地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)

1、專門(mén)水文地質(zhì)學(xué)專門(mén)水文地質(zhì)學(xué)（水文地質(zhì)勘察）（水文地質(zhì)勘察）主講教師：張衛(wèi)民主講教師：張衛(wèi)民2010年年 學(xué)位課程學(xué)位課程第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 地下水資源評(píng)價(jià)包括地下水資源評(píng)價(jià)包括地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)和地下地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)和地下水水量評(píng)價(jià)水水量評(píng)價(jià)兩個(gè)方面。前章已經(jīng)講了兩個(gè)方面。前章已經(jīng)講了地下水水質(zhì)地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)，本章主要介紹，本章主要介紹地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算

2、方法 3 地下水資源評(píng)價(jià)地下水資源評(píng)價(jià) 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類 一、地下水資源的特點(diǎn)一、地下水資源的特點(diǎn) 地下水資源，既不同于固體礦產(chǎn)資源，也不同于地表水地下水資源，既不同于固體礦產(chǎn)資源，也不同于地表水資源，有它自己的特點(diǎn)。可以概括為資源，有它自己的特點(diǎn)?？梢愿爬橄到y(tǒng)性、流動(dòng)性、可系統(tǒng)性、流動(dòng)性、可恢復(fù)性、可調(diào)節(jié)性恢復(fù)性、可調(diào)節(jié)性等四個(gè)方面的特點(diǎn)。等四個(gè)方面的特點(diǎn)。 1、系統(tǒng)性、系統(tǒng)性 所謂系統(tǒng)性，是指由一定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)組織而成的、具有所謂系統(tǒng)性，是指由一定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)組織而成的、具有密切水力聯(lián)系的統(tǒng)一

3、整體。密切水力聯(lián)系的統(tǒng)一整體。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類一、地下水資源的特點(diǎn)一、地下水資源的特點(diǎn)1、系統(tǒng)性、系統(tǒng)性人類對(duì)地下水資源的認(rèn)識(shí)從人類對(duì)地下水資源的認(rèn)識(shí)從水井水井( (水源地水源地) )評(píng)價(jià)發(fā)展到評(píng)價(jià)發(fā)展到含水層、含水巖組，直到含水系統(tǒng)整體評(píng)價(jià)含水層、含水巖組，直到含水系統(tǒng)整體評(píng)價(jià)。 過(guò)去，人們把具有密切水力聯(lián)系的統(tǒng)一整體，人為分過(guò)去，人們把具有密切水力聯(lián)系的統(tǒng)一整體，人為分割為相互獨(dú)立的割為相互獨(dú)立的含水層或單元含水層或單元，分別進(jìn)行水量、水質(zhì)的評(píng)，分別進(jìn)行水量、水質(zhì)的評(píng)價(jià)，并用這種評(píng)價(jià)結(jié)果指

4、導(dǎo)地下水資源的開(kāi)發(fā)利用，結(jié)果價(jià)，并用這種評(píng)價(jià)結(jié)果指導(dǎo)地下水資源的開(kāi)發(fā)利用，結(jié)果導(dǎo)致各地爭(zhēng)水、水質(zhì)惡化、環(huán)境質(zhì)量日趨下降。導(dǎo)致各地爭(zhēng)水、水質(zhì)惡化、環(huán)境質(zhì)量日趨下降。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類一、地下水資源的特點(diǎn)一、地下水資源的特點(diǎn)2、流動(dòng)性、流動(dòng)性 地下水資源是流體，在地下水資源是流體，在補(bǔ)給、徑流、排泄補(bǔ)給、徑流、排泄的過(guò)程中，的過(guò)程中，不斷循環(huán)流動(dòng)，因此地下水資源是不斷循環(huán)流動(dòng)，因此地下水資源是動(dòng)態(tài)資源動(dòng)態(tài)資源。地下水資源。地下水資源的數(shù)量和質(zhì)量隨外界條件變化而變化。的數(shù)量和質(zhì)量隨外界條件變化而變化。

