供水水文地质勘察清楚明了

第8章供水水文地质勘察

第1节概述寻找地下水源而开展的各项工作统称为供水水文地质勘察勘察的目的是为国民经济有关部门的水源地设计和建设提供所需要的水文地质资料。1.供水水文地质工作者的任务根据甲方(用水单位)要求进行水文地质勘察工作，并完成以下任务：①查明当地的地下水质与水文地质条件、寻找并确定地下水取水源地。②根据不同用水要求，进行水源地的勘察及水质、水量的评价，并提供评价的依据。③提出取水构筑物选择与布置的技术经济方案（初步设计）。④阐明水源地环境保护的水文地质依据。⑤研究地下水的开采动态，以便确定地下水开采管理中的合理开采量及开采制度。⑥提交水源地勘察报告。给水工作人员将根据勘察报告正确地进行给水源地的设计（施工图设计），即设计开采井的布局，井的结构与供水管网的设计，以及进行开采后生产井的管理工作。因此要求给水工作者必须学会阅读和利用水文地质勘察报告；读懂报告中提供的所有条件；所以给水人员不仅应有一定的水文地质基本知识，了解进行水资源评价的计算方法与依据；而且还应懂得一些水源勘察的基本方法，以便进行地下水供水源地的合理设计。2.水文地质资料的收集在水源勘察开始之前的准备工作中，应收集下列水文地质资料：（1）专门的水文地质勘察资料：了解拟开采地下水的地区是否进行过供水水文地质勘察工作。因为一些专业的水文地质单位常常对一些城市及工矿附近地区进行过这项工作。（2）综合性水文地质普查资料：所谓综合性水文地质普查，就是在较大的区域内主要靠水文地质测绘，配合少量的钻探、物探工作，对整个区域内的水文地质条件做一般了解。我国已在很多地区进行过这种综合性水文地质普查，其资料虽还不能直接作为设计的依据，但对拟开采地下水地段的水文地质规律可提供重要线索。（3）地质普查及矿产勘察报告中的水文地质资料：在普查找矿和矿区的勘察工作中，一般都有一些个别水点（民井、泉等）的调查资料以及矿区水文地质条件的论述。这种资料对分析研究一个地区的水文地质条件也会有重要的参考价值。3.勘察工作的内容与程序水文地质勘察工作应根据城镇、厂矿企业的不同特点和不同发展方向，因地制宜开展工作。对于地下水动态基本受自然因素控制的未开采区和少量开采区，应按一般要求有步骤分阶段进行供水水文地质勘察工作，包括水文地质测绘、物探、钻探、抽水试验和地下水动态观测等；对于地下水动态主要受开采因素控制，并出现与地下水开采有关环境地质问题的开采区，应分别情况确定工作内容，包括开采现状调查、补给条件调查、边界条件调查、水质污染调查，以及与开采有关的环境地质问题调查、勘察与试验，地下水动态与均衡观测等。勘察工作程序是：接受任务→确定工作方案→编制勘察纲要→野外作业→资料整理→提交报告→检查验收→质量评定。4.勘察阶段的划分通常分为初勘与详勘两个基本阶段。（1）初勘阶段主要任务是解决水源地具体位置问题。通过水文地质勘察，在查明水文地质条件的基础上，对可能利用的水源进行初步的质与量的评价，加以比较和论证，确定拟建水源地，为给水工程初步设计和详细勘察提供依据。（2）详勘阶段主要任务是在拟建水源地及其取水建筑物范围内进行勘探及试验工作，以便全面地评价地下水资源，并提出最佳开采方案，为给水工程施工图设计——取水构筑物类型、布置方式提供资料依据。5.允许开采量的精度及其保证率要求允许开采量的精度是随着勘察阶段的发展而不断提高的。允许开采量的精度分为A、B、C、D、E共5级。E级精度最低，主要以搜集资料，用经验的水文地质参数估算，为预测资源量。D级要求通过小比例尺水文地质测绘，在概略评价地下水资源的基础上，估算允许开采量，为推断资源量。C级与B级的区分，主要是完成的工作量不同，B级强调了对大型而复杂的水源地，要求一个水文年以上的地下水动态观测资料，以及要求进行群孔干扰抽水或试验性开采试验，还需要建立和完善数学模型，预测地下水开采条件下水位、水量、水质的变化。A级要有三年以上水源地连续的开采动态资料，可作为水源地合理开采以及改建、扩建工程设计的依据。B级允许开采量、通常是供水工程施工图设计的依据；C级允许开采量可作为供水工程初步设计的依据；D级与E级允许开采量，只能满足可行性研究与规划设计要求。