地下水资源量评价

2005年5月20日提纲一、地下水资源量评价的目的、内容及相关基本概念二、地下水资源量评价工作的程序三、准备工作四、基本资料的收集和分析整理五、评价类型区划分提纲六、水文地质参数的率定七、地下水矿化度分区的确定八、平原区地下水资源量计算九、山丘区地下水资源量计算十、分区地下水资源量及可开采量计算十一、评价成果的表达十二、案例介绍一、地下水资源量评价的目的、内容及相关基本概念一、地下水资源量评价的目的、内容及相关基本概念地下水资源量评价的目的1、地下水资源评价是合理开发利用地下水的先决条件2、地下水资源量评价可以为地下水资源的合理开发利用和保护等提供依据一、地下水资源量评价的目的、内容及相关基本概念地下水资源量评价的内容1、多年平均地下水资源量的组成及其时空分布特征2、多年平均地下水可开采量及其空间分布特征一、地下水资源量评价的目的、内容及相关基本概念地下水潜水承压水浅层地下水深层承压水地下水资源量包气带含水层隔水层地下水埋深•相关的基本概念一、地下水资源量评价的目的、内容及相关基本概念地下水水位岩性水文地质条件水文地质单元地下水可开采量开采条件补给条件径流条件排泄条件•相关的基本概念一、地下水资源量评价的目的、内容及相关基本概念地下水资源量评价主要成果1、计算分区各项补给量、排泄量、地下水蓄变量、地下水资源量及地下水可开采量2、总补给量、地下水资源量及地下水可开采量的空间分布特征3、文字报告二、地下水资源量评价工作的程序二、地下水资源量评价工作程序1、准备工作2、资料的收集和整理3、评价类型区划分及均衡计算区的确定4、水文地质参数率定5、地下水矿化度分区的确定二、地下水资源量评价工作程序6、平原区地下水资源量计算7、山丘区地下水资源量计算8、地下水可开采量计算9、评价成果的表达三、地下水资源量评价的准备工作三、准备工作1、确定评价区域评价区域，可以是全国、某一流域、某一行政区划，也可以是某一平原区或某一特定的区域.评价区域必须具有准确的边界线三、准备工作2、确定成图比例尺成图比例尺是根据评价区域的大小和评价成果的精度要求确定的。评价成果的精度要求，用允许误差表示。提交成果的精度分A、B、C、D、E五级各级精度的要求及适用范围三、准备工作3.估计评价工作量地下水资源量评价工作量，采用工日表示，评价工作量包括全部工作程序中各项工作的工作量4.组建专门的技术工作班子和做出明确的工作责任分工三、准备工作5.绘制工作底图工作底图的比例尺及需要标出的内容6.选择评价代表年评价代表年是指一个评价时间段，一般采用靠近开展地下水资源量评价年份之前的年份或年段，最好选择包含丰、平、枯三种不同代表时段在内四、基本资料的收集和分析整理四、基本资料的收集和分析整理收集和分析整理步骤1、地形地貌、植被、地质构造及水文地质特征等资料2、地下水水位动态监测资料3.评价代表年期间逐年的地下水实际开采量资料4.开发利用地下水引发生态环境恶化状况5.引灌资料四、基本资料的收集和分析整理收集和分析整理步骤6.平原区骨干河道资料7.要求在工作底图上标示出水均衡试验场、抽(压)水试验井孔的位置及编号等8.要求在工作底图上标示水稻田分布范围和编号9.水文气象资料五、评价类型区划分五、评价类型区划分1.评价类型区要求按3级划分根据区域地形地貌特征将评价区域划分为平原区和山丘区2个Ⅰ级类型区根据次级地形地貌特征和地下水类型，将平原区和山丘区划分为若干Ⅱ级类型区根据水文地质条件将各Ⅱ级类型区划分为若干个计算区五、评价类型区划分2.包气带岩性分区图的绘制确定各钻孔所揭示的包气带岩性名称根据确定后的各钻孔所揭示的包气带岩性，在工作底图上勾绘包气带岩性分区图五、评价类型区划分3.