水资源分析与评价讲解

1、水资源分析与评价课程设计设计题目：平原区地下水资源评价学 院 : 专业班级 : 学号 :姓名 :设计时间 :水资源分析与评价课程设计目录前言 .2第一章 自然地理及地质 .2 第一节 自然地理 .2 第二节 地质条件概况 4第二章 水文地质条件 .6 第一节地下水类型及其特征 6第二节地下水的补给、径流和排泄 7第三节地下水的动态特征 .8第三章地下水开发利用现状及存在的问题 .9第一节地下水开发利用现状 9第二节地下水开发利用中存在的问题 10第四章地下水资源评价 .10第一节 地下水水量评价 .10第二节 地下水水质评价 16第五章结论与建议 .20前言 ：2水资源分析与评价课程设计中文摘

2、要：本课程设计对迁安市地下水资源量和地下水可开采量 进行评价。得到地下水资源量为 9193万 m3/a ，地下水开采量为 7903 万 m3/a ，超采量为 1287万 m3/a 。针对评价情况对迁安市地下水资源 的发展提出建议。 关键字 ：平原区 地下水资源 水均衡法 评价第一章 自然地理及地质状况第一节 自然地理一、交通位置迁安市位于河北省唐山市东北部 , 地处“京津唐金三角”区 内, 属于低山丘陵区 , 地势总体自西北向东南倾斜 , 并以阶梯状 自河谷平原区向四周逐级升高 , 地处海滦河流域 , 境内有河流 16 条 , 总长 311km。二、地形地貌迁安市属于低山丘陵区， 中不覆盖有较

3、厚第四季沉积物的低 洼地区为迁安盆地。为更好地与以往的工作成果进行对比，这 次调查将迁安市划分为低山、丘陵和平原三个地貌区。迁安市地市总体西北高、东南低，自西北向东南倾斜，并以 阶梯状自中间平原区向四周分四级升高。迁安市总面积为 1208km2。其中，低山区面积 264km2，占总面积的 21.9%；丘陵 区面积 409km2，占总面积的 33.8%；平原区面积 535 km2，占总水资源分析与评价课程设计面积的 44.3% ；全市山丘区总面积为 673 km2，占全市总面积的 55.7%（一）构造剥蚀低山、丘陵区低 山、求领 悟主要分布 在迁安 市 的西部、北部和 东部，中间有基岩 残山零星

4、分布。自卑不吴官营 马兰峪 印子峪一线以西。相对高差 100 米左右；北部及东部的混合岩、片麻岩分布区相对高差较小，一 般 50 100 米。（二）平原区（ 1） 滦河河床、漫滩和阶地流经本区的滦河为摆动频繁的游荡性河流，发育了典型的辫状 河床。河床言行多为卵石、圆砾、粗砂，渗透性良好。（ 2） 青龙河漫滩和阶地 青龙河大部分刘静基岩山区。青龙河漫滩较发育，顺河床两岸 展布，岩性以砂、卵石为主，部分河漫滩具二元结构。第二节 地质条件概况迁安市位于燕山隆起带余脉的南侧， 渤海沉降带唐山拗陷区 的东北部边缘地带。不同次序的构造较为发育，特别是变质岩 区，断裂纵横交织，交错复杂，其构造特点以燕山初期

5、表现突 出，其构造性质多为压扭性，扭压性断裂，大雨 3km 以上的断 裂带有 6 条。一、含水层类型水资源分析与评价课程设计根据迁安市地形地貌和地层岩性的分布特征， 将迁安市地下 水类型分为基岩构造风化裂隙水和第四系松散岩类孔隙 水。第四系松散岩类孔隙水又分为孔隙潜水和孔隙微压水。孔 隙潜水又可以细分为河漫滩及级阶地潜水、滦河级阶地上 部孔隙潜水和山前斜地的孔隙潜水。二、各水层的分布规律及特征基岩裂隙水主要分布在盆地四周基岩山区， 由于该区大部分 为太古界变质岩系地层，裂隙不发育，主要为风化裂隙潜水， 局部有构造裂隙承压水。风化裂隙水富水性不均匀各地段水位。 水量随季节变化较大。片麻岩、混合岩

