地下水可持续开采量与地下水功能评价的关系
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
地质勘测报告地下水资源评估与利用潜力分析

地质勘测报告地下水资源评估与利用潜力分析地质勘测报告地下水资源评估与利用潜力分析1. 引言地下水资源在现代社会中占据着重要地位,是人类生活和生产活动中不可或缺的重要组成部分。
本报告旨在对某地区的地下水资源进行评估与潜力分析,为该地区的水资源管理和利用提供科学依据。
2. 研究区域概况2.1 地理位置本研究区域位于XX省,地理位置纬度为X至X,经度为X至X。
2.2 地质概况该地区主要地质构造为XX山脉,地层以X岩层和X岩层为主要组成部分。
地形以山丘和平原为主,地下水主要分布于岩石裂隙和河谷地下。
3. 数据采集与分析方法3.1 数据采集通过现场勘测和实验室分析,收集了该地区的地下水位、地下水水质、地下水渗透性等相关数据。
3.2 数据分析方法采用统计学方法对数据进行整理和分析,并结合地质图、地貌图等资料,综合评估该地区的地下水资源状况。
4. 地下水资源评估4.1 地下水位根据收集到的地下水位数据,绘制了地下水位等值线图。
结果显示,该地区地下水位总体呈现出平稳的状态,埋深较浅部分地区地下水位较高。
4.2 地下水水质地下水水质评估是判断地下水资源利用潜力的重要指标。
通过对地下水水质数据的分析,发现该地区的地下水水质整体较好,符合饮用水标准。
4.3 地下水渗透性地下水渗透性对地下水开采与利用具有重要影响。
通过渗透性试验数据的分析,得出该地区地下水渗透性较好,地下水储存能力较高。
5. 地下水资源利用潜力分析5.1 地下水补给量地下水补给量是评估地下水资源利用潜力的重要因素。
结合降雨量和地下水位变化等数据,计算出了该地区地下水的补给量。
结果显示,地下水补给量稳定且充足。
5.2 地下水可持续开采量考虑到地下水资源的可持续利用性,结合地下水补给量和开采量的关系,推算出了该地区的地下水可持续开采量。
研究结果显示,该地区的地下水开采量低于可持续开采量的水平。
6. 结论与建议本报告通过对地下水资源进行评估与潜力分析,得出以下结论和建议:6.1 结论(1)该地区地下水位总体稳定,部分地区地下水位较高,具备较好的开采潜力。
矿山开采对地下水资源的影响评估

矿山开采对地下水资源的影响评估在当今社会,矿产资源的开采对于经济发展和工业生产具有至关重要的作用。
然而,我们不能忽视矿山开采所带来的一系列环境问题,其中对地下水资源的影响尤为显著。
矿山开采过程通常包括露天开采和地下开采两种方式。
露天开采需要大规模地剥离表层土壤和岩石,这不仅直接破坏了地表的水文系统,还可能改变地下水的补给和径流条件。
地下开采则往往会导致地下岩层的结构和应力发生变化,从而影响地下水的储存和流动。
首先,矿山开采活动可能会破坏地下含水层的结构。
在开采过程中,为了获取矿产资源,常常需要进行爆破、挖掘等操作,这些行为可能导致含水层的断裂、错动和坍塌。
一旦含水层的结构受到破坏,其储水能力就会大大降低,甚至可能完全失去蓄水功能。
其次,矿山开采容易引发地下水污染。
采矿过程中使用的化学药剂、设备排放的废水以及矿石中的有害物质,都有可能通过渗透、泄漏等途径进入地下水中,从而造成水质恶化。
这些污染物不仅会影响地下水的使用价值,还可能对生态系统和人类健康构成威胁。
例如,重金属污染可能导致慢性疾病的发生,而有机物污染则可能影响水生生物的生存和繁殖。
此外,矿山开采还可能改变地下水流场。
由于开采活动造成的岩层变形和孔隙度变化,地下水的流动路径和速度可能会发生改变。
这可能导致部分地区地下水位下降,形成降落漏斗,而在其他地区则可能出现水位上升,引发洪涝等问题。
同时,地下水流场的改变还可能影响地下水的补给和排泄关系,进而影响整个区域的水资源平衡。
为了评估矿山开采对地下水资源的影响,我们需要采用多种方法和技术。
首先,水文地质勘察是必不可少的。
通过对矿区地质结构、含水层特征、地下水补给和排泄条件等方面的详细调查,可以为后续的评估提供基础数据。
其次,监测地下水的水位、水质和流量变化也是重要的手段。
通过建立长期的监测站点,实时掌握地下水的动态变化情况,有助于及时发现问题并采取相应的措施。
此外,数值模拟技术也可以用于预测矿山开采对地下水资源的影响。
