地下水资源计算与评价
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
地下水资源计算与评价

第三章 地下水资源评价
质特征;②初步掌握地下水补径排条件及其动态规 律;③有据有观测孔的抽水试验或枯水期的地下水 动态资料所确定的有代表性的水文地质参数;④结 合开采方案初步计算允许开采量,提出合理的采用 值;⑤初步论证补给量,提出拟建水源地的可靠性 评价。(详查阶段) 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。(普查阶段) E级:①据现有地下水资料,结合路线踏勘,概略了 解区域水文地质条件;②推测圈定的可能富水地段 ;③粗略评价地下水资源,估算允许开采量。
第二章 地下水水量的计算
§3 地下水允许开采量的计算 ②计算步骤 A.通过勘探试验或实验取得计算所需的各种参数, 如渗透系数K、含水层厚度M、导水系数T、重力给水 度μ和弹性给水度μ*、水头分布H等。 B.拟定开采方案,确定计算公式。 C.计算开采量,检查水位降深。 D.进行评价,当未考虑补给条件时,应计算地下水 的补给量,论证开采量的保证程度。 ③解析法的适用条件 适用于含水层均质和各向同性、边界条件较简单、 可概化为计算公式要求的模式。
第二章 地下水水量的计算
§1 地下水补给量的计算
(2)降水入渗补给量
降水入渗的补给量,可按下列公式计算: 1)当采用降水入渗系数计算时 Q=F· X/365 α· 式中: Q--日平均降水入渗补给量(m3/d); F--降水入渗的面积(㎡); α--年平均降水入渗系数; X--年降水量(m)。
第二章 地下水水量的计算
(2)地下水质量的分类标准
– Ⅰ类:主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。
第四章 地下水水质评价
§1 概论
– Ⅱ类:主要反映地下水化学组分的天然背景含量。 – Ⅲ类:以人体健康基准值为依据。主要是适用于集中式 生活饮用水水源及工业、农业用水 。 – Ⅳ类:以工业和农业用水要求为依据。除适用于农业用 水和工业用水外,适当处理后,可作为生活饮用水。 – Ⅴ类:不宜饮用,其他用水可根据用水目的选用。
第四章地下水资源评价

②确定单井涌水量(Qp)和影响范围(f)
经常遇到的情况有两种:
a.抽水达到稳定状态
当主孔和观测孔的水位达到稳定状态时,表明抽 水流量等于抽水时的补给量。此时的实际抽水量 就是Qp,影响范围可根据观测孔的观测数据用图 解法或外推法求出R后,由下式算出。
一、补给量
包括天然补给量和开采条件下补给增量。
1.天然补给量
降水入渗量:Q降水=αPF 河流补给量:W河=(Q下-Q上)( 1-λ)L/L‘ 侧向径流补给:Q侧入=KIF 灌溉回渗量:Q渠=β渠Q渠灌
Q井=β井Q井灌 β=μΔH/h灌
2.开采条件下补给增量
主要来自以下几个方面: ①侧向径流补给量增量,由于开采时分水岭外移引起。 ②河流入渗补给增量,由于开采时地下水位下降,水位差增 大引起。 ③越流补给增量,由于开采层水位下降,与相邻含水层水位 差加大引起。 各项补给增量的计算,到目前为止还没有好的解决办法。解 析法多用粗略估算的方法,数值解更合理一些。计算的关健 是正确地分析开采时的条件。
一般用于区域性地下水资源计算,尤其是在研究程度较差的 地区。
(1)适用条件
含水层分布较为均匀的地区,如松散含水层分布区,较为均匀 的裂隙水分布区。岩溶水分布区一般不适用。
(2)计算步骤
抽水试验;确定单井涌水量(Qp)和影响范围(f);计算 全区允许开采量。
①抽水试验
可在有代表性的地点施工或选择一眼完整井,并在与 地下水流向成45º的方向上布置3眼观测孔。观测孔 距主孔的距离为:第一个可取2~20m,一般多为10 ~15m;第三个观测孔可结合影响半径的经验值来 确定。
计算均衡要素
建三江分局地下水资源计算与评价

P
F 0 1
松花 江 和乌 苏里 江三江汇 流地带 。 目前 .全 区以发
展水 稻为 主 。1 9 年 春 , 由于上 一年降雨 量少 , 且 96 井灌 水稻 面积 比上 一年又增加4 .万b 82 m,导致 超采 地下 水 ,约有6 0 0 眼机井 出现“ 吊泵 ” 、流量 减少 、甚
模 数为9 2 m/ ・ m。 . 4 年 k ( 2)按 调节储 量 推算 : Q - 开= P,开采 系数
0 6 0 9 .取 0 7 。 . 0— . 5 . 5
r 为年 内实 际抽水 天数 。
平均布井数: = F 4 . ' i/R)0 1
式 中:,为布井面积 , . k 据建三江分局提供 资料 , 到 2 1年 ,l个 农 场耕 地面 积达 到5 . 4 h R 00 4 3 1万 m; 为影 响半径 ,平均 为3 n l1 0。 计算结果 : =32 眼 , Q = 038亿 m 。 185 1.68 V年 平 均 布 井 法 推算 的可 开 采量 考 虑 了 开 采 能 力 .因 此 .以平 均布井法 计算结 果作 为地下 水可 开采量 代 表值 ,其值 为 1.68 / 。各 方法 计算结 果 见 038亿 年
所 示
寰 1 t 三江 分 晨地 下 水 朴瞥 ■{ 簋 寰 单 位 :亿 m’ 亡 , 年
222 调节储量计算 ..
