第七章 地下水资源与地下水系统
地下水系统介绍
谢谢
流动：地 下水在地 下岩石和 土壤中流 动
储存：地 下水在地 下储存， 形成地下 水系统
01
02
03
04
地下水系统的演化
地下水系统 的形成：岩 石、土壤、 地下水等相 互作用的结 果
地下水系统 的演化：受 地质、气候、 人类活动等 因素的影响
地下水系统 的演化过程： 包括地下水 的形成、流 动、储存、 补给等过程
加强监管执法
地下水系统的保护措施
01
监测地下水位和水质：定期 监测地下水位和水质，了解 地下水系统的变化情况。
03
节约用水：提高用水效率， 减少地下水的消耗。
05
开展宣传教育：提高公众对 地下水保护的认识，增强保 护意识。
02
保护水源地：保护地下水加强法律法规建设：完善地 下水保护法律法规，加强执 法力度。
地下水系统是一个复杂的自然系统，包括 地下水储存、流动和补给等过程。
地下水系统的组成
含水层：储存地下水的岩石或土层 隔水层：阻止地下水流动的岩石或土层 地下水流：在地下水系统中流动的水 地下水补给区：地下水补给的来源区域 地下水排泄区：地下水排放的区域 地下水水质：地下水的化学成分和物理性质
地下水系统的分类
地下水评价结果分析
地下水水质评价：分析地 下水水质的优劣，包括物 理、化学、生物指标
地下水水量评价：分析地 下水水量的丰枯程度，包 括补给、径流、排泄等指 标
地下水水位评价：分析地 下水水位的动态变化，包 括水位、水位变化趋势等 指标
地下水环境影响评价：分 析地下水环境对生态环境、 人类活动等的影响，包括 污染、生态破坏等指标
地下水评价指标
水质指标：包括 pH值、硬度、 溶解氧、重金属 等
七章补径排
观
测
主孔
孔
一般根据地质条件进行分析，总方向是由补给区到排泄 区，可用示踪的方法确定。示踪剂有食盐、同位素等。
地下水的补给——径流、径流——排泄界限的划分 是比较难的，没有严格界限，一般认为能接受补给的部 分称为补给，对潜水而言分布区与径流区一致，故称补 给——径流区，承压水比较好分区。
径流量除用达西公式计算外，有时用下列表示式 来判断地下水的富集程度。
2、地下径流率：1平方公里含水层面积上地下水的径
流量（又称径流模数）。
MJ
Q 10 2 F 365 86400
(L/S.KM2)
它说明了一个地区或一个含水层中以地下水径流
的形式存在的地下水量的多少，而不能说明地下水的
径流强度（用平均渗透率来表示）。
5、补给模数：单位面积上地下水含水层上补给的 量。Mb=Q/F,与径流模数差一个降水量系数。
6、径流区水质的变化 地下水的矿化度随补给区的矿化度不同而不同，沿 途有地表水或污染物的汇入而发生变化。
（3）泉的分布反映汗水层的分布或含水通道的分 布，及补给和排泄区的位置。
（4）区的标高反映当地的地下水位标高。
(5）泉的化学成分、物理性质及气体成分，反映 当地地下水的水质特点和形成的环境特点。
（6）水温反映地下水的埋藏特点，如水温接近气 温，说明地下水埋藏较浅，温泉来自深部。
（7）泉的研究有利于判断地质构造，泉常出露于 断层带及接触带
3、地下水径流系数：地下水径流量与同时间内（通
常为一个水文年）降落在含水层补给面积上的水量之比。
07地下水的补给、排泄与径流解析
第七章 地下水的补给、排泄与径流
过程：含水层或含水系统经由补给从外界获得水量，通 过径流将水量由补给处输送到排泄处向外界排出。 在补给与排泄过程中，含水层与含水系统除了与外 界交换水量外，还交换能量、热量与盐量。 意义：补给、排泄与径流决定着地下水水量、水质在空间 与时间上的分布。 为了解地下水的赋存变化规律，合理评价和开发利用 水资源，就必须研究地下水的补给、排泄与径流特征。
第七章 地下水的补给、排泄与径流
目前认为，松散沉积物中的降水入渗存在活塞式与捷径 式两种：
第七章 地下水的补给、排泄与径流
活塞式下渗：鲍得曼（Bodman）等人于1943—1944年对均质砂 进行室内入渗模拟试验的基础上提出，简而言之，这种入渗方 式是入渗水的湿锋面整体向下推进，犹如活塞的运移。 在理想情况下，包气带水
普遍认为，在砂砾质土中主要为活 塞式下渗，而在粘性土中则活塞式与捷 径式下渗同时发生。
第七章 地下水的补给、排泄与径流
二、影响大气降水补给地下水的因素
蒸发
地表
降水
地表径流 下渗补给含水层
渗入地面以下的水，不等于补给含水层的水。其中相当 一部分将滞留于包气带中构成土壤水，通过土面蒸发与叶面 蒸腾的方式从包气带水直接转化为大气水。 以土壤水形式滞留于包气带并最终返回大气圈的水量相 当大。我国华北平原总降水量有70％以上转化为土壤水。
第七章 地下水的补给、排泄与径流
7.1 地下水的补给
7.1.1 大气降水对地下水的补给 7.1.2 地表水对地下水的补给
7.1.3 大气降水及河水补给地下水水量的确定
7.1.4 凝结水的补给 7.1.5 含水层之间的补给 7.1.6 地下水的其它补给来源 泉 泄流
7.2 地下水的排泄
07第七章水文地质参数的计算
