地下水资源量评价.ppt

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1、中国水利水电科学研究院谢新民二00九年十一月十日,地下水资源量评价,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

2、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,地下水赋存在地表面以下岩土空隙中的饱和重力水。潜水赋存在地表面以下第一个稳定隔水层之上、直接受当地降水和地表水体补给且具有自由水面的地下水。承压水赋存在潜水以下、充满于两个隔水层之间与当地大气降水和地表水体没有直接补排关系且具有承压性质的各含水层组内的地下水。,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,浅层地下水埋藏相对较浅、由潜水

3、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。深层承压水埋深相对较深、与当地潜水没有直接水力联系的地下水，或者说是赋存于浅层地下水含水层以下的承压水。地下水资源量指地下水中参与现代水循环且可以更新的动态水量(不含井灌回归补给量)。,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,包气带指地表面至潜水水面间的岩土层。在包气带岩土空隙中，由非饱和状态的重力水(即土壤水)和空气充满，故包气带又称非饱和带。含水层指潜水水面以下、充满饱和重力水、空隙率较高且渗透性较强的岩层，或者说是指能够透过并给出相当数量水的岩层，故含水层又称饱和带或饱水带。,相关的基本概念,一、地下水资源量评

4、价的目的、内容及相关基本概念,隔水层 是指不能透过与给出水，或者透过与给出的水量微不足道的岩层；或者定义为潜水水位以下、充满饱和重力水、空隙率较低且渗透性较弱的岩层，又可笼统地称为弱透水层。地下水埋深指地表面至地下水水面间的距离。地下水水位指地下水水面的高程。岩性指岩土名称及其特征。,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,水文地质条件主要包括地下水赋存条件和分布规律，地下含水层类型、分布及富水性，地下水的补给、径流和排泄特征，地下水动态特征与地下水化学特征等。水文地质单元指具有相同或相似水文地质条件和统一边界的地下水系统。,相关的基本概念,一、地下水资源量评价的目的、

5、内容及相关基本概念,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，不发生危害性的环境地质问题并符合现行法规规定的前提下，从水文地质单元或评价区域内能够取得的地下水资源量。,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,开采条件指含水层组的埋深、岩性结构特征和厚度，单井单位涌水量(即：单井、单位水位降深、单位时间的出水量，单位：m3/h.m)是衡量开采条件的重要指标补给条件指包气带、含水层组及弱透水层的岩性结构特征和厚度。浅层地下水的补给条件系指包气

6、带的岩性结构特征和厚度等。径流条件指含水层、隔水层的岩性和厚度以及地下水水力坡度等。排泄条件指包气带岩性和地下水埋深以及含水层与隔水层的岩性和厚度等。,华北平原水文地质剖面图,上海市水文地质剖面示意图,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

7、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

8、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

9、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级类型区 根据水文地质条件将各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

10、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()、降水入渗补给系数()、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)、修正系数()、渠灌田间入渗补给系数(渠)、井灌回归补给系数(井)、水稻田水稻生长期稳渗率()和地下水可开采系数()等。,六、水文地质参数的率定,常用的水文地质参数给水度()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

11、岩土体积的比值。给水度值影响因素：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()指降水入渗补给量Pr与相应降水量P的比值，即：=Pr/p。降水入渗补给系数值的影响因素 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指潜水蒸发量E与相应计算时段的水

12、面蒸发量E0的比值，即C=E/E0。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,田间入渗补给系数值(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)的比值，即=hr/h灌。田间入渗补给系数值的主要影响因素 包气带岩性、结构

13、、地下水埋深、灌溉定额及耕地的平整程度 值的确定可利用公式=hr/h灌直接计算、根据野外灌溉试验资料等确定。,六、水文地质参数的率定,渠系渗漏补给系数m值是指渠系渗漏补给量Q渠系与渠首引水量Q渠首引的比值，即：m=Q渠/Q渠首引。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)水力坡度(又称水力梯度)等于1时的渗透速度(单位：m/d)。渗透系数K值主要影响因素

14、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-表示含水层导水能力大小的参数，在数值上等于渗透系数K与含水层厚度M的乘积，即T=KM。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*表示当承压水水位变化1m时从单位面积(1m2)含水层中释放(贮存)的水量。弹性释水系数*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。*的范围一般为10-410-5左右,六、水文地质参数的率定,压力传导系数a表示地下水压力传播

