地下水允许开采量简易计算
第九章地下水允许开采量的计算方法ppt课件
一、基本原理
水量均衡法是水量计算中最常用、最基本的方法。对一 个均衡区（地段或水文地质单元）的含水层来说，在任一 时段Δt内补给量与排泄量之差，恒等于此含水层系统中水 体积的变化量。据此可以建立水均衡方程式：
Q补 － Q排F ht(潜)水 Q补 － Q排F ht(承压 ) 水
Q补＝Q流入＋Q越入＋Q河渗＋Q雨渗＋Q人补（m3/d）； Q排＝Q流出＋Q越出＋Q溢出＋Q蒸发＋Q实开（m3/d）
步骤4：计算和评价 （4）在实际计算中，常常是根据多年的动态观测资料分析，
计算不同保证率典型年的水均衡，可评价允许开采量的保证 程度。
某水源地的水均衡计算结果见表9-1。 从表9-1中可见，枯水年是负均衡，即每年计划增开 3185×104m3时，尚需借用储存量2398×104m3，使区域水位 降深增加2.68m，但在平水年可节余5198×104m3，是可以将 枯水年借用量补偿回来的。
实习二：用区域水量均衡法评价某旧水源地地下水资源
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
§2 相关外推法（回归分析法）
相关外推法是根据①开采地下水的历史资料或不同流 量不同降深的抽水试验资料，②用数理统计方法找出流 量与降深或与其它变量之间的相关关系，并建立回归方 程，③从而外推未来开采时的开采量，或外推增大开采 量以后的水位降深。
§1 水量均衡法
二、计算步骤
步骤3：确定均衡要素，建立均衡方程 为了取得较准确的计算资料，最好在每个均衡区选择
一个有代表性的地段做小范围的均衡试验，实际测定各项 均衡要素的数值，取得计算所需的参数，然后用以计算整
个均衡区的各种补给量和排泄量。
地下水允许开采量的计算方法
联立方程编号
①和②
表(8-2)
③和④
③和⑤
④和⑤
Q补
2679
2813
2688
2659
μF
1042
473
611
763
数据证明，各时段的补给量比较稳定，但μF 值变化较大，这可能是富水性和漏斗展速不均的反映。
用水位恢复资料核对Q补时，原始数据和计算结果列入表 8-3 中
平均值 2710 723
6
表(8-3)
Q 抽＝Q 补＋μ Δs Δt
（8-5）
结果说明，抽水量由两部分组成，一是开采条件下的补给量；二是含水层消耗的储存量。我们的任务就是把包括在抽水量中的两部分水量设法分解
出来。以便用补给量评价开采量。
分解的方法，把抽水量相对稳定，动水位接近等幅下降的若干时段资料。如图
8-5
中的Δs1 Δt1～Q1轴， Δsa Δt a
设均衡区的总流带数为Nf，水头下降带数为Nd，Q侧为侧补量，h为均衡区的水头下降值，则有：
Q 侧＝NfΔQ，或ΔQ＝ Q侧 Nf
H＝NdΔh，或Δh＝ h Nd
把ΔQ 和Δh 代入①式，即得整个均衡区的侧补量计算式：
Q侧＝T Nf h
②
Nd
根据均衡区不同时期的流网，按上式可求得对应的Q侧和h。如把二量点在对数坐标上，则有图 8-4（B）所示的直线。由直线求得：
收集多年的开采动态资料，以年水位变幅Δh（通常取水文年的起点或终点的水位差）为纵轴，以对应年的开采量为横轴，在直角坐标纸上做散点图。 如果历年的补给量基本稳定，则散点分布的趋势将接近直线。在直互上或其延长线上，取变幅Δh＝0 的开采量，就是要求的允许开采量。
这种方法符合均衡开采的原理。在多年开采过程中，如果开采量≤补给量，则有正均衡Δh≥0；如果开采量＞补给量，则有负均衡Δh＜0。现取Δh ＝0 时的开采量＝补给量，显然这是保持均衡开采条件下的最大开采量，故为允许开采量。
09第九章 地下水容许开采量的计算方法3
积平原区，总面积约139k㎡（图9.2）。
）计算目的层：研究区孔隙含水介质为中、上更新统的亚砂土、亚粘土夹结石层及沿范阳河一带分布的全新统砂砾石层。
各地段富水性及水文地质参数差异较大，所以概化为非均质各向同性含水介）含水层水力特征：地下水天然水力坡度小，开采降深不大，地下水为层流运动的潜水二维流。
）侧向边界：I、V边界为补给边界，孔隙地下水系统接受丘陵岗地的地下水倒向径流补给，单宽补给量分别为0.2～型。
计算水位与实测水位等值线的整体拟合程度良好，各节点水位拟合误差达到精度要求，说明含水层结构、边界条件的概化、水文地质参数的选取是合理的，所建立的数学模型能较真实地刻画孔隙地下水系统特征，可以用于地下水资源的评价和水位的预报。
5．地下水水位预报按拟定的3个方案预报：①保持现有工业开采量6860m3/d，未来河谷地带，气候干燥，平均个月内。
河谷宽约500m。
除第四系砂砾石含水层平均厚17m，，主要由降水和地表水补给。
两侧和底部均为岩浆岩所示。
开采方案是沿河谷中心布置。
其布局和映射如图9.5所示。
总出水量约为5000m3/d。
在这样的开采条件下，整个旱季（无降水和河水补给）中心区水位下降多少。
根据勘探试验取得的各种参数，对：由于含水层沿河方向的不均匀性，可分为3个场段补给，故确定流干时间为275d 。
步骤2：确定计算公式，计算降深值。
根据概化后的水文地质条件，可潜水完整井井群干扰非稳定流理论公式计算：∑--=ni u W Q H H S 2)(1计算时取了5次影射，分别对中心区的11号、10号、12号及号井进行了计算，其降深依次为6.84m、7.77m、6.80m、6.80m，仅占含水层厚度的40％～50％。
