地下水资源量及可开采量补充细则(最新).doc
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1、 全国水资源综合规划技术细则(试行)补充材料之一地下水资源量及可开采量补充细则(试行) 目 录前 言1一、地下水和地下水资源量及可开采量的概念1二、要求详细调查统计的基础资料2三、地下水类型区的划分3四、水文地质参数的确定方法5(一)给水度值5(二)降水入渗补给系数值7(三)潜水蒸发系数C值9(四)灌溉入渗补给系数值10(五)渠系渗漏补给系数m值11(六)渗透系数K值13(七)导水系数、弹性释水系数、压力传导系数及越流系数 13(八)缺乏有关资料地区水文地质参数的确定14五、浅层地下水矿化度分区的确定方法15六、平原区各项补给量、排泄量、地下水总补给量、地下水资源量、地下水蓄变量的计算方法和水
2、均衡分析16(一)各项补给量的计算方法16(二)地下水总补给量和地下水资源量的计算方法22(三)各项排泄量的计算方法22(四)总排泄量的计算方法24(五)浅层地下水蓄变量的计算方法24(六)水均衡分析24七、平原区19562000年逐年降水入渗补给量形成的河道 排泄量的计算方法26八、山丘区各项排泄量、总排泄量和地下水资源量的计算 方法28(一)各项排泄量的计算方法28(二)山丘区19562000年近期下垫面条件下降水入渗补 给量系列的计算方法34(三)山丘区近期下垫面条件下多年平均年地下水资源量的 计算方法34九、北方各计算分区近期多年平均地下水资源量的计算方法35十、平原区矿化度大于2g/
3、L的各矿化度范围多年平均浅层 地下水资源量的计算方法36十一、地下水可开采量的计算方法37(一)平原区浅层地下水可开采量的计算方法37(二)部分山丘区多年平均地下水可开采量的计算方法39十二、平原区多年平均深层承压水资源量和可开采量的计算 方法41十三、大型、特大型地下水水源地多年平均地下水资源量及 可开采量的核算方法42十四、南方地区地下水资源量的计算方法43(一)平原区多年平均地下水资源量及潜水蒸发量的计算方法43(二)山丘区地下水资源量的计算方法45(三)各计算分区多年平均地下水资源量的计算方法45(四)各计算分区地下水资源量与地表水资源量间的重复 计算量的计算方法45十五、提交的成果图
4、、表及有关技术要求47(一)成果图件及编图说明47(二)成果表及填制要求50前 言地下水资源量及可开采量补充细则(试行)(以下简称补充细则)是根据全国水资源综合规划技术大纲(以下简称大纲)和全国水资源综合规划技术细则(试行)(以下简称细则)有关地下水资源量评价和地下水可开采量评价部分的要求,由我院组织编制的,目的是为大纲规定的有关要求提供必要的技术方法,以补充所发细则的不足。为叙述上的便利,本补充细则在六九及十一各部分提供的技术方法除特别指明者外均是针对矿化度M1g/L和1g/LM2g/L范围的浅层地下水。本补充细则内容包括:有关地下水和地下水资源量及地下水可开采量等概念的界定;要求详细调查统
5、计的基础资料;各级类型区的划分技术方法;各水文地质参数的影响因素及确定方法;各项补给量、排泄量、浅层地下水蓄变量、地下水资源量及地下水可开采量的计算方法;各成果图件的编图说明及参考图例;各成果表的表式样、填表要求及各量纲单位、精确位数、尾数取舍要求。由于我国疆域辽阔,各地的自然条件和必要的资料条件差异都很大,本补充细则列举的技术方法难以充分满足各地的特殊情况和问题,因此,在不违背大纲要求的前提下,允许制订和采用其它技术方法。此外,由于我们经验不足,补充细则中有些要求尚缺少充足的分析研究依据,有些方法应用还不广泛,还可能存在不当甚至错误之处,因此,希望各地将那些在实际工作中发现的问题,及时函告我
