地下水资源数量评价

如题所述

4.2.2.1 地下水天然补给资源量评价

(1)要求计算多年平均地下水天然补给资源量。大气降水量系列要求延长到2003年,计算1956~2003年系列降水量的均值及其相应的降水入渗补给量。

(2)根据地下水循环和水资源转化特点,地下水天然补给资源量计算采用补给量法,同时要计算排泄量,用水均衡方法进行校核。山间盆地中,盆地内的地下水补给量基本上等于排入河流的总地下径流量时,可根据流出盆地的各个河流流量过程线分割出的地下径流量,统计出盆地的地下水天然补给资源量。

地下水补给项一般包括:大气降水补给量、河流渗漏补给量、渠道渗漏补给量、库塘渗漏补给量、洪水渗漏补给量、地表水灌溉渗漏补给量、侧向径流补给量、越流补给量、人工回灌量等。

地下水排泄项一般包括:地下水开采量、潜水蒸发量、侧向流出量、泉水溢出量、越流流出量、向河湖排泄量等。

地下水灌溉回归补给量是地下水资源的重复利用量,在天然补给资源中不再列入。鉴于地下水均衡计算和开采资源计算中要考虑地下水灌溉回归补给量,故需将回归量单独列出。

(3)本次地下水资源量评价要求采用本次调查的最新资料及数据进行计算,除上述降水量要延长系列外,其他相关数据,如开采量、河川径流量、渠道引水量、灌溉面积、灌溉定额、地下水位埋深等都必须采用2000年以后的新资料。地下水TDS分级、勘察孔及实验资料也要利用近年的新资料。行政区边界、国界要采用项目组统一提供的地理底图。

(4)对于一些研究程度比较高、资料比较丰富、资料系列比较长的地区,一般都建立过模型,这类地区可以参考模拟计算所建立的地下水均衡式和分项补给量,并根据近30年地下水补给、径流、排泄条件的变化,对补给项作适当的修正。

(5)本次地下水资源评价要以动态的观点分析研究各级地下水系统在自然和人为因素(大型水利工程建设、联合调度等影响日益显著)影响下,引起的地下水补给、径流、排泄条件的改变。在此基础上,对相应水文地质参数进行修改和补充,利用修改后的水文地质参数来评价地下水各个补给项和排泄项。

根据各地实际情况,对以下问题进行着重分析研究:

a.降水量年际变化及对地下水补给的影响。降水量资料延长到2003年,对降水观测点上的资料进行计算处理,取得各区面状年降水量,分析降水量多年变化规律,有无增加或减少趋势,降水量多年丰、枯变化周期,20世纪90年代处于降水丰、平、枯变化的何种状态;应用延长的降水系列计算1956~2003年降水均值。

b.20世纪70年代、80年代、90年代由于大型水库工程,地表水、地下水调蓄、移民搬迁等影响下河流径流量、渠道引水量有何变化,渠道衬砌工程、渠道利用系数有何变化,这些变化对地下水补给有何影响。

c.井灌、渠灌面积及其分布、灌溉定额、灌水次数、灌溉方式有何变化,这些变化对地下水补给有何影响。

d.地下水开采后,引起的包气带厚度和水位变动带岩性的变化,这种变化对地下水垂向渗漏补给有何影响。

e.地下水开采量较大、历史较长的地区,建议用近30年来降水量、地下水资源量、开采量、地下水水位的多年动态资料,并进行对比分析。

f.农业种植结构、种植技术及其改变对潜水(或浅层地下水)补给和蒸发的影响。

g.不同岩性、不同埋深,有植被和无植被条件下,地下水蒸发的比较。

h.总结和分析以往和近年调查研究成果,重新认识山区对平原侧向补给的机理和补给量。

i.开采条件下,相邻含水层水力联系的变化,以及对地下水资源量和水质的影响。

j.海水入侵、咸水入侵、地下水严重污染对地下水资源量的影响。

(6)水文地质参数修正应注意的问题。

地下水资源计算中主要涉及的参数有降水入渗系数、水位变动带岩层给水度、河渠水渗漏系数、灌溉水回渗系数、潜水蒸发极限埋深、含水层导水系数、含水层和弱透水层渗透系数和贮水系数,以及越流系数等。

由于各地地下水开发利用情况和研究程度差别较大,根据地下水补给、排泄的变化适当调整参数。采取不同试验方法、不同计算方法所取得的水文地质参数会有差异,要认真作分析,选取接近真实的数据。

a.降水入渗补给系数(a):降水入渗补给系数(a)的取值与年降水量大小及年内变化特点、地下水埋深变化、包气带岩性、地形地貌等因素有关。有条件的地区,应用观测资料计算,建立降水量(P)-降水入渗补给系数(a)、地下水埋深(h)-降水入渗补给系数(a)关系曲线,以使参数的取值更为合理。

b.地表水灌溉入渗补给系数:地表水灌溉入渗补给系数的大小取决于灌溉定额、灌溉次数、包气带岩性结构和厚度等。可在春、夏季节,建立田间临时观测点并取得实测数据。

c.给水度(μ):地下水资源研究应用的给水度是指水位变动过程中释放的水量,与室内试验取得的数据,其物理意义有所区别,因此,尽可能应用野外抽水试验和动态资料计算的给水度。

d.渗透系数(K)和导水系数(T)