用地下水作为供水水源时，与地表水一样，一般要求达到90%—97%的保证率。除确保开采量外，还有一个与开采量有关的开采年限问题。它要求在开采期间不发生水泵吊泵，水质恶化和地面沉降、塌陷等环境地质问题。第2节水文地质测绘水文地质测绘内容水文地质测绘是水文地质勘察的基础和先行工作。是在地表通过地质、地貌、地下水及其他与地下水有关的各种现象的观测、综合分析和制图工作，来认识勘察区域地下水埋藏、分布和形成条件的基本调查方法。钻探、试验工作，都是建立在水文地质测绘的基础上的。水文地质测绘的内容：1.地质调查地质调查是整个水文地质测绘的基础，其主要内容有：（1）区内各地层的岩性、构造、产状、厚度、成因、时代、层序组合、接触关系及其空隙特征，透水性与富水性；（2）区内大地构造体系及其控水规律，褶皱与断裂构造的基本特征，分布范围与富水部位；（3）野外节理裂隙形态、力学性质、充填情况、延伸方向与长度的测量统计，分析不同地层和构造部位的裂隙及其富水性。2.地貌、第四纪沉积物调查地形、地貌特征是内外营力综合作用的结果，它反映了地质构造与近代沉积物之间的内在成因联系，控制着地下水的埋藏分布与补给排泄。第四纪沉积物是地下水分布活动的重要场所，是供水的重要目的层。因此是水文地质测绘的重要内容。（1）各地貌单元的形态、成因、年代和分布规律；地形与岩性、构造的内在联系；地貌结构对地下水分布、埋藏、循环、富集的影响。（2）各类第四纪沉积物的分布、成因、时代与岩性，结构、构造、厚度及其透水性和富水性。（3）新构造运动的基本特征及其对第四纪沉积物、地貌条件与地下水的影响。3.地下水露头的调查地下水露头（泉、井）是认识地下水及其含水层的“窗口”。因此，水文地质测绘时要求在观测点中占一定的比例。（1）调查泉水出露的位置、标高及与当地侵蚀基准面的相对高差；泉在出露处的地质构造和涌出地面的特征；找出泉水的补给含水层；了解泉水类型、温度、流量及随季节性变化情况；并取水样作物理性质、化学成分的分析，确定有无医疗价值，等等。（2）调查井的位置、标高、深度、结构、形状及口径；结合地层剖面确定井的取水层位置、厚度和岩性等；测量水温、水位，并选择有代表性的井做简易抽水试验和取样分析；调查水位、水量的季节变化等。4.气象调查及下垫面因素的调查（1）收集降水量、蒸发量、气温、相对湿度等历年的气象资料。地下水的主主要补给来来源是降水水。我国大大多数地区区的降水存存在有每3~4年为一小周周期（指丰丰、平、枯枯水年）；；每10~20年为一中周期期，每35年左右为一一大周期。。（2）收集下垫垫面因素的的资料调查地表水水的性质、、位置、分分布范围、、水位、流流量、水质质与动态变化化；地表水水切割的地地形、岩性性、地质构构造特征及及与地下水的补补给排泄关关系等。5.地下水化学学调查地下水化学学特征是补补给、径流流等水文地地质的综合合反映，同同时也是水水质评价的的依据，因因此是测绘绘的重要环环节之一。。6.地下水开发发利用现状状调查调查的内容容主要包括括：（1）开采井的的分布位置置、井深、、井的结构构、取水层层位的岩性与厚度度、开采形形式（连续续开采与季季节开采））、开采量量与开采动态。。（2）查明开采采漏斗中心心的水位、、漏斗面积积与形态；；了解漏斗中心水水位的下降降速度与幅幅度。（3）了解地下下水开采对对水质的影影响，以及及其它不良良环境地质现象，，如地面沉沉降等。不同地区水水文地质测测绘的特点点1.山前冲洪积积扇地区山前平原地地区，松散散沉积物、、地貌与地地下水之间间的成因联联系，主要反映在在由山区向向平原的水水平分带规规律上。测测绘的特点点是抓两头：（1）抓上游山山区与冲洪洪积扇的接接触性质，，山区基岩岩的岩性与与山口以上的汇汇水面积。。以判断松松散沉积物物的沉积厚厚度，山区区地下径流与地表表径流对冲冲洪积扇的的补给。（2）抓下游冲冲洪积扇溢溢出带的位位置、溢出出状态与溢溢出量，并并圈定冲洪积扇扇范围，判判断其水资资源量。2.山间河谷及及冲洪积平平原地区3.滨海地区2.山间河谷及及冲洪积平平原地区第四纪地质质、地貌与与地下水之之间的成因因联系主要要反映在垂垂直古、今河河流的水平平分带上，，河谷阶地地与古河道道是调查重重点。