中国地下水资源评价

中国地下水资源评价,目录,中国地下水资源概况,我国地下淡水天然资源多年平均为9235108m3，约占全国水资源总量的1/3，其中山区为6668108m3，平原为2567108m3；地下淡水可开采资源多年平均为3527108m3，其中山区为1966108m3，平原为1561108m3。,地下水资源量分布,1.,各省（区、市）地下水资源量表单位：108m3/a,中国水资源分布图,地下水资源量分布,1.,不同地区地下水资源数量地下水资源南方比北方丰富。南方地区地下淡水天然资源占全国地下水淡水天然资源的69%，可开采资源量占全国地下水可采资源量的5%；北方地区地下淡水天然资源占全国地下淡水天然资源的31%，可开采资源量占全国地下水可开采资源量的44%。不同类型地下水资源数量地下水赋存于不同的含水层之中，根据含水层介质性质和赋存状态地下水可分为孔隙水、岩溶水和裂隙水三种类型。孔隙水：主要分布于平原、河谷平原和山间盆地的松散沉积地层中。孔隙水在开发利用上占主要的地位。岩溶水：赋存于不同埋藏深度的碳酸盐岩层的溶洞、溶隙裂隙中。裂隙水：主要蕴藏于丘陵山区的基岩风化裂隙或构造裂隙中。,地下水资源量分布,1.,地下水（淡水）可开采资源量分布表单位:108m3/a,地下水天然资源量分布表单位:108m3/a,不同类型地下水天然资源量,不同类型地下水可开采资源,地下水资源量分布,1.,地下水资源量分布,地下水资源空间分布特征地下水在空间分布上具有多层性。与大气降水和地表水直接交替循环并埋藏较浅的地下水，通称浅层地下水，包括潜水和浅层承压水；地质历史时期形成和赋存下来的、埋藏较深的、与现代大气降水和地表水交替循环较缓慢的地下水，称为深层地下水或深层承压水。地下水空间分布的多层性，为地下水资源的分层开采和合理配置提供了条件。我国主要平原和盆地的地下水资源分布情况我国各大平原和盆地是地下水资源的富集区。其中松辽平原、三江平原、黄淮海平原、河西走廊、准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、四川盆地等平原、盆地的地下水天然资源量每年达2045108m3，占全国地下水天然资源量的22%，地下淡水可开采资源量每年为1082108m3，占全国地下水可开采资源量的31%,主要平原和盆地的地下水资源数量表单位:108m3/a,1.,按照地下水质量标准（国家标准GB/T14848-93）进行区域评价。在全国地下水资源中，按分布面积统计，有63%的地下水资源可供直接饮用，17%需经适当处理后可饮用，12%为不宜饮用但可作为工农业供水水源，约8%的地下水资源不能直接利用，需经专门处理后才能利用。南方大部分地区地下水可供直接饮用，如江西、福建、广西、广东、海南、贵州、重庆等省（区、市），可饮用地下水分布面积占各省地下水分布面积的90%以上，但一部分平原地区的浅层地下水污染比较严重。北方地区的丘陵山区及山前平原地区水质较好，中部平原区较差，滨海地区水质最差。各省（区、市）不同程度存在与饮用水水质有关的地方病区。我国北方丘陵山区分布着与克山病、大骨节病、氟中毒、甲状腺肿等地方病有关的高氟水、高神水、低碘水和高铁锰水等。全国约有7000多万人仍在饮用不符合饮用水水质标准的地下水。,地下水质量状况,2.,地下水污染主要集分布在城区附近和地表水污染严重的地方,地下水质量状况,2.,全国地下水质量分布图,地下水质量状况,2.,北方地下水资源量减少，南方地下水资源量增加北方：多年平均天然资源量和可开采资源量分别减少122108m3，56108m3南方：多年平均天然资源量增加242108m3，可开采资源量增加643108m3平原区地下水资源量减少，山区地下水资源量增加平原区：多年平均天然资源量减少228108m3，可开采资源量减少309108m3山区：多年平均天然资源量增加348108m3，可开采资源量增加896108m3单位面积可开采资源量减少全国适宜开采或引用地下水的地区平均地下水开采模数已由15104m3减少到6104m3其中南方平原区为17.8104m3，山区为6.4104m3北方平原区为6.6104m3，山区不足2.5104m3,我国地下水资源变化趋势,3.,地下淡水天然资源量变化统计表单位:108m3/a,地下淡水可开采资源量变化统计表单位:108m3/a,我国地下水资源变化趋势,3.,地下水天然资源量变化,地下水可开采资源量变化,我国地下水资源变化趋势,3.,区域降水量发生变化。据44年系列降水量资料统计分析，总体上华北地区、辽宁、吉林、广西北部、四川中部、贵州、云南东部、陕西、甘肃、宁夏等地区的降水量呈减少趋势、其它地区呈增加趋势。