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1、第十四章地下水資源與水資源管理水資源：waterresources地下水資源：groundwaterresource14.1作為資源的地下水1.自然資源的概念與分類（1）概念自然資源是國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著人們生活水平的提高和人口的增長，人類對自然資源的需求日益增大，同時(shí)對環(huán)境的破壞也日趨加劇。如何以最低的環(huán)境代價(jià)確保經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，同時(shí)還能使自然資源可持續(xù)利用，已成為當(dāng)代所有國家在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展過程中所面臨的一大難題。通常人們?yōu)榱朔奖銓⒆匀毁Y源簡稱為資源。辭海中把資源定義為：“天然存在的自然物，不包括人類加工制造的原料，如土地資源、礦藏資源、水利資源、生物資源和海洋資源等，是生

2、產(chǎn)的原料來源和布局場所?！庇蟀倏迫珪邪奄Y源定義為：人類可以利用的自然生成物，以及生成這些成分的環(huán)境功能。前者包括土地、水、大氣、巖石、礦物、及其群聚體森林、草地、礦產(chǎn)和海洋等，后者則指太陽能、生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境機(jī)能、地球物理化學(xué)的循環(huán)機(jī)能等。1972年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署指出，資源是指“在一定時(shí)間條件下，能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值以提高人類當(dāng)前和未來福利的自然環(huán)境因素的總稱。”我國學(xué)者中較為流行的資源定義：自然資源是指人類可以利用的、天然形成的物質(zhì)和能量，它是人類生存的物質(zhì)基礎(chǔ)、生產(chǎn)資料和勞動(dòng)對象。水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)：資源是指自然界存在且可被人們利用的一切。盡管存在著許多種不同的資源定義，但歸納起來有三點(diǎn)值得

3、我們注意（或相同）：是天然物質(zhì)；可以利用；能夠產(chǎn)生生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。（2）分類按照資源的地理學(xué)性質(zhì)分為：水利資源（含淡水資源）、土地資源、氣候資源、生物資源、礦產(chǎn)資源和海洋資源。 按照自然資源在不同產(chǎn)業(yè)部門中所占的主導(dǎo)地位分為：農(nóng)業(yè)資源、工業(yè)資源、能源、旅游景觀資源、醫(yī)藥衛(wèi)生資源、水產(chǎn)資源等。 按自然資源的可更新特征分為：可更新資源和不可更新資源。可更新資源包括水資源、耕地資源、生物資源等，而不可更新資源主要是礦物資源，特別是以礦物為主的能源。 為了研究及開發(fā)利用上的方便，依據(jù)資源的一些共同特征，將資源進(jìn)行統(tǒng)一分類（見下圖）。2,水資源的概念水資源是人類賴以生存的最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。關(guān)于水資源

4、國內(nèi)外文獻(xiàn)有許多提法，尚未形成公認(rèn)的定義：英國大百科全書中定義：“全部自然界任何形態(tài)的水，包括氣態(tài)水、液態(tài)水和固態(tài)水的全部量?！焙男再Y源一可更新性（再生）賁源不可更新性廠土地資源森林資源一水資源-作物費(fèi)源_牧場和飼料資源-野生及家養(yǎng)動(dòng)物賢源水產(chǎn)漁業(yè)資源L遺傳資源礦產(chǎn)資源（不可再生）資源匚化石燃料資源太陽能一恒定性資源一潮汐能一風(fēng)能-非耗竭性資源-降水大氣水能一易誤用及污染的資源一江河湖海中的水資源L廣義的自然風(fēng)光圖自然資源的分類系統(tǒng)1988年聯(lián)合國教科文組織和世界氣象組織共同制定的水資源評價(jià)活動(dòng)國家評價(jià)手冊中則定義水資源為：”可資利用或可能被利用的水源，具有足夠的數(shù)量和可用的質(zhì)量，并能在某一