包括阶地的的时代、阶阶地沉积物物特征，阶阶地的结构构与类型，，阶地的分布高高度与范围围；古河道道的变迁，，分布规律律与岩性特特征及其补给排排泄条件。。此外，在在平原地区区还应注意意沉积物的的垂向变化，调调查深部承承压水的富富水性及其其开采条件件。3.滨海地区包括滨海平平原、河口口三角洲和和沿海岛屿屿。在海相相沉积物和和潮汐作用的的影响下，，地下水的的水质变化化复杂，查查明咸淡水水的分布范围及及其彼此之之间的关系系，寻找透透镜体是测测绘的主要要任务。调查中中要注意海海水中淡水水泉分布出出露条件与与流量，分分析其成因与补补给来源。。4.黄土地区5.沙漠地区6.基岩山区第3节水文地质质物理勘探探（简称物物探）水文地质物物理勘探是是通过对地地壳的各种种物理性质质（如弹性性波、电阻率、磁磁性、密度度等）的测测定，间接接地判断地地面以下各各种地质、水文文地质现象象。物探虽然不不能代替其其他勘察手手段，但可可提高勘察察工作的精精度和准确性。在综合水文文地质勘察察中，一般般应遵循在在水文地质质测绘基础础上，先物探后钻钻探的勘探探程序。供水水文地地质中常用用的物探方方法：1.电阻率法。。2.电测井法。。3.地震折射法法。第4节水文地质质钻探在水文地质质测绘和物物探的基础础上，进行行水文地质质钻探，它它的特点是勘勘察深度大大，是直接接揭露含水水层的最可可靠手段，，也是各种勘察察方法中耗耗资最大、、耗时最长长的工作。。是开采地地下水必不可少少的工程。。1.钻探的任务务见P157，共6条。2.水文地质钻钻孔布置原原则见P157。第5节抽水试验验抽水试验是是水文地质质勘察中的的重要环节节。抽水试试验工作是是完成地下水水水量评价价的关键。。抽水试验验的主要目目的是测定定含水层的水文文地质参数数，为资源源评价与取取水构筑物物设计提供供重要依据。一、抽水试试验的主要要任务见P158，共5条。二、抽水试试验的基本本类型1.单孔抽水试试验只在一个孔孔内抽水，，做一至三次次水位下降降，可求得得钻孔的出水量与水水位下降的的关系以及及含水层的的富水性和和渗透性。。多在初步勘勘探阶段进进行，用于于对水文地地质条件起起控制作用用的地段；或或者是用于于含水层埋埋藏深度较较大以及在在基岩地区区进行勘探时施施工困难地地段。2.多孔抽水试试验在一个钻孔孔内抽水，，而抽水孔孔的周围又又布置有一一个或若干干个观测孔。。多孔抽水试试验除测定定含水层的的水文地质质参数外，，还可了解解影响范围、、下降漏斗斗形态与变变化，确定定合理的井井距及地下下水与地表水之之间的水力力联系等。。该类型抽水水试验多用用于详勘阶阶段，在有有供水意义义的主要含水层地段段进行。观测孔的布布置应以抽抽水孔为中中心，分别别垂直和平平行地下水水流向排列。。根据含水水层的均匀匀性和生产产的具体要要求，观测测孔的排数可为为一排至四四排，每一一排上各观观测孔之间间的距离应应当是距抽水孔孔愈近距离离愈小，以以便控制下下降漏斗的的形状变化化。3.群孔干扰抽抽水试验在两个或两两个以上的的井孔中同同时抽水，，用来了解区区域水位下下降与总开采量量的关系，，进而评价价地下水的的允许开采采量及确定定合理的开采方案等等。该类型抽水水试验比较较复杂，成成本高，故故多用于详详勘和开采采阶段。4.试验性开采采抽水一般在开采采阶段进行行。这种抽抽水试验通通常需要投投入较多的的人力物力，而且且工期较长长，因此，，只有在下下列条件下下才进行：：勘察区为深深层承压水水，补给量量不易查清清，评价地地下水开采采量有困难；；进行的勘勘察工作量量较少，又又缺乏地下下水长期动动态观测资料，，因而对开开采过程中中的允许开开采量还不不能作出准准确评价时，可可通过开采采性抽水试试验，取得得水文地质质参数，确确定抽水井的实实际出水量量，作为评评价允许开开采量的依依据。开采抽水试验应应在枯水期进行行，而且使各抽抽水井的总水量量接近需水量。当抽水时下降漏漏斗的水位如能能达到稳定，则则抽水延续时间间不宜少于1个月，如果达不不到稳定，则抽抽水宜延续到下下一个补给期。三、抽水试验的的技术要求1.稳定流抽水试验验（1）抽水试验层次次及试验段的确确定一般要选择富水水性最好的层或或段作抽水试验验。