降水量的变化，使地下水天然补给资源和可开采资源发生相应的变化。人类工程活动使地下水补给量减少。农业灌溉配套工程的日益完善和灌溉定额的逐步降低，也减少了灌溉水对地下水的回渗补给。部分地区水文地质参数发生变化。北方一部分平原地区，随着地下水的开采利用，由于地下水位下降引起了包气带厚度和结构的变化，使包气带入渗系数变小，而导致地下水补给量减少。地下水可开采资源的评价面积增大。地下淡水可开采资源评价面积增加了近430104km2。评价精度明显提高。,地下水资源变化的主要原因,4.,20世纪50年代我国区域水文地质学的奠基、开创时期1958年出版了第一幅比例尺为1:300万中国水文地质图和第一本专著中国区域水文地质概论1959年，出版了我国第一本利用本国资料编著的实用水文地质学发表了许多有关中国水文地质分区、中国潜水分带规律、中国的自流盆地，以及有关华北平原、松辽平原等区域水文地质论文或专著20世纪60年代我国农业水文地质学时期开展华北平原大规模抗旱打井运动开展农田供水与盐土改良调查，并编制了大量图件20世纪70年代环境水文地质开创、发展阶段开展许多为发展农业服务的专题研究，如黄淮海平原旱、涝、盐等自然灾害综合治理研究，河套平原和银川平原关于水盐均衡和盐土治理的研究等,中国水文地质研究现状,建立许多均衡试验场，引进负压计、中子仪等新测试技术。建立“四水”均衡模型完成区域环境水文地质调查研究，例如：京津唐地区主要环境水文地质问题及国土整治环境水文地质区划、沿海主要城市水资源及地质环境评价、中国2000年城市地下水资源及环境地质问题预测研究等著作，并出版环境水文地质图集许多城市开展了地下水环境质量评价，并逐渐由单因子评价发展到综合评价；由现状评价发展到趋势评价，由数理统计分析发展到污染预测和建立水质数学模型在吉林省、第二松花江流域，以及长江中下游广泛开展了地下水化学背景值的调查研究；探讨了土壤盐渍化与天然矿水的形成关系，并应用背景值对地下水环境质量进行全面评价20世纪80年代水资源水文地质学开创阶段主要完成了我国北方地区区域地下水资源评价。组织开展了第一轮全国地下水资源评价工作，并提交评价结果根据不同目标与不同要求，分别建立了不同城市以城市供水为目标的水资源管理模型，水质水量联合管理模型，水量调配和供排结合的管理模型等,中国水文地质研究现状,20世纪90年代信息水文地质学的开创阶段西北地区地下水资源特别计划完成西北地区、黄淮海地区、黄河流域、华北地区科技攻关成果通过近年来对数据管理系统的研究，河南环境水文地质总站和山西环境水文地质总站率先开发了“地下水资源数据库管理系统”，在此以后，许多城市（如秦皇岛、石家庄、新乡等）也分别建立了相应的数据库管理系统。国土资源部全国地质环境监测总站建立了全国水文地质信息数据系统。各省、市、自治区分别建立省级的数据库中心。21世纪水文地质事业新纪元完成新一轮地下水资源评价，主要包括中国地下水资源（综合卷），中国地下水资源与环境图集和中国地下水资源数据库系统。完成全国地下水资源及其环境问题综合评价及专题研究。阐明我国北方平原（盆地）地下水系统的演化趋势，提出地下水功能评价方法，建立了基于大型数据库的地下水资源数据共享与动态评价平台等。,中国水文地质研究现状,完成华北平原地下水污染调查评价，首次查清华北平原地下水污染状况。完成黄河三角洲滨海湿地系统综合地质调查与评价，在开展基础理论研究的同时，探索湿地系统研究、治理和可持续发展相结合的道路，提出了保护和修复黄河三角洲湿地系统的建设性意见，在保护生态环境方面发挥了重要作用。现阶段，国内正在开展通用的城市水资源-环境管理专家决策系统的建设。现今我国完成农田供水水文地质勘查面积130104km2，区域水文地质调查资料700多个县（市），地下水动态系列监测资料时间序列50年。,中国水文地质研究现状,中国水文地质调查,水文地质调查目的查明地下水的形成、赋存和运移特征查明地下水水量、水质的变化规律为地下水资源评价、开发利用、管理和保护以及环境问题防治提供所需的水文地质依据水文地质调查任务查明地下水的赋存条件查明地下水的运动特征查明地下水的动态特征查明地下水的水文地球化学特征,水文地质调查的目的及任务,1.,水文地质调查工作的原则一般要分阶段进行要采用综合手段进行要按一定程序进行要参照有关规范进行要加强综合分析研究工作必须符合多快好省的原则水文地质调查工作的分类区域性水文地质调查专门性水文地质调查地下水动态和均衡监测,水文地质调查工作的原则及分类,2.,水文地质测绘（地下水资源地面调查）水文地质测绘是认识一个地区水文地质条件的基础，也是水文地质调查的第一步工作。