水均衡法评价地下水补给资源量作业
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
建平县拟建水源地地下水储存量与补给量计算
文章编号：209-7992(2221)05-0191-03建平县拟建水源地地下水储存量与补给量计算任媛媛(辽宁省朝阳水文局，辽宁朝阳02400)摘要:辽宁省建平县青峰山乡拟建水源地,文章依据现场勘探孔的资料和抽水试验资料，选择适合的计算方法,通过参数计算，均衡区确定，计算得到该水源地范围内地下水储存量为235.8万m3/a。
同时，通过对该开采区地下水径流量、降水补给量、地下水消耗量的计算，采用水均衡法，计算得到50%、75%和95%保证率下的地下水补给量分别为407.8万m3/a、349.3万m3/a、289.2万m3/a,均衡差分别为3814万m3/a、322.2万m3/a、264.8万m3/a。
该结果为水源地开发、水资源科学合理的开发利用提供了理论依据和数据支持。
关键词:计算参数;参数;地下水储存量;地下水补给量;建平县中图分类号：文献标识码:B0概述我国幅员辽阔，半干旱地区约占35%，在半干旱地区开发水源，研究这一课题具有广泛的意义，研究成果具有一定的科学意义。
辽宁西部建平县属于干旱半干旱地区，降雨量少,蒸发量大,水资源匮乏,工业、农业和生活用水普遍存在着水危机。
同样的供水需求量，在湿润地区很容易就地找到满足要求的水源,而在干旱半干旱地区，找到水源并正确的评估它的水资源量，显得难度较大且更为重要。
文章针对建平县拟在青峰山乡西大杖子村矿业公司的附近创建水源地的要求，在对现场勘探和抽水试验的基础上,计算相关参数，确定均衡区，计算该水源的地下水储存量和补给量。
2地下水储存量计算2.2参数计算2.2.1降水入渗系数(a)降水入渗系数是表示大气降水渗入地下的量,数值上等于大气降水渗入量与降水量的比值［］。
降雨入渗系数的计算采用下列公式：他(1式中：a为降雨入渗系数；他为流域地下径流深,mm;F为流域面积，km0;F人为流域入渗区面积，km2;＞19—1为流域多年平均降雨量,mm。
根据本流域1259-2223年实测降雨量资料，计算出流域多年平均降雨量＞0-1=466.2mm。
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。
峄城东郊水源地地下水资源量均衡评价
峄城东郊水源地地下水资源量均衡评价王延恩【摘要】水是经济发展和社会进步的生命线,研究地下水资源赋存规律,计算地下水资源量,对于地下水可持续开发利用及水环境保护具有重要意义.峄城东郊水源地上部为第四系粘性土,下部为奥陶系马家沟组石灰岩,马家沟组石灰岩是主要含水岩层,地下水运动受到峄城断裂、吴林断裂、泥沟断裂和肖桥断裂的影响.根据水源地地下水特征建立均衡方程式,经计算水源地地下水补给量为1.58×104 m3/d、排泄量为7.91×103 m3/d,当地下水位降深20 m 时静储量为1.06 × 107m3 、弹性储量为8. 80 × 104 m3 .【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】3页(P36-38)【关键词】地下水;资源量;均衡;评价【作者】王延恩【作者单位】山东水利职业学院,山东日照 276826【正文语种】中文【中图分类】TV211.1水是一切生命和环境的血液,既是人类生命之源、又是自然生态环境的主要因素,通过水在生态系统中的循环，能有效的维系自然生态系统的自我平衡。
水也是经济发展和社会进步的生命线,是实现可持续发展的重要物质基础。
无论在游牧部落时代,还是在农耕社会，无论是今天，还是在未来社会中，水总是不可缺少的、不可替代的资源，人不能没有水，生态环境更离不开水，没有水，就没有人类社会的今天，更不可能建设和谐社会。
当代水文地质学的研究目标，是从可持续发展理念出发，构建人和自然协调的、良性循环的地下水(流动)系统、水文系统、地质环境系统和生态系统。