多含水层地地区应做分层抽水试试验，只有在含含水层很薄或不不易分层的情况况下，才可做几个层在在一起的混合抽抽水试验。但在在水质差别较大大的沿海或岛屿地区区，无论如何亦亦得进行分层或或分段抽水试验验。（2）抽水试验井中中水位下降值和和下降次数的确确定一般要求进行三三次水位降深（（三个落程），，以保证试验的的正确性和确定Q～s曲线；只有当水水位下降很大而而出水量很小，或是水位下下降很小而出水水量很大，或者者进行开采抽水水试验时，才可做1～2次的最大水位下下降。最大降深值smax对潜水应为其含含水层厚度的之之间，对承压水不得低低过隔水顶板。。并应尽量接近近实际使用时的的动水位值。如地下水水很丰富，水位位下降有困难，，smax至少不得小于3m。三次落程的关关系式为s1=smax；；；在粗大的卵石层层及基岩中抽水水，抽水落程应应由大到小，以以利于含水层中的细细小颗粒再一次次被冲洗并排出出孔外；在松散散地层中抽水则应由小小到大，以免孔孔壁坍塌和由于于抽水过猛造成成过滤器堵塞。在抽水设备和允允许流速可能的的条件下，下降降值愈大愈好，，最好接近甚至大于于将来开采条件件下的水位下降降值。在各次水位下降降的抽水试验中中，吸水管口的的安装深度应当当相同。（3）抽水稳定标准准和稳定延续时时间的确定见P159。（4）抽水试验中的的测量要求见P160。2.非稳定流抽水试试验（1）抽水试验中的的测量要求在非稳定流抽水水的过程中，抽抽水井的出水量量必须保持不变变。为了绘制s—lgt曲线，抽水试验验初应加密观测测，即按1、2、3、4、5、6、8、10、15、20、25、30min各观测1次，以后则每隔30min观测1次。（2）抽水延续时间间的确定非稳定流抽水延延续时间，常按按s—lgt曲线来判断。当曲线出现拐点点后趋近于稳定定水平状态时，，则可结束抽水水试验工作。当s—lgt不出现拐点而呈呈直线下降、动动水位不稳定时，则抽水延延续时间应根据据试验目的适当当延长。四、抽水试验资资料的整理与分分析1.稳定流抽水试验验资料整理（1）现场资料整理理绘制Q—s、Q—t与s—t关系曲线，以便便发现试验过程程中出现的异常现象，可及时时处理。还可根据曲线变变化趋势，判断断稳定时间的起点点和稳定延续时时间的长短。一般Q—t和s—t曲线在抽水初期，水位位下降和出水量量较大而不稳定，一一定时间后，Q、s渐趋稳定，Q—t和s—t两曲线平行。绘制Q—s曲线。此曲线需需有两次以上降降深的抽水试验验资料，将各次稳定定状态下所选定定的同一时间观观测的Q和s点在右图上。常有以下下4种形式：曲线Ⅰ——一般情况下表明明地下水具有承压性性，因承压水符符合直线渗透规律律；但如果水位位下降较大，或含含水层富水性较较弱，补给条件较较差时，承压水水亦可能成为曲线线型；曲线Ⅱ——在一般情况下表表明地下水是没有承承压性的潜水，，符合抛物线渗透透规律；但如果果水位下降小，或或含水层的富水水性强，补给条件件好时，潜水亦亦可能成为直线型型；曲线Ⅲ——表明地下水源不不足，没有充足的补给给来源，抽水时时主要消耗的是地下下水的固定储存存量；当过滤器被堵塞塞或井壁坍塌时时，亦可出现这种现现象。曲线Ⅳ——表明抽水试验时时，测量中有错误或或洗井工作未做好，致使单位位出水量在抽水水过程中逐渐增大大，这种资料不不能应用，必须须重新进行抽抽水试验，但亦有人人认为这种现现象是由于抽水时吸吸水管口伸入入到过滤器下下半部，并有有三维流造成成的损失时而出出现的一种正正常现象。（2）室内资料整整理见P161。2.非稳定流抽水水试验资料整整理绘制s—lgt或s—lg关系曲线。根根据曲线形状状，选择计算算参数的公式。如如有若干个观观测孔时，可可绘制s—lgr关系曲线。用用理论曲线与实测点点据对比法即即配线法求T和m*。从曲线的形状状可以帮助判判断含水层的的性质、有无无边界和边界界的类型。现场绘图图决定抽水延延续的时间，，及时发现问问题，查明原原因，纠正差错。绘制水位恢复复曲线图，可可进一步判断断含水层的性性质、有无边边界和边界的类型。。其他室内整理理资料的内容容与稳定流抽抽水试验时相相同可参考整整理。