第九章 地下水允许开采量的计算方法课件

§1 水量均衡法
由前述对允许开采量的分析可知，如果是稳定型开采动
态，则允许开采量为： Q允 Q补＋Q排（m3 d ）
如果是合理的消耗型开采动态，则为：
Q允
Q补＋Q排
F
Smax （m3 T 365
d）
式中，ΔQ排减少的排泄量 ；ΔQ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。
允许开采量由三部分组成： 1）增加的补给量（ΔQ补），可称为开采夺取量； 2）减少的天然排泄量（ΔQ排），可称为开采截取量； 3）可动用的储存量（μ·F·Δh/Δt）
天然状态的转化关系： 开采状态的转化关系：
计算地下水的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。
是地下水资源计算与评价方法主要类型之一，在某些情况下、 它又是其他类型计算与评价方法的指导思想与验证的依据。
§1 水量均衡法
一、基本原理
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内补给量与消耗量之差，恒等于此含水层中水体积的变化量， 此即物质不灭原理。据此可以建立水均衡方程式：
§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 均衡要素指通过均衡区的边界流入和流出水量项
的总称。进入的水量项称为补给项，流出的水量项称为排 泄项。
（1）分析各个均衡区有哪些均衡要素； （2）确定天然条件下补给量和排泄量； （3）确定开采条件下的补给增量和可能减少的消耗 量； （4）建立均衡方程。
允许开采量（可开采量）—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，不发生危害性环境地 质现象等前题下，单位时间内从含水系统或取水地 段中能够取得的水量。
第九章 地下水允许开采量的计算
Q允开＝ ΔQ补 +ΔQ排 + μ·F·Δh/Δt
§1 水量均衡法
二、计算步骤
步骤1：划分均衡区 （4）如果同一区内的水文地质条件还有较大差异，
可以按不同的定量指标划分为若干段。分段指标通常是含 水层导水系数、给水度、水位埋深、动态变幅及包气带岩 性等，以便于测定均衡要素为原则。
步骤2：确定均衡期 均衡期一般以年为单位，也可将旱季、雨季分开
来计算，这样可以简化均衡方程中的项目。
Q允开≈Q雨渗十Q河渗 用补给量作为允许开采量
§1 水量均衡法
二、计算步骤
步骤1：划分均衡区 （1）在区域地下水资源量计算中，以地下水系统边界圈
定的范围为均衡区； （2）局域地下水水量计算中，均衡区需要人为划分，均
衡区的边界尽量选择天然边界或地下水交换量容易确定的边 界；
（3）如果均衡区面积大，水文地质条件复杂，均衡要 素差别大，还可以根据含水介质成因类型和地下水类型的组 合作为分区依据。例如在基岩山区－平原地区，可分为基岩 山区裂隙水、平原区松散孔隙水等一级子区；
§1 水量均衡法
二、计算步骤
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。
§1 水量均衡法
一、基wenku.baidu.com原理
补给量Q补和排泄量Q排的组成项目很多，要根据具体 条件来确定它们的组成，从而建立水均衡方程。
例如，我国南方的岩溶水地区，主要补给来源是Q雨渗 和Q河渗，其次是侧向流入Q流入，排泄项中主要是Q溢出，其 次是Q流出及Q蒸发。
只要采用恰当的开采方式，可以充分截取补给，减少 排泄，则计算允许开采量的公式可简化为：
§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。
§1 水量均衡法
二、计算步骤
步骤4：计算和评价 （1）计算：将各项均衡要素值代入均衡式中，计算出
由于各地水文地质条件的差异，已有资料详细程度不同， 以及对计算成果要求的精度不同，可以采用不同的计算方法。
目前应用较广泛的计算方法主要有水量均衡法、解析法、 数值法、相关外推法、开采抽水法等。
为了保证计算结果的准确性，在实际工作中应根据资料 情况、评价的目的和计算方法的适用范围选用多种方法计算，
以便进行比较、验证。
§1 水量均衡法
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
h t
(潜水)
Q补－Q排
F
h t
(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）
2020年3月29日1时58分
§1 水量均衡法
水均衡法（水量平衡法）是全面研究某一地区（均衡区）在 一定时间段（均衡期）内的地下水的补给量、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。
它是根据物质（质量）守恒定律和物质转化原理分析地下水 循环过程，计算地下水量。
§1 水量均衡法
二、计算步骤
表9-1 某水源地水均衡计算结果（单位：104m3）
典型年份 枯水年（保证率p＝97％） 平水年（保证率p＝50％） 典型年份 枯水年（保证率p＝97％） 平水年（保证率p＝50％）
补给量与排泄量的差值，看地下水储存量的变化是否与之相 符，如果不符，审查各均衡要素的计算是否准确，作适当修 改，使方程平衡为止。
（2）评价：一般以可能减少的排泄量加上实际已开采 量作为总的允许开采量，或以总补给量作为允许开采量的极 限。
（3）如果储存量很大，可以动用时，应确定最大允许 降深值Smax，将此范围内的储存量逐年分配到开采量中，开采 期限一般取50-100a。