当良性循环的天然系统尚未受到人为活动损害时，研究的目的是掌握其演变规律，警惕与预防人为活动的不良干扰。
当良性循环的天然系统已经遭受人为损害时，研究目的是修复其损害，当天然系统存在不利于人类的缺陷时，则需要遵循自然规律，对系统进行优化[1]。
只有合理开发利用和节约保护水资源，防治水害，充分发挥水资源的综合效益，走水资源可持续利用之路，才能维护人民群众的生命健康，保持社会经济环境的可持续发展，为构建和谐社会打下坚实的基础，因此研究地下水资源赋存规律，计算地下水资源量，对于地下水的可持续开发利用及水环境的保护具有重要的意义。
水均衡法在阿荣旗农区地下水资源计算中的应用
4.1 补给量计算 研究区补给量主要包括降水入渗补给量 Qp ，侧向流
入补给量 Ql ，灌溉水入渗补给量 Qg ，以及河流渗漏补给 量 Qh 等四部分。
1）降水入渗补给量 降水是自然界水分循环中最活跃的因素之一，地下水 资源形成的最重要的方式之一就是降水入渗，它是地下水 含水层重要的补给来源。降水入渗补给量采用降水入渗 系数法计算得到。 计算区域降水量 P 采用雨量等值线法获得，通过计算 研究区 2015 年降水入渗补给量为 1.36 亿 m3。
［中图分类号］ P641.8
［文献标识码］B
水均衡法是一种以水量守恒原理为基础的地下水资 源计算方法[1-2]，在区域地下水资源评价中被广泛应用，其 基本原理为一个地下水均衡单元在某均衡时段内，地下水 补给量和排泄量之差应等于储存量的变化量[3-4]。黄学军 等人采用水均衡法对呼伦湖水系地下水做出评价，分析了 现状地下水补径排关系及开发利用情况；陈越超等人对焦 作市某工业园区及周边浅层地下水做出了开采潜力评价， 为园区的开发建设提供支持[5-8]。
h t
（1）
式中：Q补 ——含水层补给总量，m3/a；Q排 ——含水层排
泄总量，m3/a；μ ——给水度或弹性释水系△h ——均衡期 △t 内含水
层水位变化，m；△t ——均衡期，a。
以潜水含水层为例，地下水在人工开采以前，在天然补
给和消耗的作用下，形成一个不稳定的天然流场，雨季补给
研究区地下水类型主要以第四系砂砾石孔隙水为主， 含水层上部覆盖有一层 0.6～1.0 m 的黑色砂质亚粘土，砂砾 石 层 是 该 类 地 下 水 的 最 主 要 含 水 层 ，地 下 水 埋 深 一 般 在
2.0～6.0 m，单井涌水量差异较大，河谷平原单井涌水量常 在 1 000 m3/d。地下水补给来源主要为大气降水及来自研 究区北部山区的侧向补给，地下水径流交替条件强烈，水质 好，水化学类型为 HCO3—Ca 或 HCO3—Na 型水，局部因地 表水体或沼泽湿地影响，出现 HCO3—SO4或 SO4—HCO3— Na—Ca 型水。一般为小于 1 g/L 的淡水。
水文地质勘查：地下水资源量评价——补给量计算
4.4地下水资源量评价——各种地下水补给量的计算一、各项补给量的计算地下水补给量应计算由地表水入渗、降水入渗、地下水径流的流入、越流补给等途径进入含水层（带）的水量，并按自然条件和开采条件下两种情况计算。
（一）水稻田的灌溉入渗补给量T F W Q 水田水稻φ=1 （4-9）式中 Q １——水稻生长期内降水和灌溉水的入渗补给总量，m 3/a ；φ——水稻平均稳定入渗率；水田F ——计算区内水稻田面积，亩；T ——水稻生长期，d （包括泡田期，不计晒田期）；水稻W ——水稻的灌水定额，m 3/（亩•a ），其取值可参照表4-10确定。
表4-10 按灌溉作物的种类确定水稻W 值（据农田灌溉水质标准，GB 5084-1992，参考）了水稻需水量试验，求得一系列水稻淹灌期水田渗漏量。
根据试验结果，结合各地的情况确定了φ值，具体取用值见表4-11。
表4-11 江苏省平原区渗透率φ取值表（据陆小明，2004）计算：e 11I Q Q =雨 （4-10） )-(1e 11I Q Q =灌 （4-11） 式中 雨1Q ——降雨入渗补给量，m 3/a ；灌1Q ——灌溉入渗补给量，m 3/a ；e I ——水稻生长期内灌溉有效雨量利用系数；1Q 意义同式（4-9）。