07第七章⽔⽂地质参数的计算第七章⽔⽂地质参数的计算⽔⽂地质参数是表征含⽔介质⽔⽂地质性能的数量指标，是地下⽔资源评价的重要基础资料，主要包括含⽔介质的渗透系数和导⽔系数、承压含⽔层的储⽔系数、潜⽔含⽔层的重⼒给⽔度、弱透⽔层的越流系数及⽔动⼒弥散系数等，还有表征与岩⼟性质、⽔⽂⽓象等因素的有关参数，如降⽔⼊渗系数、潜⽔蒸发强度、灌溉⼊渗补给系数等。
⽔⽂地质参数常通过野外试验、实验室测试及根据地下⽔动态观测资料采⽤有关理论公式计算求取，或采取数值法反演求参等。
第⼀节给⽔度⼀、影响给⽔度的主要因素给⽔度（µ）是表征潜⽔含⽔层给⽔能⼒或储⽔能⼒的⼀个指标，给⽔度和饱⽔带的岩性有关，随排⽔时间、潜⽔埋深、⽔位变化幅度及⽔质的变化⽽变化。
不同岩性给⽔度经验值见表7.l。
⼆、给⽔度的确定⽅法确定给⽔度的⽅法除⾮稳定流抽⽔试验法（参考《地下⽔动⼒学》等⽂献）外，还常⽤下列⽅法：1．根据抽⽔前后包⽓带上层天然温度的变化来确定p 值根据包⽓带中⾮饱和流的运移和分带规律知，抽⽔前包⽓带内⼟层的天然湿度分布应如图 7.1中的 Oacd 线所⽰。
抽⽔后，潜⽔⾯由 A 下降到 B （下降⽔头⾼度为功），故⽑细⽔带将下移，由aa ＇段下移到bb ＇段，此时的⼟层天然湿度分布线则变为图中的Oacd 。
对⽐抽⽔前后的两条湿度分布线可知，由于抽⽔使⽔位下降，⽔位变动带将给出⼀定量的⽔。
根据⽔均衡原理，抽⽔前后包⽓带内湿度之差，应等于潜⽔位下降Δh 时包⽓带（主要是⽑细⽔带）所给出之⽔量（µΔh ）即h W W Z i i n i i=-∑=µ)(121故给⽔度为h W W Z i i n i i-=∑=)(121µ (7.1)式中：△Z i ——包⽓带天然湿度测定分段长度（m ）；△h ——抽⽔产⽣的潜⽔⾯下移深度（m ）；W 1i ，W 2i ；——抽⽔前后△Z i 段内的⼟层天然湿度（％）；n ——取样数。
第7章 地下水取水工程
第7章地下水取水工程7.1 地表水取水工程概述7.1.1地下水水源地的选择水源地的选择，对于大中型集中供水，关键是确定取水地段的位置与范围；对于小型分散供水而言，则是确定水井的井位。
它不仅关系到水源地建设的投资，而且关系到是否能保证水源地长期经济、安全地运转和避免产生各种不良环境地质作用。
水源地选择是在地下水勘察基础上，由有关部门批准后确定的。
7.1.1.1集中式供水水源地的选择进行水源地选择，首先考虑的是能否满足需水量的要求，其次是它的地质环境与利用条件。
1．水源地的水文地质条件取水地段含水层的富水性与补给条件，是地下水水源地的首选条件。
因此，应尽可能选择在含水层层数多、厚度大、渗透性强、分布广的地段上取水。
如选择冲洪积扇中、上游的砂砾石带和轴部、河流的冲积阶地和高漫滩、冲积平原的古河床、厚度较大的层状与似层状裂隙和岩溶含水层、规模较大的断裂及其他脉状基岩含水带。
在此基础上，应进一步考虑其补给条件。
取水地段应有较好的汇水条件，应是可以最大限度拦截区域地下径流的地段；或接近补给水源和地下水的排泄区；应是能充分夺取各种补给量的地段。
例如在松散岩层分布区，水源地尽量靠近与地下水有密切联系的河流岸边；在基岩地区，应选择在集水条件最好的背斜倾没端、浅埋向斜的核部、区域性阻水界面迎水一侧；在岩溶地区，最好选择在区域地下径流的主要径流带的下游，或靠近排泄区附近。
2．水源地的地质环境在选择水源地时，要从区域水资源综合平衡观点出发，尽量避免出现新旧水源地之间、工业和农业用水之间、供水与矿山排水之间的矛盾。
也就是说，新建水源地应远离原有的取水或排水点，减少互相干扰。
为保证地下水的水质，水源地应远离污染源，选择在远离城市或工矿排污区的上游；应远离已污染（或天然水质不良）的地表水体或含水层的地段；避开易于使水井淤塞、涌砂或水质长期混浊的流砂层或岩溶充填带；在滨海地区，应考虑海水入侵对水质的不良影响；为减少垂向污水渗入的可能性，最好选择在含水层上部有稳定隔水层分布的地段。
《地下水系统》课件
地下水的分类
地下水的分类多样，不同类型的地下水具有不同的特征和用途。本节将介绍洪水型地下水、稳定 型地下水、干旱型地下水和间歇型地下水。
地下水的含量和利用
地下水含量的测量和地下水的利用方式对于合理利用地下水资源至关重要。 本节将探讨地下水含量的测量方法和不同方式下的地下水利用。
地下水的污染与防治
《地下水系统》PPT课件
概述
地下水是指地表下与地下土壤、岩石中充满或流动的水体，是地球上重要的水资源之一。本节将 介绍地下水的概念、来源和分布，并探讨地下水与人类生活的关系。
地下水的形成与运动
地下水的形成与运动是地下水系统中的核心要素。本节将解释地下水形成的条件，地下水运动的 原因以及地下水流动的方式。
地下水污染是地下水系统中的一大挑战，其来源多种多样且具有多样的类型。措施。
结论
地下水系统对于人类和环境具有重要性。本节将总结地下水系统的重要性， 以及地下水管理的现状和未来发展趋势。
第七章矿井水文地质与防治第一节地下水的基本知识第二节
赋存承压水的单斜构造。 （1）由断层形成的自流斜地：
ⅰ断层不导水：承压水无独立的排泄通道，当补给水量大于含水 层所能容纳的水量时，含水层的水就通过补给区低洼区排泄，此 时补给排泄区一致。 ⅱ断层导水：含水层通过断层排泄，断层与地表相交并形成泉。