6、院,以便修改、补充、更正。水利部水利水电规划设计总院2002年10月 一、地下水和地下水资源量及可开采量的概念1本次规划中的地下水是指赋存于地表面以下岩土空隙中的饱和重力水。赋存在包气带中非饱和状态的重力水(即土壤水)以及赋存在含水层中饱和状态的非重力水(如结合水等),都不属于本次规划界定的地下水。2地下水在垂向上分层发育。赋存在地表面以下第一含水层组内、直接受当地降水和地表水体补给、具有自由水位的地下水,称为潜水;赋存在潜水以下、与当地降水和地表水体没有直接补排关系的各含水层组的地下水,称为承压水。3浅层地下水埋藏相对较浅、由潜水及与当地潜水具有较密切水力联系的弱承压水组成的地下水称为浅层地
7、下水。4深层承压水埋藏相对较深、与当地浅层地下水没有直接水力联系的地下水,称为深层承压水。深层承压水分层发育,潜水以下各含水层组的深层承压水依次称为第2、3、4、含水层组深层承压水,其中,第2含水层组深层承压水不包括弱承压水。5地下水资源量指地下水中参与水循环且可以更新的动态水量(不含井灌回归补给量)。6地下水可开采量指在可预见的时期内,通过经济合理、技术可行的措施,在不引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量。二、要求详细调查统计的基础资料1地形、地貌及水文地质资料;2水文气象资料;3地下水水位动态监测资料;4地下水实际开采量资料(要求分别列出浅层地下水和深层承压水的各项用水量);
8、5因开发利用地下水引发的生态环境恶化状况;6引灌资料;7水均衡试验场、抽水试验等成果,前人有关研究、工作成果;8其他有关资料。三、地下水类型区的划分地下水类型区(以下简称“类型区”)要求按3级划分,同一类型区的水文及水文地质条件比较相近,不同类型区之间的水文及水文地质条件差异明显。各级类型区名称及划分依据见表1。表1 类型区名称及划分依据一览表级类型区级类型区级类型区划分依据名称划分依据名称划分依据名称区域地形地貌特征平原区次级地形地貌特征、含水层岩性及地下水类型一般平原区水文地质条件、地下水埋深、包气带岩性及厚度均衡计算区:内陆盆地平原区均衡计算区:山间平原区(包括山间盆地平原区、山间河谷平
9、原区和黄土高原台塬区)均衡计算区:沙漠区均衡计算区:山丘区一般山丘区均衡计算区:岩溶山区均衡计算区:级类型区划分2类:平原区和山丘区 可根据实际需要划分为一般山区(或称山地)和一般丘陵区(或称丘陵)两个级类型亚区。平原区系指海拔高程相对较低、地面起伏不大、第四系松散沉积物较厚的宽广平地,地下水类型以第四系孔隙水为主(被平原区围裹、面积不大于1000 km2的残丘,可划归平原区);山丘区系指海拔高程相对较高、地面绵延起伏、第四系覆盖物较薄的高地,地下水类型包括基岩裂隙水、岩溶水和零散的第四系孔隙水。山丘区与平原区的交界处具有明显的地形坡度转折,该处即为山丘区与平原区之间的界线。级类型区划分6类。
10、其中,平原区划分4类:一般平原区、内陆盆地平原区、山间平原区(包括山间盆地平原区、山间河谷平原区和黄土台塬区下同)和沙漠区;山丘区划分2类:一般山丘区和岩溶山区。一般平原区指与海洋为邻的平原区;内陆盆地平原区指被山丘区环抱的内陆性平原区,该区往往与沙漠区接壤;山间平原区指四周被群山环抱、分布于非内陆性江河两岸的平原区;沙漠区指发育于干旱气候区的地面波状起伏、沙石裸露、植被稀疏矮小的平原区,又称荒漠区。一般山丘区指由非可溶性基岩构成的山地(又称一般山区)或丘陵(又称一般丘陵区),地下水类型以基岩裂隙水为主;岩溶山区指由可溶岩构成的山地,地下水类型以岩溶水为主。本次评价要求将连续面积大于1000k
11、m2的山间平原区从山丘区中单独划分(各地根据需要和可能,亦可将面积较小的小型山间河谷平原从山丘区中单独划分),面积较小且不单独划分的小型山间河谷平原(包括山间盆地平原、山间河谷平原和黄土台塬下同)可并入附近的一般山丘区或岩溶山区。级类型区划分是在级类型区划分的基础上进行的。每个级类型区,首先根据水文地质条件划分出若干水文地质单元,然后再根据地下水埋深、包气带岩性及厚度等因素,将各水文地质单元分别划分出若干个均衡计算区,称级类型区。均衡计算区是各项资源量的最小计算单元。四、水文地质参数的确定方法水文地质参数是各项补给量、排泄量以及地下水蓄变量计算的重要依据。各地应根据有关基础资料(包括已有资料和