步骤3：评价。
按开采量5000m2/d，拟建布局是合理的，可作为允许开采量，在整个旱季开采疏干了含水层的40％，到雨季是可以补偿回来的。
专。
这些数据表明，在水位急速下降阶段结束后，开采等幅持续下降，停抽或暂时中断抽水以及抽水量减少时，都发现水位有等幅回升现象。
地下水可开采量的计算方法
地下水可开采量的计算方法地下水是指土壤中和地下岩石裂隙或孔隙中蓄积的水，是人类生活和工业生产中重要的水资源。
为了科学合理地利用地下水资源，需要准确计算地下水的可开采量。
本文将介绍地下水可开采量的计算方法。
一、地下水可开采量的概念和影响因素地下水可开采量指的是在一定时间范围内，人类能够合理开采并利用的地下水总量。
影响地下水可开采量的因素有很多，主要包括：1. 地下水资源量：即地下水的总储量，受到地质构造、水文地质条件等因素的影响；2. 补给量：地下水的补给量是指单位时间内进入地下水系统的水量，受到降雨量、地表径流水量、地表水对地下水的补给等因素的影响；3. 地下水流量：指地下水在单位时间和单位截面上的流动量，受到渗透性、裂隙发育程度等因素的影响；4. 开采量：指人类从地下水系统中抽取和利用的水量，也是地下水可开采量的核心因素。
二、地下水可开采量的计算方法有多种，下面分别介绍几种常用的计算方法。
1. 经验公式法经验公式法是根据地下水的补给量和开采量之间的经验关系，通过统计和分析历史数据得出的计算公式。
该方法常用的经验公式有Houlsby公式、Darcy公式等。
这些经验公式通常在具体项目中应用广泛，但适用范围较窄，需要根据具体情况进行修正。
2. 数值模拟法数值模拟法采用计算机模拟和数学建模的方法，通过建立地下水数学模型，模拟地下水的补给、流动和开采等过程，计算地下水的可开采量。
数值模拟法可以考虑多个因素的综合影响，具有较高的精度和可信度，但需要大量的数据和计算资源。
3. 水平分段法水平分段法是根据不同区域地下水的补给和开采特点，将地下水域划分为多个水平分段，在每个分段内根据地下水的补给和开采数据计算可开采量。
这种方法常用于大范围地下水资源评价和管理规划中，对于不同区域的地下水开采具有一定的指导意义。
4. 来水平衡法来水平衡法是通过平衡地下水系统的来水量和出水量，计算地下水可开采量。
该方法常用于地下水流域和水库周边地下水资源的调查和评估，对于长期稳定的地下水系统较为适用。
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
可以 作为 水源 地及 其主 体工 程建 设设 计的 依据
出水量，可以达到B级允许开采量的精度要求。
续下表
内容 勘查阶
分级
段
水文地质研究程度
地下水资源量研究程度
开采技术经济条件 研究程度
应用范围
C级允 许开 采量 和尚 难利 用的 资源 量 （Cd）
据水文地质条件、
通过水文地质测绘、物探、 在基本查明地下水补、径、排和 钻探和带观测孔的
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
根据分散及集中开采水源地连续3年 以上开采和动态观测资料，宜以水文 地质单元为基础对地下水允许开采量 进行系统的多年均衡计算、相关分析 和评价，进一步修正完善地下水渗流 场的数学模型。在水质有明显变化的 情况下，还应建立地下水溶质浓度场 的数学模型。对于泉源水源地，则应 根据连续15年以上泉水流量观测数据， 进行频谱及频率分析计算，建立泉水 流量与多年降水量有关的回归方程或 数学表达式，计算不同保证率的允许 开采量及其误差。在水文地质条件难 以查明或尚未查明的条件下，连续开 采5年以上、动态趋于稳定，采用计 量统计的实际开采量，可达到A级允 许开采量的精度要求。
的比 数的可靠程度。对于泉源水源
地下水可开采量的计算方法
地下水可开采量的计算方法一、收集资料收集区域地质、水文地质资料，包括区域地质构造、岩层分布、地下水文地质条件等。
收集区域气象、水文资料，包括降水量、蒸发量、河流流量等。
收集区域地下水开采利用现状资料，包括开采井分布、开采量、水位变化等。
二、建立模型根据收集的资料，建立区域地下水数值模型，包括地下水流动模型和地下水水位模拟模型。
对数值模型进行验证，确保模型能够准确模拟区域地下水动态变化。
三、模拟计算根据建立的数值模型，模拟计算区域地下水可开采量。
对模拟结果进行不确定性分析，评估可开采量的可靠性。
四、确定可开采量根据模拟计算结果，结合区域地质、水文地质条件和地下水开采利用现状，确定区域地下水可开采量。
制定相应的地下水管理和开采方案。
五、评价影响对确定的地下水可开采量进行环境影响评价，包括对水资源、生态、经济等方面的影响。
针对可能产生的影响，提出相应的预防和减缓措施。
六、制定开采方案根据确定的地下水可开采量和环境影响评价结果，制定相应的地下水开采方案。
确定开采井的数量、位置和开采量。
制定开采计划和时间表。
七、监测与调整在地下水开采过程中，建立监测网，对地下水水位、水质等进行实时监测。
根据监测结果，对地下水开采方案进行及时调整，确保可持续开采利用。
对地下水管理措施进行监督和评估，确保其有效性和可持续性。
八、定期评估定期对地下水可开采量计算方法和结果进行评估和审查，以确保其准确性和可靠性。