（二）旱地降水入渗补给量旱地旱地F P Q α=2 （4-12）式中 2Q ——旱地降水入渗补给量，m 3/a ；旱地P ——旱地面积上的降水量，mm/a ；α——降水入渗补给系数；旱地F ——旱地的面积，km 2。
（三）水稻田旱作期降水入渗补给量南方水稻田无论是单季稻还是双季稻都有一旱作期，此时的降水入渗补给量按旱地的入渗补给系数α计算。
水田田旱F P Q α=3（4-13） 式中 3Q ——水稻田旱作期降水入渗补给量，m 3/a ；田旱P ——水稻田旱作期雨量，由年雨量扣除早、晚稻生长期雨量求得，mm/a ；水田F ——水田面积，km 2；（四）水稻田旱作期灌溉入渗补给量南方水田旱作期灌溉，即小春灌溉，一般水田旱作期以种绿肥为多，亦有种大麦、小麦或豆类作物，其灌溉次数不多。
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一一水量平衡法。
基于数理统计原理的方法一一相关分析法。
基于实际试验的方法一一开采试验法。
基于地下水动力学原理的方法一一解析法和数值法。
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，永远等于该时段内单元含水层储存水量的变化量，这就是水量平衡原理。
若把地下水的开采量作为消耗量考虑，便可建立开采条件下的水平衡方程:(Q k-Q c)+(W-Q)= 士口 FA H/ A t式中：（Q k-Q c）――侧向补给量与排泄量之差，m/a（W-Q）――垂向补给量与消耗量之差，m/aW=P+Q f+Q-E g式中：P r -------- 降水人渗补给量，m/aQf --- 渠系及田间灌溉入渗补给量，m/aQ ---- 越流补给量，m/aE g――潜水蒸发量，m/aQ ---- 地下水开采量，m/a卩FA H/ A t ――单位时间内单元含水层（平衡区）中储存量的变化量，m/a 卩——含水层的给水度F――平衡区的面积，mA t ――平衡时段，aA H时段内的水位变幅，m利用该水量平衡方程既可以根据已知的均衡要素计算开采量或水位变幅，也可以根据地下水动态观测资料反求水文地质参数。
若在均衡期确定了允许的地下水位变幅值后，均衡方程（8 一1）便可写成预测开采量的公式（若在开采过程中，△ H为负值）。
水文地质勘查：地下水资源量评价——地下水允许开采量计算
Q排 Q流出 Q越出 Q溢出 Q蒸发 Q实开 (m 3 /d)
式中
和 ——分别为重力给水度和弹性释水系数（贮水系数）；
h 和H ——分别为潜水含水层厚度和承压水头变化值，m。 由前述对允许开采量的分析可知：
表示省略了的项目或要素
如果是稳定型开采动态，则允许开采量为：
式中
Q允 Q补 Q排 (m3 / d )
元），电模拟法
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
渠系渗漏补给、农业田间灌溉渗漏补给、水库渗漏
补给等；Q’径、Q’’径为分别为地下水径流流入、 流出量（m3/d）；Q凝为凝结水补给量（m3/d）；Q溢 为地下水泄流及泉水溢出量（m3/d）；Q蒸为潜水蒸 发量（m3/d）； Q开为实际开采量（m3/d）； Q’越、 Q’’越为相邻含水层的越流补给量、向相邻含水层 的排泄量（m3/d）。
1）水均衡法的基本原理 对一个均衡区（地段或水文地质单元）的含水 层系统来说，在任一时段Δt内补给量与排泄量之 差，恒等于此含水层中水储存量的变化量。 据此可以建立潜水和承压水的水均衡方程式：
水量平衡
Q补
Q排
F
h (潜水) t
Q补
Q排
F
H (承压水) t
Q补 Q流入 Q越入 Q河渗 Q雨渗 Q人补 (m 3 /d)
小结
本次课程讲述了地下水允许开采量确定方法中的水均衡法。要求大 家理解水均衡法的含义、步骤、特点及适用条件，重点是掌握如何用水均 衡法确定地下水的允许开采量。