5、地點(diǎn)為滿足某種用途而可被利用?！痹?988年通過的中華人民共和國水法中定義：“所謂水資源，是指地表和地下水?！弊鳛樗Y源的水體一般應(yīng)符合下列條件：通過工程措施可以直接取用，或者通過生物措施可間接利用；水質(zhì)符合用水的要求；補(bǔ)給條件好，水量可以逐年更新。水資源主要指與人類社會(huì)生產(chǎn)、生活用水密切相關(guān)而又能不斷更新的淡水，包括地表水、地下水和土壤水。地表水資源量通常用河川徑流量來表示（按流域計(jì)算）；地下水、土壤水資源量可用補(bǔ)給量來表示（地下水按水文地質(zhì)單元或地下水系統(tǒng)計(jì)算）。三種水體（地表水、地下水、土壤水）之間密切聯(lián)系而又互相轉(zhuǎn)化，扣除重復(fù)量后的水資源總量相當(dāng)于同一區(qū)域的水資源總量。地下水是水資源的

6、一個(gè)重要組成部分。地下水是一種寶貴的資源。中國河流中，最重要的有被稱為七大江河的松花江、遼河、海河、黃河、淮河、長江和珠江。水資源資料中國水資源（淡水）的總量為2800kn3（2.8萬億m3）,居世界第6位，人均占有水量僅2200m3（或2400m）,只相當(dāng)于世界人均占有量的1/4,居世界第109位。全國多年平均河川徑流量為27115億立方米，多年平均地下水資源量為8288億立方米。扣除重復(fù)水量后，全國多年平均年水資源總量為28124億立方米。世界水資源研究所提出用四級水平來評估人均占有水資源量的多少：人均占有水量小于1000m3為最低水平，嚴(yán)重缺水；10005000m3為低水平，缺水；500

7、010000m3為中等水平，不缺水；10000/為高水平，水資源豐富。止匕外，聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)將人均水資源量1750m3確定為缺水警告數(shù)了。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，中國人均水資源量處于缺水上下限（10005000m3/人）的中低值，總體缺水。而且中國的水資源分布也極不均衡。北方地區(qū)人均水資源量僅988療，低于1000療的重度缺水標(biāo)準(zhǔn)，黃河、淮河、海河流域及內(nèi)陸河流域共有11個(gè)省、市、區(qū)的人均水資源擁有量低于1750m3的缺水緊張線，其中山東為380m3,河北為330m3,北京不足300m3,天津僅為150m3,成為世界上最缺水的地區(qū)之一。更為嚴(yán)峻的，部分地區(qū)嚴(yán)重的水污染，造成合格水源減少，水質(zhì)性缺

8、水已威脅到我國業(yè)已不足的水資源供給。例如，上海的水資源總量豐富，但由于受污染影響，人均水資源擁有量僅為全國平均水平的40%,實(shí)際可供飲用的水僅占地表水資源的20%。為此，聯(lián)合國已將中國列為全球13個(gè)最缺水的國家之一0地下水是世界許多干旱、半干旱地區(qū)以及地表水污染嚴(yán)重地區(qū)重要的飲用和生產(chǎn)水源，全國約有三分之二的城市以地下水為主要供水水源。3.地表水與地下水的比較作為資源地下水具有一系列優(yōu)點(diǎn)（與地表水相比）： 空間分布：地表水僅分布于水文網(wǎng)，地下水分布比較廣泛。 時(shí)間調(diào)節(jié)性：地表水循環(huán)迅速，為了利用它需要筑壩建庫，以進(jìn)行時(shí)間上的調(diào)節(jié)；地下水受含水介質(zhì)的阻滯，循環(huán)速度遠(yuǎn)較地表水緩慢，含水系統(tǒng)為具有天