2、裂隙：由于受地壳运动或外力作用，坚硬岩层中的各种裂缝。 裂隙度：裂隙体积Vt 与包括裂隙在内的岩石总体积V之比。 用百分数表示：Kt=Vt/V×100%
3、岩溶：可溶性岩石中的洞穴。 岩溶度：可溶性岩层中洞穴体积与包括岩溶洞穴在内的岩石总
体和V之比。 用百分数表示：Kk=Vk/V×100% （二）岩石的水理性：
（三）岩石的溶隙
岩石的溶隙是可溶性岩层被溶蚀而形成。
岩溶区岩溶水的运动和岩溶溶洞的发育、分布,具有垂直分带性： 1、包气带（I）：
位于最高地下水位以上。 2、水位季节变动带（Ⅱ）：
位于高水位和低水位之间 3、饱水带（Ⅲ）：处于地下水面以下。 4、深部循环带（Ⅳ）：位于当地侵蚀基准面以下。 （四）人工通道 1、崩落法采煤造成的裂隙。 2、钻孔造成的涌水通道。
（二）上升泉
由承压含层水形成的泉
1、侵蚀上升泉： 河谷、冲沟切穿承压含水层的隔水层顶板
2、断裂上升泉： 导水断层通过承压含水层，
由于承压水水位较高，底下水沿着断层、 裂隙上升溢出地表。
第二节 矿井充水条件
矿井水：流入井筒、巷道和工作面的水。 矿井充水的主要因素：水的来源、涌水通道和影响水量大小的因 素，它们是计算涌水量、预测突水的重要依据。 一、矿井水的来源 （一）矿体及围岩空隙中的地下水: 有些矿体本身充满来哦地下水，这些水在开采时可以直接流入 巷道，成为涌水水源。
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”指有利用价值得、本身又具有不断更替能力得各种地下水量得总称,它属于地球整个水资源得一部分。
地下水有利用价值必定包括水质与水量两个方面,地下水能够构成资源首先就是因为它有利用价值,这就是由质来决定得;而其来源多少则就是由量来体现。
所谓地下水资源评价主要指在水质评价得前提下对水量得评价。
地下水资源评价就是供水水文地质勘察得根本性任务,它要求在一定得天然及人工条件下,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得允许开采量与补给得保证程度。
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:即根据不同用户得要求,就是否会产生严重恶化等方面得预测。
2.地下水量评价:根据水文地质条件与拟订得需水量,确定开采方案及开采量;并应探讨其补给保正程度以及就是否需要进行人工补给等。
3.开采技术条件得评价:主要指开采期内水位下降值就是否会超过技术允许得范围;地下水对取水构筑物就是否可能出现腐蚀作用以及水井可能得使用年限等。
4.评价开采地下水时可能产生得影响:如对邻近现有得取水工程、其它水利工程经济效益得干扰与地面沉降等。
5.开采时就是否需要特殊得地下水资源保护措施(包括水源地卫生防护措施)。
第二节地下水资源得组成一、地下水资源分类地下水资源分类得目得不仅仅就是为了进一步弄清地下水资源得一些基本概念,更重要得就是使分类能客观地反映地下水资源形成得基本规律以及它得经济意义,便于我们在实践中对它进行研究与定量评价。
正确地进行地下水资源分类,对供水水文地质勘测、试验与长期观察工作有直接得指导意义,同时也就是地下水资源评价得基础理论之一。
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。
下面就国内外常见得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、动储量与开采储量四大类。
地下水基础—第七章 地下水的补给与排泄
开封柳园口悬河
山东境内黄河
（二）河流对地下水补给的过程－间歇河流为例
1、汛期开始以垂直入渗为主， 潜水面处形成水丘。
2、水丘水位不断抬高， 与河水连成一体。
3、汛期结束， 潜水位普遍抬高。
（三）河流补给地下水的影响因素
1、河床面积 2、河床透水性 3、河床水位与地下水位之差。
（四）河流补给地下水的水量的确定
蒸发及蒸腾返回大气，不构成地下水的有效补给。 集中式暴雨降水强度超过地面入渗能力而部分转 化为地表径流，入渗系数偏低。连绵细雨不超过 地面入渗速率的最有利于地下水的补给。
α
间歇小雨
连绵细雨
降水强度（单位时间内降水量） 集中暴雨
(三)影响大气降水补给地下水的的因素
3、包气带渗透性与厚度
累
积 200 入
Q
f X 1000
Q 地下水排泄量（泉的排泄量、河流的基流量） (m3/a)
f 汇水面积（Km2) X 年降水量(mm)
四、凝结水的补给
特点 ：1、昼夜温差大（撒哈拉大沙漠昼夜温差 50℃ ）。
2、夜间土壤（沙层）温度低，首先自身凝 结出水，其次是大气层凝结出水（敦煌壁画受 到凝结水的破坏）。
湿润锋面
>>入渗特点：
＊发生在空隙均匀的岩土体中；
＊入渗水湿润面整体向下推进，犹如活塞的运移；
＊年龄新的水推动年龄老的水下移，“老”水在前， “新”水在后，始终是“老”水先到达含水层。
大气降水对地下水的补给
2、捷径式 由于孔隙大小的差异，当降水强度较大，入
渗水将沿着渗透性良好的大孔隙通道优先下渗，同时向下 渗通道周围扩散。在接受连续入渗补给后，大通道的入渗 水将优先到达地下水面。
