t �设计开采期, t �
2 .1 未超越安全水位超采状态 开采量大于或等于多年平均补给量, 区域水位持 续下降, 但未达到安全水位深度, 可能有局部超采漏斗 形成并扩大, 但未造成任何不良环境地质问题� 2 .2 接近或位于安全水位超采状态 开采量大于或等于多年平均补给量, 区域水位持 续下降, 接近或等于安全水位, 区内可能有多个超采漏 斗形成并扩大, 基本未造成任何不良 环境地质问题 � 此种状态处于超量开采地下水中期, 区域地下水虽为 在安全水位线附近, 但由于开采量大于等于补给量, 水 位仍会匀速持续下降, 一定时期后便超越安全水位, 引 起环境地质问题� 2 .3 超越安全水位超采状态 开采量大于或等于多年平均补给量, 水位持续下 降, 已超越安全水位深度, 大范围 超采漏斗形成并 扩 大, 或多个较大降落漏斗形成并扩大 , 已造成明显不良 环境地质问题 �此种状态处于超量开采地下水后期 , 水位已超越安全水位线 , 水位仍会近匀速持续下降, 一 定时期后便造成水位枯竭及其它环境地质问题 �所有 超采状态太的地下水均衡式为: Q 开 =Q 补 - Q 排 + F �h /t ( 1)
4 8
内蒙古水利
2 013 年第 4 期 ( 总第 14 6 期)
�h /t=0 �达到稳定状态后, 如区域内仍有地下水浅 下波动外, 不再有持续上升现象 � 整个恢复过程的均 埋区, 蒸发量仍然会在局部存在, 但由于水位处于动态 衡式为 : � 稳定状态, 蒸发量的多年平均值 为定植,Q 蒸发量 =C � Q 开 =Q 补 - Q 排 - F �h /t ( 4) 稳定状态动态均衡式为 : ( Q 开 �Q 补, Q 排 > 0, �h /t > 0 ) Q 允许开 =Q 补 - KIL h -C (2 ) L 3 /T ; 式中 Q 开 �现状开采量 , 安全 ( Q 允许开 < Q 补 , h > 0,�h /t=0, C>0 ) Q 补 �多年平均补给量 , L 3 /T ; 安全 Q 排 �排泄量 ( 为侧向 径流排泄 量和蒸发 量 ) , L 3 /T ; 域地下水 安全 水位下 的含 水层 平均 厚 �含水层给水度 ; � L; 度, F � 资源评价区面积, L2 ; I� 区域地下水排泄边界处稳定状态水力坡度 ; � 区域现状平均水位到设计开采期平均水 �h ; 用两侧流场预测确定 L; 位将 , K �区域地下水排泄边界处含 水层渗透系数 , t �设计开采期, T� L /T ; 当水为恢复到安全水位时, 其流出量和蒸发量即 3 C � 区域安全水位下地下水蒸发量, L /T , 为定 为最小安全排泄量, 其水位即为区域动态稳定安全水 值� 位, 水位持续性上升或下降值应该为零� 达到稳定状 3.2 接近或位于安全水位的超采状态允许开采量确 态后, 如区域内有地下水浅埋区, 蒸发量会在局部 存 定 在, 但由于水位处于动态稳定状态, 蒸发量的多年平均 由于该开采状态区域平均水位深度条件下, 还未 值为定植, Q 允许开 =C �动态稳定状态均衡式为: 引起环 境地质问 题和资源 枯竭现象, 此时 的排泄 量 Q 允许开 =Q 排 - KIL h ( 1) 安全 - C ( 包括侧向流出量和蒸发量 ) 即为最小安全排泄量, 此 ( Q 允许开 < Q 补 , h �h /t =0, C > 0) 安全 > 0, 时的开采量即为最大安全开采量 - 允许开采量 �其均 Q � L 3 /T ; 式中 要确定的区域地下水允许开采量, 允许开 衡式为 : h �根据区域环境条件 , 开采条件确定的 区 安全 Q 允许开 =Q 补 - Q 侧向流出 - C ( 3) 域地下水安全水位 下含水层平均厚度 , ( Q 允许开 < Q 补 , Q 安全排泄 > 0,�h /t=0, C > 0) L; L 3 /T ; 式中 Q 允许开 �要确定的区域地下水允许开采量, I� 区域地下水排泄边界处稳定状态水力坡度 ; Q 侧向流出 �现状侧向流出量 , L 3 /T ; 用两侧流场预测确定 ; 3 C � 地下水现状蒸发量, L /T , K �区域地下水排泄边界处含 水层渗透系数 , 为定值� 3.3 超越安全水位的超采状态允许开采量确定 L /T ; 需要减小开采量到允许开采量或更小一些的开采 C � 区域安全水位下地下水蒸发量, L 3 /T , 为定 � 量, 以便使水位缓慢恢复或以稍快的速度恢复 � 当在 值� 现状开采流场条件下调整开采量后, 以允许开采量开 4 结论 采时, 地下水位会逐渐回升, 但回 升速度也会逐渐 变 小 �随着含水层逐渐增厚, 侧向排出量和蒸发量亦会 ( 1) 除特别的开发利用计划外, 都要严格遵 守可 逐渐增大, 水位逐渐回升到安全水位, 并处于动态稳定 持续开发利用的原则, 按允许开采量范围开采地下水 � 状态, 即补给量与开采量和排泄量及区域平均水位都 ( 2 ) 要较为合理的确定允许开采量, 应首 先确定 处于动态稳定状态 �在这个从非稳定趋于稳定的开采 好区域地下水开采安全水位 � 过程中, 由于地下水位回升而增加的侧向排泄量和蒸 ( 3) 对于不同的超采状态, 用相应的开采状 态均 ( 编校: 杨亚军 ) 发量等于整个过程增加的储存量 , 这是由于补给量和 衡式计算允许开采量� 开采量是定值, 单位时间内 ( 一般以年计) , 排 泄量增 , , 收稿日期: 2 013 - 06 - 12 加了多少量 储存量就相应增加多少量 到稳定状 态 � � � � � � � � � 作者简介: ��( 19 79 - ) , , � , �� , 时, 排泄量增加到了稳定值 年内 储存增量减小到 了 � � � 零, 区域地下水位除受大气降水周期性变化影响而上 式中 Q 允许开 �要确定的区域地下水允许开采量, L 3 /T ; h �根据区域环境条件 , 开采条件确定的 区 安全
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。
8 地下水资源量的计算和评价2
局部补偿疏干法的计算步骤
1、计算旱季(疏干)的最大允许开采量 (1)求uF
(2)求Q允开 (3)求V疏干
2、计算雨季(补偿)补给量
(1)根据抽水资料计算雨季水位回升速率 (2)计算雨季补给的总水量V补
(3)求全年的平均补给量Q补
(4)求雨季的补偿体积V补偿
补偿前一个 旱季的消耗量
局部补偿疏干法的计算步骤
地下水的允许开采量是地下水资源评价的中心 问题。由于水文地质条件不同,已有的水文地质资 料丰富程度不同,以及对计算成果要求的精度不同, 所以可以采用不同的计算方法。 目前已有的计算方法可归纳为:开采试验法、 水均衡法、解析法、数值法、相关分析法、水文分 析法、电模拟法等。条件选择 合理的布井方案,打探采结合孔(最好在旱季), 井尽可能地按开采条件(开采降深和开采水量)进 行较长时间的抽水试验,根据抽水试验的结果确 定允许开采量,这种方法就是开采试验法。
(2)天然消耗量
天然消耗量:开采前或开采后按天然方式冲含 水层排出的水量, 单位m3/d。应当注意的是, 从开采前到开采后,天然消耗量是减少的。