根据一定的精度要求，在地表对地下水和与其相关的地质-水文地质现象进行实地的观察、测量、描述、综合分析，并将它们绘制成图件，总结出该地区水文地质规律。水文地质测绘成果是布置各种水文地质勘探、试验、动态观测等工作的主要依据。,泉点取样地面调查,水文地质调查常用方法,3.,水文地质钻探水文地质钻探就是使用一定的钻探工程勘察地表下面较深处的地下水赋存活动情况的工作，是探寻地下水的最直接的勘探手段，也是开采地下水的主要方法，但是费用很高。,水文地质钻孔检查水文地质钻孔岩芯,水文地质调查常用方法,3.,水文地质物探利用地球物理方法查明含水介质水文地质特征的勘探叫水文地质物探。水文地质物探具有工作方便、速度快、成本低、用途广等优点，是当前水文地质调查中不可缺少的工作手段之一。,物探现场河北灵寿苗侏乐村开展地面物探工作,水文地质调查常用方法,3.,水文地质(现场)试验在调查现场为获得各种水文地质参数和解决某些水文地质问题而进行的各种类型的水文地质试验工作。例如抽水试验、弥撒试验、示踪试验和渗水试验等，其中抽水试验是最主要的一种水文地质试验。,阿得上寨抽水试验,流量监测堰,水文地质调查常用方法,3.,地下水动态观测由于地下水具有流动、可变和可恢复等复杂的特点。为寻找它们的规律性，在进行水文地质调查时，常需对区内主要含水层中地下水的动态进行长期的观测工作。依据观测结果，才能对区内地下水的形成和变化规律，水质、水量和水位进行正确的评价和预测。,便携式电测水位仪,水文地质调查常用方法,3.,室内分析、鉴定、模拟试验和实验为取得地下水水质、岩石的水理性质、岩石破坏及溶蚀机理、含水层的颗粒成分、地下水运动情况，以及地下水年龄等资料，皆需通过室内研究，包括分析、鉴定、模拟试验和实验等工作。,渗水试验野外示踪试验,水文地质调查常用方法,3.,遥感技术遥感技术目前在水文地质调查中常用的有航空摄影、多波段卫星测量和红外测量。特点：数据源丰富多样，（平台、分辨率、波谱）重复周期短，处理技术完善，适合大面积、多种尺度综合调查研究。利用航片和卫片：解释出地层岩性、地质构造、地貌、植被和地表水系，勾绘出地貌图和地质图，作为水文地质测绘的原始图件。利用红外测量容易发现地下水向地表水的排泄位置可以寻找松散沉积物中埋深不超过10m的地下水可以确定泉和沼泽的位置确定充水断层、岩溶发育带及暗河出口确定包气带湿度，圈定热水分布范围及冻土分布等，并可通过查明地表水体的污染来间接判断地下水污染的线索。,新技术新方法,4.,TM图像各波段特性与应用,新技术新方法,4.,地貌图ETM遥感图像遥感解译图,新技术新方法,4.,同位素技术地下水在形成和运移过程中，各种化学组分的同位素成分都会进入水中。利用这些同位素踪迹可以研究地下水及其与环境介质之间的关系。环境同位素能对地下水起着标记用和记时作用。,水化学同位素取样,同位素质谱仪,新技术新方法,4.,放射性环境同位素-测定地下水年龄（3H和14C测年法）放射性环境同位素-研究包气带水的运动稳定环境同位素-研究地下水的起源与形成过程稳定环境同位素-研究水中化学组份的来源放射性人工同位素示踪-研究地下水运动及水文地质过程的机理测定流向、流速、渗透系数等水文地质参数研究地下水运动机理，进行弥散试验确定含水层之间及含水层与其它水体之间的水力联系查明岩溶地下水系统和矿坑涌水通道；查明水库、水坝渗漏途径等。,同位素瓶,新技术新方法,4.,GIS技术建立地下水数据库及模拟系统识别含水层进行地下水水质研究进行地下水资源管理编制水文地质图,新技术新方法,4.,核磁共振技术（NMR）核磁共振找水仪适合各类含水层的地下水探测，探测范围内有水就有核磁共振信息显示。可以获得含水层的厚度、埋深、孔隙度、含水量等，还能探测地下水污染的分布及确定污染物的组分等。此方法经济、快速，一个探测点的费用仅是勘探孔费用的1/10。信号接收的灵敏度很高，易受到电磁噪声及局部磁性体干扰。从很多国家的实践证明，核磁共振找水是一项直接探测地下水的物探方法，与其他物探找水方法相比具有更高的准确性，因此具有广泛的应用前景。测氡技术常用仪器有FD3017RaA测氡仪，主要包括：探测器、放大器、整形器、显示器等。主要用于测量地下水循环。水文地质构造、地裂缝。,新技术新方法,4.,电法反射系数K法-精确地确定地下含水层的深度吊杆法（FR）-查明湖底水文地质条件瞬变电磁法（TEM）-受环境限制小，可在施工条件恶劣及水上进行作业，可准确查明水文地质条件。代表仪器为：WDC-2瞬变电磁系统。