同时，根据实际情况对地下水管理策略进行调整和完善，以适应不断变化的环境条件和需求。
通过定期评估，可以及时发现和解决潜在问题，提高地下水资源的可持续利用水平。
水文地质勘查：地下水资源量评价——地下水允许开采量计算
前课回顾
上次课我们讲述了各种地下水补给量的计算方法，要求大家理解 各种地下水补给量计算的公式和参数；并明确各种地下水补给量构成 了某个均衡计算区的水均衡要素。
课程引入
在学习了各种地下水补给量量的计算的知识后，本次课我们学习 地下水允许开采量的计算。
下面开始讲述：
地下水允许开采量的计算——
计算地下水允许开采量是地下水资源评价的核心问题。计算允许开采量的方法， 也称为地下水资源评价方法。
1.影响地下水允许开采量的主要因素 计算区的各种补给量； 开采的经济技术条件； 开采方案等。
2.确定地下水允许开采量的要求 根据《供水水文地质勘察规范》（GB 50027-2001），地下水允许开采量的计算 和确定应符合下列要求：
为基础的方法 比拟法（水文地质参数比拟法） 开采统计资料
条件、水资源形成条件相似
计算方法的选择——
考虑各地水文地质条件的差异和已有资料详 细程度不同以及对计算成果要求的精度不同选 择计算方法。 在实际水文地质勘查和评价时，可据具体条 件，选择一种或几种方法进行计算与评价，以 相互比较论证与择优。
因为时间关系，仅对上表方法中的以下两 种方法进行介绍： 水均衡法 开采抽水试验法
1）取水方案在技术上可行、经济上合理。 2）在整个开采期内动水位不超过设计值，出水量不会减少。 3）水质、水温的变化不超过允许范围。 4）不发生危害性的环境地质现象和影响已建水源地的正常生产。
3.地下水允许开采量的确定方法
地下水资源评价方法分类表
根据地下水允许开采量计算方法的主要 理论基础、所需资料及适用条件，将计算方 法分为四类（下表）。
泉水流量衰减法
水力削减法
09第九章 地下水允许开采量的计算方法3
第九章地下水允许开采量的计算方法计算地下水允许开采量是地下水资源评价的核心问题。
计算地下水允许开采量的方法，也称为地下水资源评价的方法。
地下水允许开采量的大小，主要取决于补给量。
局域地下水资源评价还与开采的经济技术条件及开采方案有关。
有时为了确定含水层系统的调节能力，还需计算储存量。
目前地下水允许开采量的计算方法有几十种，国内大部分学者尝试对众多计算方法进行分类，有些学者依据计算方法的主要理论基础、所需资料及适用条件，进行了如表9.1的分类，以供参考。
在实际工作中，可依据计算区的水文地质条件、已有资料的详细程度、计算结果的精度要求等，选择一种或几种方法进行计算，以相互验证及优选。
本章着重介绍几种主要的计算方法。
第一节水量均衡法水量均衡法是全面研究计算区（均衡区）在一定时间段（均衡期）内地下水补给量、储存量和排泄量之间数量转化关系的方法。
通过均衡计算，得到地下水允许开采量。
水量均衡法是水量计算中最常用、最基本的方法。
该方法还常用于验证其他计算方法计算的准确性。
一、基本原理一个均衡区内的含水层系统，在任一时间段（△t）内的补给量与排泄量之差恒等于含水层系统中水体积的变化量，即承压水潜水排补*=∆∆⋅⋅±=-μμ,,S th F S Q Q (9.1)式中：Q 补——含水层系统获得的各种补给量之和（m 3/a 或 m 3／d ）；Q 排——含水层系统通过各种途径的排泄量之和（m 3/a 或m 3／d ）；μ，μ*——重力给水度和弹性释水系数；△h ——△t 时段内均衡区平均水位（头）变化值（m ）；F ——均衡区含水层的分布面积（m 2）。
由式(1.5）对允许开采量的分析可知，若要保持均衡区内的地下水资源可持续开采，则地下水允许开采量为排补充Q Q Q ∆+∆=在实际工作中，应分析确定均衡区内的各个均衡项目，计算出均衡区内截取的各种排泄量和合理夺取的开采补给量，二者之和为该均衡区的地下水允许开采量。
地下水资源允许开采量计算方法
地下水资源允许开采量计算方法地下水可是个宝呢，很多地方都靠它供水呢。
那怎么算出它允许开采多少量呀？这可有不少有趣的办法哦。
有一种叫水均衡法。
简单说呀，就像看一个存钱罐，收入和支出得平衡。
对于地下水，它有补给，像降水渗进来呀，河流湖泊的水渗下去之类的，这就是收入。
然后它也有支出，像人们抽水用，还有自己往低处流走变成泉水啥的。
把这些补给量都加起来，再减去支出量，剩下的大概就是能允许开采的量啦。
不过这里面每个数据都得好好算呢，降水渗多少，和土壤的类型、植被覆盖都有关系，就像不同的存钱罐口子大小不一样，进水速度不同。
还有数值模拟法。
这个听起来有点高大上，其实就像玩模拟游戏一样。
把地下的情况，像土壤的层次结构、岩石的透水性这些都当成游戏里的场景设定。
然后根据一些已知的情况，像已经测量到的水位变化，来推测在不同开采量的情况下，地下水会怎么变化。
这个方法需要很多数据，就像游戏里要收集各种装备一样，数据越全，模拟出来的结果就越准，算出来的允许开采量也就越靠谱。
开采试验法也很常用呢。
就像做个小实验，先试着开采一段时间，看看地下水的水位下降情况。
如果水位下降得很慢，而且没有出现什么不好的情况，像周围的井没干涸、地面也没塌陷，那就说明这个开采量可能是在允许范围内的。
但是这个方法也有点小风险，要是开采太多了，可能就会对地下水造成损害，就像小朋友吃糖，吃多了牙齿会坏一样。
另外还有根据一些经验公式来计算的方法。