使用测绘技术进行地下水资源调查的步骤与要点

使用测绘技术进行地下水资源调查的步骤与要点地下水作为重要的水资源之一,对于人类的生活和经济发展起着关键的作用。
而要充分利用地下水资源,就需要进行全面的调查和评估。
测绘技术作为一种重要的手段,可以提供准确、全面的地下水信息,为地下水资源的有效管理和利用提供有力支持。
本文将介绍使用测绘技术进行地下水资源调查的步骤与要点。
一、地下水调查的目的和必要性地下水调查的目的在于获取地下水的空间分布、水量储量、水质状况等信息,从而为地下水资源的合理开发利用提供科学依据。
地下水资源的调查对于解决水资源短缺、灌溉农田、工业用水等具有重要意义。
二、地下水调查的步骤1. 项目准备阶段在进行地下水资源调查前,需要明确调查的区域范围、调查目标和要求,制定合理的调查计划和方案。
同时,需要准备相关的测绘仪器设备和工具,确保调查的顺利进行。
2. 地质勘探与分析地质勘探是地下水调查的基础,通过采集地质资料,包括地层岩性、构造特征、断裂带等,对地下水的分布进行预测和评估。
地质勘探需要使用地质雷达、地质钻探等测绘技术,以获取准确的地质信息。
3. 地下水位测量地下水位测量是地下水调查的重要内容之一,可以通过使用水位计等仪器对井中的水位进行测量,并记录数据。
通过连续多次的测量和记录,可以推断地下水位的垂直分布和变化趋势。
4. 地下水含量测定地下水含量测定是评估地下水储量和可持续开采量的重要依据。
常用的地下水测量方法包括水井水位变化法、介质水分含量测定等。
通过对不同地点的采样和检测,可以获得地下水的含量和质量信息。
5. 地下水质评价地下水质评价是地下水调查的核心内容之一,包括对地下水中溶解性物质、微生物、放射性物质等的检测和分析。
通过测定不同位置的水样,可以评价地下水的适用性和污染程度,为地下水资源的合理利用提供科学依据。
6. 数据整理与分析在完成地下水调查后,需要对获得的大量数据进行整理和分析。
通过对数据的处理和解读,可以了解地下水的空间分布和变化趋势,为地下水资源管理和开发决策提供支持。
地下水资源的开发利用和保护

地下水资源的开发利用和保护地下水资源,是指储存在地下岩层中的水,是人类生产和生活必不可少的水资源之一。
随着全球人口的增加和经济的发展,对地下水的需求不断增加,这使得地下水的开发也越来越重要。
然而,地下水资源的开发利用不当,也会对环境和社会产生危害。
因此,本文将探讨地下水资源的开发利用和保护。
一、地下水资源的开发利用1.地下水资源的开发现状目前,全球各国广泛开展了地下水的开发利用。
我国地下水资源丰富,特别是在干旱和半干旱地区,地下水开发对于维持当地的农业生产和居民生活至关重要。
然而,随着经济的发展和人口的增加,并不断引起地下水资源的减少,污染和质量下降等问题。
由此,如何合理开发利用地下水资源成为了一个亟待解决的问题。
2.地下水资源的开发利用原则合理开发利用地下水资源,需要遵循以下原则:(1)以可持续发展为前提,确保保护地下水资源的重要性和不可替代性。
(2)优先满足人民生产生活需求,特别是在突发环境事件和紧急自然灾害情况下的应急需求。
(3)遵守法律法规,落实地下水资源的所有权和使用权。
(4)保护生态环境,防止因地下水开发利用对生态环境造成的危害。
3.地下水资源的开发利用方式为了合理开发利用地下水资源,我们需要采用以下方式:(1)科学的地下水资源管理方式。
规划合理的开发利用地下水资源的计划和方案,实行定期检查,并及时采取有针对性的措施。
(2)建设高效的地下水利用设施。
在开发利用地下水资源过程中,建立和维护科学、严密和高效的地下水利用设施。
特别是要采取先进的技术,提高地下水利用的效率和节能环保。
(3)重视地下水资源的保护。
严格控制地下水资源的开采量,防止过度开发而引起的地下水量减少。
同时,着重加强地下水资源的保护,制定严格的保护措施以防止因生产生活等活动对地下水资源造成的污染和破坏。
二、地下水资源的保护1.地下水资源的保护现状地下水资源的保护是人类应当严肃对待的一个问题,但是目前,地下水资源保护的措施并不充分,未来地下水保护的压力将逐步加大。
水文地质学基础_中国地质大学(武汉)中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

