第七章 地下水资源评价

第七章地下水资源评价

第一节概述

“地下水资源”指有利用价值的、本身又具有不断更替能力的各种地下水量的总称，它属于地球整个水资源的一部分。地下水有利用价值必定包括水质和水量两个方面，地下水能够构成资源首先是因为它有利用价值，这是由质来决定的；而其来源多少则是由量来体现。所谓地下水资源评价主要指在水质评价的前提下对水量的评价。

地下水资源评价是供水水文地质勘察的根本性任务，它要求在一定的天然及人工条件下，对地下水水量及水质作出定量评价。其中主要解决两个问题，即符合给定水质条件下的允许开采量和补给的保证程度。

地下水资源评价具体内容包括下列几个方面：

1．地下水水质评价：即根据不同用户的要求，是否会产生严重恶化等方面的预测。

2．地下水量评价：根据水文地质条件和拟订的需水量，确定开采方案及开采量；并应探讨其补给保正程度以及是否需要进行人工补给等。

3．开采技术条件的评价：主要指开采期内水位下降值是否会超过技术允许的范围；地下水对取水构筑物是否可能出现腐蚀作用以及水井可能的使用年限等。

4．评价开采地下水时可能产生的影响：如对邻近现有的取水工程、其它水利工程经济效益的干扰和地面沉降等。

5．开采时是否需要特殊的地下水资源保护措施(包括水源地卫生防护措施)。

第二节地下水资源的组成

一、地下水资源分类

地下水资源分类的目的不仅仅是为了进一步弄清地下水资源的一些基本概念，更重要的是使分类能客观地反映地下水资源形成的基本规律以及它的经济意义，便于我们在实践中对它进行研究和定量评价。正确地进行地下水资源分类，对供水水文地质勘测、试验和长期观察工作有直接的指导意义，同时也是地下水资源评价的基础理论之一。为此，长期以来国内外不少学者对地下水资源分类进行了不少研究，提出了各种各样分类方案。下面就国内外常见的地下水资源分类作一些简要介绍。

（一）国外地下水资源分类

1．前苏联普洛特尼柯夫储量分类

普氏分类将地下水储量分成静储量、调节储量、动储量和开采储量四大类。前三者合称为天然储量，它表示天然状态下含水层中未经取水设备扰动的地下水总量。

（1）静储量：一般指储存于地下水最低水位以下含水层中的重力水的体积。亦即当含水层全部疏干后所能获得的地下水量，数值上等于含水层的体积与给水度的乘积。

hF

=

Qμ

(7-1)

)

(静

式中：μ为含水层的给水度；h为最低地下水位以下的含水层平均厚度；F为含水层的分布面积。

（2）调节储量：指存在于地下水位年变动带（即年最高水位与最低水位之间）内的含水层中重力水的体积，亦即疏干该带时所获得的地下水量。

Q∆

=μ

hF

(7-2)

(调

)

∆为地下水位的年变幅；其余符号同前。

式中：h

（3）动储量：指通过含水层某一横断面上的地下水天然流量。

ω

Q=

KJ

(7-3)

(动

)

式中：K为含水层的平均渗透系数；J为地下水流的平均水力坡度；ω为过水断面的面积。

（4）开采储量：指在一定的经济技术条件下，使在整个开采期间不发生明显的水量减少或水质恶化等不良现象，用取水工程从含水层中所能开采出来的地下水量。

2．前苏联宾德曼(Н．Н．Биндеман)等人提出的地下水储量和资源分类前苏联宾德曼等人1973年将地下水储量和资源划分为：①天然的；②人工的；③诱导(引入)的；④开采的四大类，现分别简述如下：

天然储量(natural reserve)：指天然条件下含水层中重力水的体积。承压含水层中由弹性释放而获得的那一部分水量又称弹性储量。

天然资源(natural resources)，即在天然条件下通过大气降水入渗、河流的渗透、上覆或下伏含水层的越流以及来自邻区的水平迳流等方式进入含水层中的水量。它可根据含水层水均衡中所有收入项的总和或消耗项的总和来确定。

人工储量(artificial reserve)：由灌溉渠道与水库渗漏、灌溉回归水、地下水人工补给等因素储藏在含水层中的水量。

人工资源(artificial resources)：利用渠道和水库的渗漏，加强地下水的再补给后能够进入含水层的水量。

诱导资源(drawn resources)：当地下水补给区与排泄区(包括人工排泄)一致的情况下，开采后产生或强化河、湖的渗透、相邻(通常是上部或下部)含水层的越流，同一含水层内分水岭的迁移而使地下水补给增加的那部分水量。

宾德曼认为开采储量(exploitation reserve)与开采资源(exploitation resources)是同义词。

3．法国的地下水储量和资源分类

法国常称的地下水储量是指储存于含水层空隙中的重力水体积，是一个单纯的物理量。而地下水资源是指从含水层中能提取出来的水量，它不仅与储量有关，而且又受一定技术经济条件的限制，所以资源又赋予经济的概念。研究储量为确定资源服务，由此，他们将地下水储量分为地质储量、天然储量、调节储量及开采储量四类。而把地下水资源划分为理论潜在资源、实际潜在资源与可采资源三种。

4．美国、日本等国家将地下水资源作为水资源的一个组成部分来考虑，他们从地下水资源的开采及管理出发，着重研究开采资源。因开采量常随着地区经济发展需要、采水单位的经济效益、取水设备能力、开采时地下水水质及水量允许变化的范围及法律等各种因素变化而变化，因此它不是一个常量。根据不同具体条件，各种不同的开采量术语名目繁多。有安全开采量(safe yield)、疏干性开采量(depletive yield)、持续开采量(sustained yield)、延缓常年开采量(deferred perennial yield)、最大常年开采量(maximum perennial yield)等。

(三)我国地下水资源分类

1．1979年《供水水文地质勘察规范》中的分类方法

我国水文地质工作者通过多年实践，1979年提出地下水资源分类方案，即供水水文地质勘察规范中提出的地下水资源分类。该方案将地下水资源划分为储存量、补给量和允许开采量三大类。

前已指出，地下水是在不断补给和消耗中形成和发展的。天然状态下，地下水补给和消耗处于不断变化的动平衡中。人工开采以后，地下水从天然动态向开采动态转化，达到开采条件下的新的平衡。所以开采前后，任何时刻任何地段地下水普遍地由补给量、储存量和排泄量三部分组成。