7第七章地下水的补给与排泄
第七章地下水的补给与排泄补给：recharge径流：runoff排泄：discharge补给、径流、排泄是地下水参与自然界水循环的重要环节。
7．1 地下水的补给补给––––含水层或含水系统从外界获得水量的过程。
1．大气降水（precipitation）入渗机理：1）活塞式下渗（piston type infiltration）→Green–Ampt模型：求地表处的入渗率（稳定时v→K）（P49,公式5–14；P65，图7–3），累积入渗量。
2）捷径式下渗（short-circuit type infiltration），或优势流（preferential flow）。
降水→地下水储量增加→地下水位抬高→势能增加。
降水转化为3种类型的水：①地表水，地表径流（一般降水的10 ~ 20%产生为地表径流）；②土壤水，腾发返回大气圈（一般大于50%的降水转为土壤水，华北平原有70%的降水转化为土壤水）；③地下水，下渗补给含水层（一般20 ~ 30%降水渗入地下进入含水层）。
渗入地面以下的水：①滞留于包气带→土壤水，通过腾发ET（evapotranspiration）→返回大气圈；②其余下渗补给含水层→地下水。
因此，落到地面的降水归结为三个去向：（1）地表径流；（2）土壤水（腾发返回大气圈）；（3）下渗补给含水层。
入渗补给地下水的水量：q x=X-D-∆S式中：q x ––––降水入渗补给含水层的量；X ––––年降水总量；D ––––地表径流量；∆S ––––包气带水分滞留量。
单位：mm 水柱。
降水入渗系数（α）––––补给地下水的量与降水总量之比。
Xq x =α （小数或%表示） 一般α =0.2 ~ 0.5。
定量计算（入渗系数法）：Q=α·X ·F （注意单位统一，X ：mm/a ，F ：km 2，Q ：m 3/a ） 影响降水入渗补给的因素：① 降水量大小：雨量大，α大；雨量小，α小；② 降水强度：间歇性的小雨，构不成对地下水的有效补给（如华北平原，一次降水<10mm 的为无效降雨）；连绵小雨有利于补给；集中暴雨→一部分转化为地表径流→不利于补给；③ 包气带岩性：K 大，有利于入渗；K 小，不利于入渗；④ 包气带厚度：厚，入渗量小，河北平原存在“最佳埋深”，一般4 ~ 6m ，地下水位在“最佳埋深”时，入渗补给量最大，入渗系数α也最大；⑤ 降雨前期土壤含水量：含水量高，有利于补给；含水量低，不利于补给；⑥ 地形地貌：坡度大→地表径流量大→不利于补给；地势平缓，有利于补给； ⑦ 植被覆盖情况：植被发育，有利于拦蓄雨水和入渗；但浓密的植被，尤其是农作物，蒸腾量大，消耗的土壤水分多，不利于补给。
第七章 地下水的补给径流与排泄
第七章地下水的补给径流与排泄我们认为：世界是物质的，物质是运动的，运动是有规律的，规律是可以认识并可以利用的。
地下水是自然界广泛存在的非常重要的物质，对它运动规律我们从微观上已经进行过一些研究，如达西线性渗透定律，V = Kl；讨论了结合水、①毛细水的运动规律；学习了地下水化学成分的形成与变化。
而在宏观上关于地下水的运动，只在自然界水循环中作过简单的介绍。
在以下几章里，将分别介绍地下水水质、水量的时空变化规律。
这个变化的：过程——地下水的动态；数量关系——地下水的均衡；结果——地下水资源。
在“自然界水循环”当中讲到：水文循环——大气水、地表水、地壳浅部水之间的相互转化过程。
（发生在海 陆之间的叫大循环；发生在海海与陆陆内部的叫小循环。
）地质循环——地球浅部层圈与深部层圈之间水分的相互转化过程。
地下水经常不断地参与着自然界的水循环，我们把下面三个概念（过程）叫做* 地下水循环——地下水的补给、径流与排泄过程。
* ①补给——含水层（含水系统）从外界获得水量的过程。
* ②径流——水由补给处向排泄处的运动过程。
* ③排泄——含水层（含水系统）失去水量的过程。
地下水在补给、径流、排泄过程中，不断的进行着水量的交换和运移。
由于水是盐分和热量的良好的溶剂和载体，所以在水量交换的同时，也伴随着水化学场和温度场的响应的变化。
即水量、盐量、热量都在变化。
这些变化的特点决定了含水层（含水系统）中水量、水质、水温的分布规律。
因此，在做地下水研究时，只有搞清地下水的补、径、排规律或特点，才能正确的评价水资源，才能更合理的利用地下水，更有效的防范地下水害。
* 一、地下水的补给——含水层（含水系统）从外界获得水量的过程。
研究地下水的补给，主要研究如下三个问题：a. 补给源：大气降水、地表水、凝结水、相邻含水层（含水系统）的水以及人工补给水源。
b. 补给条件：主要是发生补给的地质—水文地质条件，如补给方式和补给通道的情况等。
c. 补给量：含水层（含水系统）获得了多少水。
第七章 地下水开发利用规划
地下水资源评价
规划具体原则：
（1）因地制宜，根据当地自然条件和生产发展的需要， 进行全面规划，合理布局。
（2）水资源统一管理，地下水地表水统一调度，开采 与补给相结合。 （3）保护与涵养地下水资源，开采以浅层水为主，深 浅结合。 （4）集中开采与分散开采相结合；新井、旧井相结合。 （5）根据水文地质特点，布设管理与监测地下水观测 网，及时观测地下水动态变化。