5、在任一地點(diǎn)獲取的地下水量，都是以在任一地點(diǎn)獲取的地下水量，都是以周圍地段甚至整周圍地段甚至整個(gè)系統(tǒng)的水量個(gè)系統(tǒng)的水量為代價(jià)的。為代價(jià)的。那種將流經(jīng)本地區(qū)那種將流經(jīng)本地區(qū)(段段)的地下水的地下水視為已有的資源觀，顯然違背了水資源流動(dòng)性這一客觀事視為已有的資源觀，顯然違背了水資源流動(dòng)性這一客觀事實(shí)實(shí) 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類一、地下水資源的特點(diǎn)一、地下水資源的特點(diǎn)3、可恢復(fù)性、可恢復(fù)性 又稱為可再生性又稱為可再生性。地下水始終處于流動(dòng)狀態(tài)，在不斷。地下水始終處于流動(dòng)狀態(tài)，在不斷接受外界水量和溶質(zhì)補(bǔ)充的同時(shí)，

6、也將系統(tǒng)內(nèi)部水量連同接受外界水量和溶質(zhì)補(bǔ)充的同時(shí)，也將系統(tǒng)內(nèi)部水量連同水中所含的物質(zhì)排泄出去。水中所含的物質(zhì)排泄出去。在天然條件下在天然條件下，補(bǔ)、排水量在多年間可以大體平衡，補(bǔ)、排水量在多年間可以大體平衡，各地段水量和水質(zhì)保持相對(duì)穩(wěn)定。各地段水量和水質(zhì)保持相對(duì)穩(wěn)定。在地下水開(kāi)發(fā)利用過(guò)程在地下水開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中中，如果系統(tǒng)排出的水量不超過(guò)某一特定值，則大部分水，如果系統(tǒng)排出的水量不超過(guò)某一特定值，則大部分水量可以通過(guò)外界的補(bǔ)給得到補(bǔ)償。量可以通過(guò)外界的補(bǔ)給得到補(bǔ)償。 地下水資源的地下水資源的可恢復(fù)性可恢復(fù)性是地下水資源是地下水資源可持續(xù)利用可持續(xù)利用的保的保證。證。 第九章第九章 地下水資源量的

7、計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類一、地下水資源的特點(diǎn)一、地下水資源的特點(diǎn)4、可調(diào)節(jié)性、可調(diào)節(jié)性 調(diào)節(jié)性主要是針對(duì)調(diào)節(jié)性主要是針對(duì)水量水量而言，指地下水在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的作而言，指地下水在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的作用下，使用下，使不連續(xù)的降水和水量輸入變?yōu)橄鄬?duì)連續(xù)、均勻輸不連續(xù)的降水和水量輸入變?yōu)橄鄬?duì)連續(xù)、均勻輸出出的這種自然特性。的這種自然特性。一般來(lái)說(shuō)，地表水系統(tǒng)的水量調(diào)節(jié)能力較差，水量、一般來(lái)說(shuō)，地表水系統(tǒng)的水量調(diào)節(jié)能力較差，水量、水位的動(dòng)態(tài)變化與降水過(guò)程極為密切，滯后、延遲效應(yīng)均水位的動(dòng)態(tài)變化與降水過(guò)程極為密切，滯后、延遲效應(yīng)均不明顯，獲得的降水補(bǔ)給量

8、可以快速地排出不明顯，獲得的降水補(bǔ)給量可以快速地排出。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類一、地下水資源的特點(diǎn)一、地下水資源的特點(diǎn)4、調(diào)節(jié)性、調(diào)節(jié)性 與地表水相比，地下水更具有調(diào)節(jié)性。與地表水相比，地下水更具有調(diào)節(jié)性。集中的降水補(bǔ)給集中的降水補(bǔ)給可積蓄在季節(jié)變動(dòng)帶中，然后緩慢釋放，緩慢徑流的路程可積蓄在季節(jié)變動(dòng)帶中，然后緩慢釋放，緩慢徑流的路程效應(yīng)可平抑各處來(lái)水的波動(dòng)，效應(yīng)可平抑各處來(lái)水的波動(dòng)，發(fā)揮削峰填谷發(fā)揮削峰填谷的作用。的作用。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水