蒸发量:降深增大,埋深增大,包气带厚度增大 越流排泄量:含水层水位下降,与越流层水头差减小 流出量:含水层水位下降,与下游水头差减小
开采量的组成
开采状态下的均衡方程式
试验外推法
该方法适用条件和要求与上面的方法基本 相同。其不同之处在于所评价的地区补给条件 良好,含水层的导水性强,单井的出水量大。 在供水水文地质勘探中,因抽水设备能力有限, 抽水量及抽水降深达不到供水期间的要求。这 时可进行不少于3次降深的抽水试验,根据Q-S 曲线,推断开采条件下的涌水量,这就是试验 外推法。由于补给量充足,推断的涌水量可作 为设计开采量。该方法主要适用于补给源充足, 而需水量较小的供水评价。
09第九章 地下水允许开采量的计算方法3
第九章地下水允许开采量的计算方法计算地下水允许开采量是地下水资源评价的核心问题。
计算地下水允许开采量的方法,也称为地下水资源评价的方法。
地下水允许开采量的大小,主要取决于补给量。
局域地下水资源评价还与开采的经济技术条件及开采方案有关。
有时为了确定含水层系统的调节能力,还需计算储存量。
目前地下水允许开采量的计算方法有几十种,国内大部分学者尝试对众多计算方法进行分类,有些学者依据计算方法的主要理论基础、所需资料及适用条件,进行了如表9.1的分类,以供参考。
在实际工作中,可依据计算区的水文地质条件、已有资料的详细程度、计算结果的精度要求等,选择一种或几种方法进行计算,以相互验证及优选。
本章着重介绍几种主要的计算方法。
第一节水量均衡法水量均衡法是全面研究计算区(均衡区)在一定时间段(均衡期)内地下水补给量、储存量和排泄量之间数量转化关系的方法。
通过均衡计算,得到地下水允许开采量。
水量均衡法是水量计算中最常用、最基本的方法。
该方法还常用于验证其他计算方法计算的准确性。
一、基本原理一个均衡区内的含水层系统,在任一时间段(△t)内的补给量与排泄量之差恒等于含水层系统中水体积的变化量,即承压水潜水排补*=∆∆⋅⋅±=-μμ,,S th F S Q Q (9.1)式中:Q 补——含水层系统获得的各种补给量之和(m 3/a 或 m 3/d );Q 排——含水层系统通过各种途径的排泄量之和(m 3/a 或m 3/d );μ,μ*——重力给水度和弹性释水系数;△h ——△t 时段内均衡区平均水位(头)变化值(m );F ——均衡区含水层的分布面积(m 2)。
由式(1.5)对允许开采量的分析可知,若要保持均衡区内的地下水资源可持续开采,则地下水允许开采量为排补充Q Q Q ∆+∆=在实际工作中,应分析确定均衡区内的各个均衡项目,计算出均衡区内截取的各种排泄量和合理夺取的开采补给量,二者之和为该均衡区的地下水允许开采量。
地下水资源量及可开采量补充细则
地下水资源量及可开采量补充细则(试行)前言《地下水资源量及可开采量补充细则(试行)》(以下简称《补充细则》)是根据《全国水资源综合规划技术大纲》(以下简称《大纲》)和《全国水资源综合规划技术细则(试行)》(以下简称《细则》)有关地下水资源量评价和地下水可开采量评价部分的要求,由我院组织编制的,目的是为《大纲》规定的有关要求提供必要的技术方法,以补充所发《细则》的不足。
为叙述上的便利,本《补充细则》在六~九及十一各部分提供的技术方法除特别指明者外均是针对矿化度M≤1g/L和1g/L<M≤2g/L范围的浅层地下水。
本《补充细则》内容包括:有关地下水和地下水资源量及地下水可开采量等概念的界定;要求详细调查统计的基础资料;各级类型区的划分技术方法;各水文地质参数的影响因素及确定方法;各项补给量、排泄量、浅层地下水蓄变量、地下水资源量及地下水可开采量的计算方法;各成果图件的编图说明及参考图例;各成果表的表式样、填表要求及各量纲单位、精确位数、尾数取舍要求。