水文地质学基础_中国地质大学(武汉)中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.海洋与大陆之间、海洋内部之间的水分交换都称为大循环。
参考答案:错误2.弱透水层顺层方向不传输水,在垂向上能够传输水量。
参考答案:正确3.在河间地块潜水含水层排泄区打井,通常井越深,井中水位。
参考答案:越高4.达西定律中的过水断面是指包括砂颗粒和空隙共同占据的面积。
参考答案:正确5.因为钾离子大量地参与形成不溶于水的次生矿物和易被植物所摄取,故地下水中钾离子的含量要比钠离子少的多。
参考答案:正确6.地下水中常见的主要7种离子是因为这些元素在地壳中含量高。
参考答案:错误7.地下水的天然排泄方式主要有()。
参考答案:径流和蒸发与蒸腾8.地下水补给的研究内容,包括()。
参考答案:补给来源、补给量和补给条件9.在干旱-半干旱地区的盆地中心,可以通过挖沟排水或植树,降低地下水位,改变地下水的排泄方式,以达到防治土壤次生盐渍化的目的。
参考答案:正确10.在洪积扇顶部打井,井打的越深,井中水位埋深也越大。
参考答案:正确11.黄河下游冲积平原中的地下水,通常可以获得黄河水的补给。
参考答案:正确12.脆性岩层中发育的构造裂隙其导水性通常好于塑性岩层中的构造裂隙。
参考答案:正确13.可溶岩包括()。
参考答案:卤化物岩、硫酸盐岩、碳酸盐岩14.垂向发育的岩溶形态,如溶蚀裂隙、落水洞、溶斗和竖井只发育在非饱和(或包气带)系统中。
参考答案:错误15.地下水资源评价及管理应该根据行政区划来进行。
参考答案:错误16.地下水可持续开采量就是等于含水系统的补给资源量。
参考答案:错误17.在自然及人为因素影响下,地下水资源处于不断变动之中,补给资源也需要动态评价。
参考答案:正确18.不合理开发地下水会减小河流的基流,甚至导致河流断流。
参考答案:正确19.人类活动改变地下水的天然动态是通过增加新的补给来源或新的排泄去路。
参考答案:正确20.层状结构的可溶岩层,岩溶发育通常在隔水岩层的上层面。
黑龙江省地下水安全开采量与新评价初探
1 以流域或区域水循环规律 和地下水系统水均衡原理。 )
[ 收稿 日期]0 0— 3— 1 2 1 0 3 [ 作者简介] 闵泰善( 92一) 男, 16 , 黑龙 江桦川人 , 工程 师; 彭振 ( 9 3一) 男, 16 , 黑龙 江桦 南人 , 高级 工程师 ; 章村 ( 90一) 姚 14 ,
确定超采临界水位 ; 并把排涝除渍治碱 埋深作为 浅层地下 水
补给量 的开 采 , 产生 地下 水下 降 , 加 新 的补给 ( 发 补 给 增 激
等 ) 使地下水产生新 的地下水采补 平衡 , , 使地 下水开采可持 续 。就产生可持续开采量 概念 , 而形成一 种地下水 动态评价 指标与方法 。但地下 水位下 降 , 还应受 当代 技术 能力 、 经济 水平 、 自然循环条 件和受 生态环 境和地 质环 境 的约束 , 避免 牺牲环境为代价 的开发 利用。否则 影响社 会经 济生 态环境 可持续发展 , 因此 又出现安全或永久 开采量概念及 评价 与管
理方法 。
控制上限计算地下 水安全 开采 量。有 的以地 面沉 降量控 制
在1 m a 0m / 以内为约束确定安全埋 深及安全开采类 资源量计算 , 具体包
括天然补给 、 激发 补给 、 可用储 存量 以及 激发所 消耗 的储 存 量 ( 二项可临界相等 ) 即 : 此 , 最 大开采资源量 开 天 补 量+ 发 S t 赍= 然 给 激 朴 i () 1
摘 要 : 地下水资源是在一定期限内 , 给人类使用的 , 提供 且能逐年 得到恢复 的地 下淡水量 。它是保 障生产 、 活需要所不可缺少 生 的重要资源。为了合理地 、 长期地使用地下水资源 , 在开发之前 , 一般均应 对其量 和质作 出评价 , 以便据此制定开发利用 和
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。
水文地质勘查:地下水资源量评价——地下水允许开采量计算
渗流运动参数和给定边 界条件、起始条件;一 个水文年以上的水位、 水量动态观测或一段时 间抽水流场资料
含水层均质程度较高、边界条 件简单,可概化为已有计算公 式要求模式