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水均衡法评价地下水补给资源量作业
班级学号姓名成绩
某研究区为一个完整的地下水系统，含水层由第四系松散的砂砾石层组成。
面积为1000km2，地下水主要接受降雨入渗和山前侧向补给。
具体为：西部边界为山区地下水侧向补给边界，东部为地下水排泄边界（向河流），南北为隔水边界。
根据水文气象资料，均衡期为1995年7月~1996年6月（一个水文年）。
在均衡期内，降雨量为450mm，地下水侧向补给量2500⨯104m3，降雨入渗补给量为11250⨯104m3，地下水通过东部边界向河流的排泄量为6000⨯104m3，人工开采量为12000⨯104m3。
（该图为示意性图）
请完成如下问题：
1.写出该地区地下水均衡方程式；
2.计算地下水均衡，将数据填入表格中，分析地下水补排量的比例关系，说明该均衡期内是正均衡
还是负均衡；
3.根据下面给出的历年降雨量资料，计算累积频率，填入下表，并根据表中的数据，绘制降水量频
率曲线，在图中，标出丰水年、枯水年，平水年及计算年对应的降水量；指出本均衡年降水量是丰水、枯水还是平水年
4.假设该地下水系统西部边界侧向补给量为一个稳定值（即不随降雨量变化），降雨入渗补给量随降雨多少变化，已知研究区内降雨入渗平均补给系数为0.25；请计算丰、平、枯年份对应的降雨量条件下的降水入渗补给量；填入下表：
5. 根据下面的公式，计算多年平均地下水补给量，并将数据填入上表 多年平均地下水补给资源量：
3
21321n n n Q n Q n Q n Q k
p f b ++++=
式中：b Q ——多年平均地下水补给资源量（m 3/a ）；k p f Q Q Q 、、——分别为丰水年、平水年、枯水年的地下水补给资源量（m 3/a ）；n 1、n 2、n 3——分别为丰水年、平水年、枯水年在观测资料年中出现的次数。
水均衡法评价地下水补给资源量作业
班级学号姓名成绩
某研究区为一个完整的地下水系统，含水层由第四系松散的砂砾石层组成。
面积为1000km2，地下水主要接受降雨入渗和山前侧向补给。
具体为：西部边界为山区地下水侧向补给边界，东部为地下水排泄边界（向河流）。
根据水文气象资料，均衡期为1995年7月~1996年6月（一个水文年）。
在均衡期内，降雨量为450mm，地下水侧向补给量2500⨯104m3，降雨入渗补给量为11250⨯104m3，地下水通过东部边界向河流的排泄量为6000⨯104m3，人工开采量为12000⨯104m3。
（该图为示意性图）
请完成如下问题：
1.写出该地区地下水均衡方程式；
=
±
∆
-
-
-μ
=
+
Q⋅
F
Q
h
Q
Q
Q
Q
开
补
排
泄流
侧向
降水
Q补--降雨入渗补给量；Q侧向-侧向流入补给量；Q基流-基流量；Q开-人工开采量
2.计算地下水均衡，将数据填入表格中，分析地下水补排量的比例关系，说明该均衡期内是正均
衡还是负均衡；
3.根据下面给出的历年降雨量资料，计算累积频率，填入下表，并根据表中的数据，绘制降水量
频率曲线，在图中，标出丰水年、枯水年，平水年及计算年对应的降水量；指出本均衡年降水量是丰水、枯水还是平水年；
序号
=+⨯=⨯
P m n
(/(1))100(/25)100
保证率
4.假设该地下水系统西部边界侧向补给量为一个稳定值（即不随降雨量变化），降雨入渗补给量随
降雨多少变化，已知研究区内降雨入渗平均补给系数为0.25；请计算丰、平、枯年份对应的降雨量条件下的降水入渗补给量；填入下表：单位：
5. 根据下面的公式，计算多年平均地下水补给量，并将数据填入上表 多年平均地下水补给资源量：
3
21321n n n Q n Q n Q n Q k
p f b ++++=
式中：b Q ——多年平均地下水补给资源量（m 3/a ）；
k p f Q Q Q 、、——分别为丰水年、平水年、枯水年的地下水补给资源量（m 3/a ）； n 1、n 2、n 3——分别为丰水年、平水年、枯水年在观测资料年中出现的次数。