9、資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類一、地下水資源的特點(diǎn)一、地下水資源的特點(diǎn)小結(jié)小結(jié) 1 1、系統(tǒng)性、系統(tǒng)性2 2、流動(dòng)性、流動(dòng)性3 3、可恢復(fù)性、可恢復(fù)性4 4、可調(diào)節(jié)性、可調(diào)節(jié)性 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 20世紀(jì)世紀(jì)70年代以前，我國(guó)采用前蘇聯(lián)的地下水儲(chǔ)量分類，即分為年代以前，我國(guó)采用前蘇聯(lián)的地下水儲(chǔ)量分類，即分為動(dòng)儲(chǔ)量、靜儲(chǔ)量、調(diào)節(jié)儲(chǔ)量和開(kāi)采儲(chǔ)量動(dòng)儲(chǔ)量、靜儲(chǔ)量、調(diào)節(jié)儲(chǔ)量和開(kāi)采儲(chǔ)量四類。四類。 動(dòng)儲(chǔ)量：動(dòng)儲(chǔ)量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流經(jīng)含水層（帶）橫斷面的地下水體積，

10、即地單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)含水層（帶）橫斷面的地下水體積，即地下水的天然徑流量；下水的天然徑流量； 靜儲(chǔ)量：靜儲(chǔ)量：地下水位年變動(dòng)帶以下含水層（帶）中儲(chǔ)存的重力水體積；地下水位年變動(dòng)帶以下含水層（帶）中儲(chǔ)存的重力水體積； 調(diào)節(jié)儲(chǔ)量：調(diào)節(jié)儲(chǔ)量：地下水位年變動(dòng)帶內(nèi)重力水的體積；地下水位年變動(dòng)帶內(nèi)重力水的體積； 開(kāi)采儲(chǔ)量：開(kāi)采儲(chǔ)量：用技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的取水工程，能從含水層中取出的水量，用技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的取水工程，能從含水層中取出的水量，并要求開(kāi)采期內(nèi)不發(fā)生水量減少、水質(zhì)惡化等不良后果。并要求開(kāi)采期內(nèi)不發(fā)生水量減少、水質(zhì)惡化等不良后果。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資

11、源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代后期，我國(guó)提出了自己的地下水資源分類，年代后期，我國(guó)提出了自己的地下水資源分類，該方案于于該方案于于19891989年由國(guó)家計(jì)劃委員會(huì)正式批準(zhǔn)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)年由國(guó)家計(jì)劃委員會(huì)正式批準(zhǔn)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)( (GBJ27-88GBJ27-88) )。 中華人民共和國(guó)建設(shè)部于中華人民共和國(guó)建設(shè)部于20012001年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)供水供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范水文地質(zhì)勘察規(guī)范( (GB50027-2001GB50027-2001) )中仍執(zhí)行該方案。中仍執(zhí)行該方案。 該方案將地下水資源劃分為該方案將

12、地下水資源劃分為補(bǔ)給量、儲(chǔ)存量和允許開(kāi)采補(bǔ)給量、儲(chǔ)存量和允許開(kāi)采量量三類：三類： 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 1 1、補(bǔ)給量、補(bǔ)給量指天然狀態(tài)或開(kāi)采條件下，單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)各種途指天然狀態(tài)或開(kāi)采條件下，單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)各種途徑進(jìn)入含水層（或含水系統(tǒng)）的水量。徑進(jìn)入含水層（或含水系統(tǒng)）的水量。一般包括一般包括地下水徑流補(bǔ)給量、大氣降水的入滲補(bǔ)給量、地下水徑流補(bǔ)給量、大氣降水的入滲補(bǔ)給量、地表水的入滲補(bǔ)給量、越流補(bǔ)給量和人工補(bǔ)給量地表水的入滲補(bǔ)給量、越流補(bǔ)給量和人工補(bǔ)給