第6节地下水动态态观测地下水动态是是指地下水的的水位、水量量、水温及水水质（化学成分和气体成成分）在各种种因素综合影影响下随着时时间而有规律律的变化。研究地下水的的动态是为了了掌握它的变变化规律和预预测它的变化方向。1.地下水动态观观测的内容水位、水温、、泉的涌水量量、生产井的的出水量，并并取水样及水中含的气体体样进行分析析。观测时间的间间隔根据含水水层类型、季季节、生产要要求而定，一般每天到十十天观测一次次，水样分析析可1个月或1个季度做一次。雨季可适适当加密观测测次数。为了掌握地下下水与其影响响因素之间的的关系，掌握握地下水动态变化的形成成规律，进行行地下水均衡衡计算时，在在地下水动态态观测期间，应应同时对气候候、水文、地地质、生物、、人类活动等等进行研究，应应向附近气象象站、水文站站收集气温、、降水量、蒸蒸发量、地表水水体的水位、、流量、水温温、水质等方方面的多年平平均值、年平均均值、月平均均值、最大最最小值等资料料。观测期限一般般不小于一个个水文年。2.地下水动态观观测点的选择择和布置原则则见P162。3.地下水动态观观测资料的整整理见P162。第7节地下水资源源评价地下水资源是是指有使用价价值的各种地地下水的总称称。地下水资源评价是指指在水质保证证的前提下对对地下水作出出的定量判断断。一、地下水资资源的评价内内容及评价原原则见P163。二、地下水资资源的补给量量和储存量的的计算地下水资源的的补给量的计计算1.综合补给量的的计算根据水均衡方方程式得出综综合补给量（（Q补）：Q补=E+Qy+Qj+Qk±△W/365式中Q补——每日地下水接接受的补给量量（m3/d）；E——地下水每日平平均蒸发量（（m3/d），可通过蒸蒸发地段上、下游地下下水径流量之差值得知知；Qy——地下水每日平平均溢出量（（m3/d），可由实测测得知；Qj——每日流出计算算地段的地下下水径流量（（m3/d），可由计算算地段下游断断面测得；Qk——每日平均开采采量（m3/d）；实测可得得；△W——地下水储存量量的年变化值值（m3），通过动态态观察可算出（当当年储存量小小于上年者取取负值，反之之取正值）。。2.大气降水渗入入补给量的计计算对于浅层地下下水资源大气气降水渗入补补给是主要的的补给形式，，一定区域内补给量量的计算可用用下式对于埋藏深度度较大、山前前侧向径流较较强、开采后后自然回升干干扰较大的山山前平原区，，则可采用水水量平衡法：：3.地下径流流入入补给量（侧侧向补给量））从相邻区流入入开采区的地地下水侧向补补给量可直接接用达西断面面流量公式进行计计算，即在岩溶地区地地下水流入量量常用地下径径流模数法确确定。地下河系各个个地段的地下下径流量Q即可根据全区区径流模数M0与各地段的径径流面积F求出：地下径流模数数的数值大小小存在着地区区性及季节性性的变化；因此，在利用用M0计算地下径流流量时，要考考虑补给条件件的变化。4.河水渗入补给给量Q渗直接测量开采采区上游河流流的断面流量量Q上和下游河流的的断面流量Q下，则：Q渗=Q上－Q下式中Q渗——河流对地下水水的补给量，，且必须Q上>Q下。若Q上=Q下，为河流与地地下水互不补补给；Q上<Q下则地下水向河河流排泄。因河流两岸的的开采条件不不同，故河水水对两岸的渗渗漏补给量亦亦常不同。因为所以由由于，，则于是河流的渗渗漏补给量为为：Q渗=Q1+Q2=Q上+Q下5.越流补给量潜水含水层（（开采层）受受相邻含水层层的垂直越流流补给时的计算公式为承压含水层顶顶板和底板都都有越流补给给时的计算公公式6.开采补充量见P166。地下水资源储储存量的计算算地下水的储存存量是指储存存于含水层内内的重力水体体积。是由补补给量转化而来，，其数量的变变化决定于补补给和排泄的的关系。1.容积储存量潜水或承压水水含水层的容容积储存量为为W容=mV式中W容——容积储存量，，m3；V——含水层的体积积（m3）；m——含水层的给水水度。2.弹性储存量承压含水层的的弹性储存量量为W弹=Fm*h式中F——越流面积（m2）；m*——承压含水层的的释水系数；；h——承压含水层自自顶板算起的的压力水头高高度，m。