6、分布的沟谷中，偶见 涌水量很小的裂隙下降泉，无供水意义，仅能作为当地居民生 活用水。第四系松散岩类孔隙水主要赋存于滦河河漫滩及、 级阶 地地层中，由于地层岩性、厚度、所处位置及分布面积的差异， 致使富水性大不相同。在河漫滩及级阶地，含水层主要由卵砾石组成，磨圆度较 好，分选性较差，卵石中充填多量粗砂及砾石。含水层厚度 9.02 21.22m ，平均厚度 13.97m ，水位埋深 5 13m，富水性极 强，单井出水量在 110475m /h 之间，单位涌水量为 115.96 820.44m3/h m，渗透系数 269 1405m/d 。在滦河级阶地上部，含水层主要由粉细砂组成，含水层厚度一般 5

7、30m，富水性差，民用井平均单井出水量15m /h 左水资源分析与评价课程设计右，单位涌水量小于 4m/h m；在滦河级阶地下部，含水层 主要由圆砾石组成，厚度 16 30m，圆砾中混有大量的砂类土， 部分呈半胶结状，一般富水性中等，据抽水试验资料，单位涌 水量 29.9 74.74m3/h m，渗透系数 7.05 239.5 m/d 。在含 水层顶部有一层稳定的粘土层， 厚 10 20m，将其与上部粉细砂 潜水含水层隔开，具有承压水性质。残坡积孔隙水分布于山前斜地和低山丘陵的冲沟内的全新 统洪积残积和坡积砂、砂砾石含水层中，含水层厚度小于10m，薄而不稳定，分布面积小，富水性差，一般无供水意

8、义。第二章 水文地质条件第一节 地下水类型及其特征地下水的储藏盒富水程度受地形地貌、地质构造、地层岩 性和补给方式的制约、根据迁安市地形地貌和地层岩性分布特 征，将迁安市地下水类型分为基岩构造风化裂隙水和第四 系松散盐类孔隙水。一、 基岩构造风化裂隙水 基岩风化裂隙水主要分布于北部、西部和东南部的低山丘 陵区。在山间河谷开阔地段，分布有第四纪松散盐类裂隙水。 含水层主要由冲击物质而成，言行主要为块石、砾石、砂砾石。 特点是富水性不均匀，各地段水位、水量随季节变化较大。水资源分析与评价课程设计二、 平原区第四系松散盐类孔隙水（一） 孔隙潜水 分布于山前斜地，以及滦河、青龙河等河流的漫滩。1. 河

9、漫滩及级阶地潜水 河漫滩及级阶地潜水富水性很强。该地段富水性与距滦河出 山口远近、含水层颗粒粗细、渗透性强度有关，大致以西里铺 为界，将滦河分为两个区，北区富水性极强，南区相对较弱。2. 滦河级阶地上部孔隙潜水 富水性差，但含水层分布面积大。（二） 孔隙微承压水该含水层的圆砾中混有多量砂类土，部分呈稍胶结状，一 般富水性极强。滦河河漫滩和级阶地卵石含水层之间无明显 的隔水层，水力联系密切。含水层分布遍及整个盆地，在盆地 周围与山前冲洪积物或基岩相接。第二节 地下水的补给、径流和排泄1. 基岩构造风化裂隙水补径排条件：基岩裂隙水主要接受 大气降水的补给，随地形由高到低向下游径流。排泄方式主 要以

10、地下水径流的形式补给山前第四系松散岩类孔隙水，少 量是以人工开采和以泉的形式排泄。2. 河漫滩及级阶地潜水其地下水补径排条件：含水层地下水 主要补给来源有：大气降水入渗补给，河水渗漏补给，级水资源分析与评价课程设计阶地上部潜水径向补给。其中以河水渗漏补给和大气降水入 渗补给为主。3. 滦河级阶地上部孔隙地下水补径排条件：含水层地下水主 要接受大气降水入渗补给，低山丘陵区的裂隙水对其也有一 定的补给作用。地下水排泄方式主要以地下水径流形式向河 流级阶地和河漫滩排泄， 或以下降泉的形式直接补给河水， 其次是人工开采。4. 孔隙微承压水地下水补径排条件：地下水的主要补给来源是 用过盆地北部卵石层间接