13、量等。等。 2 2、儲(chǔ)存量、儲(chǔ)存量 指地下水在補(bǔ)給與排泄過(guò)程中，某一時(shí)間段內(nèi)在含水指地下水在補(bǔ)給與排泄過(guò)程中，某一時(shí)間段內(nèi)在含水層層（或含水系統(tǒng)）（或含水系統(tǒng)）中儲(chǔ)存的重力水體積。中儲(chǔ)存的重力水體積。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 2 2、儲(chǔ)存量、儲(chǔ)存量 在潛水含水層中在潛水含水層中，儲(chǔ)存量的變化主要反映為水體積的改變，儲(chǔ)存量的變化主要反映為水體積的改變，稱為稱為體（容）積儲(chǔ)存量體（容）積儲(chǔ)存量，可用下式計(jì)算：，可用下式計(jì)算： W = W = F F h h 式中式中

14、：W地下水的儲(chǔ)存量地下水的儲(chǔ)存量(m(m3 3) )； 含水層的給水度；含水層的給水度； F潛水含水層的面積潛水含水層的面積(m(m2 2) )； h潛水含水層的厚度潛水含水層的厚度(m)(m) 。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 2 2、儲(chǔ)存量、儲(chǔ)存量 在承壓含水層中在承壓含水層中，壓力水頭的變化主要反映彈性水的釋，壓力水頭的變化主要反映彈性水的釋放，稱為放，稱為彈性儲(chǔ)存量彈性儲(chǔ)存量，可按下式計(jì)算：，可按下式計(jì)算：W W彈彈* *F F h h 式中：式中：W W彈彈承

15、壓水的彈性儲(chǔ)存承壓水的彈性儲(chǔ)存量量(m(m3 3) )； * *貯水貯水( (或釋水或釋水) )系數(shù)；系數(shù)； F F 承壓含水層的面積承壓含水層的面積(m(m2 2) )； h h 承壓含水層自頂板算起的壓力水頭高度承壓含水層自頂板算起的壓力水頭高度(m)(m)。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 3 3、允許開(kāi)采量、允許開(kāi)采量 又稱可開(kāi)采量，又稱可開(kāi)采量，指通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的取水構(gòu)筑物，在指通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的取水構(gòu)筑物，在整個(gè)開(kāi)采期內(nèi)出水量不會(huì)減少，動(dòng)水位不超過(guò)設(shè)計(jì)要求

16、，整個(gè)開(kāi)采期內(nèi)出水量不會(huì)減少，動(dòng)水位不超過(guò)設(shè)計(jì)要求，水質(zhì)和水溫變化在允許范圍內(nèi)，不影響已建水源地正常開(kāi)水質(zhì)和水溫變化在允許范圍內(nèi)，不影響已建水源地正常開(kāi)采，不發(fā)生危害性環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象等前題下，單位時(shí)間內(nèi)從采，不發(fā)生危害性環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象等前題下，單位時(shí)間內(nèi)從含水系統(tǒng)或取水地段中能夠取得的水量。含水系統(tǒng)或取水地段中能夠取得的水量。 簡(jiǎn)言之，簡(jiǎn)言之，允許開(kāi)采量就是用合理的取水工程，能從含允許開(kāi)采量就是用合理的取水工程，能從含水系統(tǒng)或取水地段中取得出來(lái)，但不會(huì)引起一切不良后果水系統(tǒng)或取水地段中取得出來(lái)，但不會(huì)引起一切不良后果的最大出水量。的最大出水量。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的

17、計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 4 4、允許開(kāi)采量的組成、允許開(kāi)采量的組成（1）允許開(kāi)采量與開(kāi)采量的關(guān)系）允許開(kāi)采量與開(kāi)采量的關(guān)系允許開(kāi)采量與開(kāi)采量是不同的概念允許開(kāi)采量與開(kāi)采量是不同的概念。開(kāi)采量是指目前正開(kāi)采量是指目前正在開(kāi)采的水量或預(yù)計(jì)開(kāi)采量，它只反映了取水工程的產(chǎn)水在開(kāi)采的水量或預(yù)計(jì)開(kāi)采量，它只反映了取水工程的產(chǎn)水能力能力。開(kāi)采量不應(yīng)大于允許開(kāi)采量；否則，會(huì)引起不良后。開(kāi)采量不應(yīng)大于允許開(kāi)采量；否則，會(huì)引起不良后果果。 允許開(kāi)采量的大小取決于允許開(kāi)采量的大小取決于地下水的補(bǔ)給量和儲(chǔ)存量地下水的補(bǔ)給量和儲(chǔ)存量的大的