地下水资源允允许开采量的的评价方法允许开采量是是通过技术经经济合理的取取水构筑物，，在整个开采采期限内，出水量不不能减少、动动水位不超过过设计要求、、水质变动在在允许范围内、不影响响邻近已有水水源地的正常常开采、不发发生危害性的的工程地质现象的前提提下，单位时时间内从水文文地质单元或或取水地段中中能够取得的最大水量量。供水工程要求求其取水量不不能超过允许许开采量，而而长期允许开开采中一般不包括储储存量部分，，即不能消耗耗储存量，否否则将造成过过量开采所引起的种种种不量后果。。当枯水期（（年）补给量量不足时所使使用的储存量，必须从从丰水期（年年）得到补偿偿加以偿还。。如果技术经经济上允许动用储存量量的一部分，，则可抽用。。一般集中开采采的供水水源源地，按其动动态特征可分分为稳定型、、调节型和疏干型3种类型。1.对于稳定型水水源地在合理开采的的过程中，地地下水的动态态趋于稳定状状态。这类水源地允允许开采量的的评价，一般般情况下可根根据井的布置置、边界条件和水水力性质等采采用“稳定流流公式”。对对于一些需水水量不大，而地下水补给给量又较丰富富的地区，则则可用试验推推断法确定允允许开采量。对于泉泉水或暗河作作为水源时，，其允许开采采量可通过天天然和人工露头测得得流量并结合合其动态资料料进行确定。。2.对于调节型水水源地这类水源地的的特点是：依依靠储存量的的调节作用来来弥补非补给给时期的消耗量。。所消耗的储储存量能在补补给期内很快快得到补偿。。评价这类水源源地允许开采采量的最佳方方法是“补偿偿疏干法”。。对于分布面积不大大而厚度较大大的含水层，，当开采期储储存量起到调调节作用时，亦可采采用资源平衡衡法、开采试试验法或降落落漏斗法来确确定允许开采量，并并论证丰水期期补偿的可能能性。3.对于疏干型水水源地这类水源地的的特点是：距距补给区较远远或埋藏稍大大的承压含水层地区，这这种地区由于于增加的开采采补给量和减减少的天然消消耗量不能满足足开采量的要要求，则使得得储存量逐年年消耗，如不不采取人工补给给措施，这种种水源将开采采枯竭。根据此种水源源地的的动态态特征，其允允许开采量的的评价方法应当采用“非非稳定流法””、“数值法法”和“开采采试验法”。。水文地质比拟拟法最常见的是以以稳定流为基基础的单位涌涌水量比拟法法，其表达式式为：满足裘布依完完整承压井流流时，则符符号含义见P168。对于干扰井群群的水源地，，常用上述表达式中中，Q与s为线性关系，，所以计算水水量的结果往往往偏大。实际上流量的的增长速度比比水位降深要要慢，尤其是是呈潜水状态态时，Q与s往往呈非线性性关系。因此此，也有采用用以下表达式式：或式中m为待定的指数数，依不同井井的水文地质质条件而定。。上述比拟公式式不含时间变变量，显然只只适于含水层层（或含水系系统）规模较大，补补给来源充足足的条件。试验推断法试验推断法亦亦称为Q-s曲线外推法。。在地下水资资源丰富地区，常因抽水水设备的限制制，抽水量或或水位降深达达不到设计要要求，只能在小小于开采量的的条件下抽水水。于是就不不能用抽水结结果直接评价允允许开采量，，但可根据长长期稳定抽水水资料推断允允许开采量。因因为不论是单单孔还是群孔孔，其稳定抽抽水量和稳定定水位下降之间间，存在着一一定的函数关关系。试验推推断法，就是是根据这种函数数关系用外推推法求出设计计降深下的开开采量。可分分下列2步进行：1.鉴别Q-s曲线类型及进进行曲线方程程中各参数的的确定通过抽水试验验取得的Q-s曲线，可能有有4种类型，即直直线型、抛物线型、指数数型和对数型型，可用曲度度值n判别其类型，，即（1）n=1时为直线型，，方程为Q=qs式中q——单宽渗透量，，m2/s；s——水位降深，m。一般出现在承承压含水层地地下水呈层流流运动的条件件。（2）n=2时为抛物线型型，方程为式中s——设计水位降深深值，m；Q——设计水位下降降时相应的出出水量，m2/d；a、b为系数，可按按两次降深抽抽水试验资料料求得当有两次以上上抽降资料时时，可按最小小二乘法求得得式中Q、s为同次抽水的的水量和水位位降深，N为降深次数。。一般出现在含含水层（或含含水系统）规规模大，补给给条件好，地地下水运动呈层流—紊流条件。