11、接受河水补给，其次接受山区的侧 向径流补给。在滦河西岸级阶地上，地下水流向主要是自 西向东流动。滦河东岸的边界多被隔水的混合岩或片麻岩组 成的低山丘陵所环绕，故地下水主要由东北至西南，向滦河 方向径流。第三节 地下水的动态特征地下水位动态 :（一）地下水位年内动态上更新统冲洪积圆砾含水层中孔隙微承压水水位动态较稳定，主要受降水和人工开采因素的影响，表现为降水开采型。滦河级阶地上部孔隙潜水主要受降水影响，表现为降水型动态特征，水位变化受降水控制水资源分析与评价课程设计河漫滩及级阶地孔隙潜水水位动态受河水流量、降水和开采共同控制，其中以河水为主，表现为河流与降水混合型特征。（三）地下水位年际动态据

12、迁安盆地 1993 年末至 2003 年末 10 年间的地下水位动态监测 资料，盆地内地下水位多年呈下降趋势，变差值一般1 7m，其中，迁安盆地东南部的沙河子和西南部的驿南府一带变差较小，小于 1m；最大变差值出现在小营潘营一带，最大值为7.61m 。第三章 地下水开发利用现状及存在的问题第一节 地下水开发利用的现状在 2008 年完成 160 个村饮水安全工程的基础上， 2009 年迁安市克服 了资金不足、施工难度逐步增大等现实困难，投资 2136 万元完成了32 个村农村饮水安全工程，使老百姓喝上了安全水、放心水，实现 了农民生活用水自来水化， 全部安装了智能卡水表， 既保证了农民饮 水安

13、全，又提高了自身节水意识。投资 292.6 万元，发展管灌、大棚 滴灌等节水灌溉面积 12896亩，节水灌溉面积达 45 万亩，年可节水 1000 多万立方米迁安市对工业企业耗水大户安装智能磁卡水表和水资源远程监控系统，该系统采用无线传输的方式， 将企业用水的瞬时流量和累计水资源分析与评价课程设计流量传输并显示在水资源管理部门的计算机屏幕上，实现实时监控， 从而提高了企业节水意识，促进了企业节水技改项目的安装和使用。 先后以迁安轧一钢铁集团有限公司、 唐山松汀钢铁有限公司、 唐山长 城钢铁集团荣信钢铁有限公司等钢铁企业为试点， 推广应用“取用水 双控，废污水回用”管理模式。采取在水源站和加压泵

14、站安装变频调 速装置、建设废水利用系统等方法，对生产、生活污水实施废水回收 利用，减少了对地下水的取用。迁安市实施节水改造工程，实现年工 业节水 1800 万立方米以上。第二节 地下水开发利用中存在的问题1. 水资源综合开发利用程度不高，水资源供需矛盾越来越突 出，不能满足社会可持续发展的要求。2. 环境问题日益严重， 水土流失等现象和工业污染等环境问题 越来越严重。第四章 地下水资源评价第一节 地下水水量评价首先计算滦河平原区地下水资源，在此基础上计算迁安市平原区 的地下水资源，结合迁安市山丘区的地下水资源，评价全市的地下水 资源。滦河平原区的地下水资源采用均衡法计算。均衡法计算10水资源分

15、析与评价课程设计一） 滦河平原区地下水均衡计算模型根据滦河平原区地貌分区、水文地质分区及包气带岩性分区，将均衡区分为七个计算区。表-滦河平原区计算分区特征表计算分区I1I2I3I4II1II2II3合计分区面积（ k）110.11.852.43.78.576.90.6254地貌分区I 级阶地、河漫滩II 级阶地富水性分区极富水区富水区包气带岩性卵砾石粉质粘土砂砾石细砂砂砾石粉细砂粉质粘土本次计算均衡期选用 1994-2003 年共 10 年。在忽略潜水蒸气条件下， 地下水均衡计算模型如下：Q总补-Q 总排=Q储变Q总补=Q降+Q井+Q渠+Q河+Q侧入Q总排=Q开+Q侧出+Q溢出式中 Q总补地下