由于我国疆域辽阔,各地的自然条件和必要的资料条件差异都很大,本《补充细则》列举的技术方法难以充分满足各地的特殊情况和问题,因此,在不违背《大纲》要求的前提下,允许制订和采用其它技术方法。
此外,由于我们经验不足,《补充细则》中有些要求尚缺少充足的分析研究依据,有些方法应用还不广泛,还可能存在不当甚至错误之处,因此,希望各地将那些在实际工作中发现的问题,及时函告我院,以便修改、补充、更正。
水利部水利水电规划设计总院2002年10月一、地下水和地下水资源量及可开采量的概念1.本次规划中的地下水是指赋存于地表面以下岩土空隙中的饱和重力水。
赋存在包气带中非饱和状态的重力水(即土壤水)以及赋存在含水层中饱和状态的非重力水(如结合水等),都不属于本次规划界定的地下水。
2.地下水在垂向上分层发育。
赋存在地表面以下第一含水层组内、直接受当地降水和地表水体补给、具有自由水位的地下水,称为潜水;赋存在潜水以下、与当地降水和地表水体没有直接补排关系的各含水层组的地下水,称为承压水。
地下水利用题(考题)
地下水利用题(考题)地下水利用题一、名词解释1、潜水含水层:降落漏斗在含水层内部扩展,即随着漏斗的扩展,其渗流过水断面也在不断地发生变化。
2、承压含水层:承压水井的水位下降不低于含水层层顶板,其降落漏斗不在含水层内部发展,即不会产生含水层被疏干,只能形成承压水头的下降区,就是说承压含水层随着漏斗的扩展,只发生水压的变化,其渗流过水断面则是不变的。
3、降落漏斗:是水井中水位下降较大,离井越远水位下降越小,形成漏斗状的下降区,称为降落漏斗。
4、土壤的盐渍化:——是指各种易溶性盐类在土壤表层逐渐积累的过程。
5、土壤的碱化——是指土壤胶体上交换性钠离子的饱和度逐渐增高的过程。
二、填空1、地下水按其埋藏条件可分为潜水含水层和承压含水层。
2、由于水井凿入含水层的深度不同,可分为完整井和非完整井。
3、水文地质参数是表征含水层水理特性的定量指标。
4、在地下水开发利用中,常用的水文地质参数有渗透系数K、导水系数T、给水度μ、贮水系数μ*、压力(水位)传导系数a、隔水系数B等。
5、水文地质参数的确定方法主要有野外抽水试验、开采资料和动态观测资料、室内试验。
6、以水均衡法为基础,地下水资源可分为补给量、排泄量、储存量。
7、储存量是储存在含水层内的重力水体积,该量可分为容积储存量和弹性储存量。
8、以分析补给资源为主,一般把地下水资源分为补给资源和开采资源。
9、H.A普洛特尼可夫将地下水储量分为:静储量、动储量、调节储量和开采储量四种。
10、地下水资源评价主要任务是水质评价和水量评价。
11、总矿化度的表示方法有电导率、g/L、ppm。
12、地下水资源水质评价参数主要有SAR(钠吸附比)、pHc、SAR*(准确的钠吸附比)、K (综合危害系数)、Ka(灌溉系数)、RSC(残余碳酸钠)、SSP(钠化率)。
13、国内外常用的地下水资源水质评价的主要方法有碱度、盐度、矿化度法,综合危害系数法,灌溉系数法,水土综合评价法,判别公式法。
关于地下水允许开采量、可采量及超采的再讨论最新
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Q开 = ∆Q补 + ∆Q排 + μ∆hF/t
(2)
1
式中:∆Q补--开采状态下增加的补给量(L3⁄T); ∆Q排--开采状态下减少的排泄量(L3⁄T); μ∆hF/t--开采状态下潜水的疏干量或承压水的弹性释出量(L3⁄T); 其余项标示内容同(1)式。