地下水资源评价
井群布置：直线型、三角形、环形 井网布置：梅花形井网 电网布置：与井网、林网、路网配合 辅助工程：井旁调蓄池、回灌工程
地下水资源评价
规划报告：
灌区基本情况
地下水资源计算与评价
供水量平衡计算
井灌工程规划
投资概算、经济效益分析
实施方案 附件
地下水资源评价
地下水资源评价
五、井灌区规划
井型的选择，根据各分区的具体特点，选择适宜 的井型，不同井型适应不同的水文地质条件作 物需水量、灌溉技术和方法、土壤性质和平整情 况、管理水平等。
地下水资源评价
F—单井灌溉面积（亩）； Q—单井配套安全出水量（m3/h）； t—每天抽水时间可取16-20h； T1—每一轮灌天数，可取7-10d； T2—实际灌水时间，h； k—考虑作物比例变动的水量调整系数， 北方旱作地区可取0.7-0.9； qmax—最大净灌水率（m3/h.亩)；应由试 验确定。 η—灌水有效利用系数。
地下水资源评价
农业生产和水利现状，包括农业生产特点及发展
计划、各作物的种植面积复种指数产量、当地灌
溉排水的经验（灌水技术、方法、灌溉制度、灌
溉定额等）。
地下水资源污染防治的教案执行方案
第一章：地下水资源的基本概念1.1 水资源的概念及其重要性1.2 地下水资源的定义与分类1.3 地下水资源的分布与利用1.4 地下水资源的价值与功能第二章：地下水资源污染的原因及危害2.1 地下水资源污染的定义与分类2.2 地下水资源污染的主要原因2.3 地下水资源污染的危害与影响2.4 地下水资源污染的监测与评价第三章：地下水资源污染防治的法律与政策3.1 地下水资源污染防治的相关法律法规3.2 地下水资源污染防治的政策与措施3.3 地下水资源污染防治的监管与管理3.4 地下水资源污染防治的国际合作第四章：地下水资源污染防治的技术方法4.1 地下水资源污染防治的基本原则4.2 地下水污染治理的技术方法4.3 地下水污染防控的技术手段4.4 地下水污染修复的案例分析第五章：地下水资源污染防治的实践与案例5.2 地下水资源污染防治的实践经验5.3 地下水资源污染防治的成功案例5.4 地下水资源污染防治的未来展望第六章：地下水污染风险评估与管理6.1 地下水污染风险评估的方法与步骤6.2 地下水污染风险源识别与管理6.3 地下水污染风险评估的案例分析6.4 地下水污染风险防范与应急响应第七章：地下水污染防治规划与设计7.1 地下水污染防治规划的原则与方法7.2 地下水污染防治规划的编制步骤7.3 地下水污染防治设施的设计与建设7.4 地下水污染防治规划案例分析第八章：地下水污染防治的监督与执法8.1 地下水污染防治的监管机构与职责8.2 地下水污染防治的法律法规执行8.3 地下水污染防治的执法手段与措施8.4 地下水污染防治的违法行为法律责任第九章：公众参与与教育宣传9.1 地下水污染防治的公众参与意义9.2 地下水污染防治的公众参与方式9.4 地下水污染防治的公众参与案例分析第十章：地下水资源污染防治的未来趋势10.1 地下水资源污染防治的新理念与技术10.2 地下水资源污染防治的国际发展趋势10.3 地下水资源污染防治的挑战与机遇10.4 地下水资源污染防治的长期研究与行动方向重点和难点解析重点环节一：地下水资源的定义与分类解析：理解地下水资源的定义及其在地球水循环中的作用是教学重点。
水资源保护规划
⽔资源保护规划第七章⽔资源保护规划第⼀节概述⽔资源保护是⽔资源综合规划的⼀个重要组成部分，在综合考虑⽔资源的⾃然属性和社会属性、⽔资源开发利⽤现状和规划的前提下，更注重⽔资源的承载能⼒及节约保护，以促进⽔环境质量的改善和⽔⽣态的良性循环。
要实现⽔资源保护，改善⽔环境，必须控制污染物⼊河量。
根据污染物⼊河量和纳污能⼒，确定⼊河污染物控制量和削减量，并拟定污⽔处理设施建设规划。
针对温岭市⽔环境污染的具体情况，提出针对地表⽔资源、地下⽔资源污染的防治措施。
对于⽔源地，划分⽔源地保护区，并提出针对地表⽔⽔源地、地下⽔源地的保护措施。
第⼆节⽔功能区划分和⽔质保护⽬标合理划分⽔（环境）功能区对保护⽔源、改善环境、维护⽣态平衡、合理利⽤⽔资源、促进经济发展具有重要意义，⽔域功能区划分是实现⽔资源综合开发、合理利⽤、积极保护、科学管理的基础。
⼀、地⾯⽔（环境）功能区划分和⽔质⽬标根据温岭市地⾯⽔（环境）功能区划分和温岭⽬前的⽔资源状况，温岭市共划分地表⽔功能区14个，见表7-1。
由表7-1可知，温岭市⽔域污染严重，⼤部分功能区⽔质⽆法达到主导功能⽔质要求，⽔质现状和2010年⽬标⽔质差距甚⼤，⽔环境保护和治理的任务重、难度⼤。
⼆、⽔功能区⽔质⽬标拟定1.根据⽔功能区⽔质现状、排污状况、不同⽔功能区的特点、⽔资源配置对⽔功能区的要求以及当地技术经济等条件，拟定⽔功能区现状条件与规划条件（2020年）下的⽔质⽬标。
2.拟定⽔质⽬标依据的⽔质标准是《地表⽔环境质量标准》（GB 3838-2002），并参照《渔业⽔质标准》（GB 11607-89），《景观娱乐⽤⽔⽔质标准》（GB 12941-91）等。