EH-4电磁法-可用于水文地质、工程地质调查及基岩填图等领域。,EH-4电磁法野外工作,新技术新方法,4.,探地雷达（GPR）探地雷达具有浅层高分辨率的特点，现阶段已成为地质调查的重要技术。主要应用于：浅部地下环境调查土壤-基岩面探测基岩节理、裂隙和层理的确定等主要仪器有：DVL防爆型矿井雷达系列LT-1,2,3型探地雷达等,探地雷达（GroundPenetratingRadar）估算导水系数试验结果,新技术新方法,4.,地球物理计算机层析成像（CT）技术在地学CT中，一般通过在钻孔-钻孔、地面-钻孔和井下坑道间发射和接收地震波、声波或电磁波，并将在相应位置上接收到的有关地球物理场的信号经CT处理后得到最终勘测去的图像。CT技术在水、工、环地质方面的应用范围已得到扩展。井间地震走时层析成像：计算速度快，收敛稳定，分辨率高，是目前用于射线追踪的最先进算法。是目前追踪不均匀介质中真实射线的较好方法，适用于层析成像问题中的大量高精度射线的追踪计算。利用折射和绕射波作浅层地质层析成像：利用以相关反演层析成像和异质同形成像的综合方法。该方法可同时利用折射波和绕射波反演。利用该方法可提高识别浅层局部目标的可靠性。,新技术新方法,4.,地下水资源评价,地下水资源是指有使用价值的各种地下水的总称，其内涵包括质量和数量两方面。地下水资源的特点系统性所谓系统性，是指由一定的地质结构组织而成的、具有密切水力联系的统一整体。人类对地下水资源的认识从水井(水源地)评价发展到含水层、含水岩组，直到含水系统整体评价。过去，人们把具有密切水力联系的统一整体，人为分割为相互独立的含水层或单元，分别进行水量、水质的评价，并用这种评价结果指导地下水资源的开发利用，结果导致各地争水、水质恶化、环境质量日趋下降。,地下水资源概述,1.,流动性地下水资源是流体，在补给、径流、排泄的过程中，不断循环流动，因此地下水资源是动态资源。地下水资源的数量和质量随外界条件变化而变化。在任一地点获取的地下水量，都是以周围地段甚至整个系统的水量为代价的。那种将流经本地区(段)的地下水视为已有的资源观，显然违背了水资源流动性这一客观事实。可恢复性又称为可再生性。地下水始终处于流动状态，在不断接受外界水量和溶质补充的同时，也将系统内部水量连同水中所含的物质排泄出去。在天然条件下，补、排水量在多年间可以大体平衡，各地段水量和水质保持相对稳定。在地下水开发利用过程中，如果系统排出的水量不超过某一特定值，则大部分水量可以通过外界的补给得到补偿。地下水资源的可恢复性是地下水资源可持续利用的保证。,地下水资源概述,1.,可调节性调节性主要是针对水量而言，指地下水在系统结构的作用下，使不连续的降水和水量输入变为相对连续、均匀输出的这种自然特性。一般来说，地表水系统的水量调节能力较差，水量、水位的动态变化与降水过程极为密切，滞后、延迟效应均不明显，获得的降水补给量可以快速地排出。地下水资源分类一般是单指水量，直接用地下水的各种量来表示。目前，我国采用的分类标准(供水水文地质勘察规范(GB50027-2001)中将地下水划分为补给量、储存量和允许开采量。补给量天然或开采条件下,单位时间内以各种形式进入含水层的量。储存量赋存于含水层中的重力水体积。分弹性储存量和容积储存量。,地下水资源概述,1.,允许开采量也叫可开采量，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数量。地下水资源评价的内容水量评价计算地下水的补给量、排泄量、允许开采量、水位降深等。水质评价按不同用户对水质的要求，对地下水的物理性质、化学成分与卫生条件进行综台评价。一般分为饮用水、工业用水、农业用水和建筑业用水等。,地下水资源概述,1.,所谓地下水资源评价主要指在水质评价的前提下对水量的评价。地下水资源量评价原则在水质评价的基础上进行水量评价按地下水系统进行评价根据“三水转化”的规律进行评价根据“以丰补欠，调节平衡”的原则进行评价根据发展变化的观点进行评价我国地下水资源分类补给量：指天然状态或开采条件下，单位时间从下列途径进入含水层（带）的水量。主要包含：大气降水渗入、地表水渗入、地下水径流的流入、越流补给、人工补给,地下水资源量评价,2.,储存量：表示储存于含水层内水位变动带以下的重力水体积容积储存量：潜水含水层中，储存量的变化主要反映为水体积的变化，所以称之为“容积储存量”弹性储存量：承压含水层中，通过开采减压能释放出来的水量又称“弹性储存量”允许开采量：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明显减少，地下水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，不发生危害性的工程地质现象等前提下，单位时间内从水文地质单元或取水地段中能够取得的出水量。