9、然調(diào)節(jié)能力的地下水庫，地下水的這種時(shí)間上的調(diào)節(jié)性，對于干旱地區(qū)與干旱年份的供水尤為可貴。 水質(zhì)：地表水易受污染；地下水相對不易受污染，水質(zhì)一般較好?？衫眯裕旱乇硭话阈柽M(jìn)行水質(zhì)處理；地下水一般不需進(jìn)行水質(zhì)處理即可利用。4,地下水資源概念的演變在相當(dāng)長的一個(gè)時(shí)期中，人們對地下水的需求量不大，開采地下水的規(guī)模小，地下水總是能夠滿足持續(xù)而穩(wěn)定地供應(yīng)某一定水量的要求。于是，人們在頭腦中把地下水看作是“取之不盡，用之不竭”的，并沒有意識到地下水是一種有限的資源。隨著人口的增長與生產(chǎn)力的發(fā)展，人們對地下水需求的增加，首先是在一些缺乏地表水的干旱半干旱地區(qū)，大量而集中地開采地下水，很快引起區(qū)域性水位下降，

10、出現(xiàn)地下水資源涸竭的現(xiàn)實(shí)威脅。這時(shí)，人們才逐漸認(rèn)識到，地下水是一種數(shù)量有限，值得珍惜的資源，必須查明其數(shù)量，有計(jì)劃地開發(fā)利用。14.2地下水資源的特征1,地下水資源的系統(tǒng)性地表水的系統(tǒng)性比較容易理解。地表水資源總是按水系（或流域）進(jìn)行計(jì)算，并按水系進(jìn)行規(guī)劃利用的。地下水資源發(fā)育于內(nèi)部具有統(tǒng)一水力聯(lián)系、與外界相對隔離的地下含水系統(tǒng)或含水層之中。賦存于含水系統(tǒng)中的地下水具有統(tǒng)一水力聯(lián)系，在其任一部分加入或排除地下水，影響將波及整個(gè)系統(tǒng)。因此，地下含水系統(tǒng)是地下水資源評價(jià)的基本單元，也是地下水管理的基本單元。松散沉積物包含多個(gè)含水層和弱透水層，含水層之間通過弱透水層越流發(fā)生水力聯(lián)系，構(gòu)成具有統(tǒng)一水力

11、聯(lián)系的地下含水系統(tǒng)。通常，淺部含水層水力聯(lián)系密切，隨著深度加大，含水層之間水力聯(lián)系變差。因此，淺部發(fā)育潛水，深部發(fā)育半承壓水。淺部水循環(huán)更新迅速，深層水循環(huán)更新緩慢；開采時(shí)，淺部含水層以疏干方式排水，深部含水層以彈性釋放方式釋水。開采同等水量情況下，深部含水層水位下降幅度明顯大于淺部。基巖中存在多個(gè)含水層和隔水層時(shí)，當(dāng)隔水層厚度較小，構(gòu)造破壞較強(qiáng)，含水層之間水力聯(lián)系較好時(shí)，構(gòu)成具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的地下含水系統(tǒng)；隔水層厚度較大，構(gòu)造作用破壞不明顯時(shí)，各含水層分別構(gòu)成獨(dú)立的系統(tǒng)。地表水資源的評價(jià)：通常按流域，統(tǒng)一評價(jià)及規(guī)劃利用地表水資源。地下水資源也是按系統(tǒng)形成與分布的，這個(gè)系統(tǒng)就是含水層系統(tǒng)。存在

12、于同一含水系統(tǒng)中的水是一個(gè)統(tǒng)一的整體。而某一含水系統(tǒng)作為供水水源利用的地下水資源，原則上等于補(bǔ)給量。地下水資源的評價(jià)：應(yīng)當(dāng)以含水系統(tǒng)為單元，統(tǒng)一評價(jià)及規(guī)劃利用地下水資源。2,地下水資源的可再生性可再生資源-地下水為可再生資源-具有可恢復(fù)性自然資源不可再生資源，如固體礦產(chǎn)資源、石油等地下水資源分為兩類：補(bǔ)給資源及儲存資源，補(bǔ)給資源：參與現(xiàn)代水循環(huán)、不斷更新再生的水量。儲存資源：不參與現(xiàn)代水循環(huán)、不能更新再生的水量。補(bǔ)給資源是地下含水系統(tǒng)能夠不斷供應(yīng)的最大可能水量；補(bǔ)給資源愈大，供水能力愈強(qiáng)。含水系統(tǒng)的補(bǔ)給資源是其多年平均補(bǔ)給量。儲存資源是地質(zhì)歷史時(shí)期形成的水量，消耗一部分就減少一部分，是無法持續(xù)