含水层非均质、但内部结构清 楚,边界条件复杂、但能查清, 对评价精度要求高、面积较大
以观测资料、 统计理论为基
础的方法
评价方法分类
主要方法名称
所需资料数据
适用条件
以水均衡理论 为基础的方法
水均衡法、地下水文分析法、单项 补给量计算法、综合补给量计算法、 地下径流模数法、开采模数法
需测定均衡区内各项水 量均衡要素
最好为封闭的单一隔水边界, 补给项或消耗项单一,水均衡 要素易于测定
解析法
以渗流理论 为基础的方法 数值法(有限元、有限差、边界
基岩山区裂隙地下水 系统
平步 建立均衡方程
划分了均衡区、确定了均衡期以后,分析各个
区在这段时期内有哪些均衡要素,便可以建立均衡
方程:
(Q降+Q表+ Q凝+Q’径+ Q’越+······)-(Q溢 +Q蒸+ Q开+Q’’径+ Q’’越+······)≈0
式中:Q降为大气降水入渗补给量(m3/d);Q表 为地表水渗漏补给量(m3/d), 包括河流渗漏补给、
泉水流量衰减法
水力削减法
回归分析法、系统理论法(黑箱 法)、开采抽水试验法、Q-S曲线 外推法
泉动态和抽水资料
需抽水试验或开采过程 中的动态观测资料
泉域水资源评价
岸边取水
不受含水层结构及复杂边界条 件的限制,适于旧水源地或泉
水扩大开采评价
以相似比理论 直接比拟法(水量比拟法)、间接 需类似水源地的勘探或 已有水源地与勘探水源地地质
地下水资源调查评价技术思路或技术路线
地下水资源调查评价技术思路或技术路线下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!地下水资源调查评价技术思路或技术路线摘要地下水资源是人类生活和生产中不可或缺的重要水资源之一,因此对地下水资源进行科学、全面的调查评价至关重要。
- 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)。
收稿日期:2007-11-15;修订日期:2007-12-26科技项目:国家重点基础性研究项目(编号:2006CB403401)和国家科技支撑计划项目(编号:2007BAD69B02)资助。
作者简介:张光辉(1959-),男,研究员,博士生导师,从事区域水循环演化和地下水可持续利用研究。
E-mail:Huanjing@heinfo.net地质通报GEOLOGICALBULLETINOFCHINA第27卷第6期2008年6月Vol.27,No.6Jun.,20081问题的提出地下水不仅是水资源的组成部分,也是生态和地质环境不可缺少的要素。
由于区域地下水位持续下降,西北内陆地区的生态环境急剧退化[1],华北平原出现了严重的地面沉降等环境地质问题[2]。
因此,如何实现人与自然和谐理念条件下的地下水可持续利用,已成为21世纪地下水科学研究的热点课题[3-10]。
地下水可持续开采量和地下水功能评价都试图解答上述问题,近年来备受关注[4-17]。
地下水可持续开采量与地下水功能评价的关系张光辉,严明疆,杨丽芝,刘中培ZHANGGuang-hui,YANMing-jiang,YANGLi-zhi,LIUZhong-pei中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北石家庄050061InstituteofHydrogeologyandEnvironmentalGeology,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Shijiazhuang050061,Hebei,China摘要:针对中国北方地下水评价中偏重资源而对地下水的生态功能和地质环境功能重视不足的问题,立足于流域尺度的地下水循环系统和地下水的自然属性,突出协调综合发挥地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能的目标,从地下水可持续开采量与地下水功能的理念基础、评价原则和评价机理3个方面探讨二者的内在关联性,认为它们同源于人与自然和谐的理念,都以流域尺度的地下水循环系统为研究主体,以保护生态与地质环境为目标,彼此相互促进和相互支撑。