16、水总补给量，万 m3/a;Q总排地下水总排泄量，万 m3/a;Q储变地下水储变量，万 m3/a;Q降降水入渗补给量，万 m3/a;Q井井灌回归量，万 m3/a;11水资源分析与评价课程设计Q河河道渗漏补给量，万 m3/a; Q渠渠灌入渗补给量，万 m3/a; Q侧入侧向流入量，万 m3/a; Q开地下水开采量，万 m3/a; Q测出侧向流出量，万 m3/a; Q溢出地下水溢出量，万 m3/a; 各均衡项采用均衡年平均（二） 均衡项计算 1、 降水入渗补给量 计算公式：Q降=0.1 PF 式中 P年降水量， mm/a 降水入渗系数； F计算区面积， k 经计算，均衡期多年平均降水入渗补给量为 3

17、314万 m3/a ，见表。表-滦河平原区均衡降水入渗补给量表计算分区I1I2I3I4II1II2II3合计包气带岩性卵砾石粉质粘土砂砾石细砂砂砾石粉细砂粉质粘土降水入0.20.130.230.150.230.150.1312水资源分析与评价课程设计渗系数5降水量（mm）614.4614.4614.4614.4614.4614.41614计算面 积（k ）110.11.852.43.78.576.90.6254降水入渗补给 量（万 m3/a ）16911474034120709533142、井灌回归量计算公式：Q井=Q农开式中 Q农开农业开采量，万 m3/a;井灌回归系数；1994-2003年

18、平均农业开采量为 3937万 m3/a ，井灌回归系数去 0,20， 均衡期多年平均井灌回归量为 787万 m3/a。3、河道渗漏补给量滦河贯穿整个滦河平原区，滦河的渗漏补给是滦河平原区地下水的最主要的补给来源。傍河开采时滦河河道渗漏补给量，取决于开采 条件下水力夺取河水的能力，并受滦河流量及河床最大极限渗漏能力 的约束。13水资源分析与评价课程设计（ 1） 滦河流量。 1994-2003 年桑园观测站多年平均径流量为 15.76 亿 m3/a 。（ 2） 滦河河床极限渗漏能力。计算公式：Q河渗 =0.0365L 河渗 KZB河渗 t式中 Q河渗- 滦河河床极限渗漏能力，万 m3/a;KZ-垂

19、向渗透系数 m/d;L河渗- 渗漏河段河长， m；B河渗- 渗漏河段河宽， m；t- 年计算时段， d/a;本次去 0.2485m/d 作为现状河床底泥淤积条件下的垂向渗透系 数。滦河地下水的补给段为桑园 - 张官营河段，多年来变化不大，该河 段长度为 14.5km。水库放水期河水水面宽度平均为 80m，非放水期河 水水面宽度平均为 20m，大黑汀水库放水期平均为 160.25 天，非放水 期平均为 204.75 天。计算结果， 1995-2003 年，水库放水期滦河极限渗漏能力平均为 4619万万 m3/a ，非放水期极限渗透能力平均为 1476万m3/a ，两者合 计，河水补给地下水河段的

20、极限渗漏能力平均为 6095万 m3/a ，见表。表 滦河河床极限渗漏能力表水库运河长（m）河宽（m）计算时段垂向渗透系数极限渗漏 能力（ 10极限渗漏 能力（ m3行状态（d）（m/d）4；m3/s )14水资源分析与评价课程设计/a )放水期1450080160.30.248546193.336非放水期1450020204.80.248514760.834合计60951.933（ 3） 水力夺取河水的能力计算公式：Q河夺 =1,128h0L/（at） 2 a=KH/ 计算结果，桑园 -张官营河段水力夺取河水的能力为 8829万 m3/a。 （4） 傍河开采时河道渗漏补给量。计算结果，均衡器