13、供應(yīng)的水量。補(bǔ)給資源的單位是m3/a,是個(gè)流量概念。儲存資源的單位是m3,是體積。將一個(gè)地下含水系統(tǒng)的儲存資源除以補(bǔ)給資源，得出地下水平均貯留時(shí)間Ta,單位為a；Ta愈大，則地下水“年齡”愈老，交替更新愈慢，可再生能力愈差。平均貯留時(shí)間的倒數(shù)Ta-1,稱為水交替系數(shù)，單位為1/a,即地下含水系統(tǒng)中補(bǔ)給資源與儲存資源的比值。水交替系數(shù)的含義是：地下含水系統(tǒng)中的水量（注意，是水量，而不是水）每年更新的比例。如果水量在一年中更新交替一次（Ta=1a）,則水交替系數(shù)為1;如果10a更新交替一次（Ta=10a）,水交替系數(shù)是0.1;水交替系數(shù)愈大，地下含水系統(tǒng)中資源的更新速度愈快，可再生能力愈強(qiáng)。地下水

14、補(bǔ)給的豐枯程度，可用地下水補(bǔ)給模數(shù)（groundwaterrechargemodulus）表征。補(bǔ)給模數(shù)每年每平方千米地下水補(bǔ)給量（立方米），單位是m3/a?km2。地下水開采強(qiáng)度可用地下水開采模數(shù)（groundwaterexploitationmodulus）表征。地下水開采模數(shù)一一為每年每平方千米開采的地下水量，單位也是m3/a2?km。地下水資源的再生是通過水循環(huán)實(shí)現(xiàn)的。地下水從大氣水與地表水獲得補(bǔ)給，向大氣與地表水排泄。在水文循環(huán)過程中水量不斷再生，水質(zhì)也不斷更新。一個(gè)地區(qū)的降水量-從根本上決定一個(gè)地區(qū)補(bǔ)給量的多少-決定著一個(gè)地區(qū)水資源的多少。潛水參與水文循環(huán)積極，資源具有良好的可恢復(fù)

15、性；承壓水，水的循環(huán)交替較緩慢，水的更新再生較慢，可恢復(fù)性較差。3地下水資源的變動(dòng)性由于自然及人為原因，地下水資源處于不斷變動(dòng)之中。幾個(gè)因素地下水資源處于不斷變動(dòng)自然原因方面，受季風(fēng)氣候控制的我國，大氣降水存在季節(jié)、年際以及多年的周期變化，導(dǎo)致地下水補(bǔ)給資源變動(dòng)。人為原因方面，有幾個(gè)因素影響地下水補(bǔ)給資源變動(dòng)：土地利用方式的改變，城市化進(jìn)程導(dǎo)致的無滲下墊面增多，以及溫室氣體排放導(dǎo)致的全球變化（王長中等，2007;張建云等，2008）。土地利用方式改變影響地下水資源變動(dòng)，主要表現(xiàn)為土地種植方式的變化，隨著作物單產(chǎn)及復(fù)種指數(shù)增大，土壤水消耗增多，降水的更多份額被包氣帶截留，補(bǔ)給地下水的份額減少。隨