小口径勘探孔抽水试验资料计算取得的渗透系数值,对山前粗颗粒岩性来说一般偏小,可以参考类似岩性地区供水孔抽水资料加以修正。

e.渠道渗漏补给系数、河流渗漏系数:由于用上、下河(渠)断面流量差的方法,误差往往较大,有条件的地方应注意收集和分析河渠岸边附近井水位的变化,进行系数计算和分析。

4.2.2.2 地下水开采资源评价

4.2.2.2.1 地下水开采资源评价中应考虑的主要环境制约因素

4.2.2.2.1.1 地下水开采过程的环境制约因素

(1)根据以往工作基础,主要考虑区域水位下降、地面沉降、塌陷、地裂缝和土壤盐渍化、海水入侵、水质恶化与地下水开采的相互制约关系。

(2)以地下水生态水位埋深为指标,作为潜水(或浅层地下水)开采的主要约束条件,可根据各地区的具体情况对指标定量确定。总结以往某些典型地区的研究成果,建议如下:

a.防治土壤盐渍化区,地下水生态水位埋深约束为大于或等于2~2.5m;

b.防治土地沙化草甸分布区,地下水生态水位埋深约束为小于或等于3~4m;

c.防治土地沙化乔、灌木分布区,地下水生态水位埋深约束条件为小于或等于8m。

(3)对地下水原本埋藏较深或近年来地下水位不断下降的地区,地下水开采的约束条件为水位不再继续下降并在技术上要保持新的地区性水位动态平衡。

(4)脆弱生态环境整治区,应严格调整和控制潜水开采,恢复生态水位。

4.2.2.2.1.2 地下水开采方式与取水建筑物布局对地下水开采资源量的影响

地下水的开采一般有水源地集中开采利用和区域性分散开采利用两大类方式。从我国地下水开采利用总的情况来看,是以分散开采利用为主的(占开采量的90%)。因此,对地下水开采资源量评价,不能忽视地下水这种分散开采利用的特点和供水能力。

4.2.2.2.1.3 技术和社会经济约束因素

按照GB15218—94地下水资源分类分级标准中有尚难开采的类型,通过技术进步是可以开采的。如埋藏较深的地下水,通过深井泉的改造可以开采;又如水质较差的地下水,通过先进的处理方法,达到不同目的使用标准。但是,使用这些技术,要考虑到经济合理、不致造成水价太高用户不能承受的社会问题。因此,地下水开采资源必须考虑技术和社会经济因素。

4.2.2.2.1.4 地下水水质对地下水开采利用的影响因素

水质评价是地下水资源评价的重要组成部分,是地下水开采资源评价的重要依据。因此,必须考虑水质的组成,尤其是可造成供水安全和环境影响的水质问题。

4.2.2.2.2 地下水开采资源评价方法

4.2.2.2.2.1 重点地区地下水开采资源量计算方法

在有代表性的重点地区,可用近十年以上资料系列,考虑环境因素(地下水生态水位等)的约束,可采用地下水水流数值模型计算开采资源量。

4.2.2.2.2.2 一般地区地下水开采资源量计算方法

(1)含水层开采条件比较好、开采程度比较高的平原地区,用补给量减去不可夺取的消耗量作为开采资源量。

(2)在富水地段,以往已经完成的选定开采方案条件下,通过模型计算的开采资源量。

(3)有长期地下水动态观测资料地区,根据Q-S曲线分析,利用Q-S观测资料建立一元一次方程组和二元一次方程组,确定不同水位降深(S)下的地下水开采资源量。

(4)开采和观测历史较长的地区,采用地下水水位变幅稳定时段的开采量作为开采资源量。

(5)群井抽水试验或较长时间的单井开采抽水试验所取得的开采资源量。

(6)研究程度较差、资料较少地区,用现状开采量加上规划水源地开采资源量近似计算。

(7)用代表性地区取得的开采系数,类比用到相似地区计算开采资源量。

(8)山间盆地地下水开采资源评价,大多是针对局部供水水源地进行。可采用试验开采法确定开采资源;也可根据一定的设计降深并采用影响半径法计算断面流量作为开采资源;还可根据已开采的资料用开采模数比拟法推算开采资源。

4.2.2.3 深层承压水可采储量评价

深层承压水组成包括少量的补给量、弹性释放量、弱透水层被压缩释放量、越流补给量。由于各地地下水勘查研究、开采利用程度差异极大,一些理论和实际问题都尚有待解决,因此,应根据本地区情况提供精度不同的深层承压水可采储量,并在今后调查和开发利用实践中,不断修正完善。

(1)评价要包括勘查(钻探、物探)深度内揭露的所有深层淡水承压含水层。

(2)研究程度高,具有非稳定流抽水试验资料地区,要求对各个深层承压含水层的容积储存量、侧向补给量、弹性释放量、弱透水层被压缩释放量、越流量逐项分别计算。

(3)对于研究和开采程度都比较高,并具有较长时间观测资料地区,要求建立模型计算深层承压水可采储量。

(4)对于缺乏非稳定流抽水试验资料地区,可利用钻孔单位涌水量,采用平均布井法计算深层承压水可采储量。但必须注意在确定井距和井密度时,要考虑水文地质条件和当地对水的需求等。

(5)深层承压水可采储量评价要考虑环境约束,根据国内外经验,一般以地面沉降作为约束条件,即以每年地面沉降量和总地面沉降量作为水头允许下降的约束条件,进而依据水头允许下降计算可采储量。由于各地水文地质条件差异,确定统一的地面沉降标准不科学,原则上要求各地根据实际情况确定。

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