水工地质6(地下水资源评价)

三、贮存量 贮存量：地下水循环中，贮存在含水层中的水量。 分为，容积贮存量；弹性贮存量。 贮存量又可按是否参与天然条件下的水的转换分： （一）可变贮存量(又称调节储量) 可变贮存量：指潜水含水层最高水位与最低水位之 间的重力水体积。 （二）不变贮存量 不变贮存量（永久储量或静储量）：指在可变贮存 量临界面以下的不变重力水量。
（二）开采补给量 开采补给量（补充补给量）：指开采条件下，除天
然补给量外，尚能夺取的额外补给量。
常见的有下述几种情况。
1．夺取地表水的补充量。
2．夺取相邻含水层的补充量。 3．夺取开采地段以外的补充量。 4．夺取消耗补充量。
（三）人工补给量
人工回灌补
灌溉水渗漏补给
灌溉水渗漏补给分为两种情况：
渠系渗漏 田间渗漏
2．地下水流出量：
地下水的流出量可用达西公式计算。
3．泉水溢出量：
用长期观测资料或现场调查统计资料确定。
（二）人为开采量的计算
包括工业自备井，灌溉井，生活水源井。
下面介绍灌溉井的开采量统计。 单并实测流量法： Qu＝(n1q1十n2q2十…十niqi)ηw 式中：Qu——年总开采量
n1、n2…ni——不同泵型年配套井数
Qd d Qdr 或
Qw w Qwr
Qd、Qw——分别为渠灌和井灌补给量，m3/a； Β d、β w——分别为渠灌和井灌入渗补给系数； Qdr、Qwr——分别为渠灌和井灌水量，m3/a。
4．侧向补给量：
Q1 K I A
式中：K——含水层渗透系数，m/d； I——水力坡度； A——垂直于水流剖面面积，m2。
q1、q2…qi——不同泵型单井年开采量
ηw ——灌溉井利用率。
井灌定额估算法：
Qu＝f1m1q1十f2m2q2十…十fimiqi
式中： Qu ——年总开采量；
f1 、f2…fi ——不同作物的种植面积
m1 、m2…mi——不同作物的井灌比例 q1、q2…qi ——不同作物的灌溉定额
三．贮存量的计算
第一节 地下水资源特征 具有很多特点和某些优越性。 地下水的水质好,地下水分布广，并常年埋藏 于地下，所以与地表水相比，在时间上和空间上 具有不同的特点。 地下水资源特征可概括为： 系统性 宝贵性 可恢复性、 复杂性。
一、系统性
含水岩体按空隙类型的不同，可以分为孔隙、 裂隙和溶隙三种。 无论空隙的形式是那一种，必然在一定程度上 和一定范围内相互连通，构成一个系统。
第六章 地下水资源评价 目的：研究地下水水质和水量，为开采提出依据。 地下水资源评价的基本任务包括： (1)查明水文地质条件，提出地下水资源数量。 (2)根据不同的目的、要求对地下水水质进行评价。 (3)评价、预测在长期开发利用地下水后是否会引起 不良地质问题，并提出相应的预防措施。 (4)分析是否需要采用人工补给地下水源以及相应的 技术措施。 (5) 根据技术经济条件，工农业发展规划，选择最 优开发地区和最佳开采方案。
5．河道渗漏补给量： 可按下式计算：
Wr Q上 Q下） 1 ）l / L （ （
式中： Wr—河道渗漏补给量，m3／a ； Q上、Q下—为上、下游水文站实测水量，m3／a ； l—两测站间长度；L—计算河道或河段长度，m； λ —修正系数，该值为两测站间水面蒸发量与两岸 浸润带蒸发量之和同（Q上-Q下）的比值。 间歇河及粘性土为主的河道λ 值取0.45， 常年河流及砂性土为主的河道λ 值取0.10～0.15。
第二节 地下水资源分类 《供水水文地质勘察规范》中提出的地下水资源量 的分类由补给量、消耗量和贮存量组成。 一、地下水补给量 地下水补给量：指单位时间内汇入含水层的水量。 天然补给量 组成：开采补给量 人工补给量 (一)天然补给量 天然补给量：指天然条件下进入含水层中的水量。 按补给水进入的方向，分为 垂向补给 侧向补给
3．灌溉水入渗补给量：
（1）灌溉渠系渗漏补给量：
采用入渗补给系数法确定：
Qq Qd (1 )
Qq——渠系渗漏补给量，m3／d或m3／a ； η——渠系有效利用系数； Qd——渠道引水量，m3／d或m3／a ； ν——修正系数。
（2）田间灌溉补给量：指地表水或地下水进入田 间后，灌溉过程中的渗漏补给量。 分渠灌和井灌回归补给两类
Qr——降水入渗量，m3／a； P——降水量，m／a； A——含水层分布面积，m2；
α ——降水入渗系数。
2．越流补给量的计算：
Qm K m A
h m'
式中：Qm——越流补给量，m3／d或m3／a ； A——越流补给面积，m2； ∆h——开采层与补给层之间的水位差，m； Km——开采层与补给层之间的弱透水层的垂向渗 透系 数，m／d或m／a， m’——弱透水层厚度，m。