= -
% =K・・ £ti- , H- - 08 ・
F・
・0 1
式 中 : Q 为 地下 水 佣 向径 流 补给量 ,亿I/ ; B年 。
K为 渗透 系数 ,m d , i ; 为水力 坡度 ; 为 含水层
=o 1 。 . 5
( )洪水淹没补 给量 。 5
地下水资源评价原则与方法

地下水资源评价原则与方法一、评价原则。
1. 可持续性原则。
这可持续性可重要啦!就像我们过日子,不能今天把钱都花光,明天就没饭吃了一样。
对于地下水资源,我们得想着以后呢。
不能一下子把地下水抽得太多,要保证它能一直为我们服务。
比如说,在干旱地区,如果过度开采地下水,以后可能就没水可用啦,那可就惨咯。
所以在评价的时候,得看看开采量是不是在地下水可以持续供应的范围内,要给地下水留条“活路”呀。
2. 系统性原则。
地下水可不是孤立存在的哦。
它就像一个大家庭里的一员,和地表水、土壤水还有大气降水都有着千丝万缕的联系呢。
就好比一家人,互相影响、互相帮忙。
所以在评价地下水资源的时候,不能只盯着地下水本身,得把它周围的这些“亲戚”都考虑进去。
比如说,地表水的多少可能会影响到地下水的补给,如果只看地下水,就可能得出错误的结论。
3. 科学性原则。
这科学性就像是我们做事得讲道理一样。
评价地下水资源得用科学的方法,不能瞎猜。
要通过实地调查、测量数据这些靠谱的方式来了解地下水的情况。
比如说,要知道地下水的储量,就得用专业的仪器去测量它的水位、水量,然后根据科学的公式去计算。
可不能像小孩子过家家,随便说个数就当是地下水资源量啦。
4. 实用性原则。
这个原则就是要让我们的评价有用处呀。
我们评价地下水资源不是为了好玩儿,而是为了能够在实际中对地下水进行合理的开发利用和保护。
如果评价出来的结果对实际的水资源管理没有帮助,那可就是白费劲啦。
就像我们做一件衣服,得能穿出去才行,不能做个只能看不能用的东西。
二、评价方法。
1. 水量均衡法。
这就像是算收支账一样。
把地下水的收入(比如降水入渗补给、地表水补给等)和支出(像人工开采、蒸发排泄等)都算清楚。
如果收入比支出多,那地下水可能就比较充足;要是支出太多,那可能就有问题啦。
就像我们每个月的工资和花销一样,得算明白才能知道自己的经济状况呢。
不过这个方法也有点麻烦,要把所有的收支项目都找全可不容易。
朝阳市区地下水资源计算方法与评价

裂 隙水 、 岩裂 隙水 三大 类型 . 中赋存 于第 四 系 基 其
全 新统 中的松 散 岩类 孑 隙水 是 市 区 工业 、 业 和 L 农 城市生 活用 水 的主要水 源 .
朝 阳市城 区位 于 辽 宁西 部 ,0 11国道 、 承 线 锦 铁 路 经过市 区 , 通 十分便利 . 区处 于大 凌河 干 交 城 流与 十家河 冲积 、 洪积 形成 的河 谷平原 , 势较平 地
利于 接受 大气 降水下 渗 , 成基 岩裂 隙水 , 形 为地下
水 的补 给 区 . 山前 坡 洪 积扇 、 间谷地 一 、 级 在 山 二
1 0m便可初 见 水位 . 源 地附近 0 3m为细粉 水
砂 和粘 土组成 , 细粉砂 占 8 % ; 0 3—4m为 卵砂石 , 其直径 大小不 等 , 2 5 m之 间 , 在 0~ 0m 另含 少量细 砂 ;0 2m 为泥 质 页岩 , 4 —4 是强 风 化带 , 下部 为新 鲜基岩 . 水源 地 水 井 降 深 5 m时 单 井 涌 水 量 为 5 00—1 0 1, 均影 响半 径能 够达 到 84m, 0 00 0I 平 1 3 6 平
阶地后缘 的广 大地 区 , 所处地 势较 高 , 地面坡 度较
大 , 黄 土层 连 续覆 盖 , 在 为地 下 水 的径 流 区 . 在河
床 、 漫滩地 区形 成地 下水 排泄 区 , 分地 下水 流 河 部 出地 面形成 泉 . 于受 岩 性 、 由 地形 、 造 的影响 , 构 该
i 作者简介 : t - 苗
2 地下 水 资 源计 算 方 法 与评 价
2 1 计算 方法 .