允许开采量不是一个任意量，它代表一定范围均衡单元内的含水层中，单位时间内以最优取水方案可以取出的最大水量,地下水资源量评价,2.,地下水资源量评价类型局部地下水量评价：在局部地段（水源地），为保证某具体部门的供水而评价地下水资源，称局部地下水量评价（允许开采量评价）区域地下水资源量评价：在大面积范围内（如对水文地质单元或某一行政区划内），为规划开发利用地下水或综合利用自然资源而评价地下水资源，称区域地下水资源量评价。地下水资源量评价内容局部地下水量评价局部水量评价与区域资源量评价不同之处，不仅在于评价的范围小，时间序列短。更突出的是评价区的边界往往更具人为性，如按行政区界线，或人为圈划的均衡区边界来处理。计算出的补给量、储存量仅仅反映了系统某一局部的水量输入特征和储存状态，不能代表地下水系统水资源时空分布的全貌。所以，只能称其为水量计算，而不叫补给资源量、储存资源量计算。,地下水资源量评价,2.,成井条件分析确定最佳的打井地点和取水层位：对评价区含水层的岩性、厚度、导水能力、补给条件进行具体分析，以确定最佳的打井地点和取水层位；确定拟建水源地的开采能力区域地下水资源量评价计算地下水补给资源量：指天然状态或开采条件下，地下水系统从外界获得的有补给保证的水量，其数量用地下水系统补给量的多年平均值表示，单位为m3/a。计算地下水储存资源量：指储存在地下水系统中的重力水体积，其数量用地下水系统多年平均最低水位以下的重力水体积表示，单位为m3。地下水可开采资源量的评估：指在满足一定限制条件(约束)下，能够而且允许从地下水系统中取出的最大水量的多年均值，即允许开采量（严格地说，可开采资源量的确定，属于地下水资源管理和规划的任务，而不是区域水量评价阶段所能完成的）。,地下水资源量评价,2.,地下水资源开发利用条件分析包括地下水资源的时空分布特征的阐述(各类用水现状及开发前景、分区供水的需求预测控制)采水工程措施及其效益评估有关的政策性建议等地下水资源量评价方法局部地下水量评价一般可分为开采试验法、解析法、数值法、相关分析法和水文地质比拟法五类。开采试验法主要适用于中小型水源地的地下水资源评价。适用于水文地质条件复杂，一时难以查清而又急需做出水资源评价的地区。适用于水文地质详勘阶段，或进行抽水试验地区。,地下水资源量评价,2.,解析法适用于含水层均质程度较高，边界条件简单的地区水文地质条件复杂地区不适用，包括边界、空间结构、含水介质非均质性、各向异性等。数值法可用于评价水源地地下水开采量构成及保证程度，预测各开采方案下地下水流畅变化趋势，确定可开采量以及开采后对环境的影响评价。为了减少人为边界对地下水资源评价的影响，应进行必要的边界灵敏度分析。相关分析法适用于稳定型或调节性地下水开采动态，或补给有余的已建成水源地扩大开采时的地下水资源评价当利用回归方程外推开采量时，已知相关系列越长，精度越高。水文地质比拟法评价区与已知区水文地质条件要尽量相似根据此法评价的可开采量只能给出相当粗略的数值。,地下水资源量评价,2.,区域地下水资源量评价水量均衡法理论上，适用于任何地下水系统的水资源系统的水资源评价，特别是水文地质条件复杂，其他方法难以应用的条件。难以精确给出地下水各要素随空间的变化，不能准确确定地下水可开采资源量。水文分析法适用于全排型流域，均衡区内其他排泄量占比例较小；水文地质条件复杂、研究程度又相对较低的地下水系统。如基岩山区、岩溶水系统、裂隙水系统。不能详细描述系统状态随时间空间变化情况；无法准确评价地下水可开采量；评价精度取决于测流和基流分割的精度水文地质比拟法适用于水文地质工作程度较低的地区,地下水资源量评价,2.,数值法可解决复杂水文地质条件和地下水开发利用条件下的地下水资源评价，可进行地下水补给资源量和可开采资源量的评价和预测对于不连续的地下水系统、管道流（岩溶暗河系统），不适宜用目前的数值模型进行模拟现阶段主要软件有：MODFLOW、MT3D、PEST2000、VisualMODFLOW、VisualGroundwater、TOUGH2、GMS、FEFLOW,地下水资源量评价,2.,FEFLOW计算结果,GMS模块介绍,地下水资源评价的精度与分级为了使评价的精度与评价的目的相适应，我国根据工作区水文地质条件的研究程度和地下水资源的研究程度，对所提交的允许开采量划分为五个级别，分别用大写的英文字母A、B、C、D、E表示。