水文地质勘查技术：地下水资源概述.docx

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1、任务十地下水水资源量计算一、地下水资源概述课程目的掌握地下水资源的概念、特点及地下水资源分类，具有地下水资源量计算基本知识课程任务1、掌握地下水资源的概念、特点2、掌握地下水资源分类及其特征课程内容1、地下水资源2、地下水资源量的特点3、地下水资源分类重点、难点地下水资源分类（-）地下水资源地下水资源：贮存和运移于地壳岩层中有使用价值的各种地下水量的总称。地下水资源的使用价值包括水质、水量两个方面，供水水文地质勘查的主要任务之一，就是查明地下水的水质和水量，进行地下水资源评价。地下水资源评价，应同时进行水质和水量的评价。一般所说的地下水资源评价，是在水质符合要求的前提下，着重对水量进行评价。地

2、下水资源量的计算和评价，一般有二种做法：1、在水质满足要求的前提下，计算和评价一个地区在一定的技术经济条件下可供开采利用的地下水量；2、在满足一定开采量的条件下，预测地下水的开采动态。（二）地下水资源的特点1、流动性（活动性或与周围环境的密切联系性）地下水总是在不断的运动、循环之中。考虑到地下水的流动性，可用地下水的流量表示地下水的数量。但人工开采地下水后，使地下水渗流场的边界条可能发生改变,流动状态发生改变,所以地下水的天然流量也不能完全反映地下水可被开采利用的数量。2、可恢复性（循环再生性）开采条件下，只要开采量不超过一定限度（即开采量小于补给量），虽然开采时井附近的地下水位降低，地下水的

3、储存量暂减少，但只要停止开采，就可能过外界补给获得补偿，水平又可逐渐恢复原位，即地下水储存量双得到补充，这种性质称为地下水的可恢复性。由于地下水具有可恢复性，只工开采例题，可能长期开采而不会造成水资源枯竭。地下水资源的可恢复性是地下水资源可持续利用的保证。3、可调节性（储存量的可变性）地下水资源的可调节性主要表现在水量方面。地下水的补给和消耗量在一些地区一定时期内往往是不平衡的，当补给丰富，补给量大于消耗时，含水层就把多余的水蓄集起来，使用权地下水的储存量增加；当补给较小或暂时停止时，又可用储存的地下水维持消耗，从而使用权储存量减少。4、系统性地下水一般是按一定的含水系统形成和分布的，存在于同

4、一含水系统中的水是一个统一整体，有着共同的补给、径流、排泄体系。在含水系统的任一部分注入或排除水量,其影响将波及整个含水系统。地下水系统具有整体性。（三）地下水资源量的分类1、地下水资源分类现状20世纪50-60年代，我国曾广泛采用原苏联学者H.A.普洛特尼科夫的地下水储量分类，即：（1）动储量：单位时间流径含水层（带）横断面的地下水体积，也即地下水天然流量。它代表侧向补给量，单位疗/d。动储量具有季节性变化。（2）静储量：指地下水位年变动带以下含水层中储存的重力水体积，或充满承压水含水层空隙中的重力水体积。单位演（3）调节储量：指地下水年变幅带内重力水体积。单位n?（4）开采储量：是指用技术

5、经济合理的取水工程能从含水层中取出的水量，并在预定开采期内不发生水量减少、水质恶化等不良后果。现在用地下水资源描述地下水量。中国地质大学王大纯教授等人把地下水资源分为：补给资源和储存资源两大类。有些学者将地下资源分为天然资源和开采资源；还有学者将地下水资源分为补给资源、存存资源和开采资源三大类。1995年国家技术监督局发布实施的地下水资源分类分级标准（GB15218-94）将地下水资源划分为可利用的资源（允许开采量）和尚难利用的资源二类。2001年，由国家质量监督检验总局和国爱建设剖联合发布衽的现行规范和国家标准供水水文地质勘察规范（GB50027-2001）,将地下水资源分为补给量、储存量和

6、允许开采量三类。2、供水水文地质勘察规范（GB50027-2001）中的分类（简称三量分类）补给量:是指天然或开采条件下，单位时间内以各种形式和途径进入区内含水层（计算均衡区含水层组或含水系统）的水量。常用单位n?/d、10W/d、10Wa等。补给来源有降水渗入、地表水渗入、地下水侧向径流流入和垂向越流，以及其他途径渗入补给和各种人工补给等。按补给量形成的角度不同，分为天然补给量和开采补给量。天然补给量：是指天然状态下，进入计算区含水层的水量；补给增量：又称诱发补给量、激发补给量、开采袭夺量、开采补充量等，是指扩大化开采后可能增加的补给量或在开采条件下由于水文地质条件改变夺取的额外补给量。计算