16、著城市化進(jìn)程，城鎮(zhèn)、廠礦、道路的無滲化，使降水的更多份額轉(zhuǎn)化為地表水或者直接進(jìn)入排水管網(wǎng)，從而減少地下水補(bǔ)給。溫室氣體排放導(dǎo)致的全球變化，全球氣候變暖將加速大氣環(huán)流和水文循環(huán)過程，引起水資源量及其時(shí)空分布變化加劇，進(jìn)而可能導(dǎo)致水資源短缺問題更加突出、生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)一步惡化、洪澇災(zāi)害威脅更加嚴(yán)重等。4.地下水資源的可調(diào)節(jié)性對供水水源的一個(gè)基本要求是保證經(jīng)常穩(wěn)定地供應(yīng)某一水量（不論豐水年還是枯水年）。地表水，通過修建水庫，將一部分豐水季節(jié)與年份的地表水貯存起來，以供枯水季節(jié)與年份之用，從時(shí)間上調(diào)節(jié)水量。地下水含水系統(tǒng)是具有時(shí)間上調(diào)節(jié)水量功能的天然的“地下水庫”。利用有利的地質(zhì)結(jié)構(gòu)蓄存地下水，或利用

17、含水介質(zhì)滯留水。含水系統(tǒng)的貯存水量可維持枯水季節(jié)或年份的供水，并在豐水季節(jié)得到補(bǔ)償。含水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力取決于滯留水量的能力，一般上層滯水調(diào)節(jié)能力差；潛水含水層通常厚度不大，儲存水量有限，一般只有年內(nèi)或隔年調(diào)節(jié)能力，遇到連續(xù)干旱缺水，供水往往難以保證；承壓含水層厚度通常較大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)也有利于蓄存水量，常具多年調(diào)節(jié)功能。14.3地下水資源的分類及其供水意義1,地下水資源分類補(bǔ)給資源：經(jīng)常與外界交換的水量地下水資源（可以恢復(fù)再生的水量）儲存資源：保持于含水系統(tǒng)中的水量（地質(zhì)歷史時(shí)期積累保存下來的水量）補(bǔ)給資源量（補(bǔ)給量）-含水系統(tǒng)的地下水多年平均年補(bǔ)給量為其補(bǔ)給資源量（m3/a）o儲存資源量（儲存量

18、，靜儲量）-含水系統(tǒng)地下水多年平均低水位以下的重力水體積為其儲存資源量（m3）o允許開采量-就是用合理的取水工程能從含水層中取得出來，還不會(huì)引起一切不良后果的最大出水量（m3/d或m3/h）。作為供水水源的含水系統(tǒng)，必須同時(shí)有一定數(shù)量的補(bǔ)給資源與儲存資源，補(bǔ)給資源可以保持供水的長期持續(xù)，儲存資源則保證供水的均衡穩(wěn)定。2,地下水儲存資源及其供水意義在正常供水中，被消耗利用的水量乃是其補(bǔ)給量，并不消耗儲存資源。在干旱季節(jié)與年份可動(dòng)用部分儲存資源，以調(diào)節(jié)供水水量，被動(dòng)用的儲存資源，原則上應(yīng)當(dāng)在一定時(shí)期內(nèi)予以補(bǔ)償，這樣才能經(jīng)常保持含水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力，長期保證供水的均衡穩(wěn)定（調(diào)節(jié)供水水量或調(diào)節(jié)平衡）。如

19、果得不到補(bǔ)償，就會(huì)造成地下水位下降，地面沉降，水質(zhì)惡化等環(huán)境問題。儲存資源作用使用要求：保持一定的含水層厚度，從而保證取水建筑物（井、鉆孔等）具有一定的出水能力，對于補(bǔ)給資源較為豐富而含水層薄的淺層地下水，此點(diǎn)尤為重要；含水系統(tǒng)獲得的補(bǔ)給量在時(shí)間上不穩(wěn)定，存在季節(jié)變化和年際變化，因此，在補(bǔ)給不足的季節(jié)與年份，為了保證穩(wěn)定供水，必須動(dòng)用儲存資源以資調(diào)節(jié)；對于今后有望獲得替代性穩(wěn)定供水來源（例如，從外部調(diào)水）的情況下，在不損害生態(tài)環(huán)境的前提下，可以在一定時(shí)期內(nèi)借用儲存資源供水；作為非常時(shí)期的戰(zhàn)略后備應(yīng)急水源，應(yīng)對特殊情況。儲存資源對于保持巖土體應(yīng)力平衡，保持地下水天然流場，以及維護(hù)依賴于地下水的生