地下水功能评价是合理确定地下水可持续开采量的充分条件,地下水可持续开采量的合理确定是实现地下水功能评价目标的必要条件;如果二者缺一,则地下水的生态功能或地质环境功能难以得到有针对性的保护。
关键词:地下水功能;可持续开采量;生态与地质环境约束;互相支撑;综合效益最佳中图分类号:P641.8文献标志码:A文章编号:1671-2552(2008)06-0875-07ZhangGH,YanMJ,YangLZ,LiuZP.Relationshipbetweenthegroundwatersustainableyieldandgroundwaterfunctionassessments.GeologicalBulletinofChina,2008,27(6):875-881Abstract:IngroundwaterassessmentsinnorthernChina,moreattentionispaidtoresources,whilelessimportanceisattachedtotheecologicalfunctionandgeologicalenvironmentfunctionofgroundwater.Inregardtothisproblemandbasedonthegroundwatercir-culationsystemonacatchmentscaleandnaturalattributesofgroundwater,thispaperfocusesoncoordinateandgiveplaytothere-sourcefunction,ecologicalfunctionandgeologicalenvironmentfunctionofgroundwateranddiscussestheinternalrelationbetweenthegroundwatersustainableyieldandgroundwaterfunctionswithrespecttotheirconcepts,assessmentprincipleandassessmentmecha-nism.Itisthoughtthattheyoriginatefromthesameconceptofharmonybetweenmanandnature,takethecatchment-scaleground-watercirculationsystemastheresearchobjectandtheprotectionoftheecologicalandgeologicalenvironmentasthetargetandpro-moteandsupporteachother.Thegroundwaterfunctionassessmentistodeterminerationallytheconditionsforthegroundwatersus-tainableyieldandtherationaldeterminationofthegroundwatersustainableyieldistheprerequisiteforachievingthetargetofground-waterfunctionassessments.Ifoneofthemislacking,thenitisdifficulttoprotectecologicalfunctionsorgeo-environmentalfunctionsofgroundwaterwithaclearaim.Keywords:groundwaterfunction;groundwatersustainableyield;constraintsoftheecologicalandgeologicalenvironment;supportingeachother;comprehensivebenefit・水文地质・环境地质・工程地质・地质通报GEOLOGICALBULLETINOFCHINA2008年自1915年Lee[18]提出地下水可开采量(又称允许开采量(safeyield))的概念以来,经过Meinzer[19]、Cokling[20]、Banks[21]、Suter[22]和Zeizel[23]不断完善和明确其“在经济、技术合理,不破坏原来水质、不产生不良环境后果前提下可以从地下含水层系统中抽取的水量”的理念[1],在20世纪70—90年代被广泛应用。