A级具体要求具体为解决开采水源地具体课题所进行的专门研究和试验成果根据开采的动态资料进一步完善地下水数学模型，并逐步建立地下水管理模型掌握三年以上水源地连续开采动态资料，并对地下水允许开采量进行系统的多年的均衡计算和评价提出水源地改造、扩建及保护地下水资源以及环境的具体措施,地下水资源量评价,2.,评价结果作为国民经济计划开采分配和实施管理的依据作为大型水源地开采以及改建、扩建工程设计的依据提交的成果精度要求一般为1：1万或1：2.5万的比例尺。对应于开采阶段的供水水文地质调查，可开采资源量应经过多年实际开采的验证。B级具体要求查明拟建水源地的水文地质条件与供水有关的环境水文地质问题，提出开采地下水必需的有关含水层的资料和数据根据一个水文年以上的地下水动态资料和抽水试验或试验性开采抽水试验所计算出的水文地质参数，论证水文地质条件，掌握含水层的补给条件及供水能力建立或完善数学模型，结合具体的开采方案，计算和评价补给量，确定允许开采量预测开采条件下地下水的水位、水量、水质和环境地质各方面可能发生的变化提出保护和改善地下水水量和水质的措施,地下水资源量评价,2.,评价结果：作为水源地技术设计和施工设计的依据。提交的成果精度要求一般为1：1万或1：2.5万的比例尺。对应于勘探阶段的供水水文地质调查。C级提交的成果精度要求一般为1：2.5万或1：5万的比例尺。对应于详查阶段的供水水文地质调查。具体要求：基本查明含水层(带)的空间分布及水文地质特征；初步掌握地下水补、径、排条件及其动态规律；有据观测孔的抽水试验或枯水期的地下水动态资料所确定的有代表性的水文地质参数；结合开采方案初步计算允许开采量，提出合理的采用值；初步论证补给量，提出拟建水源地的可靠性评价。,地下水资源量评价,2.,评价结果：作为城镇、厂矿供水总体规划或县级农牧业地下水分散开发利用的依据作为水源地可行性研究及详勘设计编写的依据在需水量较小，明显小于井孔出水能力的情况下，也可作为水源地工程设计的依据。D级提交的成果精度要求一般为1：5万或1：20万的比例尺。对应于普查阶段的供水水文地质调查。具体要求初步查明含水层(带)的空间分布及水文地质特征；初步圈定可能富水地段；根据单孔抽水试验确定所需的水文地质参数概略评价地下水资源，估算地下水允许开采量。,地下水资源量评价,2.,评价结果可作为省、市、自治区和地、市一级政府制定农业区划或水利建设工业布局等规划的依据可用于编制区域水文地质初勘设计的依据作为水源地初步可行性研究的依据。E级评价结果作为全国或大区远景规划、农业区划的依据可作为编制供水水文地质普查设计的依据提交的成果精度要求一般为1：50万的比例尺。具体要求据现有地下水资料，结合路线踏勘，概略了解区域水文地质条件；推测圈定可能富水地段；粗略评价地下水资源，估算允许开采量。,地下水资源量评价,2.,将地下水水质分析(或计算)的结果同国家(或行业)颁布的水质标准进行对比，从而得出水的适宜性结论。评价类型根据用途的不同，对地下水质量的要求也不同。各行业、各部门都提出了自己的水质标准，按行业可分为：饮用水水质评价灌溉用水水质评价工业用水水质评价评价原则地下水质量评价主要对开采地下水的地区，当前研究比较多的是城市或工业区，不开采利用地下水的城市只需要进行环境地质条件的评价。,地下水质量评价,3.,地下水质量评价必须在已有的城市水文地质工作的基础上进行。没有开展过水文地质工程地质工作的城市，应同时开展水文地质工程地质的研究工作。开展地下水质量评价，必须在具有地下水监测资料的基础上进行。在缺乏水质监测资料的地区首先要开展水化学的普查工作。地下水质量评价必须结合区域环境水文地质条件类型。以地下水资源的质量变化和地质环境的变化为重点。地下水污染调查地下水污染调查内容调查研究区土地利用类型查明污染源与污染途径：点污染源；面污染源；扩散污染源研究地层地质结构和渗透特性及污染物质在包气带和含水层中的运移、讲解与去除过程检测地下水动态，预报地下水污染的发展趋势,地下水质量评价,3.,地下水质量评价,3.,提出防止与控制地下水污染的具体措施污染源按物质的形成原因自然污染源，如海水等人为污染源，如废水、废渣等按行业或部门活动工业污染源农业污染源生活污染源区域性水体污染源按时间动态连续性污染源间断性污染源瞬时性污染源,地下水质量评价,3.,地下水污染的特点隐蔽性即使地下水已受某些组分严重污染，但它往往还是无色、无味，不易从颜色、气味、鱼类死亡等鉴别，即使人类引用了受有毒或有害组分污染的地下水，对人体的影响也只是慢性的长期效应，不易察觉。