12、开展观测、试验、勘查工作所取得的新成果资料),进行综合分析、计算,确定出适合于当地近期(19802000年期间下同)条件的参数值。(一)给水度值给水度是指饱和岩土在重力作用下自由排出的重力水的体积与该饱和岩土体积的比值。值大小主要与岩性及其结构特征(如岩土的颗粒级配、孔隙裂隙的发育程度及密实度等)有关;此外,第四系孔隙水在浅埋深(地下水埋深小于地下水毛细管上升高度)时,同一岩性,值随地下水埋深减小而减小。确定给水度的方法很多,目前,在区域地下水资源量评价工作中常用的方法有:1抽水试验法抽水试验法适用于典型地段特定岩性给水度测定。在含水层满足均匀无限(或边界条件允许简化)的地区,可采用抽水试验测
13、定的给水度成果。2地中渗透仪测定法和筒测法通过均衡场地中渗透仪测定(测定的是特定岩性给水度)或利用特制的测筒进行筒测 测定给水度m值以采用具有多观测孔的单井非稳定流抽水试验较好,采用多观测孔分析同一参数的平均值;抽水试验方法及计算公式,筒测法测定给水度m值的试验及分析计算方法,有作物状态对阿维里杨诺夫潜水蒸发经验公式的修正,可参阅安徽省水科院金光炎教授等编写的安徽淮北地下水动态监测、调控、预报技术综合研究附件一或其他有关水文地质书籍。,即利用测筒(一般采用截面积为3000 cm2的圆铁筒)在野外采取原状土样,在室内注水令土样饱和后,测量自由排出的重力水体积,以排出的重力水体积与饱和土样体积的比
14、值定量为该土样的给水度。这两种测定方法直观、简便,特别是筒测法,可测定粘土、亚粘土、亚砂土、粉细砂、细砂等岩土的给水度值。3实际开采量法该方法适用于地下水埋深较大(此时,潜水蒸发量可忽略不计)且受侧向径流补排、河道补排和渠灌入渗补给都十分微弱的井灌区的给水度值测定。根据无降水时段(称计算时段)内观测区浅层地下水实际开采量、潜水水位变幅,采用下式计算给水度值:(1)式中,Q开为计算时段内观测区浅层地下水实际开采量(m3);h为计算时段内观测区浅层地下水平均水位降幅(m);F为观测区面积(m2)。在选取计算时段时,应注意避开动水位的影响。为提高计算精度,可选取开采强度较大、能观测到开采前和开采后两
15、个较稳定的地下水水位且开采前后地下水水位降幅较大的集中开采期作为计算时段。4其它方法在浅层地下水开采强度大、地下水埋藏较深或已形成地下水水位持续下降漏斗的平原区(又称超采区),可采用年水量平衡法及多元回归分析法推求给水度值。由于岩土组成与结构的差异,给水度值在水平、垂直两个方向变化较大。目前,值的试验研究与各种确定方法都还存在一些问题,影响值的测试精度。因此,各地应尽量采用多种方法计算,相互对比验证,并结合相邻地区确定的值进行综合分析,合理定量。(二)降水入渗补给系数值降水入渗补给系数是指降水入渗补给量Pr与相应降水量P的比值,即:。影响值大小的因素很多,主要有包气带岩性、地下水埋深、降水量大
16、小和强度、土壤前期含水量、微地形地貌、植被及地表建筑设施等。本次评价,采用近期(19802000年期间下同)相关资料,分析近期条件下的值。目前,确定值的方法主要有地下水水位动态资料计算法、地中渗透仪测定法和试验区水均衡观测资料分析法等。1地下水水位动态资料计算法在侧向径流较微弱、地下水埋藏较浅的平原区,根据降水后地下水水位升幅h与变幅带相应埋深段给水度值的乘积(即h)与降水量P的比值计算值。计算公式:(2)式中,年为年均降水入渗补给系数(无因次);为年内各次降水引起的地下水水位升幅的总和(mm);P年为年降水量(mm)。该计算法是确定区域值的最基本、常用的方法。为便于地区间综合比较,本次评价统
17、一采用年,并且,在单站(分析值选用的地下水水位动态监测井下同)上取多年平均值,分区上取各站多年平均值的算术平均值(站点在分区上均匀分布时)或面积加权(泰森法)平均值(站点在分区上不均匀分布时)。做出不同岩性的降水入渗补给系数、地下水埋深Z与降水量P之间的关系曲线(即PZ曲线),并根据该关系曲线推求不同P、Z条件下的值。在西北干旱区,一年内仅有少数几次降水对地下水有补给作用,这几次降水称有效降水,这几次有效降水量之和称为年有效降水量(P年有效)。P年有效相应的值称为年有效降水入渗补给系数(年有效)。年有效为年内各次有效降水入渗补给地下水水量之和()与年内各次有效降水量之和P年有效的比值,即:(3
