地下水数量评价

1、地下水资源量,地下水资源概述 平原区地下水资源量的计算 山丘区地下水资源量的计算 地下水可开采量,地下水数量评价,地下水资源 地下水资源：是总水资源的重要组成部分，指有利用价值的、本身又具有不断更替能力的各种地下水量的总称。 区域地下水资源是指区域浅层地下水体在当地降水补给条件下，经水循环后的产水量。,一、地下水资源概述,地下水数量评价,平原地下水资源是指地下水矿化度小于2g/L的平原淡水区的地下水资。 由于平原区地下水及气象资料丰富，可以直接计算各项补给量作为地下水资源量，可同时计算总排泄量进行校核。(地下水资源量=总补给量=总排泄量) 平原区又分北方平原区（松花江、辽河、海河、黄河、淮河、

2、内陆河等6个流域片）、南方平原区（长江、珠江、浙闽台诸河、西南诸河等4个流域片）,二、平原区地下水资源量计算,地下水数量评价,平原区补给量是指天然或人工开采条件下，由大气降水及地表水体渗入、山前侧向径流及人工补给等流入含水层的水量。计算公式为：,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,地下水数量评价,（一）降水入渗补给量 降水入渗补给量是指降水入渗到包气带后在重力作用下渗透补给潜水的水量，它是浅层地下水重要的补给来源。其计算公式为：,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,降水入渗补给系数，与地下水埋深，包气带石性、降水量有关。 可采用地下水动态资料计算

3、。在地下水侧向径流较弱、地下水埋深较浅的平原区，可按下式计算：,地下水数量评价,降水入渗补给系数可以用以下几种方法求得： （1）利用地下水水位动态资料计算降水入渗补给系数 （2）回归分析法确定降水入渗补给系数 （3）水文分割法确定降水入渗补给系数,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,地下水数量评价,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,（1）利用地下水水位动态资料计算降水入渗补给系数 根据动态观测资料确定值,式中：降雨前的地下水位天然平均降速；t是从H增大到max的时间，d。,地下水数量评价,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估

4、算,不同岩性及地下水埋深的降水入渗补给系数,地下水数量评价,给水度：饱和的土壤或岩层在重力作用下排出的水量与土壤或岩层体积的比值。或者说：把地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积，称为给水度。 给水度确定有实际开采量法、地下水动态资料分析法。,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,地下水数量评价,实际开采量法 在地下水埋深较大、灌溉入渗、侧向径流、河道补排影响微弱的井灌区，可选择无降水的一段集中开采期，由地下水实际开采量及相应的地下水水位变幅计算给水度值：,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算

5、,地下水数量评价,地下水动态资料分析法 在地下水埋深较深，侧向补给比较微弱，无地表水渗入，无地下水开采的时段，潜水蒸发是地下水消退的唯一因素。则可以借助潜水蒸发公式计算给水度。,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,地下水数量评价,（2）回归分析法确定降水入渗补给系数,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,根据降水量和地下水的排泄量系列资料，可用逐步回归分析法估算降水入渗补给量，从而确定降水入渗补给系数。,地下水数量评价,（3）水文分割法确定降水入渗补给系数,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,该方法适用于无地下水动态资料，而

6、有河流水文站流量资料的山丘区。,地下水数量评价,（二）河道渗漏补给量 当江河水位高于两岸地下水位时，河水渗入补给地下水的水量被称为河道渗漏补给量。 水文分析法： 此法适用于河道附近缺乏地下水观测资料、河段上下游有水文站的河段。它利用上下游水文站实测径流资料估算河道渗漏补给量： 式中：为上下游水文站间水面及两岸侵润带蒸发量之和与（R上-R下）之比值，由观测、试验资料确定。,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,地下水数量评价,（三）渠系渗漏补给量 灌溉渠道水位一般高于地下水位，各级渠道（干、支、斗）在输水过程渗漏补给地下水的水量。 补给系数法 式中：U渠渗渠系渗漏补给量；

7、为渠首引水量；m是渠系渗漏补给系数。,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,地下水数量评价,（四）渠灌田间渗漏补给量 灌溉水进入田间后，经过包气带渗漏补给地下水的水量被称为渠灌田间渗漏补给量，计算公式为：,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,式中：U渠灌为渠灌田间渗漏补给量；渠为渠灌田间入渗系数； W渠田为渠灌进入田间的水量。,地下水数量评价,（五）水库（湖泊、闸坝）蓄水体渗漏补给量 水库、湖泊、闸坝等蓄水体得水位高于周边地下水水位时，渗漏补给地下水的水量被称为水库渗漏补给量。估算方法如下：,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估