15、速度的参数，在数值上等于导水系数T与释水系数(潜水时为给水度，承压水时为弹性释水系数*)的比值(单位：m2/d)，即：a=T/或a=T/*。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,六、水文地质参数的率定,越流系数ke表示弱透水层在垂向上的导水性能，在数值上等于弱透水层的渗透系数K与该弱透水层厚度M的比值，即ke=K/M.越流系数ke的主要影响因素 弱透水层的岩性特征和厚度地下水可开采系数指某地区的地下水可开采量(可开)与同一地区的地下水总补给量(总补)的比值，即=可开/总补。,六、水文地质参数的率定,水稻田水稻生长期稳渗率值水稻生长期

16、，在水稻田地表面以下1520cm左右发育一层连续的、厚度14cm、由粘性较强的岩土构成的弱透水层，该弱透水层以上的岩土层，始终处于饱水状态。水稻田在水稻生长期，弱透水层以上岩土层的饱和水，每天透过弱透水层向下补给地下水。稳渗率是指每天透过弱透水层向下补给地下水的数量(用深度表示，单位：mm/d)。,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

17、地下水埋深大于6m时，降水入渗补给系数值不再变化,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

18、、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=10-1PF式中：Pr为降水入渗补给量，P为降水量，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

19、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：河补=(上下+区入区出)(1-)L/L3、利用上式计算多年平均河道渗漏补给量时，上、下、区入、区出、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：河补=10-4KIALt 3、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

20、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：渠系=m渠首引 式中，渠首引为渠首引水量(万m)，m为渠系渗漏补给系数(无因次),八、平原区地下水资源量

21、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：渠灌=渠渠田 其中,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

22、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：山前侧=10-4KIAt,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，水力坡度值采用评价代表年期间的年均

23、值 4、切割剖面的底界一般采用当地浅层地下水含水层的底板；沿山前切割的剖面线一般为折线,八、平原区地下水资源量计算,井灌回归补给量1、井灌回归补给量是指井灌水进入田间后，入渗补给地下水的水量，井灌回归补给量包括井灌水输水渠道的渗漏补给量 2、井灌回归补给量可利用下式计算：井灌=井井田,八、平原区地下水资源量计算,越流补给量1、越流补给量，主要是指当深层承压含水层的地下水头高于浅层含水层的地下水位时，在水力梯度的作用下深层承压水透过中间弱透水层补给浅层含水层的水量 2、计算公式：Q越流HFtKe,八、平原区地下水资源量计算,水稻田水稻生长期各项补给量1、平原区水稻田水稻生长期的补给项，同平原区旱

24、地及水稻田旱作期的补给项 2、降水入渗补给量和渠灌田间入渗补给量之和，采用稳渗率法计算 3、其余各项补给量的计算方法同平原区旱地及水稻田旱作期,八、平原区地下水资源量计算,稳渗率法计算步骤1、采用下式计算水稻田水稻生长期降水入渗补给量与渠灌田间入渗补给量之和：水生=10-1F水t 2、根据水稻田水稻生长期降水量、引灌水量两者之间的比例关系，分别确定出水生中水稻田水稻生长期的降水入渗补给量和渠灌田间入渗补给量,八、平原区地下水资源量计算,各项补给量及总补给量1、将平原区旱地、水稻田旱作期各项补给量，与平原区水稻田水稻生长期各项补给量，对应相加，即为平原区各项补给量2、各项补给量之和为总补给量,八

25、、平原区地下水资源量计算,排泄量包括以下几项：1、潜水蒸发量2、河道排泄量3、侧向流出量4、浅层地下水实际开采量,八、平原区地下水资源量计算,潜水蒸发量1、潜水蒸发量是指潜水在毛细管作用下，通过包气带岩土向上运动造成的蒸发量 2、计算方法主要有以下两种：（1）潜水蒸发系数法（2）经验公式计算法,八、平原区地下水资源量计算,潜水蒸发系数法1、潜水蒸发系数法计算公式如下：E=10-1E0CF 2、计算多年平均潜水蒸发量时，计算参数E0、C应采用评价代表年期间的年均值,八、平原区地下水资源量计算,经验公式计算法1、利用以下公式，计算用深度表示的潜水蒸发量(mm)2、根据均衡计算区的计算面积，换算成用