根据上 述水 文地 质特 征 、 下水 赋存规 律 、 地 富
Q 0 悻
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——水量平衡法。
基于数理统计原理的方法——相关分析法。
基于实际试验的方法——开采试验法。
基于地下水动力学原理的方法——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(Qk-Qc)+(W-Qw)=±μFΔH/Δt式中:(Qk-Qc)——侧向补给量与排泄量之差,m/a(W-Qw)——垂向补给量与消耗量之差,m/aW=Pr+Qcf+Qe-Eg式中:Pr——降水人渗补给量,m/aQcf——渠系及田间灌溉入渗补给量,m/aQe ——越流补给量,m/aEg——潜水蒸发量,m/aQw——地下水开采量,m/aμFΔH/Δt ——单位时间2 33333333ΔH——时段ΔH =[(Qk-Qc)+(W-Qw)] t/μF计算的地下水位变幅ΔH为正,说明评价区的地下水储量增加,地下水位上升,称为正均衡;ΔH 为负,则地下水储量减少,地下水位下降,称为负均衡。
1.2地下水均衡计算地下水均衡计算是根据水量均衡原理,分析均衡区在一定时段内地下水的补、排量及地下水升降等要素,在此基础上评价地下水资源的盈亏。
1.2.1均衡区的划分由于均衡方程中的各项补给量和排泄量(均衡要素)是随区域水文地质条件不同而变化的,特别是当评价区面积较大时,其均衡要素差别更大,为了准确地计算均衡要素,应将评价区进行分区(划分均衡区)。
水文地质勘查:地下水资源量评价——地下水允许开采量计算

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
评价方法分类
主要方法名称
所需资料数据
适用条件
以水均衡理论 为基础的方法
水均衡法、地下水文分析法、单项 补给量计算法、综合补给量计算法、 地下径流模数法、开采模数法
需测定均衡区内各项水 量均衡要素
最好为封闭的单一隔水边界, 补给项或消耗项单一,水均衡 要素易于测定
解析法
以渗流理论 为基础的方法 数值法(有限元、有限差、边界
基岩山区裂隙地下水 系统
平步 建立均衡方程
划分了均衡区、确定了均衡期以后,分析各个
区在这段时期内有哪些均衡要素,便可以建立均衡
方程:
(Q降+Q表+ Q凝+Q’径+ Q’越+······)-(Q溢 +Q蒸+ Q开+Q’’径+ Q’’越+······)≈0
式中:Q降为大气降水入渗补给量(m3/d);Q表 为地表水渗漏补给量(m3/d), 包括河流渗漏补给、
泉水流量衰减法
水力削减法
回归分析法、系统理论法(黑箱 法)、开采抽水试验法、Q-S曲线 外推法
泉动态和抽水资料
需抽水试验或开采过程 中的动态观测资料
泉域水资源评价
岸边取水
不受含水层结构及复杂边界条 件的限制,适于旧水源地或泉
水扩大开采评价
以相似比理论 直接比拟法(水量比拟法)、间接 需类似水源地的勘探或 已有水源地与勘探水源地地质
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第一节 地下水资源的特点及分类
一、地下水资源 地下水资源是指对人类具有使用价值,而且在
当今科技水平和社会经济条件下,能够开发的地下 水。具有社会属性和自然属性。 二、地下水资源的特点
第二节 地下水水量的计算
二、地下水储存量计算
2.承压水含水层的弹性储存量
W=F·S·h 式中:
W--地下水的弹性储存量(m3); F--含水层的面积(m2); S--弹性释水系数; h--承压水含水层自顶板算起的压力水头高度(m)。
一、地下水补给量计算 二、地下水储存量计算 三、地下水允许开采量计算
第二节 地下水水量的计算
一、地下水补给量计算
1.降水入渗补给量
降水入渗的补给量,可按下列公式计算: 1)当采用降水入渗系数计算时
Q=F·α·X/365 式中:Q--日平均降水入渗补给量(m3/d);
F--降水入渗的面积(㎡); α--年平均降水入渗系数; X--年降水量(m)。
在任一地点获取的地下水量,都是以周围地段甚至整 个系统的水量为代价的。那种将流经本地区(段)的地下水视 为已有的资源观,显然违背了水资源流动性这一客观事实 。
第一节 地下水资源的特点及分类
二、地下水资源的特点
3.可恢复性 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、排水量在多年间可以大体平衡,各
第一节 地下水资源的特点及分类