7、补给量时，应按天然状态和开采条件下两种情况进行。当开采条件下的补给量显著增加时，应主要计算开采条件下的补给量。常见的补给增量：1）来自地表水的补给增量。2）来自降水渗入的补给增量。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,还合漏税斗内原业不能接受降水渗入补给的地区（如沼泽、湿地等）,腾出可发接受补给的储水空间，因而增加了降水涌入补给量。此外，由于分水峰向外扩展，增中了降水渗入补给面积，使原来属于相邻均衡地段的一部分降渗入补给量，变为本漏斗区的补给量。3）来自相邻含水层越流补给增量。4）来自相邻地段含水层增加的侧向流入补给量。5）来自各种人工增加的补给量。补给增量的大小，不仅

8、与水源地所处的自然环境有关，同时还与采水构筑物的种类、结构和布局，即开采方案和开采强度有关。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。地下水的补给量是地下水运动、排泄、交替的主导因素，它维持着水源地的连续长期开采。允许开采量主要取决于补给量。因此，计算补给量地下水资源评价的核心内容。（2）储存量储存量：是指同赋存于含水层中的重力水体积，单位淀。按埋藏条件，可分为容积储存量和弹性储存量。1）容积储存量：是指实际容纳在潜水含水层或承压含水层空隙中的重力水体积。计算式：Q容=*V=*F*h,或：Q容=U*F*M2）弹性储存量：主要对承压水而言，即承压含水层除了容积储存量处，还有弹性储

9、存量。弹性储存量：是指承压水头降至含水层顶板时，由于含水层的弹性压缩及水的强性膨胀，从含水层中释放出的水量。计算式：Q容=*F*h按地下水储存量的动态，把储存量分为永久储存量（静储量、不变储存量）和暂时储存量（调节储存量、可变储存量）。永久储存量：是指一定期限内的最小储存量，它是在一定周期内不变的储存量。暂时储存量：最大与最小储存量之差，即最低水位以上含有存的地下水体积。在地下水径流微弱的地区，暂时含储存量可能很大，几乎接近补给量。一般情况下，计算允许开采量时，不能考虑永久储存量。如果动用永久储存量，就会出现区域地下水位逐年持续下降的趋势，导致地下水资源枯竭。（3）允许开采量（可开采量）允许开

10、采量：又称可开采量，是指通过技术经济合理的取水方案，在整个开采期内出水量不会减少，动水位不超过设计要求，水质和水温变化在允许范围内，不影响已建设水源地正常开采，不发生危害性的环境地质现象等前提下，单位时间内从水文地质单元或取水地段中能取得的水量。常用单位m/d、10笳/d、10笳a等允许开采量：就是用合理的取水工程能从含水层中取得出来、有补给保证、还不会引起一切不良后果的最大出水量，即在一定的技术、经济和合理开发条件下，有补给保证、可长期开采的最大水量。开采量：是正在开采的水量或预计开采量，它只反映取水工程的产水能力。开采不应大于允许开采量。允许开采量的大小，由地下水的补给量和储存量的大小决定

11、，同时，还受地下技术经济条件的限制。开采状态下，可建立以下水均衡方程：Q补+AQ补一（Q排一AQ排）-Q开二一uFAh/At在开采前的天然流场，补给量与排泄量在一个周期内同近似相等的，即Q补二Q排,故，前述开采状态下的水均衡方程如下：Q开二AQ补+AQ排+Fht开采量实质上由三剖分组成：1）开采时增加的补给量，也就是开采时夺取的额外补给量，也可称开采夺取量。2）开采时减少的天然排泄量。3）可动用的储存量。4、允许开采量的确定：1）允许开采量中补给增量，只能合理夺取，不能影响已建水源地的开采和已经开采含水层的水量；地表水的补给增量，也应从总的水资源考虑，统一合理调度。2）允许开采量中减少的天然排

12、泄量，应尽可能地截取，但也应考虑已经被利用的天然排泄量。3）允许开采量中可动的储存量，应慎重确定。首先要看储存量（主要是永久储存量）是否足够大，再看现实的技术设备允许降深是多少，然后算出天然低水位至区域允许最大降深动水位间含水层的储存量，按100年或50年平均分配到每年的开采量中，作为允许开采量的一部分。一般情况下，不动用永久储存量，即Q允开=AQ补+AQ排由于开采量与补给量的不同关系，可出三种开采动态类型的水源地：1）稳定型：可任何时间，开采量均小于补给量：Q开VAQ补2）调节型：雨季开采量小于总补给量，而旱季开采量可大于总补给量，但在一年或数年期间，累计总开采量仍应小于总补给量，即未动用储存量。3）消耗型：开采量大于总补给量，须动用和消耗储存量。Q开AQ补