3.拟定⽔功能区⽔质⽬标:①⽔功能区⽔质类别；②⽔功能区⽔质现状；表7-1 温岭市地表⽔功能区划分③相邻⽔功能区的⽔质要求；④⽔功能区排污现状与相应的规划；⑤⽤⽔部门对⽔功能区⽔质的要求，包括现状和规划；⑥社会经济状况及特殊要求；⑦⽔资源配置对⽔域的总体安排。
水资源利用与保护习题答案
第一章绪论1、简述水资源的含义、分类、特征？含义:人类生产生活及生命生存,不可替代的自然资源与环境资源就是在一定的经济技术条件下能够为社会直接利用或待利用,参与自然界水分循环影响国民经济的淡水。
分类:地表水与地下水资源;天然水资源与调节性水资源;消耗性与非消耗性水资源。
特征:资源的循环性、储量的有限性、时空分布的不均匀性、利害两重性、用途广泛性、不可替代性、水量的相互转化性。
3、简述中国水资源状况及开发利用存在问题？状况:人均占有量不足;时间、空间分布极不均匀;空间:耕地面积与水,河流分配。
时间:夏多冬少;水系:湖泊较多,多数分布在湿润区。
干旱、半干旱地区河流稀少。
开发利用存在问题:需水量不断增加,供需矛盾尖锐,南方水质型、北方水量型缺;污染继续发展,加剧水资源缺乏;用水浪费,利用率偏低;干旱、半干旱地区水资源过度开发,环境问题突出,地下水利用程度过高;管理水平有待提高,4、简述中国水资源面临的挑战？水旱灾害依然频繁并有加重趋势/农业用地减少农业用水短缺程度加剧/水土流失尚未得到有效控制,生态脆弱/污染负荷急剧增加,加重了水体污染第二章水循环及水资源形成3、简述全球水资源状况及开发利用趋势？状况:全球农业用水占第一位(69%),工业用水第二位(23%)可复原比例最高,居民用水第三位(8%)人均占有量不断提高;世界各地用水量差异极大,发达国家多为工业用水54%,发展中国家多为农业用水80%;近年来用水量发展中国家增加幅度达,发达国家趋于稳定。
开发利用趋势:农业用水量及农业用水中不可复原的水量最高/工业用水由于不可恢复水量最低,将提高工业用水技术、降低用水量定额、加大节水力度、大幅度提高用水重复利用率/水资源的开发将更为重视经济、环境与生态的良性协调发展。
5、简述地表水资源的类型与形成河流、湖泊、沼泽、冰川、永久积雪。
陆地上的水通过蒸发作用(江、河、湖、水库等蒸发)上升到大气中形成积云,然后以降水的形式降落到陆地表面形成径流。
水资源系统分析-第7章系统模拟
目前世界上的水文模型有百余种之多，不 同类型不同复杂程度的水文模型并存，其原因 主要有：水文循环的复杂性，人类对水循环的 规律还没有完全了解和掌握，不同的学者对水 文现象的研究角度不同，就会有不同的理解， 这样就产生了不同的水文模型。
物理模型-SWAT 简介
SWAT（soil and water assessment tool） 是由美国农业部农业研究中心（USDA-ARS） 开发的流域尺度模型，可以用于模拟地表水和 地下水的水质、水量，预测土地管理措施对大 尺度流域水文、泥沙和农业化学物质的影响。 SWAT模型自20世纪90年代初开发以来，已 经经历了不断的发展，先后经过了SWAT94.2、 SWAT96.2、WAT98.1、SWAT99.2、 SWAT2000、SWAT2005系列官方版本。
运行SWAT 模型时，首先要求输入流域的数字 高程模型（DEM）
模型基于一定的原理把整个流域划分成不同的 子流域或水文响应单元（Hydrologic response units，HRUs）
再分别输入流域的土地覆被栅格图和土壤栅格 图
通过计算逐个水文响应单元的径流量，最后得 到流域的总径流量。
数据 空间数据
(1作) 缺软，件它点开需：发要，进建行立大运量行的仿编真程模、型调是试一和项重艰复巨运的行工试
验，极其耗时、耗力和消耗资金的。
(2) 可行解，系统仿真不可能获得问题的通解或者 是最优解。仿真参数的调整往往具有极大的盲目 性。 (与优化方法的区别)
(3)仿真建模直接面向实际问题，对于同一问题， 由于建模者的认识和看法有差异，往往会得到迥 然不同的模型，自然，模型运行的结果也就不同。 因此，仿真建模常被称为非精确建模，或认为仿 真建模是一种“艺术”而不是纯粹的技术。
地下水资源与地下水文
地下水资源与地下水文地下水是地下蓄水层中的独立水体，是自然界中最重要的淡水资源之一。
地下水文研究则是关于地下水在地质、水文等方面的运动、分布和使用的科学。
本文将对地下水资源与地下水文进行探讨。
一、地下水资源的形成与特点地下水是由地表降雨、地表径流、地下径流等通过渗透作用进入地下蓄水层的水。
由于其具有重要的地质和水文特点，成为了重要的水资源。
1. 地下水的形成地下水的形成与大气水循环密切相关。
地表降水通过渗透，逐渐进入地下蓄水层形成地下水。
其中，渗透过程中的毛管上升、重力作用、土壤水分吸引力等力量共同作用，促使水分向下渗透。
2. 地下水的特点地下水具有以下几个特点：（1）较为稳定：地下水蓄水层的温度、压力、浊度等相对较稳定，不易受到外界环境的影响。
（2）运动迟缓：地下水运动速度相对较慢，一般为几十米到几百米每年。
因此，地下水是一种相对稳定的水源。
（3）地下水储量丰富：地下蓄水层储量巨大，虽然在地下水资源利用过程中有着一定的局限性，但总体上储量较丰富。