地下水埋深分区图的绘制根据各选用水位监测井评价代表年期间地下水埋深动态监测资料，确定各选用水位监测井的高水位期地下水埋深、低水位期地下水埋深和年均地下水埋深根据地下水埋深，勾绘评价代表年期间地下水的低埋深、高埋深和年均埋深分区图六、水文地质参数的率定六、水文地质参数的率定常用的水文地质参数给水度(μ)降水入渗补给系数(α)潜水蒸发系数(C)渗透系数(K)导水系数（T）渠系渗漏补给系数(m)六、水文地质参数的率定常用的水文地质参数修正系数(γ)渠灌田间入渗补给系数(β渠)井灌回归补给系数(β井)水稻田水稻生长期稳渗率(φ)地下水可开采系数(ρ)六、水文地质参数的率定给水度μ值影响因素主要与岩性及其结构特征有关确定给水度的方法主要有：1、抽水试验法2、地中渗透仪测定法和筒测法3、地下水动态资料分析法4、实际开采量法六、水文地质参数的率定降水入渗补给系数α值的影响因素主要为包气带岩性、结构、地下水埋深、降水量大小，还受降水强度、土壤前期含水量、微地形地貌、植被及地表建筑设施等的影响确定α值的方法主要有：1、地下水水位动态资料计算法2、地中渗透仪测定法3、试验区水均衡观测资料分析法六、水文地质参数的率定潜水蒸发系数C值的主要影响因素水面蒸发量E0、包气带岩性、结构、地下水埋深Z和植被状况C值确定方法：1、可利用地下水水位动态观测资料通过潜水蒸发经验公式拟合分析计算2、根据水均衡试验场地中渗透仪对不同岩性、地下水埋深、植被条件下潜水蒸发量E的测试资料与相应水面蒸发量E0计算潜水蒸发系数C六、水文地质参数的率定灌溉入渗补给系数β值的主要影响因素包气带岩性、结构、地下水埋深、灌溉定额及耕地的平整程度β值的确定可利用公式β=hr/h灌直接计算、根据野外灌溉试验资料、次降水入渗补给系数α次值近似代表或采用下式计算：灌开hhQ六、水文地质参数的率定渠系渗漏补给系数m值主要影响因素渠道衬砌程度、渠道两岸包气带和含水层岩性、结构、地下水埋深、包气带含水量、水面蒸发强度以及渠系水位和过水时间m值确定方法：1、可根据渠系有效利用系数η确定2、根据渠系渗漏补给量计算3、利用渗流理论计算公式确定六、水文地质参数的率定渗透系数K值主要影响因素主要是岩性及其结构特征确定渗透系数K值的方法：1、抽水试验2、室内仪器测定3、野外同心环或试坑注水试验4、颗粒分析、孔隙度计算六、水文地质参数的率定导水系数T的主要影响因素含水层岩性特征和厚度。在数值上等于渗透系数与含水层厚度的乘积弹性释水系数μ*的主要影响因素承压含水层内或承压含水层以上隔水层的岩性及埋藏部位。μ*的范围一般为10-4－10-5左右六、水文地质参数的率定压力传导系数a的主要影响因素潜水水位变幅带或承压水含水层内和承压含水层以上隔水层的岩性特征和厚度压力传导系数a值的确定在数值上压力传导系数a的值等于导水系数与释水系数的比值六、水文地质参数的率定越流系数ke的主要影响因素弱透水层的岩性特征和厚度确定越流系数ke在数值上越流系数等于弱透水层的渗透系数K′与该弱透水层厚度M′的比值六、水文地质参数的率定水稻田水稻生长期稳渗率φ值的主要影响因素是弱透水层的岩性特征和厚度。其值一般为1－4mm/d左右地下水可开采系数ρ值的主要影响因素是含水层埋深、厚度和岩性特征确定地下水可开采系数ρ时，应遵循四个基本原则六、水文地质参数的率定确定水文地质参数的几点提示1、针对各水文地质参数的主要影响因素，确定不同影响因素组合条件下的相应水文地质参数值2、应与各计算区水文地质参数的取值要求一一对应六、水文地质参数的率定确定水文地质参数的几点提示3、采用的有关资料一般要选用评价代表年期间或年代较接近的资料4、当地下水埋深大于6m时，降水入渗补给系数α值不再变化七、地下水矿化度分区的确定七、地下水矿化度分区的确定地下水矿化度的含义1、矿化度是指水容积内含有的无机矿物质总离子量2、矿化度是表示地下水水质特征的重要指标之一，单位为g/L七、地下水矿化度分区的确定在评价区域内，采取地下水水样，化验分析矿化度值绘制矿化度分别为不大于1g/L、大于1g/L且不大于2g/L以及大于2g/L且不大于3g/L、大于3g/L且不大于5g/L和大于5g/L等5个矿化度分区图八、平原区地下水资源量计算八、平原区地下水资源量计算旱地及水稻田旱作期各项补给量1、平原区旱地及水稻田旱作期的补给项包括降水入渗补给量、地表水体补给量、山前侧向补给量和井灌回归补给量2、地表水体补给量包括河道渗漏补给量、库塘渗漏补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量和人工回灌补给量八、平原区地下水资源量计算降水入渗补给量1、降水入渗补给量是指降水渗入到土壤中并在重力作用下渗透补给地下水的水量。