18、)采用年有效计算降水入渗补给量Pr时,应用统计计算的P年有效,不得采用P年。分析值应选用具有较长地下水水位动态观测系列的观测井资料,受地下水开采、灌溉、侧向径流、河渠渗漏影响较大的长观资料,不适宜作为分析计算值的依据。选取水位升幅h前,必须绘制地下水水位动态过程线图,在图中标示出各次降水过程(包括次降水量及其发生时间)和浅层地下水实际开采过程(包括实际开采量及其发生时间),不得仅按地下水水位观测记录数字进行演算。目前,地下水水位长观井的监测频次以5日为多,选用观测频次为5日的长观资料计算值,往往由于漏测地下水水位峰谷值而产生较大误差。因此,使用这样的水位监测资料计算值时,需要对计算成果进行修正
19、。修正公式如下:(4)式中,1日为根据逐日地下水水位观测资料计算的值,即修正后的值(无因次);5日为根据5日地下水水位观测资料计算的值,即需要修正的值(无因次);K为修正系数(无因次)。修正系数K是根据逐日观测资料,分别摘取5日观测数据计算5日和利用逐日观测数据计算1日,以1日与5日的比值确定的,即。2地中渗透仪法采用水均衡试验场地中渗透仪测定不同地下水埋深、岩性、降水量的值,直观、快捷。但是,地中渗透仪测定的值是特定的地下水埋深、岩性、降水量和植被条件下的值,地中渗透仪中地下水水位固定不变,与野外地下水水位随降水入渗而上升的实际情况不同。因此,当将地中渗透仪测算的值移用到降水入渗补给量均衡计
20、算区时,要结合均衡计算区实际的地下水埋深、岩性、降水量和植被条件,进行必要的修正。当地下水埋深不大于2m时,地中渗透仪测得的值偏大较多,不宜使用。3其它方法在浅层地下水开采强度大、地下水埋藏较深且已形成地下水水位持续下降漏斗的平原区(又称超采区),可采用水量平衡法及多元回归分析法推求降水入渗补给系数值。(三)潜水蒸发系数C值潜水蒸发系数是指潜水蒸发量E与相应计算时段的水面蒸发量E0的比值,即CE/E0。水面蒸发量E0、包气带岩性、地下水埋深Z和植被状况是影响潜水蒸发系数C的主要因素。可利用浅层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。潜水蒸发经验公式(修正后的阿维里扬诺夫公式):
21、(5)式中,Z0为极限埋深(单位:m),即潜水停止蒸发时的地下水埋深,粘土Z05m左右,亚粘土Z04m左右,亚砂土Z03m左右,粉细砂Z02.5m左右;n为经验指数(无因次),一般为1.02.0,应通过分析,合理选用;k为作物修正系数(无因次),无作物时k取0.91.0,有作物时k取1.01.3;Z为潜水埋深(单位:m);E、E0分别为潜水蒸发量和水面蒸发量(单位:mm)。还可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。分析计算潜水蒸发系数C时,使用的水面蒸发量E0一律为E601型蒸发器的观测值,应用其它型号的蒸发器
22、观测资料时,应换算成E601型蒸发器的数值(换算系数可采用本次规划中蒸发能力评价成果)。(四)灌溉入渗补给系数值灌溉入渗补给系数(包括渠灌田间入渗补给系数渠和井灌回归补给系数井) 是指田间灌溉入渗补给量hr 与进入田间的灌水量h灌(渠灌时,h灌为进入斗渠的水量;井灌时,h灌为实际开采量下同)的比值,即hr/h灌。影响值大小的因素主要是包气带岩性、地下水埋深、灌溉定额及耕地的平整程度。确定灌溉入渗补给系数值的方法有:1利用公式hr/h灌直接计算。公式中,hr可用灌水后地下水水位的平均升幅h与变幅带给水度的乘积(即hrh,hr与h均以深度表示)计算;h灌可采用引灌水量(用深度表示)或根据次灌溉定额
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