于均衡，使自然界总的供水能力得到比较充分的利 用。 时间上的调节作用，不但供给了非降水季节的 水源，而且是构成地表水流枯水流量的主要成分。
四、复杂性
资源形成过程与分布情况无法直接从地面观察。
其一是地下水本身的变化不能直接观察。 其二是增加了勘查工作的复杂性。 而勘查工作的复杂性反映在两个方面。 一方面，根据地表观察或一定的地下资料推断 地下情况来布置勘探工作时，效果的好坏，在很大 程度上取决于推断者对当地情况熟悉的程度和他本 人的经验。另一方面，通过勘查应取得地下水水量 评价所需的两类资料，一是边界条件，一是各种有 关参数。
二、可恢复性
无论哪一种类型的地下水系统，凡可作为永久 性供水水源地，必须具备两个条件，第一是要有足 够的补给来源，第二是含水系统要有和取水量适应 的储水能力。二者缺一必然造成持续供水的困难。
三、宝贵性
能够滤去杂质和细菌，达到自然净化。
分布上, 山区和平原广泛分布，使地下水和地
表水在空间分布上互为补充，使各地的供水条件趋
（五）数值方法与系统分析 地下水运动的数学模型，是由一组数学表达式分别 表示地下水的运动规律与各种定解条件。 求解数学模型的方法包括解析解和数值解。
所谓解析解，就是给出许多假设条件，使数学模型 典型化，再经过严格的推导，最后获得数学模型的 精确解。如Dupuit公式等。 数值法是解数学模型的一种近似方法。就是先将计 算区进行离散化，然后利用某一近似方法求得各小 区之间交点(称做节点)上的函数值。
系统分析法：运用系统的观点和方法进行地下水 资源的研究的方法。
系统分析有三个特点：
整体性、综合性、最优化，最优化是系统分析的 重要特点。
建立便于应用的最优化方法的数学模型，是系统 分析的关键。
数学模型由三个基本成分构成： ①参数；②变量；③约束条件。
二、消耗量的计算 （一）天然消耗量的计算 1．潜水蒸发量：其量可用下式计算：
E F E0 C105 E－潜水蒸发量，m3／a ；F －计算蒸发面 积，m2； E0 －年水面蒸发量，mm／a； C －潜水蒸发系数，可以用下式算： C =（１-Δ / Δ 0 )n Δ －地下水埋深；Δ 0－潜水极限蒸发埋深；n－土性 指数（查有关手册）。
1．容积贮存量的计算
Qv F H
式中： Qv ——容积贮存量，m3；
μ ——含水层给水度；
F ——含水层分布面积，m2；
H ——含水层厚度，m。
2．弹性贮存量的计算
Qu e F H
式中：Qu——弹性贮存量，m3； μ
e
——弹性释水系数。
F——含水层分布面积，m2；
H——承压含水层的压力水头高度，m。
年最高水位
△H
年最低水位
Q径
Q静
H
1 2 3
年最高水位
水位（m）
Q调 Q静
1 2 3 4 5 6 7 月份 8 9 10 11 12
△H
年最低水位
ห้องสมุดไป่ตู้
H
可变储存量、径流量和不变储存量
水位（m）
Q调
第三节
地下水资源的计算
一、补给量的计算
（一）垂直补给量的计算：
1．降水入渗补给量
Qr p A
3．可变贮存量(调节储量)的计算
Q v F H
式中： Qv——可变储存量m3；
μ ——含水层变幅内平均给水度；
F ——含水层分布面积，m2；
Δ H ——潜水位变幅，m。
四、允许开采量计算 允许开采量:指在地下水开采过程中，不因开采活 动而引起地面及地下工程破坏和环境地质恶化的 最大可开采水量。 确定允许开采量的方法主要有； （一）开采试验法 （二）相关外推法 （三）水量均衡法 （三）水文分析法 （四）解析法 （五）数值方法与系统分析
二、消耗量 消耗量：指单位时间内，从含水层中排出的水量。 划分为: 天然消耗量 人为消耗量 （一）天然消耗量 含水层下游边界地下水的流出量； 潜水蒸发量； 泉水溢出量； 地下水转化为地表水量； 越流量。
（二）人为消耗量 指由于人类活动造成的地下水消耗量。 包括实际开采量和允许开采量(可开采量)。 1．实际开采量： 2．允许开采量： 在单位时间内，从含水层中开采的水量，并在开 采期间能满足如下要求： 1）各取水点及区域动水位在设计范围内，总的出 水量不减少。 2）水质、水温的变化保持在允许范围内。 3）不发生地面沉降、塌陷等不良工程地质问题。 4）不影响邻近水源地的正常开采。
在计算允许开采量之前首要任务是收集资料。
资料包括：
(1)水文资料；工作区内各个测站的历时水位、流量。 (2)气象资料；以蒸发和降水量为主，确定入渗系数。 (3)地质及水文地质资料；以搞清地质构造为主，确定 计算区的边界条件，含水层埋藏条件、岩性、厚度以 及水位、水质、水量。掌握地下水动态变化规律。确 定计算区起始条件、水文地质参数。根据已有的资料 建立数学模型，选择合适的计算方案。对计算结果进 行分析、评价和验证。