二、地下水文的研究对象地下水文研究主要内容包括地下水的赋存状态、地下水的运动规律、地下水的分布特征等。
1. 地下水的赋存状态地下水赋存状态可分为几种类型：可自由流动的溪流、湖泊等地下水系统；受到地下岩土层阻隔或夹层围裹的非自流水系统；以及深层地下水系统等。
对于不同类型的地下水系统，其赋存状态和分布特征也各有不同。
2. 地下水的运动规律地下水的运动规律主要受到两个因素的影响：地下水位差和地下水的渗透性。
地下水位差是地下水流动的驱动力，而地下水的渗透性则决定了地下水运动的速度和流向。
3. 地下水的分布特征地下水的分布特征主要与地层结构、地下水位、地下水质等因素密切相关。
不同地域的地下水分布特征差异较大，针对特定地区的地下水分布特征的研究对于地下水资源的合理利用具有重要意义。
三、地下水资源与地下水文的利用与保护地下水资源的利用与保护是人类生活、农业和工业发展的重要问题。
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当自然条件有利、开采方案合理、开采强度较大时，夺取的
补给增量可以远远超过天然补给量。
注意2：开采时的补给增量不是无限制的。在计算补给增量时， 应全面考虑合理的袭夺，而不能盲目无限制地扩大补给增量。 从“三水”转化的总水资源的观点考虑。
注意3：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。地下水的补给量是使地下水运动、排泄、水交
一、地下水资源的特点
4、可调节性 可调节性主要针对水量，指地下水在系统结构 的作用下，使不连续的降水和水量输入变为相对连 续、均匀输出的这种自然特性。 一般来说，地表水系统的水量调节能力较差， 水量、水位的动态变化与降水过程极为密切，滞后、 延迟效应均不明显，获得的降水补给量可以快速地 排出。
一、地下水资源的特点
得到运动不仅受重力作用，也可同时受静水压力作
用，局部地下水的运动方向可与地形坡向相反；
4. 地表水资源量主要决定于地表水流域范围和降水强 度，地下水资源量还与地表水入渗条件、岩层空隙 和含水层分布等因素相关； 5. 地表水易遭受污染，水质动态变化大，而降水、地
表水向下渗入能够滤去杂质等有害物质而达到自然
第七章 地下水资源与地下水 系统
§1 地下水资源的特点 §2 地下水资源分类 §3 地下水系统
思考：
地下水与地表水的共性？
地下水与地表水的差异性？
地下水与地表水的共性:
地球上水资源组成部分
均具有流动性和随时间变化性，均是可更新 和可再生的资源，均由大气降水转化而来； 根据自然界水循环特征分析，地表水与地下 水之间相互转化，联系密切，资源量存在很 大的重复性。
（二）储存量
注意3：
如果永久储存量很大（如含水层厚度大、分布又广的大型贮水构造）， 每年适当动用一部分永久储存量，使其在100年或50年内总的水位降深 不超过取水设备的最大允许降深也是可以的。 例如，美国得克萨斯州高平原地下水源地，主要是消耗静储量来维持开 采，据计算，可持续开采40—50年。
标高/m
4、可调节性 与地表水相比，地下水更具有调节性。集中的
降水补给可积蓄在季节变动带中，然后缓慢释放，
缓慢径流的路程效应可平抑各处来水的波动，发挥 削峰填谷的作用。
§1 1、系统性
地下水资源的特点
2、流动性
3、可恢复性
4、可调节性
§2
地下水资源的分类
一、地下水储量分类
20世纪70年代前，采用H· A· 普洛特尼科夫地下水储 量分类：天然储量+开采储量
μ—含水层的给水度；
F—潜水含水层的面积(m2)； h—潜水含水层的厚度(m) 。
（二）储存量
在承压含水层中，承压含水层除了容积储存量外，还有 弹性储存量（承压含水层压力水头的变化主要反映弹性水 的释放，称为弹性储存量）。 W弹＝μ * · F· h
式中：W弹—承压水的弹性储存量(m3)； μ *—贮水(或释水)系数； F —承压含水层的面积(m2)； h —承压含水层自顶板算起的压力水头高度(m)。
联系的统一整体。
如：水井、水源地、含水层、含水岩组、含水系统
一、地下水资源的特点
2、流动性 地下水是流体，是动态资源，在补给、径流、排 泄的过程中，不断循环流动。地下水资源的数量 和质量随外界条件变化而变化。 可用地下水的流量表示地下水的数量。
一、地下水资源的特点
3、可恢复性 地下水资源的可恢复性(可再生性)是地下水资 源可持续利用的保证。地下水始终处于流动状态， 在不断接受外界水量和溶质补充的同时，也将系统 内部水量连同水中所含的物质排泄出去。 在天然条件下，补排水量多年间大体平衡，水 量和水质保持相对稳定。
100
118°
24.8 深23 650 21.8 衡53 550
滏阳河 滏阳新河
20.1 衡54 650
清凉江
邑42 21.6 633 景30 20.6 650
江江河
省界
20.7 景34 651
0
Q4
Ⅰ Ⅱ1
-100
Q3
Ⅱ2 Ⅲ1
-200
Q2
-300
Ⅲ2 Q1 Ⅳ
-400
-500
N
-600
-700 深15
地表水的入渗补给量、越流补给量和人工补给量等。