这些公式是前辈们根据很多的实际情况总结出来的。
不过用这个方法的时候得小心，因为每个地方的地质情况都不太一样，就像每个人的性格不同，不能完全照搬。
得根据当地的实际情况，对公式进行一些调整，这样算出来的允许开采量才符合当地的地下水情况。
不管用哪种方法，目的都是为了合理地利用地下水这个宝贝资源，既让大家有水用，又不会把地下水给搞坏啦。
地下水允许开采量的计算方法
地下水允许开采量的计算方法地下水资源是一种重要的水资源，对于农业灌溉、城市供水等需求具有重要作用。
为了保护地下水资源，合理开采地下水是非常重要的。
那么，如何计算地下水的允许开采量呢？本文将介绍一种常用的计算方法。
地下水允许开采量的计算方法主要基于地下水的可持续性原则，即保证地下水资源的平衡和稳定。
计算地下水允许开采量需要考虑多个因素，包括地下水补给量、地下水开采量、地下水的动态变化等。
需要了解地下水的补给量。
地下水补给量是指地表水通过渗漏、入渗等途径进入地下水层的量。
一般来说，地下水补给量与降雨量、地表径流、地表水渗漏等因素有关。
通过测量和分析这些因素，可以估算出地下水的补给量。
需要确定地下水的开采量。
地下水开采量是指人类利用地下水资源的量。
地下水开采量的计算涉及到地下水位的观测和监测，以及地下水的抽取量。
通过监测地下水位的变化和抽取量的记录，可以计算出地下水的实际开采量。
然后，需要分析地下水的动态变化。
地下水的动态变化与地下水补给量和地下水开采量之间的平衡关系密切相关。
如果地下水补给量大于地下水开采量，地下水位将上升；反之，地下水位将下降。
通过分析地下水位的变化趋势，可以判断地下水资源的利用状况。
在计算地下水允许开采量时，需要根据地下水资源的特点和当地的实际情况，确定合理的开采量限制。
一般来说，地下水允许开采量应该维持地下水位的平衡，避免地下水过度开采导致地下水位下降和地下水质量恶化。
为了计算地下水允许开采量，可以采用水文地质调查和数值模拟方法。
水文地质调查是通过野外地质勘探和水文观测，获取地下水资源的基本情况。
数值模拟是利用计算机和数学模型，模拟地下水系统的运行情况，包括地下水流动、地下水位的变化等。
在进行地下水允许开采量的计算时，需要考虑到地下水资源的可持续性和保护原则。
即使计算出的允许开采量较大，也需要根据实际情况适当降低开采量，以确保地下水资源的可持续利用。
地下水允许开采量的计算方法是基于地下水的可持续性原则，通过分析地下水补给量、地下水开采量和地下水的动态变化，以及采用水文地质调查和数值模拟方法，可以计算出合理的地下水允许开采量。
平原区地下水可开采量计算方法
平原区地下水可开采量计算方法嘿，咱今儿就来唠唠平原区地下水可开采量计算方法这档子事儿。
你想想啊，地下水就像是大地的宝藏，那怎么知道能开采多少出来用呢？这可就有讲究啦！咱先说一种常见的方法，那就是根据含水层的特性来算。
就好比你了解一个人的脾气性格，才能知道怎么和他打交道嘛。
含水层就像个大水库，咱得搞清楚它能存多少水，这水好不好抽出来。
通过对含水层的厚度、渗透性这些方面的研究，能大致算出个底数来。
这就像你知道一个箱子有多大，就能估摸出能装多少东西一样。
还有啊，地下水的补给情况也得考虑进去。
就跟人得吃饭喝水才有劲儿一个道理，地下水要是没有补给，那可就越用越少啦。
得看看雨水啦、河流啦这些给地下水补充了多少水，这样才能知道能开采多少又不影响它的平衡。
然后呢，还得考虑开采的条件和技术呀。
要是技术不行，就算知道有很多水也不一定能顺利采出来呀。
这就好比你有一把钥匙，但要是不会开锁的技巧，那门还是打不开。
不同的开采方式，能采出来的水量也不一样呢。
再说说和环境的关系吧。
要是开采地下水太狠了，会不会导致地面下沉呀，会不会影响周围的生态呀。
这可得好好琢磨琢磨，不能光顾着眼前用水方便，把以后的麻烦都给惹出来了。
计算平原区地下水可开采量可不是个简单事儿，就像解一道复杂的谜题。
得综合考虑好多因素，不能马虎。
不然的话，就可能出现问题。
比如说过度开采导致地面塌陷，那多吓人呀！或者是影响了地下水资源的可持续利用，以后子孙后代没得用了，那可怎么行？咱得像爱护自己的宝贝一样爱护地下水呀！要科学地去计算可开采量，找到一个平衡点，既能满足我们现在的需求，又能保证以后也有得用。
这可不是开玩笑的，是关乎我们生活、关乎未来的大事呢！总之呢，平原区地下水可开采量计算方法是个非常重要的东西，我们得重视起来，用科学的方法和认真的态度去对待。
只有这样，我们才能和地下水和谐相处，让它为我们的生活带来便利，而不是带来麻烦。
大家说是不是这个理儿呀？。
水文地质勘查技术：水均衡法
——地下水资源量计算 水均衡法
水均衡法
一、基本原理 二、特点及适用条件 三、计算步骤 四、计算与评价
水均衡法：也称水量平衡法，它主要是研究某一地区（均衡区）在一定时间段（均衡期内） 地下水的补给量、储存量和消耗量之间的数量转化关系，通过平衡计算，评价地下水的允许开 采量。
一、基本原理
二、特点及适用条件
水均衡法的原理明确，计算公式简单，其成果要求可粗可精，所以 适应性强。在地下水补排条件简单，水均衡要素容易确定，开采后变 化不大的地区，用该法评价地下水资源的效果较好。
通常用水均衡法或其他方法来论证用解析公式计算的开采量。
三、计步骤