该均衡式实际上只适用于平原区开采初期的某一块段地下水资源计算评价,不适用整个 水文地质单元及其多年开采状态的水资源计算评价。下面对(2)式中开采量的组成要素进 行分析:
根据上述关于均衡项分析,在未能达到动态稳定的开采状态下,构成开采量的因素为减 少的排泄量和疏干量(或弹性释出量),而补给量是不变的。此时期,均衡式可写为:
Q开 = Q补 − Q排 − μ∆hF/t
(3)
式中:∆h—区域地下水位降低值(L),(∆h<0); 其余各项同(1)式内容。
经观察分析,知(3)式可由(1)式移项得到。 在开采达到,并不超越动态稳定水位时,地下水位处于动态稳定状态,多年处于一个平 均水平而上下波动,含水层不再发生疏干或不再有弹性释出量。此时期,均衡式仍可写为:
原区,任一计算快段的地下水都不会因开采降深而明显增大补给量。 b、山区及丘陵区:对于整个区域而言,地下水补给量几乎都来源于大气降水,因而,
不会因开采而增大补给量;对于山间河谷平原某一区段地下水来讲,如地下水位高于河水位, 比较接近,傍河开采地下水会增大补给量。这仅是特殊条件处在的地下水补给、排泄、开采 关系,不具有普遍性。
可行的:湖泊位于地下水排泄基准面地区,地下水开采只能减少排入湖泊量,如 果上游开采状态的区域水位低于排泄基准面则是超采,即使超采下去,地下水断 绝了对湖泊的补给,在干旱半干旱地区,湖水绝大部分也是消耗于蒸发,而且会 逐步趋于消失。由于湖泊底泥渗透系数远小于含水层渗透系数,反补给也是渗漏 方式,不会形成连续渗流,补给量是时限性的,而且不大。处于广泛开采状态的平
地下水资源允许开采量计算方法
地下水资源允许开采量计算方法地下水可是个宝呢,很多地方都靠它供水呢。
那怎么算出它允许开采多少量呀?这可有不少有趣的办法哦。
有一种叫水均衡法。
简单说呀,就像看一个存钱罐,收入和支出得平衡。
对于地下水,它有补给,像降水渗进来呀,河流湖泊的水渗下去之类的,这就是收入。
然后它也有支出,像人们抽水用,还有自己往低处流走变成泉水啥的。
把这些补给量都加起来,再减去支出量,剩下的大概就是能允许开采的量啦。
不过这里面每个数据都得好好算呢,降水渗多少,和土壤的类型、植被覆盖都有关系,就像不同的存钱罐口子大小不一样,进水速度不同。
还有数值模拟法。
这个听起来有点高大上,其实就像玩模拟游戏一样。
把地下的情况,像土壤的层次结构、岩石的透水性这些都当成游戏里的场景设定。
然后根据一些已知的情况,像已经测量到的水位变化,来推测在不同开采量的情况下,地下水会怎么变化。
这个方法需要很多数据,就像游戏里要收集各种装备一样,数据越全,模拟出来的结果就越准,算出来的允许开采量也就越靠谱。
开采试验法也很常用呢。
就像做个小实验,先试着开采一段时间,看看地下水的水位下降情况。
如果水位下降得很慢,而且没有出现什么不好的情况,像周围的井没干涸、地面也没塌陷,那就说明这个开采量可能是在允许范围内的。
但是这个方法也有点小风险,要是开采太多了,可能就会对地下水造成损害,就像小朋友吃糖,吃多了牙齿会坏一样。
另外还有根据一些经验公式来计算的方法。
这些公式是前辈们根据很多的实际情况总结出来的。
不过用这个方法的时候得小心,因为每个地方的地质情况都不太一样,就像每个人的性格不同,不能完全照搬。
得根据当地的实际情况,对公式进行一些调整,这样算出来的允许开采量才符合当地的地下水情况。
不管用哪种方法,目的都是为了合理地利用地下水这个宝贝资源,既让大家有水用,又不会把地下水给搞坏啦。