实际计算时，按天然状态和开采条件下两种情况进行。
（一）补给量
首先计算现实状态下地下水的补给量，然后再计算扩大开 采后可能增加的补给量。
后者称为补给增量（或称诱发补给量、激发补给量、开采
袭夺量、开采补充量等）。
1. 降水入渗的补给增量：
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，还使漏斗范围内原来不能接受降水渗入补给的地 区（例如沼泽、湿地等），腾出可以接受补给的储水空间， 因而增加了降水渗入补给量。 由于地下水分水岭向外扩展，增加了降水渗入补给面积，使 原来属于相邻均衡水区或水文地质单元）的一部分降水渗入 补给量，变为本漏斗区的补给量。
2000
年度
第四系各含水组地下水位动态曲线对比
（三）允许开采量
可开采量，指通过技术经济合理的取水构筑物，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
§1
地下水资源的特点
一、地下水资源的概念
地下水资源–––有使用价值的各种地下水量的 总称，它属于整个地球水资源的一部分。
地下水的使用价值包括水质和水量两个方面。
二、地下水资源的特点
系统性
流动性 可恢复性 可调节性
二、地下水资源的特点
1、系统性 是指由一定的地质结构组织而成的、具有密切水力
地下水与地表水的差异性:
1. 地表水分布于地势低洼处，构成当地侵蚀基准面， 而地下水分布广泛； 2. 地表水分布受控于地形条件，而地下水分布则主要 受地层、岩性和构造控制；地表水流域范围受地形 分水岭控制，而地下水系统范围则不受地表水流域 影响，有时可大于地表水流域，有时可小于地表水 流域；
3. 地表水在重力作用下从上游向下游流动，而地下水
水平比例尺 地面标高(m) 23.2 钻孔编号 300 钻孔深度(m) 咸水顶底界面
0
10
20 km
含水层
Ⅰ
Ⅱ1 Ⅱ2 含水层组上下段分界线 Ⅱ 含水层组界线
衡水市第四系孔隙含水层组水文地质剖面示意图
山区
滹沱河冲积区 全淡水区
垂直补给 蒸发排泄 扩散混合
滏阳河冲洪积区 有咸水区
垂直补给 蒸发排泄 浅部垂直循环水流亚系统
冀枣衡漏斗底部越来越开阔、平展，呈整体
2 -2
饶阳 饶阳 安平 安平
安平 安平 饶阳 饶阳
0
12
全区水位呈整体下降趋势，1970-2000 年均下 衡水 衡水
冀州 冀州 降 1.28m。 枣强 枣强
14 -1 阜城阜城 16 -6 -18 武邑 武邑 -22 1 8 衡水 衡水 景县 景县 20 -26
（二）储存量
（二）储存量
注意1：
储存量在地下水运动交替和开采中起调节作用。
天然条件下，储存量呈周期性变化，有年周期或多年周期。
开采条件下，如果开采量不大于补给量，储存量仍呈周期性变化；
开采量超过补给量时，由储存量来补偿超过开采量，使储存量出现逐年 减少的趋势性变化。
（二）储存量
注意2：
16
22
阜城 景县
18
22
20
衡水
武邑
18
武邑
衡水
冀州 枣强 故城
20
枣强
22 24
故城
（A）1961年流场
（B）1975年流场
衡水市浅层地下水动力环境演化
安平 饶阳 安平 2
0
1980年后不均匀开采改变局部地下水径流方向 武强 武强
深州
2 6 水位呈整体下降趋势， 1975-2000全区平均累 阜城 4 阜城
二、我国地下水资源分类方案
国家计划委员会1989年颁布国家标准(GBJ27-88)，建设部
2001年颁布《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001)中仍
执行该方案。
地下水资源划分为补给量、储存量和允许开采量三类：
（一）补给量
指天然状态或开采条件下，单位时间内，通过各种途径 进入含水层（或含水系统）的水量。 一般包括地下水径流补给量、大气降水的入渗补给量、
净化，因而地下水的动态变化相对缓慢和稳定；
6. 地下水有较大的储量和调蓄能力，这是地下水资源
和地表水资源的主要不同点。
全球地表水平均更新期16天，对降水反映迅速，储 量小，全球2.1×1012m3，地表水的调蓄能力很差。 地下水资源：地球上600米深度内淡水储量 10530×1012m3，为河网储量的5000倍，平均更新期 长达1400年，因而地下水资源对降水的反映远不如 地表水敏感。
动储量：单位时间内流经含水层（带）横断面的地下水体积， 即地下水的天然径流量； 静储量：地下水位年变动带以下含水层（带）中储存的重力 水体积； 调节储量：地下水位年变动带内重力水的体积； 开采储量：用技术经济合理的取水工程，能从含水层中取出 的水量，并要求开采期内不发生水量减少、水质恶化等不良 后果。
4. 相邻地段含水层的增加的侧向流入补给量：
由于降落漏斗的扩展，可夺取属于另一均衡地段（或含水系 统）地下水的侧向流入补给量。 某些侧向排泄量因漏斗水位降低，而转为补给增量。
5. 各种人工增加的补给量：
开采地下水后各种人工用水的回渗量增加而多获得的补给量。
注意事项：
注意1：补给增量不仅与水源地所处的自然环境有关。还与采 水构筑物种类、结构和布局（开采方案和开采强度）有关。