1、划分均衡区，确定均衡期，建立均衡方程 首先按边界划分均衡区，再按均衡要素大体一致的情况进一步分区，分别计算后，再加总。 （1）一级分区：通常以含水介质成因类型和地下水类型的组合作为一级分区依据，如在山前 冲洪扇地带，可分扇顶至中部的潜水区、扇中至扇缘的浅部潜水区及承压水区。 （2）二级分区：如果同一区内的水文地质条件还有较大差异，可以根据不同的定量指标划分 为若干区，分区指标通常是含水层导水系数、给水度、水位埋深、动态变同及包气带岩性等。 均衡期一般以年为单位，也可将旱季、雨季分开计算。 确定各分区的在均衡期内的均衡要素，建立均衡方程。 2、确定每个区的各项均衡要素值 （1）测定天然流场下各项补给量和消耗量，计算天然状态下是否均衡。 （2）再考虑开采条件下的补给增量和可能减少的消耗量，以此作为地下水的允许开采量。 Q允开 ≈ΔQ补+ΔQ消≈Q补+ΔQ补 = Q开补≈ Q补 3、计算与评价
四、计算与评价
将各项均衡要素值代入均衡式中，计算出补给与消耗的差值，检查地下 水储存量的变化量是否与之相符。
地下水资源量计算公式
地下水资源量计算公式
地下水资源量的计算公式一般采用地下水储量公式，即：
地下水资源量 = 地下水储量×地下水开采系数
其中，地下水储量指的是地下水在地下岩石或土壤中所储存的总量，一般用单位面积或单位体积的地下水储存量表示。
而地下水开采系数则是指在保护地下水资源的前提下，能够开采利用的百分比，一般取值在20%~50%之间。
地下水储量的计算一般采用水文地质方法，通过对地下水含量、渗透率、地下水流速等参数的测试和分析，结合地质勘探资料和地下水监测数据，得出地下水储量的估算值。
需要注意的是，地下水资源量的计算公式是一个理论模型，其计算结果与实际情况存在差异，还需要结合实际情况进行具体分析和判断。
同时，地下水资源的开采和利用也需要考虑环保因素，避免对地下水资源造成损害。
- 1 -。
水量均衡法分析计算平原区域地下水允许开采量
科技创新□郑星收稿日期：2020-07-13作者简介：郑星，男，汉族，唐山市市区河道监管中心，高级工程师。
摘要地下水允许开采量的分析计算方法很多，各种方法均存在优点与不足。
结合多年工作经验，浅谈水量均衡法在平原区的应用，希望有助于平原区域地下水开采工作的开展。
关键词地下水；水量均衡；允许开采量；水文地质地下水允许开采量是指在经济合理、技术可行且利用后不会造成地下水位持续下降、水质恶化、海水侵入、地面沉降等环境地质问题和不对生态环境造成不良影响的前提下，允许从地下含水层中取出的最大量，是地下水开发利用、资源优化配置重要依据，也是水资源评价，建设项目水资源论证等工作核心评价指标。
其分析计算的方法很多种，有水量均衡法、水文分析法、开采试验法、解析法、数值法等，在地下水资源分析的工作中，可根据基础资料的掌握情况，工作精度、分析目的、技术手段等选择一种方法或几种方法结合分析计算，其中水量均衡法对于论证评价与大气降水和地表水体有紧密水力关系和直接联系的区域浅层地下水分析计算，具有其理论概念清楚、基础资料要求较简单、工作量较少、适应性强的优点，是评价地下水资源最基本、最常用的方法，其精准度也能满足平原区域地下水允许开采量的要求。
为此，仅就多年的工作经验，浅谈几点利用水量均衡法计算平原区域地下水允许开采量的具体操作和体会。
1.水量均衡法的基本原理理论论述为在任一时段内补给量与排泄量之差恒等于含水层系统中的水体积的变化量。
水量均衡方程式可表示为：Q 补－Q 排＝±μF ΔhΔt，均衡分两种情况，天然情况下，地下水储变量μF ΔhΔt=0，则均衡方程：Q 补＝Q 排开采情况下，按允许开采量要求，合理的消耗型开采动态的水均衡方程：Q 允＝ΔQ 补＋ΔQ 排＋μFΔhΔt式中：Q 补.ΔQ 补—补给量和开采情况下的补给增加量；Q 排.ΔQ 排—排泄量和开采情况下的排泄减少量；Δh —均衡期地下水位允许变化水位；Δt —均衡期一般为1年或1个水文年；由开采状态的允许开采量公式看出，允许开采量有3部分组成。
第九章 地下水允许开采量的计算方法
§1
二、计算步骤
水量均衡法
步骤4：计算和评价 （4）在实际计算中，常常是根据多年的动态观测资料分析， 计算不同保证率典型年的水均衡，可评价允许开采量的保证 程度。 某水源地的水均衡计算结果见表9-1。 从表9-1中可见，枯水年是负均衡，即每年计划增开 3185×104m3时，尚需借用储存量2398×104m3，使区域水位 降深增加2.68m，但在平水年可节余5198×104m3，是可以将 枯水年借用量补偿回来的。
2216
7006 Q工开
263
8646 Q排
5664 -2398 5198 -2.68 +3.02
平水年（保证率p＝50％）
3185
0
263
3448
§1
三、适用条件
水量均衡法
水量均衡法原则上可以适用于任何水文地质条件和开采 条件：
（1） 可做区域资源评价，也可用于局部资源评价；
（2） 适用于山区基岩裂隙水，更适合于平原区的孔隙水；
Q 允 Q 补＋Q 排 （
d
）
如果是合理的消耗型开采动态，则为：
Q允
S max m 3 Q 补＋Q 排 F （ ） d T 365
式中，Δ Q排减少的排泄量 ；Δ Q补为开采时增加的补给 量；Smax为最大允许降深；T为开采年限，一般取50－100a。
§1
一、基本原理
水量均衡法
回归系数B也可以用相关系数和根方差求得：
S B r Q