但是,近30年来仍然出现了诸多与大规模开采地下水相关的生态和地质环境问题,例如地下水位降落漏斗的范围不断向纵深拓展,导致许多地区生态环境退化、地面沉降、海水入侵地下淡水系统等问题日趋严重。
Frans等[4]的研究表明,即使实际开采量远低于允许开采量,也会发生同样的生态或地质环境问题。
因此,近年来有关地下水可持续开采量及其功能评价的研究日益深入,但是二者之间是什么关系尚无人探讨,这是需要阐明的问题,它对于地下水的可持续利用研究具有积极的促进作用。
本文从它们的理念基础、评价原则和评价机理3个方面进行了探讨,并阐明了二者相互促进的内在关系。
2理念基础的关联“可持续开采量”(SustainableYield)是指具有一定补给来源和储存能力的地下水系统,在遵循自然水循环规律和地下水流动原理(如水量均衡)的基础上,不超过多年平均补给量且保证地下水系统能够及时达到新的平衡条件下的可开采量,它不挤占维持生态和地质环境稳定所需的水量。
它的实质是在生态与环境承载力允许的条件下可以永续开采的地下水量,其可开采量在经济、技术合理理念下进一步突出了生态和环境保护的目标,强调在生态和地质环境友好模式下的地下水可利用量[2-6]。
“地下水功能”(GroundwaterFunction)是指地下水的质和量及其在空间、时间上的变化对人类社会和环境所产生的作用或效应,主要包括地下水的资源供给功能(简称资源功能)、生态环境维持功能(简称生态功能)和地质环境稳定功能(简称地质环境功能),它们共存于由水量、水质、水动力流场和含水介质体(地层)耦合构成的地下水系统中,彼此依存,相互制约,任一功能被过度强化(利用)都会引起其他功能的响应变化。
地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能是统一的有机整体,它们各自的承载力有限,具有区位特征,它们的综合可利用性也是有限的,不仅与地下水系统的埋藏条件、补给、径流、排泄条件密切相关,还与当地的降水、蒸发、地形地貌和地质构造控水状况有密切的关系[9]。
地下水的资源功能(GroundwaterResource-function,记作B1)是指具备一定的补给、储存和更新条件的地下水资源的供给保障作用或效应,具有相对独立、稳定的补给源和水的供给保障能力。
地下水的生态功能(GroundwaterEcologicalFunction,记作B2)是指地下水系统对陆表植被、湖泊、湿地或土地质量良性维持的作用或效应,如果地下水系统发生变化,则生态环境出现响应的改变。
地下水的地质环境功能(GroundwaterGeologicEnvironmentFunction,记作B3)是指地下水系统对其所赋存的地质环境的稳定性具有支撑和保护的作用或效应,如果地下水系统发生变化,则地质环境出现响应的改变[9]。
无论是地下水可持续开采量,还是地下水功能评价,都是试图针对由于区域地下水位不断下降引发的生态和地质环境问题,寻求一种规范人们开发利用地下水行为的科学依据,使人类活动更符合自然规律,达到提高生产、生活用水过程中保障生态和地质环境安全的能力,出发点完全一致。
从图1可以看出,地下水可持续开采量和地下水功能评价的主体是相同的,都处于气候变化和生产、生活及生态耗水的影响圈层之下,面对如何实现地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能在和谐条件下的可持续利用,同时它们都力求实现人类活动与地下水功能状态之间和谐友好。
在这一系统图1地下水各功能之间及其与外部影响因素的关系Fig.1Relationshipsbetweenvariousgroundwaterfunctionsandbetweenthesefunctionsandtheirexternalinfluencefactors876第27卷第6期图2华北地下水补给量、开采量与降水量之间的关系Fig.2RelationshipbetweentherechargeandpumpageofgroundwaterandprecipitationintheNorthChina中,气候变化是不可调控的变量,它不仅影响一个地区地下水的补给量,还影响人类的用水强度和规模(图2)。