（3）1<n<2时为指数型，，方程为或式中a、b为系数，两次次降深可用下下式确定当有两次以上上抽降资料时时，可按最小小二乘法求得得（4）n>2时为对数型，方程为当有两次以上上抽降资料时时，可按最小小二乘法求得得当采用指数型型和对数型曲曲线方程时，，应对有关资资料慎重加以以鉴别，不要将不不稳定的Q、s值，当作稳定定井流试验资资料而建立相相应的方程。此外外，当s很小时，不宜宜采用对数曲曲线方程。2.根据设计水位位下降值推算算允许开采量量当上述各各方程的的参数确确定之后后，只要要给定一一个设计计水位代代入（8.15）或（8.16）或（8.17）式，即即可推算算出相应应的出水水量。但实践表表明设计计水位下下降值并并不能任任意给定定，必须须符合下下列原则则：见P170。开采试验验法在某些地地区，如如裂隙发发育的基基岩地区区和岩溶溶地区等等，水文文地质条件件复杂，，补给源源一时不不易查明明，如果果要急于于确定允允许开采量时时，则只只能采用用开采试试验法（（或称开开采抽水水法）。。这种方法法对潜水水和承压压水、新新旧水源源地都适适用，但但不宜用用于大型水源源地。具体步骤骤如下：：完全按照照开采条条件抽水水，最好好在干旱旱季节进进行，延延续一至至数月，抽抽水结果果可能出出现两种种现象：：（1）在长期期抽水过过程中，，水位达达到设计计水位下下降后一一直保持稳定定状态，，而且抽抽水量亦亦大于或或等于用用水量，，停抽后后，水位又很很快恢复复到原始始水位。。以上情情况说明明抽水量量仍然小小于开采条件件下的补补给量，，所以按按此抽水水量开采采是有补补给保证证的。这时的抽抽水量就就是要求求的开采采量。（2）在长期期抽水过过程中，，水位达达到设计计降深后后并不稳稳定，还还继续下下降，停停抽后，，虽然水水位有所所恢复，，但始终终达不到到原始水水位。这这说明抽抽水量已已超过开开采条件件下的补补给量，，按此抽抽水量开开采是没没有保证证的。这这时，可可以按下下列方法法评价允允许开采采量：在水位持持续下降降的过程程中，只只要大部部分漏斗斗开始等等幅度下下降，而而且降速速大小与与抽水量量成比例例，则任任一时段段的水量量均衡关关系应满满足下式式：见P171。由上式可可解出Q抽这表明从从含水层层中抽出出来的水水量是由由两部分分组成的的，一是是开采条件件下的补补给量（（Q补），二是储存存量（））。如如果将（（8.19）式分解解开求得得Q补，则可可以评价价允许开开采量。。分解的方方法是把把抽水比比较稳定定、水位位下降比比较均匀匀的若干干时段资资料，分分别代入入（8.19）式，再再用消元元法解出出Q补和m·F值。为了校对对Q补的可靠性性，还可可用水位位恢复资资料进行行检查，，因为在抽抽水过程程中，如如果出水水量小于于实际补补给量时时，会发发生水位均匀匀回升，，这时（（8.19）式中的的应应取负负值，于于是：当停止抽抽水时，，Q抽=0则：如果检查查Q补是可靠的的，则可可用Q补结合水文文地质条条件和需需水量来评价允允许开采采量。见P172[例8.1]水均衡法法水均衡法法是研究究某一地地区（均均衡区））在一定定时间内内（均衡衡期）地下水的的补给量量、储存存量与消消耗量之之间的平平衡关系系，来评评价该区区水源地允允许开采采量的一一种方法法。对于于一个含含水系统统，补给给量与消消耗量之差差即为储储存量的的变化值值。这就就是质量量守恒定定律在水水均衡中中的应用。。根据此此原理，，可建立立水均衡衡方程。。为保证水水源地长长期稳定定开采，，并且不不引起环环境恶化化，其允允许开采采量Q采为：Q采≤△Q1+△Q2（根据具具体条件件而定））此法主要要适用于于地下水水埋藏较较浅，地地下水的的补给和和消耗条条件比较较单一地区区。此法法的优点点为：简简单和切切实可行行；缺点点为：评评价的结结果比较粗粗略。解析法在渗流理理论中，，用偏微微分方程程求解地地下水的的运动规规律，此此法称为解析法法。1.稳定井流流原理及及应用条条件承压井潜水井式中称称为为稳定井井流阻力力系数，，其他符符号意义义同第5章。对于不同同边界条条件下的的稳定井井流计算算，可参参照表8.4相应的RA值进行。。在集中分分布的多多井开采采水源地地中，由由于井点点分布面面积较大大，形状十分分复杂，，直接采采用上述述公式计计算会有有困难。。