8、算,式中：U渠渗为水库（湖泊、闸坝）渗漏补给量；P库为降水量；W入为入库水量；E0为水面蒸发量；W出为出库水量。,地下水数量评价,（六）山前侧向流入补给量 指山丘区山前地下径流补给平原区浅层地下水的水量，估算方法见山丘区山前侧向流出量的计算。,二、平原区地下水资源量计算,1. 以补给量的地下水资源估算,（七）越流补给量 深层地下水水头高于浅层地下水不头的情况下，深层地下水通过弱透水层对浅层地下水的补给。 （八）人工回灌补给量 指通过井孔、河渠、坑塘或田面，人为地将地表水灌入地下，补给浅层地下水的水量。,地下水数量评价,平原区地下水的排泄量主要包括： 潜水蒸发量 ； 河道排泄量 ； 侧向流出量

9、； 越流排泄量 ； 人工开采经消耗量 等，计算公式为：,二、平原区地下水资源量计算,2. 以排泄量估算,地下水数量评价,（1）潜水蒸发量,二、平原区地下水资源量计算,2. 以排泄量估算,潜水蒸发量是指浅层地下水在毛细管作用的影响下，向上运动形成的蒸发量。它是浅层地下水消耗的重要途径。 测定方法：地中渗透仪实测法、经验公式、潜水蒸发系数法。,地下水数量评价,（2）河道排泄量,二、平原区地下水资源量计算,2. 以排泄量估算,当河道水位低于两岸地下水水位时，地下水向河道排泄的水量成为河道排泄量。其计算方法为河道渗漏补给量的反运算。,（3）其他排泄量,侧向流出量 越流排泄量 人工开采净消耗量,地下水数

10、量评价,三、山丘区地下水资源量计算,根据水均衡法原理，用地下水排泄量近似作为补给量。 山丘区地下水总排泄量，包括：,山丘区地下水的总排泄量 河川基流量 河川潜流量 山前侧向流出量 未计入河川径流的山前泉水出露量 山间盆地潜水蒸发量 浅层地下水开采的净消耗量,地下水数量评价,三、山丘区地下水资源量计算,1.河川基流量的计算 （1）河川基流量的概念,河川基流量(又称地下径流量)是指河川径流量中由地下水渗透补给河水的部分，即地下水对河道的排泄量。 河川基流量是一般山丘区和岩溶山区地下水的主要排泄量。 常用的几种分割方法：直线平割法、直线斜割法、经验关系法。,地下水数量评价,三、山丘区地下水资源量计算

11、,1.河川基流量的计算 （2）代表站的选择,代表站应为闭合流域，地表、地下水分水线基本一致； 代表站的地形、地貌、植被、水文地质条件有代表性； 代表站流域面积一般为200-5000km2； 代表站实测资料系列较长，至少包括丰、平、枯年内的10年以上资料。 代表站流域受人类活动影响较小。,地下水数量评价,三、山丘区地下水资源量计算,1.河川基流量的计算 （3）多年平均河川基流量计算,长系列法 点绘历年日流量过程线，分割基流，求得各年河川基流量，其算术平均值即为多年平均河川径流量； 典型年法 点绘丰、平、枯典型年的日流量过程线，分割基流，求得各典型年河川基流量，并计算多年平均河川基流量； 代表年经

12、流量与河川基流相关法,地下水数量评价,三、山丘区地下水资源量计算,1.河川基流量的计算 （4）不同频率的年河川基流量 根据历年的年河川基流量，用适线法计算不同频率的年河川基流量。,（5）区域河川基流量的计算 模数分区法 按区域植被、岩性及地质构造等分布特征，将区域划分为若干均衡区； 每个均衡计算区选择一个或几个分割基流的代表站。,地下水数量评价,三、山丘区地下水资源量计算,1.河川基流量的计算,（5）区域河川基流量的计算 计算区域内各代表站的多年平均河川基流模数。,式中：M基为代表站多年平均河川基流模数；W基为代表站多年平均河川基流量；f为代表站流域面积。 计算各均衡区的平均基流模数，可用各区

13、代表站基流模数按代表面积加权平均求得。,地下水数量评价,三、山丘区地下水资源量计算,1.河川基流量的计算,（5）区域河川基流量的计算 等值线法,在水文地质条件下比较单一的区域，可以用等值线图法计算区域河川基流量，其步骤如下： 将各代表站的多年平均河川基流深点绘在地形图上各站流域面积形心处 参照地形、地貌和水文地质图勾绘多年平均基流深等直线图； 用面积加权平均法计算区域多年平均河川基流量：,地下水数量评价,三、山丘区地下水资源量计算,2.其它排泄量的计算,流经河床松散沉积物中未被水文站测得的径流量，称为河床潜流量。,（1）河床潜流量,式中：K为参透系数；I为水力坡度；A为垂直于地下水流方向的河床