20、態(tài)系統(tǒng)，均有重要意義。借用儲存資源，也將付出技術(shù)經(jīng)濟(jì)乃至生態(tài)環(huán)境的代價(jià)：由于消耗儲存資源，地下水位降低，導(dǎo)致提水成本增加；孔隙含水系統(tǒng)淺部儲存資源的消耗，導(dǎo)致地下水位降低，使依賴于地下水的生態(tài)系統(tǒng)退化乃至消失，引發(fā)土地沙漠化等；孔隙含水系統(tǒng)深部儲存資源的消耗，使粘性土層塑性壓密（粘性土壓密屬于消耗不可恢復(fù)的儲存資源，一旦消耗，不可逆轉(zhuǎn)），將引發(fā)地面沉降、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害；由于借用儲存資源改變地下水一地表水關(guān)系，導(dǎo)致依賴于地表水的生態(tài)系統(tǒng)退化；借用儲存資源改變地下水流場，導(dǎo)致海水或咸水入侵淡水含水層。3.地下水補(bǔ)給資源及供水意義補(bǔ)給資源是一個(gè)含水系統(tǒng)的可再生資源量；開采量不超過補(bǔ)給資源量，可以避

21、免地下水資源耗竭；因此，人們曾經(jīng)認(rèn)為，開采量不超過補(bǔ)給資源量，就是合理的開采量?；诳沙掷m(xù)發(fā)展理念，不但必須保證水資源的永續(xù)利用，還要保證生態(tài)環(huán)境的永續(xù)優(yōu)化，避免開發(fā)地下水引起的地質(zhì)災(zāi)害，因此，含水系統(tǒng)的開采量小于補(bǔ)給資源，只是必要條件，而不是充分條件。當(dāng)開發(fā)補(bǔ)給資源會(huì)導(dǎo)致不可承受的生態(tài)環(huán)境損害時(shí)，這種情況下，補(bǔ)給資源屬于不可利用的地下水資源。例如，孔隙含水系統(tǒng)深層地下水，補(bǔ)給資源很小，具有半承壓水的特征，彈性給水度很小，開發(fā)時(shí)容易造成大范圍深層地下水降落漏斗，引起地面沉降、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害；因此，從可持續(xù)發(fā)展理念出發(fā)，孔隙含水系統(tǒng)深層地下水補(bǔ)給資源，屬于不可利用的地下水資源。補(bǔ)給資源保證著作

22、為供水水源所能長期持續(xù)提供的水量(保證供水的長期持續(xù)性)。開采條件下補(bǔ)給量可能發(fā)生變化，如：地下水位下降時(shí)，地表水補(bǔ)給地下水的量會(huì)增加；地下水位下降時(shí)包氣帶變厚，地下水補(bǔ)給量減少。4補(bǔ)給資源評價(jià)方法補(bǔ)給資源可以利用降水入滲系數(shù)、水均衡法、數(shù)學(xué)模擬、同位素技術(shù)、化學(xué)元素和基流分割等方法求取。以往的地下水資源評價(jià)廣泛采用數(shù)值模擬方法。通過調(diào)試參數(shù)，數(shù)值模擬結(jié)果與地下水動(dòng)態(tài)觀測資料擬合，作為判別數(shù)學(xué)模型是否正確的主要依據(jù)。但是，參數(shù)調(diào)試具有很大自由度，數(shù)值模擬得出的并非唯一解。多種方法結(jié)合，尤其是將數(shù)值模擬與同位素技術(shù)結(jié)合，求取補(bǔ)給資源，更為可信。利用同位素技術(shù)定年，獲得地下水平均貯留時(shí)間，與數(shù)值模