26、体积表示的潜水蒸发量(万m3),八、平原区地下水资源量计算,河道排泄量1、当河道内河水水位低于岸边地下水水位时，河道排泄地下水，排泄的水量称为河道排泄量 2、计算方法、计算公式和技术要求同河道渗漏补给量的计算 3、降水入渗补给量形成的河道排泄量用下式计算,八、平原区地下水资源量计算,侧向流出量1、以地下潜流形式流出均衡区的水量称为侧向流出量 2、采用地下水动力学法计算，即采用如下公式计算：侧=10-4KIAt,八、平原区地下水资源量计算,地下水实际开采量1、地下水实际开采量，通过调查统计得出 2、采用各计算区评价代表期间的年均地下水实际开采量调查统计成果，作为各相应计算区的多年平均地下水实际开

27、采量,八、平原区地下水资源量计算,总排泄量,均衡区内各项多年平均排泄量之和为该均衡区的多年平均总排泄量,八、平原区地下水资源量计算,地下水蓄变量1、地下水蓄变量是指计算区评价时段初地下水储存量与评价时段末地下水储存量的差值 2、采用下式计算：W=102(h2-h1)F/t,八、平原区地下水资源量计算,水均衡分析1、水均衡是指某一均衡区或某几个均衡区内多年平均年总补给量与总排泄量的均衡关系，即：Q总补=Q总排 2、水均衡理论，一般指评价代表年期间多年平均年总补给量、总排泄量和地下水蓄量三者之间的均衡关系,八、平原区地下水资源量计算,各均衡区地下水资源量计算步骤：1、计算各均衡区各项补给量 2、计

28、算各均衡区各项排泄量3、得出地下水蓄变量计算成果 4、进行水均衡分析 5、确定各均衡区多年平均年地下水资源量,九、山丘区地下水资源量计算,九、山丘区地下水资源量计算,山丘区地下水资源量含义1、山丘区只计算各项排泄量，各项排泄量之和为总排泄量，并以总排泄量作为山丘区的地下水资源量 2、计算成果应包括代表年期间年均各项排泄量、总排泄量,九、山丘区地下水资源量计算,山丘区排泄量包括以下几项：1、河川基流量 2、未计入河川径流量的山前泉水溢出量 3、山前侧向流出量 4、潜水蒸发量 5、地下水开采净消耗量,九、山丘区地下水资源量计算,河川基流量1、河川基流量指河川径流量中由地下水渗透补给河水的部分，即河

29、道对地下水的排泄量2、河川基流量是山丘区地下水的主要排泄量3、河川基流量通过分割河川径流量过程线的方法计算,九、山丘区地下水资源量计算,计算河川基流量选用水文站的原则1、选用水文站具有比较完整、连续的逐日河川径流量观测资料 2、选用水文站所控制的流域闭合 3、按地形地貌、水文气象等条件选择各种有代表性的水文站 4、单站选用水文站的控制流域面积一般宜介于3005000km2之间,九、山丘区地下水资源量计算,不宜选用的水文站1、在水文站上游建有集水面积超过该水文站控制面积20%以上的水库 2、在水文站上游河道上有较大引、提水工程 3、从外流域向水文站上游调入水量较大，且未做还原计算的水文站,九、山

30、丘区地下水资源量计算,单站河川基流量的分割方法1、实测逐日河川径流量资料，点绘河川径流过程线 2、采用直线斜割法分割实测河川径流量中的河川基流量 3、对分割的成果进行河川基流量还原,九、山丘区地下水资源量计算,河川基流量还原水量的定量方法1、确定各时间段分割的河川基流量占实测河川径流量的比率，即基径比2、以各时间段的基径比乘以相应时间段的河川径流还原水量，即为该时间段的河川基流还原水量 3、将年内各时间段的河川基流还原水量相加，即为该年的河川基流还原水量,九、山丘区地下水资源量计算,直线斜割法分割河川基流量1、枯季无明显地表径流的河川径流量应全部作为河川基流量 2、确定洪峰起涨点和洪峰退水转折