在实际应用中，相关系数多大时所建立的回归方程才 有价值？这主要取决于抽样的多少和要求的精度，可查相 关系数显著性检验表。
§2 相关外推法（回归分析法） 一、一元线性相关
根据样数N-2，显著性水平α 查出相关系数达到显著时 的最小值。如果计算的相关系数大于显著时的最小值，说 明所建立的回归方程有价值。例如抽样12个，N-2＝10，查 表α ＝0.05和0.01水平，γ ＝0.576和0.708，计算γ ＝0.612。 这说明在95％的可信度下，回归方程有价值，而在99 ％的可信度下，回归方程没有价值。
数值法(地下水可开采量)
时，还受技术经济条件的限制。 为了说明这一关系，有必要分析开采量的组成。
2020年1月23日7时15分
§1 地下水资源的特点及分类
水文地质勘察
地下水在开采以前，由于天然的补给、排泄，形成了一个不稳定的天 然流场。
2020年1月23日7时15分
§1 地下水资源的特点及分类
水文地质勘察
有人将一定期限内的最小储存量称为永久储存量或静储量。它是在一定 周期内不变的储存量。最大与最小储存量之差称为暂时储存量，相当于调 节储量。在地下水径流微弱的地区，暂时储存量的数量可以很大，几乎接 近补给量，可以将它作为允许开采量。在一般情况下，计算允许开采量时 不能考虑永久储存量。如果动用了它，就会出现区域地下水位逐年持续下 降的趋势，导致地下水源枯竭
2020年1月23日7时15分
§1 地下水资源的特点及分类
水文地质勘察
二、地下水资源量的分类
50一60年代，国内曾广泛采用H·A·普洛特尼科夫的地下水储量分类 （四大储量）。他将地下水储量分为如下四类。
动储量：是指单位时间流经含水层（带）横断面的地下水体积，即地下 水的天然流量；
静储量：是指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：是指地下水位年变动带内重力水的体积；
2020年1月23日7时15分
§1 地下水资源的特点及分类
水文地质勘察
（2）系统性（或活动性及与周围环境的密切联系性）：由于地下水 与周围环境（气候、水文条件及地质条件等）有密切的联系，所以大 都具有流动性或活动性，特别是与地表水联系得更加密切，常常可以 互相转化。这种联系反映在含水层的平面和剖面边界条件上，包括地 下水的补给和排泄条件。液体矿产虽然也有流动性，但往往要在开采 时才表现出来。虽外部环境对其它矿产也有影响，但仅是在地质历史 时代中反映出来。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。
地下水量计算
地下水量计算一 几个术语1 地下水补给量：在天然或开采条件下，单位时间内以各种形式进入含水层的水量。
2 地下水储存量：赋存于含水层中的重力水体积。
3 地下水允许开采量（地下水可开采量）：通过技术经济合理的取水方案，在整个开采期内出水量又不会减少，动水位不超过设计要求，水质和水温变化在允许范围内，不影响已建水源地正常开采，不发生危害性的环境地质现象前提下，单位时间内从水文地质单元或取水地段中能够取得的水量。
二 水均衡法的计算原理对于一个均衡区，在任意时段t ∆内的补给量和消耗的水量之差，恒等于这个含水层中水体积的变化量。
th F Q Q ∆∆±=-μ消补 补Q 的项目有：降雨入渗雨渗Q ，河流入渗河渗Q ，地下水侧向河流流入Q ，越流补给越入Q ，灌溉入渗灌入Q 等。
消Q 的项目有：开采量开Q ，蒸发量蒸发Q ，地下水侧向流出流出Q ，越流流出越出Q ，泉水，溢流量等。
河流排泄量排泄Q开采量：是目前实际正在开采的水量或预计开采的水量。
开采量应小于允许开采量。
th FQ Q ∆∆+=μ补允许 这是要消耗一部分储存量，消耗储存量是有要求的，如30年内年下降不得超过10m 。
5.0=∆∆th F Q Q μ21+=补允许 保守的允许开采量： 补允许Q Q =三 均衡区，均衡期和均衡要素的确定划分均衡区：研究区域确定均衡期：一般取一个水文年；确定均衡要素：补Q 的项目有： 雨渗Q ， 侧入Q消Q 的项目有： 开Q ， 蒸发Q ， 河渗Q ， 侧出Q四 确定各项目均衡区要素值1 降雨入渗补给量⎪⎩⎪⎨⎧---⋅⋅=均衡区面积有效入渗系数降雨量雨渗F x F x Q λλ降雨量：由气象部门获得，本次取年平均降雨量600㎜；有效降雨入渗系数（指渗入到地下水面的水量除以降雨量）：与包气带岩性，厚度，含水量，降雨强度和降雨量密切相关；确定的方法：地中渗透仪法、分析潜水位动态法、人工降雨试验。
（本次直接给数据进行计算）由于地表岩性和包气带厚度不同，不同区有效入渗系数不同。
单井稳定流抽水试验确定地下水允许开采量
单井稳定流抽水试验确定地下水允许开采量韩志文（四川省冶金地质勘查院，四川 成都 ６１００００）摘 要：抽水试验是掌握含水层富水性，求取含水层水文地质参数最直接的手段，水文地质参数是进行地下水资源评价及地下水流数值模拟的基础。
在矿泉水资源储量核实工作中经常采用单孔无观测孔做抽水试验来求取水文地质参数（渗透系数Ｋ和影响半径Ｒ）。
以自贡市大安区某矿泉水为例，利用单孔稳定流抽水试验的数据成果，绘制Ｑ、Ｓ／ｔ及ｑ＝ｆ（ｓ）关系曲线图，按承压水完整井公式计算含水层渗透系数Ｋ和影响半径Ｒ，采用直线方程式来计算该井的允许开采量。
