第13章 地下水资源

二、地下水资源的特征（性）第13章地下水资源一、作为资源的地下水三、地下水资源分类及其供水意义第一节作为资源的地下水1、地下水是一种宝贵的资源资源：指自然界存在且可被人类利用的一切。地下水是能够被人类所利用的一种物质，所以他是一种资源地下水资源的含义：地下水资源是指有使用价值的各种地下水的总称。地下水的使用价值包括水质和水量两个方面。地下水能否成为使用价值的资源，首先是水质决定的。水质符合要求，还要看水量有多少。2、作为供水水源，地下水较之地表水，具有一系列优点。（1）分布广泛：河湖分布范围有限，地下水几乎随处都有。（2）变化稳定：季风气候下，我国河流流量季节及年际变化明显，地下水的变化相对稳定。（3）具有天然调节性：地表水需要修建水库进行丰枯调节。赋存地下水的含水岩系本身就是天然地下水库，以丰补歉，便于季节性和年际调节。（4）水质良好：地表水易于污染。地下水因地层过滤而保持良好水质。（5）易于开发利用：地表水开发利用需要比较复杂的工程措施，花费大。以井及钻孔开发地下水，简便易行，成本较低。虽然地下水作为供水水源有一系列优点，但也有其缺点：地下水隐藏于地下，查明分布规律才能利用；另外，虽然不易污染，但一旦污染，不像地表水那样容易自净修复，需要花费相当长时间和耗费昂贵成本。因此，地下水的保护十分重要。第二节地下水资源的特征（性）地下水资源具有系统性、可恢复性（再生性）及调节性特征。1、地下水资源的系统性（1）地表水的系统性：支流→干流→更大的干流→大海。一个地表水系统（水系）内：小支流→较大支流→干流。因此，地表水资源按水系进行计算，并按水系进行规划利用（2）地下水资源的系统性存在于同一含水系统中的水是个统一的整体，在含水系统的任一部分注入或排出水量，其影响终将波及整个水系统。例如：P118，图11-4，流域两个盆地（武威盆地和民勤盆地）中的地下水，同属一个地下水系统，用水时会相互影响，上游取水或污水渗入对下游的影响尤其大。在一个含水系统中，可以长期持续作为供水水源利用的地下水资源，原则上等于它所获得的补给量。补给水→含水系统→人工开采；补给量=人工开采量。如：石羊河流域的最大开采量=祁连山的地表补给量+流域大气降水补给量。2、地下水资源的可调节性（1）调节性含义：指地下水系统的储存水量可维持枯水季节或年份的供水，并在丰水季节或年份得到补偿。地下水系统是具有时间上调节水量功能的天然“地下水库”。（2）影响地下水系统调节能力的因素：赋存条件和含水介质特性。1）赋存条件A、潜水水层：厚度不大，储水有限，只具年度或隔年调节能力，相对调节能力差B、承压水层：厚度大，在地质结构有利于蓄存水量时，具多年调节功能，相对调节能力好。2）含水介质特性A、孔隙含水系统：若处低洼处，贮滞水量多，调节能力较好。B、岩溶含水系统：滞水条件差，只有当其具备有利于蓄水的较大规模的地质构造（如向斜、单斜断块等）时，才具较强的蓄水能力与调节能力。C、裂隙含水系统：调节能力差。（3）地下水的调节性含水系统的调节性实质是储存量的可变性。补给＞排泄→水层蓄水→储存量增加补给＜排泄→含水层用储存的水维持消耗→储存量减少地下水储存量的这种可变性是其它矿产资源所不具备的。3、地下水资源的可恢复性（再生性）（1）地下水资源属于可再生资源，具有可恢复性。主要表现在：当人工开采地下水时，在多数情况下，只要开采量不超过一定限度，虽然井附近的地下水位要降低，使地下水的储存量暂时减少，但只要停止开采，水位又可逐渐恢复原位，即地下水的储存量又得到了补充，这就是地下水的可恢复性Q开Q补→可恢复Q开Q补→消耗，甚至枯竭（2）地下水资源的再生是通过水文循环实现的影响再生能力的因素：补给源水量的大小；含水系统接受补给的条件（地形、岩性、构造）.在其他条件相同时，岩溶含水系统的可恢复性往往要优于裂隙及孔隙含水系统；潜水的再生能力要优于承压水。第三节地下水资源分类及其供水意义1、地下水资源的分类对于一个含水系统，有着性质不同的两类水量：一类是经常与外界发生交换的水量；另一类是保持于含水系统中的水量；我们把前者称为补给资源，把后者称为储存资源。（1）补给资源：指经常与外界交换的水量，是可恢复再生的水量。含水系统地下水多年平均年补给量为其补给资源量，m3/a。（2）储存资源：保持于含水系统中的水量。含水系统地下水多年平均低水位以下的重力水体积为其储存资源量，单位m3。2、地下水储存资源及其供水意义对供水水源的基本要求是持续而均衡地供应某一水量的水。因此作为供水水源的含水系统，必须同时有一定数量的补给资源与储存资源。补给资源可以保持供水的长期持续，储存资源则保证供水的均衡稳定。含水系统具有足够大的储存资源，可保持供水的均衡稳定。干旱季节借用，雨季补偿。但储存资源动用不可过量，在一定时期内借用的必须能得到补偿，否则就会造成区域地下水位下降，环境恶化等一系列问题。3、地下水补给资源及其供水意义（1）在合理的的供水中，被消耗利用的水量是补给资源，并不是储存资源。补给资源保证着作为供水水源长期持续提供水量。（2）人工开采条件下补给资源可发生的变化：如产生产生增量（来自地表水的、来自降水入渗的、来自越流的、相邻地段水层的侧向流入量）。1）来自地表水的补给增量：当地下水为下降，波及地表水体时，原先作为排泄去路的地表水体，反过来补给地下水，使含水系统获得增补的补给资源。2）来自降水入渗的：由于抽水，漏斗扩展，增大，使原来不接受降水入渗补给的地区（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。3）来自越流的补给增量：由于开采，含水层的水位降低，与相邻含水层的水位差增大，可使越流量增加，或使相邻水层原来从开采层获取越流补给，变为补给开采层。4）相邻地段含水层的侧向流入量：由于降落漏斗的扩大，可夺取属于另一含水系统地下水的侧向流入补给量。4、表示地下水开采量组成的公式Q开=△Q补+△Q排+μF*△h/△t△Q补—开采时夺取的额外补给量;△Q排—开采时减少的天然排泄量μF*△h/△t—可动用的储存量明确了开采量的组成,就可以按各个组成部分来确定允许开采量。允许开采量中补给增量部分，只能合理地夺取，不能影响已建水源地的开采和已经开采含水层的水量，地表水的补给增量也应从总的水资源考虑，统一合理调度。允许开采量中减少的天然排泄量，应尽可能地截取，但也应考虑已经被利用的天然排泄量。例如，有的大泉是风景名胜地，由于增加开采后泉的流量可能减少，甚至枯竭，破坏了旅游景观，这也是不允许的。5、允许开采量的（安全开采量）的含义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水量。思考题1、名词解释：地下水资源、补给资源量、储存资源量、允许开采量2、何为地下水补给资源?在供水中有什么意义？3、何为地下水储存资源?在供水中有什么意义？4、试述地下水资源的系统性、可恢复性（再生性）及调节性特征。