难以逆转型地下水受污染后，很难治理和恢复。原因是其流速缓慢，切断污染源后仅靠含水层本身的自然净化，所需时间长达数十年、甚至上百年。地下水污染调查方法地球物理探测（Geophysics）特点：无破坏性，可遥测地下介质多种特性的三维变化，效率高、成本低种类：重力法、探地雷达、磁法和电磁法、地震法、放射性方法及测井等。,地下水质量评价,3.,电法、电磁法监测污染物迁移扩散过程,电法、电磁法确定水质类型、盐度、腐蚀性,地下水质量评价,3.,63,控源音频大地电磁法（CSAMT）SanManuel斑岩铜矿铜提取液监测,SanManuel斑岩铜矿CSAMT法反演电阻率南北向某剖面小于20m的区域推测为提取液扩散范围,SanManuel斑岩铜矿根据CSAMT法探测结果绘制的铜提取液三维分布图中圆点表示CSAMT测量点位，纵向实线表示解释深度,地下水质量评价,3.,64,钻探（boring,drilling）特点：费用高、可以获取某个点上高精度信息作用：精确揭示地下岩层层位、岩性；成井供水；采集岩样、水样；现场试验；用作监测孔,地下水质量评价,3.,65,弥散试验目的：研究污染物在地下水中运移时其浓度的时空变化规律，并通过试验获得进行地下水环境质量定量评价的弥散参数示踪剂：如食盐、氯化铵、电解液、萤光染料、放射性同位素131I等方法：天然状态法、附加水头法、连续注水法、脉冲注入法,地下水质量评价,3.,现场试验抽水试验注水试验渗水试验弥散试验潜水水量垂直均衡试验流速试验(连通试验)地下水含水层储能试验,66,潜水水量垂直均衡试验目的：获得评价区潜水水均衡计算中有关均衡要素，以便配合其它水文地质资料，进行地下水均衡计算参数：降水垂直入渗补给系数，潜水蒸发系数，灌溉水回渗补给系数以及不同岩层的给水度地中渗透仪：补偿式地中渗透仪零通量面法：负压计和中子水分仪,地下水含水层储能试验地下含水层储能可以调节地下水流量，储存地表水，恢复超采含水层的能力，扩大地下水水源，抬高地下水位；借回灌水建立地下水幕，拦阻污水，防止海水入侵或阻拦地下水水源外流，调节地下水温、储藏冷、热源。借助人工回灌淡水，改善水质等，获得地下水动力场、温度场、化学场等有关参数试验场的观测设施和采灌工程，一般包括储能井、观测井、专门测温井、土层分层观测标和孔隙水压力观测井、地表水准点等组成,流速试验(连通试验)一般是在地下水的水平运动为主的裂隙、岩溶含水层中进行。,地下水质量评价,3.,67,监测孔数目与监测时间以浅层地下水和有开发利用价值的含水层为主适当兼顾与目标含水层有水力联系的其它含水层或地表水体按控制性布点与功能性布点相结合控制不同的水文地质单元、主要含水层、易污染含水层和己污染的含水层以及主要环境水文地质问题的易发区或已发区等,监测时间当地地下水枯、平、丰水期的月份各1次,地下水质量评价,3.,地下水质评价饮用水水质评价生活饮用水的水质直接影响着人体健康和人民生命安全，因此，对水质要求很严格。生活饮用水水质的基本要求水的感官性状良好水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康水中不得含有病原微生物饮用水物理性质的要求无色、无味、无臭、不含可见物、清凉可口（7-19）饮用水中普遍溶解盐类的评价普通盐类：Cl-、SO42-、HCO3-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe、Mn、Sr、Be等。水中溶解性总固体（矿化度）：1g/L,地下水质量评价,3.,饮用水中有毒物质的限制砷、硒、镉、铬、汞、铅、氟、氰化物、酚类对饮用水细菌及有机污染物的限量细菌指标：大肠杆菌：细菌总数有机污染指标：氨氮（NH4+）、亚硝酸氮（NO2-）、硝酸盐氮、磷酸盐、硫氢化物溶解氧、化学需氧量和生化需氧量溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生化需氧量(BOD）评价因子的选择常规组分：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、Cl-、NO2-、NO3-、NH4+、pH、溶解性总固体、总硬度、DO、COD等常见有毒金属和非金属物质：Hg、Cr、Cd、Pb、As、F、CN-等有机有害物质：酚类、苯类、有机氯、有机磷、硝基、氨基化合物及其他工业排放的有机有害物质。,地下水质量评价,3.,细菌、病毒等。在评价地下水质量时，除第一类常规组分的变化必须监测外，要根据各地的水质状况和污染特点来选择评价因子。