31、点3、将两点以直线相联，直线以下部分为河川基流量,九、山丘区地下水资源量计算,综合退水曲线法1、在逐日河川径流过程线上，退水段的转折点往往不容易分辨 2、准确判定退水段的转折点是直线斜割法计算单站河川基流量的关键 3、确定洪峰退水段的转折点最常用的方法是综合退水曲线法,九、山丘区地下水资源量计算,综合退水曲线法计算步骤1、绘制年逐日河川径流量过程线 2、绘出各个无降水影响的洪峰退水段曲线3、将各个退水曲线在该年河川径流过程线坐标系上做水平移动，使各个退水曲线的尾部重合，做出综合退水曲线 4、将综合退水曲线绘制在与河川径流过程线坐标系相同的透明纸上,九、山丘区地下水资源量计算,综合退水曲线法计算

32、步骤5、平行移动透明纸，使综合退水曲线的尾部与河川径流过程线上的各个洪峰退水段曲线的尾部重合6、综合退水曲线与河川径流过程线上各个退水段曲线的交叉点或分叉点，即为相应各个洪峰退水段的退水转折点,九、山丘区地下水资源量计算,加里宁试算法1、我国南方雨量比较丰沛的地区，采用加里宁试算法分割河川基流量 2、当选用加里宁试算法分割河川基流量时，要求对直线斜割法和加里宁试算法的成果进行对比分析,九、山丘区地下水资源量计算,加里宁试算法原理1、根据河川基流量一般由基岩裂隙地下水所补给的特点 2、假定地下水含水层向河道排泄的水量与地表径流量之间存在比例关系 3、利用试算法确定合理的比例系数 4、通过对水均衡

33、方程的反复演算得出年河川基流量,九、山丘区地下水资源量计算,单站多年平均河川基流量计算1、在评价代表年期间逐年分割河川基流量 2、对河川基流量进行还原计算3、将逐年河川基流量相加，除以评价代表年年数，即为单站多年平均河川基流量,九、山丘区地下水资源量计算,未控区多年平均河川基流量计算1、未控区是指未被选用水文站控制的计算区 2、采用基径比类比法，计算未控区多年平均年河川基流量 3、要求用基流模数对控区多年平均年河川基流量进行复核,九、山丘区地下水资源量计算,山前泉水溢出量1、未计入河川径流量的泉水，应逐年进行年均流量调查统计 2、各泉水逐年的溢出量的均值，作为该泉多年平均泉水溢出量 3、以出露

34、于均衡计算区内各泉水的多年平均泉水溢出量之和，作为该均衡计算区多年平均山前泉水溢出量,九、山丘区地下水资源量计算,山前侧向流出量1、山前侧向流出量是指山丘区地下水以地下潜流形式向平原区排泄的水量 2、计算方法与山前侧向补给量相同3、以各年山前侧向流出量的均值，作为各均衡区多年平均山前侧向流出量,九、山丘区地下水资源量计算,地下水实际开采净消耗量1、地下水实际开采量是指发生在一般山丘区、岩溶山区的地下水实际开采量 2、从地下水实际开采量中扣除在用水过程中回归补给地下水部分和退水到河道的部分的剩余量，称为地下水实际开采净消耗量,九、山丘区地下水资源量计算,地下水实际开采净消耗量的计算1、计算公式：

35、Q消耗Q井灌(1-井灌)+Q城开(1-城开)+Q农村开 2、以地下水实际开采量与井灌回归补给量和工业、城镇生活回归补给量之差作为相应年份的地下水实际开采净消耗量 3、以各年地下水实际开采净消耗量的均值，作为多年平均地下水实际开采净消耗量,九、山丘区地下水资源量计算,潜水蒸发量1、潜水蒸发量是指发生在未单独划分为山间平原区的小型山间河谷平原的地下水，在毛细管作用下，通过包气带岩土向上运动造成的蒸发量 2、各均衡计算区年潜水蒸发量的计算方法同平原区,九、山丘区地下水资源量计算,地下水资源量计算方法各均衡计算区内多年平均河川基流量、未计入河川径流量的山前泉水溢出量、山前侧向流出量、地下水实际开采净消