2、降水入渗补给量一般采用下式计算：Pr=10-1·P·α·F式中：Pr为降水入渗补给量，P为降水量，α为降水入渗补给系数，F为计算区计算面积八、平原区地下水资源量计算河道渗漏补给量当河道水位高于河道岸边地下水水位时，河水渗漏补给地下水确定年内河水补给地下水的河段和时段，逐河段进行年内各时段的河道渗漏补给量计算河道渗漏补给量计算方法有水文分析法和地下水动力学法八、平原区地下水资源量计算水文分析法1、该法适用于河道附近无地下水水位动态观测资料，但具有完整的计量河水流量资料的地区2、计算公式：Ｑ河补=(Ｑ上－Ｑ下+Ｑ区入－Ｑ区出)·(1-λ)·L/L′3、利用上式计算多年平均河道渗漏补给量时，Ｑ上、Ｑ下、Ｑ区入、Ｑ区出、λ等应采用评价代表年期间的均值八、平原区地下水资源量计算地下水动力学法1、当河道水位变化比较稳定时，经分析确定河水补给地下水的河段，可沿河道岸边切割剖面，通过该剖面的水量即为河水对地下水的补给量2、单侧河道渗漏补给量采用达西公式计算：Ｑ河补=10-4·K·I·A·L·t3、利用上式计算多年平均年单侧河道渗漏补给量时，I、A、L、t应采用评价代表年期间的均值八、平原区地下水资源量计算库塘渗漏补给量1、当位于平原区的水库、湖泊、塘坝等蓄水体的水位高于岸边地下水水位时，库塘等蓄水体渗漏补给岸边地下水2、计算方法有以下两种：（1）地下水动力学法（2）出入库塘水量平衡法八、平原区地下水资源量计算渠系渗漏补给量1、渠系水位一般均高于其附近的地下水水位，故渠系水一般均补给地下水2、计算方法：（1）地下水动力学法（与上述方法相同）（2）渠系渗漏补给系数法八、平原区地下水资源量计算渠系渗漏补给系数法渠系渗漏补给系数法计算公式：Ｑ渠系=m·Ｑ渠首引式中，Ｑ渠首引为渠首引水量(万m３)，m为渠系渗漏补给系数(无因次)八、平原区地下水资源量计算渠灌田间入渗补给量1、渠灌田间入渗补给量是指渠灌水进入田间后，入渗补给地下水的水量2、要求将斗、农、毛三级渠道的渗漏补给量纳入渠灌田间入渗补给量3、渠灌田间入渗补给量可利用下式计算：Ｑ渠灌=β渠·Ｑ渠田其中渠首引渠田）－＝（QQ1八、平原区地下水资源量计算人工回灌补给量1、人工回灌补给量是指通过井孔、河渠、坑塘或田面等方式，人为地将地表水等灌入地下且补给地下水的水量2、井孔回灌，采用调查统计回灌量的方法计算3、河渠回灌，按河道渗漏、渠系渗漏方法计算4、坑塘回灌，按库塘渗漏补给量的计算方法5、田面回灌，按渠灌田间入渗补给量方法计算八、平原区地下水资源量计算地表水体补给量地表水体补给量是指河道渗漏补给量、库塘渗漏补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量及以地表水为回灌水源的人工回灌补给量之和八、平原区地下水资源量计算山前侧向补给量1、山前侧向补给量指发生在评价区域内的山丘区与平原区交界面上，山丘区地下水以地下潜流形式补给平原区地下水的水量2、山前侧向补给量可采用剖面法利用达西公式计算：Ｑ山前侧=10-4·K·I·A·t八、平原区地下水资源量计算计算多年平均山前侧向补给量时，应同时满足以下4点技术要求：1、水力坡度Ⅰ应与剖面相垂直2、渗透系数K值，可采用垂向全剖面混合试验成果，也可采用分层试验成果八、平原区地下水资源量计算3、在计算多年平均山前侧向补给量时，水力坡度Ⅰ值采用评价代表年期间的年均值4、切割剖面的底界一般采用当地浅层地下水含水层