评价方法单因子评价法、综合指数法、概率统计法、聚类分析法等工业用水水质评价锅炉用水的水质评价成垢作用：当水被煮沸时，水中的一些离子、化合物可以相互作用而发生沉淀，并依附于锅炉壁上，形成锅垢，这种作用称为成垢作用。起泡作用：指水在锅炉中煮沸时，在水面产生大量气泡的作用。腐蚀作用：由于水中氢置换炉壁铁，使炉壁受到损坏的作用称为腐蚀作用。,地下水质量评价,3.,水的侵蚀性评价地下水对混凝土的侵蚀作用分解性侵蚀：指酸性水溶虑氢氧化钙及侵蚀性碳酸溶虑碳酸钙而使水泥分解破坏的作用。结晶性侵蚀：主要是水中硫酸盐与混凝土发生反应，在混凝土的孔隙中形成石膏和硫酸铝盐晶体，这些新的化合物因结晶膨胀作用体积增大，导致混凝土力学强度减低，以致破坏。分解结晶复合性侵蚀：主要是水中弱盐基硫酸盐离子（Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+等）与水泥发生化学反应，使混凝土力学强度降低，甚至破坏。灌溉用水水质评价一般性评价：对比法评价项目包括水温(1015)、矿化度（不同作物要求不同，一般2g/L）、盐分含量（NaCO3危害最大，要求1g/L，NaCl2g/L，NaSO45g/L）。定量评价灌溉系数法、综合危害系数法、盐度碱度指标综合评价法,地下水质量评价,3.,水质测试技术方法的现状目前，国内外实验测试手段，从分析原理划分，大致可分为两大类：化学分析法（经典分析法）以化学原理和化学反应为基础建立起来，用于成份的定性和酸碱反应、络合反应、沉淀反应和氧化还原反应等基础建立起来的，用于成份的定性和定量分析，目前仍是国内外分析工作者的分析手段。应用最广的是方法有两种，分别为：比色法：此法操作简单、快速、灵敏度高。一般分为三种：目视比色法、分光光度法、光电比色法。容量法：操作简单，结果叫准确，但容易受指示剂，操作的熟练程度和标准溶液浓度等条件变化的制约。,地下水质量评价,3.,地下水质量评价,3.,法酚试剂比色仪,容量法微量水测定仪,物理分析法（物理化学分析法，也可叫仪器分析法）此种分析方法是以物质的物理、物理化学性质（光谱及电化学性质）为基础并使用特殊仪器进行分析的测试方法。优点：灵敏度高、准确、快速、易于实现自动化和连续测定。主要方法有：原子吸收光谱分析法：简称原子吸收法，目前在国内各大、中实验室应用比较普遍。测定范围：微量（mg/L）和超微量（g/L）的分析；基体组分含量的测定；测试种类广泛。其优点为：灵敏度高、准确度高、选择性好，方法简便，分析速度快。其缺点为：不利于同时进行多种元素的测定；对于成分复杂的样品，干扰仍然比较严重；对于某些高温元素如稀土元素钍、锆、铪、铌、钨、铀等的测定灵敏度较低；仪器比较复杂和价格较贵，不利于普及。,地下水质量评价,3.,地下水质量评价,3.,原子荧光光谱仪,原子荧光光谱法原理示意图,发射光谱分析法包括三个最基本的过程：首先对被测物质提供发射光谱的条件，既依靠外加能源使之原子化和被激发；然后将激发态原子所发出的的符合光分解为单色光形成光谱；最后对光谱进行检测。分析方法：看谱分析法、摄谱分析法、光电直读光谱法、火焰光度法、感藕等离子体原子发射光谱法。原子荧光光谱法：是一种微量分析方法。是由基态原子吸收辐射被激发，然后去活化而发射出的荧光。其优点为：灵敏度高（一般情况比原子吸收光谱法高），选择性好和用途广泛测定范围：主要测定汞、砷、硒等成分。,地下水质量评价,3.,地下水质量评价,3.,原子荧光光谱仪,原子荧光光度计示意图,色谱法：主要包括气相色谱、液相色谱和离子色谱法。其性能优越，用途广泛。气象色谱：主要测试水中的污染和有毒有害成分。高压液相色谱：主要测试高分子有机化合物，一般用于测定水中致癌物质苯并芘。离子色谱：由于操作稳定性不好，一般不受操作者欢迎。电化学分析法：利用物质的电化学性质来测定物质组成的分析方法。主要内容包括：电导分析、电位法、电解法、库伦法、极谱法。电导分析：操作简便，灵敏度高，在实现容量分析的自动控制方面有较好的用途。电位法：一般用于野外或条件较差的小型实验室，普遍用于PH值和EH值测定。极谱分析法：其优点为灵敏度高，准确度高，应用广泛，分析速度快，容易实现自动化；缺点为需要使用具有挥发性的有毒物质汞，在使用汞时必须注意汞的回收和保存。,地下水质量评价,3.,地下水质量评价,3.,电化学分析原理,电化学分析仪,地下水修复技术抽出处理（P&T）技术抽出-处理法是最早使用、应用最广的经典方法处理后地下水用途：直接使用、回灌适用范围：范围广，对于污染范围大、污染晕埋藏深的污染场地也适用优点：在地面进行污水处理，操作简便，运用