23、擬結(jié)果校核，可以得到更為可靠的結(jié)果。14.4地下水可持續(xù)開采量的含義與評價(jià)方法探討地下水資源評價(jià)的最終目的，在于確定地下含水系統(tǒng)的合理開采量。隨著地下水開發(fā)加強(qiáng)，人們對于地下水資源的認(rèn)識不斷提高，“合理”開采量的含義不斷改變，當(dāng)前普遍接受的觀點(diǎn)是，可持續(xù)開采量(sustainableyield)才是“合理”的開采量。1.可持續(xù)開采量的由來與含義遠(yuǎn)古的人們利用地下水天然露頭一一泉作為供水水源，大致在新石器時(shí)代早期，開始打井取水，進(jìn)入水文地質(zhì)學(xué)的萌芽時(shí)期。那時(shí)，人們認(rèn)為地下水是“取之不盡，用之不竭”的，并沒有地下水資源的概念。1915年，Lee提出安全開采量的概念。1925年，經(jīng)Meinzer等補(bǔ)

24、充完善，有了比較完整的含義。2007年，王長中等人提出，安全開采量，即在經(jīng)濟(jì)、合法、不破壞原來水質(zhì)、不產(chǎn)生不良環(huán)境后果的前提下，可以從含水系統(tǒng)中開采的水量。意味著人們開始認(rèn)識到，一個(gè)地下含水系統(tǒng)可以開發(fā)利用的水量是有限的，地下水資源的概念從此形成。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的提出，Sophocleous等指出，安全開采量是一個(gè)有缺陷的概念，建議采用可持續(xù)開采量替代。地下水補(bǔ)給量的一部分，需要用來維護(hù)河流、泉、濕地以及依賴于地下水的生態(tài)系統(tǒng)的水量和水質(zhì)，因此，可持續(xù)開采量將顯著小于地下含水系統(tǒng)的補(bǔ)給量。與安全開采量相比較，可持續(xù)開采量突出了維護(hù)生態(tài)環(huán)境的需求，兼顧資源的永續(xù)利用及良性生態(tài)環(huán)境的永續(xù)維護(hù)，

25、體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的要求。與安全開采量相比較，可持續(xù)開采量不但考慮地下水本身的質(zhì)量平衡，還考慮地下水與相關(guān)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。參考Sophocleous（2000）S王長中等（2007）的觀點(diǎn)，暫且將可持續(xù)開采量定義如下：可持續(xù)開采量一一是資源及生態(tài)環(huán)境承載力允許條件下可以永續(xù)開采的水量?？沙掷m(xù)開采量，是在滿足生態(tài)環(huán)境永續(xù)性良性維護(hù)以及地下水資源永續(xù)利用前提下，含水系統(tǒng)中允許開發(fā)利用的可再生水量的一部分，其數(shù)量具有不確定性和動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)。2可持續(xù)開采量評價(jià)原理探討迄今為止，還沒有成熟的可持續(xù)開采量評價(jià)方法。瓶頸在于，如何確定地下水直接支撐的生態(tài)系統(tǒng)需水量，如何確定由地下水基流維護(hù)的地表水生態(tài)

26、需水量。開采地下水，實(shí)質(zhì)上就是用人工排泄取代部分或全部原來的天然排泄。有時(shí),開采地下水還可能導(dǎo)致地表水由接受地下水補(bǔ)給而轉(zhuǎn)為補(bǔ)給地下水。地下水含水系統(tǒng)的開采量超過補(bǔ)給資源時(shí)，必將消耗儲存資源，引起地下水水位下降、地表水基流減少乃至消失等，進(jìn)而損害直接及間接依賴于地下水的生態(tài)系統(tǒng)。然而，即使地下含水系統(tǒng)的開采量等于或小于補(bǔ)給資源時(shí)，也會(huì)消耗儲存資源，從而損害地下水直接及間接支撐的生態(tài)系統(tǒng)。只要開采地下水，就無法避免儲存資源的消耗。開采初期，尚未影響到補(bǔ)給與排泄邊界時(shí)，消耗的全是儲存資源；只有當(dāng)開采影響達(dá)到補(bǔ)給和排泄邊界，使得排泄減量和補(bǔ)給增量與開采量平衡時(shí)，才有可能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)開采量大于補(bǔ)給