36、耗量及潜水蒸发量之和，即均衡计算区的多年平均地下水资源量,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,评价分区含义1、评价分区是指评价区域内的特定分区，可以是某一级流域水系，某一级行政区划，某一级流域水系套某一级行政区划，也可以是某一水源地 2、评价分区，可能由单一的平原区构成，也可能由单一的山丘区构成，还可能由平原区和山丘区共同构成,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,单一平原区构成的评价分区地下水资源量计算1、确定各均衡计算区的计算面积和各项补给量模数、各项排泄量模数、地下水蓄变量模数 2、采用面积加权法，对各项补给量、各项排泄量、地下水蓄变量分别进

37、行计算3、将各项补给量、各项排泄量、地下水蓄变量之和，分别作为评价分区的各项补给量、各项排泄量和地下水蓄变量 4、总补给量减去该评价分区井灌回归补给量的差数为该评价分区的地下水资源量,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,单一山丘区构成的评价分区地下水资源量计算1、确定各均衡计算区的计算面积和各项排泄量模数2、采用面积加权法，对构成评价分区的各均衡计算区的各项排泄量分别进行计算 3、构成各均衡计算区的各项排泄量之和，作为评价分区的各项排泄量4、各项排泄量之和即该评价分区的地下水资源量,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,平原区和山丘区共同构成的评价分区地下水资源量计算1、别对构成评价分区

38、的平原区、山丘区和各项补给量、各项排泄量、地下水蓄变量分别进行计算 2、按照下式计算多年平均地下水资源量：资=Q山资+Q平资-Q侧补,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,平原区地下水可开采量1、实际开采量调查法2、可开采系数法3、多年调节计算法,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,实际开采量调查法及适用地区1、地下水开发利用程度较高 2、地下水实际开采量资料较准确、完整3、潜水蒸发量不大,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,可开采系数法适用地区1、水文地质条件研究程度较高 2、地下水开发利用程度较高 计算公式可开=Q总补,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,多年调节计算法及适用

39、地区1、已求得不同岩性、地下水埋深的各个水文地质参数2、具有为水利规划或农业区划制订的井、渠灌区的划分 3、具有农作物组成和复种指数、灌溉定额和灌溉制度 4、具有连续多年降水过程资料,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,调节计算的前提1、将历史资料系列作为一个循环重复出现的周期看待 2、在多年总补给量与多年总排泄量相平衡的原则基础上进行,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,调节计算的内容及作用1、调节计算的内容是根据一定的开采水平、用水要求和地下水的补给量，分析地下水的补给与消耗的平衡关系 2、调节计算的作用是确定调节计算期地下水适宜的开采模式、允许地下水水位降深及多年平均可开采量,十

40、、评价分区地下水资源量及可开采量计算,多年调节计算法的分类长系列调节计算法以长系列作为调节计算期，以年为调节时段，并以调节计算期间的多年平均总补给量与多年平均总废弃水量之差作为多年平均地下水可开采量代表周期计算法以一个代表性降水周期作为调节计算期，以补给时段和排泄时段为调节时段，并以多年平均总补给量与多年平均总潜水蒸发量之差作为多年平均地下水可开采量,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,山丘区地下水可开采量计算将山丘区分为以下两种类型，分别计算地下水可开采量：1、泉水多年平均流量不小于1.0m3/s的岩溶山区 2、一般山丘区及泉水多年平均流量小于1.0m3/s的岩溶山区,十、评价分区地下水

41、资源量及可开采量计算,泉水多年平均流量不小于1.0m3/s的岩溶山区分类1、以凿井方式开采岩溶水量较小的岩溶山区 2、以凿井方式开发利用地下水程度较高，近期泉水实测流量逐年减少的岩溶山区 3、以凿井方式开采岩溶水程度不太高的岩溶山区,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,一般山丘区及泉水多年平均流量小于1.0m3/s的岩溶山区分类1、以凿井方式开发利用地下水程度较高的地区 2、以凿井方式开发利用地下水程度较低，但具有以凿井方式开发利用地下水前景，且具有较完整水文地质资料的地区,十、评价分区地下水资源量及可开采量计算,地下水可开采量与地表水可利用量之间的重复计算量一般山丘区和岩溶山区地下水可开