关键词：水文地质参数；地下水；允许开采量中图分类号：Ｐ６４１．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０４－０１６４－３Single well steady flow pumping test to determine allowable groundwater exploitationHAN Zhi-wen（Ｓｉｃｈｕａｎ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｐｕｍｐｉｎｇ ｔｅｓｔ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｄｉｒｅｃｔ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｍａｓｔｅｒ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｒｉｃｈ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ａｑｕｉｆｅｒ ａｎｄ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ａｑｕｉｆｅｒ． Ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｆｌｏｗ． Ｉｎ ｔｈｅ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｒｅｓｅｒｖｅｓ， ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ （ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｋ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｒａｄｉｕｓ Ｒ） ａｒｅ ｏｆｔｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｐｕｍｐｉｎｇ ｔｅｓｔ ｗｉｔｈ ｓｉｎｇｌｅ ｈｏｌｅ ａｎｄ ｎｏ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｈｏｌｅ． Ｔａｋｉｎｇ ａ ｍｉｎｅｒａｌ ｗａｔｅｒ ｉｎ Ｄａａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｏｆ Ｚｉｇｏｎｇ Ｃｉｔｙ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ Ｑ， ｓ／ｔ ａｎｄ ｑ＝ｆ （ｓ） ａｒｅ ｄｒａｗｎ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｄａｔａ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｈｏｌｅ ｓｔｅａｄｙ ｆｌｏｗ ｐｕｍｐｉｎｇ ｔｅｓｔ． Ｔｈｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｋ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｒａｄｉｕｓ ｒ ｏｆ ａｑｕｉｆｅｒ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｗｅｌｌ ｏｆ ｃｏｎｆｉｎｅｄ ｗａｔｅｒ， ａｎｄ ｔｈｅ ａｌｌｏｗａｂｌｅ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗｅｌｌ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ．Keywords: ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ； ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ； ａｌｌｏｗａｂｌｅ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ抽水试验是以地下水井流理论为基础，用抽水设备在钻孔或水井中抽水以测定含水层渗透系数和孔井涌水量、水质和各含水层水力补给的水文地质试验。
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第八章地下水允许开采量的计算方法
目前，评价地下水允许开采量的方法很多，虽然其原理都是以均衡开采为依据，但每一种方法都有一定的适用条件，必须因地的制宜的灵活运用，而且由于水文地质条件的复杂性，在任何地区都不宜采用单一方法，应当使用综合方法，以便比较验证。
§8.1简易评价法
已经开发多年的旧水源地，为了扩大开采，需要判明水源地的开采潜力，要求进行水源地地下水允许开采量评价。
这时，可根据开采过程中的多年动态资料，计算地下水允许开采量。
一、根据已有开采量和水位变幅求允许开采量
收集多年的开采动态资料，以年水位变幅Δh（通常取水文年的起点或终点的水位差）为纵轴，以对应年的开采量为横轴，在直角坐标纸上做散点图。
如果历年的补给量基本稳定，则散点分布的趋势将接近直线。