27、資源時(shí)，儲存資源將持續(xù)消耗（陳崇希，1983;Frans等，2005;王旭升等，2005）。由此可見，認(rèn)為只有當(dāng)開采量大于補(bǔ)給資源才是超采，是不正確，如此定義的“超采”，不能用來指導(dǎo)地下水合理開發(fā)。不同的地下水開采動(dòng)態(tài)引起的生態(tài)效應(yīng)不同。城鎮(zhèn)廠礦供水時(shí)，地下水開采動(dòng)態(tài)相對穩(wěn)定，旱季需要?jiǎng)佑貌糠謨Υ尜Y源，地下水位下降有可能損害地下水直接及間接支撐的生態(tài)系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)供水時(shí)，旱季集中開采地下水，地下水位達(dá)到最低值，不但增加了地下水直接支撐的生態(tài)系統(tǒng)的損害風(fēng)險(xiǎn)，而且，在地表水最需要基流補(bǔ)給以維護(hù)有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，減少基流供應(yīng)，甚至奪取地表水枯季水量，使得間接依賴于地下水的生態(tài)系統(tǒng)受到更大損害。尋求可持續(xù)開

28、采量的評價(jià)方法，需要建立整合地下水、地表水、氣候、土地利用和生態(tài)系統(tǒng)等為一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，采用數(shù)值模擬、地球化學(xué)和同位素方法相結(jié)合，以遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)方法為支撐，尋求多目標(biāo)多約束下的求解。為此，需要完善地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測網(wǎng)以及生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測。14.5水資源管理及地下水資源管理水資源管理以及地下水資源管理，是涉及科學(xué)技術(shù)及人文社會(huì)多學(xué)科交叉的復(fù)雜課題，在此，僅就某些原則略作討論。水資源發(fā)育具有自然流域特性；水資源不僅是社會(huì)生活生產(chǎn)資料，還是生態(tài)環(huán)境不可缺少的要素，因此，水資源具有多重功能，不同用戶對水資源利用的要求相互沖突。有限的水資源與無限的需求，是一個(gè)長期存在而不斷擴(kuò)大的矛盾；所有這些，決定

29、著水資源管理的復(fù)雜性。水資源管理需要遵循以下原則：1）水資源管理的終極目標(biāo)是：實(shí)現(xiàn)水資源永續(xù)利用，實(shí)觀良性生態(tài)環(huán)境的永續(xù)性維護(hù)，支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。2）水資源必須以流域?yàn)閱卧?，?shí)行地表水和地下水一體化管理。3）鑒于水資源的稀缺以及水資源供求矛盾的激化，必須摒棄傳統(tǒng)的“按求供應(yīng)”，代之以“按供應(yīng)求”。4）節(jié)流為主.節(jié)流開源并舉.是水資源管理的方向。5）水資源體制、政策法規(guī)及能力建設(shè)是實(shí)現(xiàn)水資源管理目標(biāo)的關(guān)鍵。當(dāng)前，與發(fā)達(dá)國家比較，我國的決策者及公眾對水的稀缺性以及生態(tài)環(huán)境價(jià)值認(rèn)識不足，水資源管理水平還比較低，水資源管理體制沒有理順，水資源法規(guī)不夠健全，水資源浪費(fèi)與水質(zhì)污染尚未得到有效控制，推動(dòng)節(jié)約用水尚缺乏有效的激勵(lì)機(jī)制。我國節(jié)約用水的潛力很大。例如，我國農(nóng)業(yè)用水占總用水