42、采量中，凡已纳入本次评价的地表水资源量的部分，均属于与地表水可利用量之间的重复计算量,十一、评价成果的表达,十一、评价成果的表达,评价成果的表达的三个方面1、填制成果表 2、绘制成果图3、编写成果文字报告,十一、评价成果的表达,填制成果表1、成果表是表达各种评价成果数据最重要的方式 2、成果表中的数据，是绘制成果图、编写文字报告的依据 3、“基本成果表”的表式样及其填制说明,十一、评价成果的表达,绘制成果图1、成果图是表达地下水资源量、总补给量、地下水可开采量等主要评价成果空间分布状况最重要的方式 2、成果图是编写文字报告的依据 3、成果图的绘制说明,十一、评价成果的表达,编写成果文字报告1、

43、成果文字报告是表达地下水资源量评价成果最重要的方式 2、“地下水资源量评价报告”编写参考提纲，见附录C,十一、评价成果的表达,文字报告主要内容如下：1、前言 2、第一章自然概况3、第二章 地质与水文地质条件4、第三章评价类型区划分及评价方法 5、第四章水文地质参数的确定6、第五章地下水资源量计算7、第六章地下水资源量的地区分布特征8、第七章地下水合理开发利用和保护对策措施 9、第八章结论与建议,谢 谢!十二、案例介绍 评价现状及案例,一）地下水资源评价理论与方法现状,随着地下水资源的大规模开发利用，在满足社会经济发展需要的同时，引发了一系列严重问题。其主要表现为：地下水资源不断衰减、地下水位持

44、续下降、水质恶化，另外还涉及地面沉降、塌陷和地裂缝、海水入侵等。由于人类活动的影响，地下水问题变得更加复杂。为了研究和解决不断复杂化的地下水问题，国内外学者相继研究提出了多种模型和方法，这里重点介绍水均衡法、解析法和数值法。,1.解析法,十九世纪中叶，随着地下水开发利用规模的扩大，生产上有了计算水井涌水量的要求，才有达西（H.Darcy）于1856年通过长期实验得出的水在多孔介质中的渗透定律，即著名的Darcy定律。J.Dupuit(1863年)以Darcy 定律为基础研究了一维稳定流动和向水井的二维稳定运动，以后P.Forchheimer等研究了更复杂的渗流问题，从而奠定了地下水稳定流理论的

45、基础。1935年C.V.Theis(泰斯)在此基础上提出了地下水向承压水井的非稳定流公式。泰斯公式的出现开创了现代地下水运动理论的新纪元。在Theis公式出现以后的三、四十年内，解非稳定流的解析法得到了很大发展，不仅对Theis公式的使用作了各种推广，而且出现了越流理论和潜水含水层中的非稳定流理论。,解析法就是用数学积分变换等方法直接求数学模拟模型的解，其解析表达式通常称为解析解或精确解。应用解析表达式可以给出所求未知量在各种参数值的情况下渗流区中任何一点上的值（非稳定渗流问题给出的还是任意时刻的值），有了这种解析表达式以后，一般说来用起来比较简便。因此，在可能条件下应尽量利用这种方法。主要用

46、于确定水文地质参数。,2.数值法,由于解析法只适用于含水层几何形状规则，方程式简单，边界条件单一的情况。例如均质各向同性，等厚的含水层，渗透区是圆形、矩形或者无限的，只有定水头边界或隔水边界等。实际问题往往比上述情况要复杂得多，如含水层边界形状不规则，厚度变化，均质和各向异性，多种边界同时存在等，这样的一些问题一般都找不到它的解析解，不得不应用别的方法去求它的近似解。所以在计算机高度发达的当今时代便出现了数值法。,我国自1974年以来对地下水数值法的研究和应用给予了很大的关注，取得了一些重要成果。由单个含水层的研究发展到对多层含水层组的研究；由二维流问题发展到三维流问题，目前几乎可以解决运用解析法所不能解决的复杂的地下水流计算问题。数值法已成为当前地下水资源评价的一种有效的方法。目前最常用的数值法有：有限差分法和有限单元法，而边界元和有限分析法等研究还不够成熟、应用不多。,二）案例简介 河南省安阳市评价成果,