21、傍河开采条件 下滦河的河道渗漏补给量，在水库放水期平均为 3876 万 m3/a ，在水 库非放水期平均为 1476万 m3/a ，全年合计为 5352万 m3/a。 （ 5） 各种方法的计算结果对比。渗水实验法计算的河道渗漏补给量 最小。在水库放水期河道渗漏量未受到河床渗透能力的制约，而非放 水期河道渗漏量已明显受到河床极限渗透能力的制约。河道渗流量为 受到滦河滦河流量的制约。通过增强河床渗透能力、增加河床入渗面 积、增大傍河水源地的开采量以及延长水库放水期，均可增加滦河的 渗漏补给量。15水资源分析与评价课程设计第二节 地下水水质评价一、 地下水水质现状迁安市地下水矿化度一般为 0.2-0

22、.5g/l 。水化学类型主要有两种， 大致以阎家店 -扣庄- 商庄-麻官营- 木厂口张家裕一线为界， 界限以西， 地下水水化学类型为 HCO3 SO4-Ca（Mg）型，界线以东，地下水水化学 类型属于 HCO3-Ca（Mg型） 。由此看出，平原区的大部分地区和西部山 丘区受到污染，主要为开矿所致，表现在硫酸根离子含量明显升高。 二、地下水水质动态变化主要是迁安市中、西部地区水化学类型的变化。如在张官营 一代的地下水， 由 1992年的 HCO3-Ca（Mg型） 水变为 HCO3 SO4-Ca（Mg） 型水，硫酸根离子和氯离子含量明显升高，说明已受到工业废水的污 染。迁安盆地现状地下水水质总体良

23、好，矿化度小于 0.5g/l, 总硬度 小于 0.3g/l ，氯化物和硫酸盐含量均小于 0.1g/l 氯离子含量一般在 0.2-0.4mg/l 之间，部分地区的氟含量小于 0.2mg/l ，如易庄、贯头山、 妙岭沟铁矿、扣庄、大玄庄等地。“五毒”未检出或未超标。4. 侧向流入、流出量根据本次野外调查，滦河平原山前断面的规则不规律，山前距滦 河较近，难以实测地下水流向及水力坡度， 因此滦河平原山前的侧向 流入量采用达西公式计算，计算公式（ 12-8）：Q侧出 =0.0365KHLI（12-8）式中 I 垂直计算断面的水力坡度；16水资源分析与评价课程设计其他符号意义同前计算结果，地下水侧向流出量

24、为 91 完 m3/a ，见表 12-7 表 12-7滦河平原地下水侧向流出量表断面位置断面长度含水层厚渗透系数水力坡度侧向流出（m）度（m/d）量（m）( 万 m3/a)山东庄225109400.00118915. 渠灌入渗补给量本区灌区规模较小，因此渠系渗漏补给量与渠灌入渗补给量合并 计算，公式如下式（ 12-9）：Q渠=Q农引渠（12-9 ）式中 Q 农引农灌引水量，万 m3/a ；渠渠灌综合入渗补给系数；其他符号意义同前。6 地下水开采量 地下水开采量包括工业、农业、生活开采量三部分。表 12-8 滦河平原区 1994-2003 年平均地下水开采量统计表行政分区工业用水生活用水农业用水

25、合计迁安镇182135519773514扣庄乡2526456507夏官营镇125222529017水资源分析与评价课程设计赵店子镇16193297506野鸡坨镇918135162阎家店镇10178115303马兰庄镇637742811118杨店子镇11910963972612蔡园镇412054178合计4414812393791907. 地下水溢出量地下水溢出量采用达西公式计算，公式如下式（ 12-10 ）：Q溢出=0.0365KHLI（ 12-10 ）式中 符号意义同前。8. 地下水储变量计算公式：Q储变=100FH（ 12-11 ）式中 F 计算面积， km2； 变幅带给水度；H水位变差， m/a三