14、潜流过水断面面积；T为潜流时间。,地下水数量评价,三、山丘区地下水资源量计算,2.其它排泄量的计算,经由山丘区和平原区地下界面的流出水量，被称为山前侧向流出量。,（2）山前侧向流出量,（3）山前泉水出露量 （4）山涧盆地的潜水蒸发量 （5）浅层地下水实际开采的净消耗量,地下水数量评价,四、地下水可开采量,实际开采量调查法 可开采系数法 多年调节计算法,地下水可开采量：在经济合理、技术可行和不造成地下水水位持续下降、水质恶化及其他不良后果条件下，可供开采的浅层地下水量。 地下水可开采量的估算方法如下三种：,地下水数量评价,四、地下水可开采量,实际开采量调查法 可开采系数法 多年调节计算法,地下水

15、可开采量：在经济合理、技术可行和不造成地下水水位持续下降、水质恶化及其他不良后果条件下，可供开采的浅层地下水量。 地下水可开采量的估算方法如下三种：,地下水数量评价,四、地下水可开采量,实际开采量调查法 适用于浅层地下水开发利用程度较高、开采量调查资料比较准确、潜水埋深大而潜水蒸发量较小的地区。 当平水年初、年末的浅层地下水位基本相等时，可将年浅层地下水的实测开采量近似地作为浅层地下水多年平均可开采量。,地下水数量评价,四、地下水可开采量,可开采系数法 适用于浅层地下水有一定的开发利用水平，通过多年资料，确定出合理的可开采系数。则地下水多年平均可开采量等于可开采系数乘以多年平均地下水总补给量。

16、 可开采系数与哪些因素有关： 浅层地下水含水层岩性及厚度、单井单位降深出水量、平水年地下水埋深、年变幅、实际开采程度等因素。,地下水数量评价,四、地下水可开采量,多年调节计算法 当计算区具有多年观测资料，可根据多年平均条件下总补给量等于总排泄量的原理，依照地面水库的调节计算方法对地下水进行调节计算。 调节计算期间的总补给量与总废弃量的之差，即为调节计算期的地下水可开采量。,地下水数量评价,水资源总量,区域多年平均水资源总量 不同频率水资源总量 地下水开采条件下水资源总量,地下水数量评价,在分析计算降水量、河川径流量和地下水补给量的基础上，还需进行水资源总量的计算。 资源总量的计算项目包括多年平

17、均水资源总量和不同频率水资源总量及水资源总量的年内分配过程。 地下水开发利用较充分的地区，尚需计算地下水开采条件下的水资源总量。,地下水数量评价,一、区域多年平均水资源总量,区域水资源总量为当地降水形成的地表和地下的产水量。 由于地表水和地下水存在着相互转化的关系，在分别计算地表水资源和地下水资源的过程中，产生了一部分重复计算量。因此区域多年平均水资源总量按下式计算：,地下水数量评价,由于不同区域地貌条件的差异，重复计算水量的内容也有所不同。因此计算区域多年平均水资源总量时，根据区域地貌条件分三种情况： 山丘区 平原区 兼有山丘、平原地貌的混合区,一、区域多年平均水资源总量,地下水数量评价,一

18、、山丘区多年平均水资源总量,山丘区多年平均水资源总量 山丘区的重复计算水量为山丘区河川径流量与地下水总排泄量之间的河川基流量，山丘区多年平均水资源总量为：,地下水数量评价,一、山丘区多年平均水资源总量,平原区多年平均水资源总量 平原区重复计算水量包括两方面：平原区河川径流量与地下水补给量之间的重复计算量，即平原区河川基流量；平原区地表水入渗补给量，包括河道、渠系、渠灌田间、水库湖泊、人工回灌等地表水的入渗补给量。 于是平原区多年平均水资源总量为：,地下水数量评价,一、山丘区多年平均水资源总量,兼有山丘、平原地貌的混合多年平均水资源总量 兼有山丘、平原两种地貌的混合区，重复计算水量包括以下几项： 山丘区河川基流量 平原区河川基流量 山丘区河川径流流经平原时对地下水的补给量,地下水数量评价,二、不同频率水资源总量,不同频率的水资源总量，不能用典型年法或同频率相加法计算，必须首先推求出水资源总量系列，然后通过频率计算加以确定。推求区域水资源总量系列有以下三种途径。 （1）直接法 （2）相关法 （3）简化倍比法,地下水数量评价,三、地下水开采条件下水资源总量,地下水开采后，会引起地下水水位下降，地表水、土壤水、地下水的相互转化机制发生改变，区域水资源总量也将发