吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教案  第三章 地下水资源量计算与评价 1、地下水资源的基本概念 2、采用哪写方法来计算水量 3、怎样评价 4、如何进行区域水资源评价 第一节 地下水资源的概念 一、地下水资源的特点 1、可恢复性 （1）处于全球水循环体系之中 （2）在水资源的评价中要以补给量为核心 2、可调节性 取决于含水层的规模和含水介质特点 3、与周围环境的密切联系性或活动性 二、地下水资源的分类 “三量分类法”：补给量、开采量、储存量 1、补给量 （1）定义：是指在天然状态或开采条件下，单位时间从各种途径进入该单元含水层的水量。 （2）补给来源；降水渗入、地表水深入、地下水侧向流入和垂向流入。 （3）天然补给量、开采补给量、补给量的增量 2、储存量 （1）定义：是指储存在单元含水层中的重力水体积。 （2）动储存量、静储存量、永久储存量、暂时储存量、调节储存量 3、开采量和允许开采量是两个不同的概念 开采量：是指目前正在开采的水量或预计开采量，它指反映了取水工程的产水能力。 允许开采量：是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提下，单位时间内从该水文地质单元或取水地段开采含水层中可以取得的数量。 第二节 允许开采量的计算 一、开采试验法 1、原理 系列观测资料分析进行抽水试验，求得补给量，以补给量作为允许开采量。 2、适用条件及特点 准确性高，用各种条件，特别是山区、河间、水文地质条件没有多年的观测资料、工程条件要求紧。 3、抽水试验要求 （1）尽可能接近开采量 （2）旱季进行，一至数月 （3）要进行水位系列观测（下降与恢复） （4）单井或井群均可，但要有统一的水位 4、评价步骤 （1）稳定流状态 （2）非稳定流状态 二、数值法 对几大问题的解决： （1）解决地下水的时空分布模拟 （2）解决了水文地质学含水层不均匀、各向异性和不同时段各种远汇项联立成一体的问题 （3）解决了各类的边界问题 （4）成功地解决了预报问题 （5）同时把水质的问题就合起来 （6）解决了二维水流和三维水流的问题 （7）水资源规划和管理问题 1、原理 分为有限单元法和有限差分法。都是把研究区域剖分成若干网格（有限差分法分为方形、矩形、三角形；有限元法常用三角形），将建立的偏微分方程离散成线形代数方程组，用电子计算机联立求解线形方程组。 2、适用条件 适用于含水层的均质性和各向同性程度较高、边界条件较简单、可概化为选定计算公式要求的模式的矿区。 3、计算步骤： （1）建立水文地质概念模型 ①计算范围和边界条件的概化 ②含水层内部结构的概化 ③含水层水力特征的概化 （2）建立计算区的数学模型 （3）从空间和时间上离散计算域 （4）校正数学模型 （5）验证数学模型 （6）模拟预报，进行水资源评价 三、补偿疏干法 1、基本原理 按照接近实际开采量进行抽水试验，利用地下水的储存量比较大的特点，在旱季借用储存量进行开采，在雨季补偿借用的储存量。 2、适用条件： （1）降水量分布（时间）极不均匀，降雨量集中，时间短，强度大 （2）多数此类水源地分布于半干旱地区 （3）含水层厚度较大，地下水储存量较大 （4）地下水补给条件好，旱季无补给（开采试验法旱季也存在补给） 3、约束条件 （1）地下水的储存量能够满足旱季连续开采而不中断 （2）旱季所借用的储存量在雨季全部补偿回来，而不是部分补偿 4、抽水试验要求： （1）必须从旱季开始进行抽水试验 （2）抽水必须形成等幅同步下降的地下水位 5、计算步骤： （1）计算单位储存量 Q开采=μ·F·△s/△t （2）求疏干体积和最大允许开采量 V=Q 最大允许·t=μ·F·（Smax- S0） （3）求雨季的补给量 四、解析法 Q=2п(ΦR-Φrw)/RA 1、适用条件： （1）均质、各向同性 （2）含水长呢感厚度不便，顶底板水平 （3）越流或垂向补给呈均匀分布 （4）边界呈几何形状且不变化 （5）边界的水文地质参数不随时间变化 （6）开采条件必须满足井流公式的要求 （7）地下水的动态 （8）潜水与承压不能混合 概化的前提： （1）计算量应当远小于补给量的时候才能用稳定流 （2）用非稳定流公式必须考虑到水文地质条件简单、清楚 2、计算步骤： （1）进行水文地质条件概化 （2）选择计算公式并确定应用条件 （3）求参 （4）确定开采方案 （5）计算开采量 （6）补给量评价 五、均衡法 1、原理 是全面研究某一地区（均衡区）在一定时间内（均衡期）的地下水的笔记量、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。 2、计算步骤： （1）划分均衡区，确定均衡期，建立均衡方程 （2）确定每个区的各项均衡要素值 （3）计算和评价 六、相关分析法 1、基本原理： 有一定的开采资料对开采资料进行统计分析建立允许开采量与其相关因素的回归方程，推测允许开采量。 2、简相关、复相关、多元相相关 3、计算步骤： （1）对资料进行整理 （2）作图 （3）建立相关方程，求出方程的系数 S=A+B·Q （4）求相关系数r （5）预测精度 （6）开采保证论证 第三节 区域地下水资源评价 一、分区 一般以地表水流域进行分区；结合地下水和地表水的关系 二、计算方法 山区的 （1）泉流量法：（封闭的泉域区域地下水资源评价） （2）清水流量法 （3）径流摸数法 （4）水文分析法：把河流量中的地下水补给量分割出来，作为流域的地下水资源量 （5）排泄法 第四节 地下水资源评价的若干问题 一、地下水资源评价的概念 对地下水资源的数量、质量、时空分布特征和开发利用条件作出科学的、全面的分析和估计，称为地下水资源评价。包括局部地段的评价和大面积的评价。 二、地下水资源评价的原则 （1）“三水”联系，互相转化，统一评价的原则 （2）以丰补欠，调节平衡的原则 （3）考虑到人类活动或减少的补给量及排供结合的原则 （4）安全开采，防止产生环境地质等不良后果的原则 三、计算方法的选择 （1）适用条件 （2）评价目的 （3）勘探精度，勘察阶段 （4）多种方法的相互补充，相互映证 四、地下水资源评价的一般程序 五、地下水资源评价的技术限制 （1）扬程〈300米 （2）含水层厚度 （3）开采期限 六、地下水资源评价的几个关键问题 （1）模型勘探 （2）多种方法联合运用 （3）开采前后的条件变化 （4）一定要有保证系数（安全系数） 七、地下水允许开采量的分级 A级、B级、C级、D级、E级