三、地下水资源的分类
3. 曹万金提出的地下水水资源分类
补给资源: 储存资源:指多年中不能动用的含水层中的重力水
该分类法的关键问题是如何从地下水开发利用的角度,研究 地下水的补给资源,可能最大补给量及地下水可开采量。
第一节 地下水资源的特点及分类
三、地下水资源的分类
我国的地下水资源分类 20世纪70年代后期,我国提出了自己的地下水资源分类,该方 案于于1989年由国家计划委员会正式批准为国家标准(GBJ2788)。中华人民共和国建设部于2001年颁布的国家标准《供水水 文地质勘察规范》(GB50027-2001)中仍执行该方案。
割为相互独立的含水层或单元,分别进行水量、水质的评价, 并用这种评价结果指导地下水资源的开发利用,结果导致各 地争水、水质恶化、环境质量日趋下降。
第一节 地下水资源的特点及分类
二、地下水资径流、排泄的过程中,
不断循环流动,因此地下水资源是动态资源。地下水资源的 数量和质量随外界条件变化而变化。
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。
第一节 地下水资源的特点及分类
三、地下水资源的分类
1. 普洛特尼柯夫储量分类(普氏分类法)
静储量(永久储量):天然条件下,储存于地下水最低水位以 下含水层中的重力水
第一节 地下水资源的特点及分类
三、地下水资源的分类
2.陈梦熊、方鸿慈等人提出的地下水水资源分类
天然资源:一般用区域内各项补给量的总和或各项排泄量 的总和来表征
开采资源:
该分类法突出了在一个完整的水文地质单元内,一年或多年 的天然平均补给量和平均排泄量是均衡的,同时明确了天然 资源和开采资源的组成,有助于生产实践和应用。
动储量:通过含水层横断面的天然径流量 调节储量:地下水位变动带(多年最高与最低水位之间)内含
水层中的重力水体积 开采储量:指用技术经济合理的引水工程能从含水层中取出
的水量,并在预计的开采期内不会引起水量削减 及水质恶化等现象,从含水层中可能取得的水量。
普氏分类法只反映了地下水资源在天然条件下的各种数量组 成,没有明确在一定时间内各种数量之间的转化关系
①系统性;②流动性;③可恢复性;④可调节性
三、地下水资源的分类
第一节 地下水资源的特点及分类
二、地下水资源的特点
1.系统性;2.流动性;3.可恢复性;4.可调节性
1.系统性 人类对地下水资源的认识从水井(水源地)评价发展到
含水层、含水岩组,直到含水系统整体评价。 过去,人们把具有密切水力联系的统一整体,人为分
式中:Q--地下水径流量(m3/d); K--渗透系数(m/d); I--天然状态或开采条件下的地下水水力坡度; B--计算断面的宽度(m) M—含水层厚度(m)
第二节 地下水水量的计算
二、地下水储存量计算
1.潜水含水层的储水量
W=μ·V 式中:
W--地下水的储存量(m3); μ--潜水含水层的给水度; V--潜水含水层的体积(m3)。
补给量:单位时间内进入含水层(或含水系统)的水量 蓄存量:蓄存在含水层中的重力水体积 消耗量:单位时间流出含水层的地下水量。包括天然耗水
量和允许开采量两部分
该分类方案以水均衡为基础,突出了地下水补给量的计算,同时还注意到了开 采前后补给量和排泄量的变化,从而使地下水资源评价成果更加接近于实际。
第二节 地下水水量的计算
地段水量和水质保持相对稳定。在地下水开发利用过程中,如 果系统排出的水量不超过某一特定值,则大部分水量可以通过 外界的补给得到补偿。
地下水资源的可恢复性是地下水资源可持续利用的保证。
第一节 地下水资源的特点及分类
二、地下水资源的特点
4.可调节性 调节性主要是针对水量而言,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。
根据灌入量、排放量减去蒸发量及其它消耗量进行计算。
hr
/ h灌
h F
Q t
3.河、渠入渗补给量
根据勘察区上下游断面的流量差或河渠渗入的有关公式确
定。
m =(Q引-Q净-Q损)/Q引
第二节 地下水水量的计算
一、地下水补给量计算
4.地下水径流流入量
进入含水层的地下水径流量,可按下列公式计算: Q=K·I·B·M
第二节 地下水水量的计算
一、地下水补给量计算
1.降水入渗补给量
2)在地下水径流条件较差、以垂直补给为主的潜水分布区, 计算降水渗入补给量时
Q=μ·F·∑△h/365
式中:
∑△h/365--年内每次降水后,地下水水位升幅之和(m)。
第二节 地下水水量的计算
一、地下水补给量计算
2.农田灌溉水和人工漫灌水入渗补给量