因此，，可将形形状不规则则的布井井系统概概化为一一个理想想的“大大井”，，整个系系统的出出水量相当于于此“大大井”的的抽水量量，“大大井”抽抽水时形形成一个个统一的的降落漏斗。这这样，就就可利用用上述稳稳定井流流公式进进行水量量预测。。这种方方法称为““大井法法”。采用“大大井法””预测水水量时，，要将井井流公式式中的井井径（r0）换算为为假定““大井””的引用用半径。。当大井井系统面面积（F）接近正正方形或或其长度度比小于于2时，引用用半径（（））可可按下式式计算当大井系系统的长长、宽比比大于2时有：式中P——大井系统统分布面面积周长长（L）。然后，将将井流公公式中的的R改为引用影响半径径（R0）。即一些含水水层分布布范围较较广的水水源地，，多年抽抽水所形形成的水水位降深基基本稳定定在一定定范围内内，只是是水位下下降漏斗斗每年随随旱季、雨季季而交替替收缩和和扩大，，这种情情况，也也可近似似视为稳稳定井流，采采用“大大井法””计算。。2.非稳定井井流原理理及应用用条件对于无限限含水层层，通过过泰斯公公式，可可以预测测供水计计算中三三个主要要内容。（1）已知s、t求Q承压井潜水井——非稳定井井流阻力力系数（2）已知s、Q求t即根据已已知的设设计水位位降深及及供水能能力，预预测到达达该水位位降深所需的出出水疏干干时间。。承压井潜水井（3）已知Q、t求s承压井潜水井与稳流井井流计算算一样，，如将多多井点分分布的水水源地概概化为一一个“大井井”，则则可按上上述“大大井”法法进行计计算。上述井流流公式均均适应于于无限含含水层。。对于有界界含水层层，可将将公式中中的阻力力系数RA及Rn分别按表8.4的具体形形式替换换，再进进行计算算。扩建水源源地的允允许开采采量的计计算方法法——下降漏斗斗法此种方法法最适合合于计算算大面积积分布的的深层承承压水地地区的扩扩充开采采量，也可可用于勘勘察区附附近有水水文地质质条件与与之相似似的水源源地。当一个水水区域内内有若干干个井同同时抽水水时，则则会由于于相互干干扰形成成一个大的的区域下下降漏斗斗，区域域内水位位下降最最大值往往往在开开采区的的中心或井群群集中的的地段，，而区域域水位下下降值是是与该区区域内地地下水的的开采量成正正比。因因此，应应当先根根据区域域开采地地下水资资料，计计算出区区域的地下水水单位水水位下降降值a，即区域域内开采采水量等等于1000m3/d时的水位下降值值，即：：s值可根据据等水位位线图和和漏斗剖剖面图求求得，如如果区域域内有几个漏斗斗时，则则可利用用各个小小漏斗的的最大降降深值的的加权平平均值作为全全区域的的最大水水位下降降值。当s值确定之之后，代代入（8.34）式即可可得到a值，然后后根据设计的区区域最大大允许水水位下降降值s允，计算出出区域最最大允许许的开采量量Q允开：从上面的的讨论中中可以看看出，下下降漏斗斗法比较较简单，，只要确确定了a值，就可可以应用用（8.35）求出允允许开采采量Q允开。当水文文地质条条件相似时，，还可引引用其它它地段的的a值进行推推算。补偿疏干干法此法主要要用于地地下水的的补给集集中在雨雨季，而而旱季的的开采量量主要消消耗雨季得得到的储储存量。。计算的的目的是是求得旱旱季的消消耗量和和雨季的的补给量。以时间t为横坐标标，水位位降深s为纵坐标标绘s—t曲线；从从图7.3中水位过程曲曲线可以以看出，，在定量量抽水的的条件下下，当经经过t0时段出现现s0以后，水水位便开开始转入入等速下下降，下下降速度度等于出出水量与与漏斗给给水面积的比比值：（（见P177）。根据mF值评价允允许开采采量的方方法：1.求雨季的的补给量量设在雨季季抽水时时，经过过△t时段测得得水位回回升值为为△s，出水量为Q2，则补给给量应该该等于出出水量与与补偿疏疏干量之之和：2.求全年的的允许开开采量如果地下下水一年年内接受受补给的的时间为为t补，则可得得到总的的补给量量为Q总补=Q补·t补，把Q总补分配到全全年开采采，即可可得到允允许开采采量为这样计算算出来的的Q允开对于一年年来说肯肯定是有有保证的的，但对对于气象象周期期出现现的干干旱年年系列列及