在直互上或其延长线上，取变幅Δh＝0的开采量，就是要求的允许开采量。
这种方法符合均衡开采的原理。
在多年开采过程中，如果开采量≤补给量，则有正均衡Δh≥0；如果开采量＞补给量，则有负均衡Δh＜0。
现取Δh＝0时的开采量＝补给量，显然这是保持均衡开采条件下的最大开采量，故为允许开采量。
这种方法适用于历年开采量都有变化的潜水或承压水的水源地。
但是对那些随开采量增加而开采补给量也不断增大的水源地。
可能偏离直线相关，因而方法失效。
二、根据补给量和水位变幅求允许开采量
在缺少开采量记录，但有历年水位动态资料的水源地，可用历年的补给量代替允许开采量，按类似的图解法求出允许开采量。
这时，仍以年水位变幅为纵轴，以历年的补给量（通常用地表水的均衡法计算）为横轴，在直角坐标纸上做出散点图，如果历年的补给量相对稳定，则散点的分布趋势仍呈直线关系。
在直线或其延长线上，取Δh＝0的补给量就相当允许开采量。
该方法的原理仍是均衡开采。
同前段不同的地方，是从地表水均衡计算中求出历年的地下水补给量，再把Δh＝0时的补给量做为允许开采量。
这种方法，主要适用于同地表水有密切水力联系的潜水或承压水的水源地，以便借助地表水的均衡关系，找出历年的地下水补给量，但是对那些在开采过程中不断有补给量加入的水源地，散点图可能偏离直线相关，方法失效。
三、根据水位变幅为零的年份求允许开采量
在水源地的历年动态资料中，如果能够选出一个年初和年终的水位接近一致的水文件。
这一年恰好满足均衡开采的要求，则从该年的均衡计算中可以直接求出允许开采量。
图8-3是某水源地一个水文年的动态要素示意图。
其中ΣQ 出是计算的天然流出量，三者都除以均衡面积F ，换算成水柱高度，用毫米表示。
根据这些可求出该年多余补给量。
ΣΔQ ＝ΔQ 补－Σ（Q 开＋Q 出）
由此求得允许开采量：
Q 允＝ΣQ 开＋ΣΔQ （8-1）
这种方法，主要适用于潜水水资源，对于没有越流补给的承压水，年初年终的水位不可能趋向一致。
显然是无效的。
既使在越流补给的承压含水层中有可能形成年初和年终的均衡状态时，由于越流补给量很难求准。
应用这种方法也比较困难。
四、根据达西定律求允许开采量
在潜水或承压水的水源地中，根据勘探试验资料定出过水断面A 和渗透系K ，再从长期开采的水位观测中求出平均水力坡度J ，按达西定律得补给量：
Q ＝AKJ （8-2）
这个补给量可做为允许开采量的上限。
这种方法，没有考虑垂向补给量。
所以只能适用于没有渗入补给或越流补给的水平衡；忽略了水力坡度随开采量增减的变化。
故对开采量逐年增多的水源地不太适用。
五、根据流网估算允许开采量
在有多年开采量和水位记录的旧水源地中，按水位记录划出流网可计算侧向补给量Q 侧。
再把水源地的均衡区看做一个集中参数系统。
从下列均衡式：
Q 侧＋Q 垂＝F μΔt
Δh +Q 开 （8-3） 中心计算向补给量Q 垂。
最后把补给量Q 补＝Q 侧＋Q 垂做为水头h 的函数。
便可求出予定开采水平时的允开采量。
式中：F 是均衡区面积，μ是平均储水系数。
Δt Δh 是均衡区水头的平均变化量，Q 是开采量。
具体做法如下：
先求Q 侧。
根据均衡区的水头实测资料，划出历年或一个水文年不同季节的等水头线，据此再划出流网。
在各向同性含水层中，每一网格都接近曲线正边形，Δh ＝Δb ，所以每一网格的流量ΔQ 可按达西定律计算：
ΔQ ＝T Δb Δt
Δh ＝T Δh ① 设均衡区的总流带数为Nf ，水头下降带数为Nd ，Q 侧为侧补量，h 为均衡区的水头下降值，则有：
Q 侧＝Nf ΔQ ，或ΔQ ＝f
侧N Q H ＝Nd Δh ，或Δh ＝d
N h 把ΔQ 和Δh 代入①式，即得整个均衡区的侧补量计算式：
Q 侧＝T d
f N N h ② 根据均衡区不同时期的流网，按上式可求得对应的Q 侧和h 。
如把二量点在对数坐标上，则有图8-4（B ）所示的直线。
由直线求得：
l n Q 侧＝β1l nh+l na 或
Q 侧＝a 1h β1 ③
a 1、β1都是图解系数。
再求Q 垂。
按实测的动态资料。
先求各自的Δt Δh 和F μΔt
2ΔΔ，再用③式计算对应的Q 侧，并统计各自的开采量Q 开，最后按（8-3）式计算垂向补给量： Q 垂＝F μ
Δt
Δh ＋Q 开－Q 侧 最后，把所要求的各时期的Q 补＝Q 侧＋Q 垂和对应h ，点在对数坐标上，如图8-4（B ），仍是直线关系，由此可得类似③式的予计Q 补的计算式：
Q 补＝Q 侧＋Q 垂＝a 2h β2 （8-4）
a 2、β2是图解系数。
由（8-4）式可以推出予定开采水平时的补给量，做为允开采量的上限，实际资料证明，地面沉降往往和垂向补给量有相关关系，所以从Q 补中分离出来的Q 垂又予测地面降速提供了很好依据。
此外，还有以稳定流为基础的下降漏斗法、补给带宽度法、开采系数比拟法水文地质条件比拟法等。
它们不需要多年的动态资料。
只要一次统调的开采量和水位资料就可计算。
计算结果比较粗略。
但方法单位。
正确动用也有一定使用价值。
这里从略。
综合上述所有评价方法，都是在一定水质条件下以均衡开采的补给量做为允许开采量。
如果有些水源地尽管满足均衡开采。
但补给的是咸水或劣质水。
则计算的允许开采量毫无意义。
这时可根据水抽条件的允许降深确定开采量。
如采用咸淡水均衡法、淡水漏斗法等。