18、大小，同時(shí)還受技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制。小，同時(shí)還受技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的限制。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 4 4、允許開(kāi)采量的組成允許開(kāi)采量的組成（2 2）允許開(kāi)采量的組成允許開(kāi)采量的組成地下水在開(kāi)采以前，地下水在開(kāi)采以前，雨季補(bǔ)給量大于消耗量，含水層內(nèi)雨季補(bǔ)給量大于消耗量，含水層內(nèi)儲(chǔ)存量增加，水位抬高，流速增大；雨季過(guò)后，消耗量大儲(chǔ)存量增加，水位抬高，流速增大；雨季過(guò)后，消耗量大于補(bǔ)給量，儲(chǔ)存量減少，水位下降，流速減小。于補(bǔ)給量，儲(chǔ)存量減少，水位下降，流速減小。從一個(gè)周期的

19、時(shí)間來(lái)看，這段時(shí)間的總補(bǔ)給量和總消耗從一個(gè)周期的時(shí)間來(lái)看，這段時(shí)間的總補(bǔ)給量和總消耗量是接近相等的，量是接近相等的，即即Q Q補(bǔ)補(bǔ)Q Q排排。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 4 4、允許開(kāi)采量的組成、允許開(kāi)采量的組成（2 2）允許開(kāi)采量的組成允許開(kāi)采量的組成在人工開(kāi)采地下水時(shí)，在人工開(kāi)采地下水時(shí)，天然排泄量減少，補(bǔ)給量增加，即天然排泄量減少，補(bǔ)給量增加，即為為補(bǔ)給增量補(bǔ)給增量。在開(kāi)采狀態(tài)下，可以用下面水均衡方程表示：。在開(kāi)采狀態(tài)下，可以用下面水均衡方程表示： （Q Q

20、補(bǔ)補(bǔ) + Q+ Q補(bǔ)補(bǔ)）（）（Q Q排排QQ排排）Q Q開(kāi)開(kāi) F Fh/th/t式中：式中：Q Q補(bǔ)補(bǔ)開(kāi)采前的天然補(bǔ)給量（開(kāi)采前的天然補(bǔ)給量（m m3 3d d）；）； QQ補(bǔ)補(bǔ)開(kāi)采時(shí)的補(bǔ)給增量（開(kāi)采時(shí)的補(bǔ)給增量（m m3 3d d）；）； Q Q排排開(kāi)采前的天然排泄量開(kāi)采前的天然排泄量(m(m3 3d)d)； QQ排排開(kāi)采時(shí)天然排泄量減少值（開(kāi)采時(shí)天然排泄量減少值（m m3 3d d）；）； Q Q開(kāi)開(kāi)人工開(kāi)采量（人工開(kāi)采量（m m3 3d d）；）；第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地

21、下水資源的分類 4 4、允許開(kāi)采量的組成、允許開(kāi)采量的組成（2 2）允許開(kāi)采量的組成允許開(kāi)采量的組成在開(kāi)采狀態(tài)下，可以用下面水均衡方程表示：在開(kāi)采狀態(tài)下，可以用下面水均衡方程表示： （Q Q補(bǔ)補(bǔ) + Q+ Q補(bǔ)補(bǔ)）（Q Q排排QQ排排）Q Q開(kāi)開(kāi) F Fh/th/t式中：式中：含水層的給水度；含水層的給水度； F F開(kāi)采時(shí)引起水位下降的面積（開(kāi)采時(shí)引起水位下降的面積（m m2 2）； tt 開(kāi)采時(shí)間（開(kāi)采時(shí)間（d d）；）； hh在在tt時(shí)間段內(nèi)開(kāi)采影響范圍內(nèi)的平均水位時(shí)間段內(nèi)開(kāi)采影響范圍內(nèi)的平均水位降（降（m m）。）。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1

22、 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 4 4、允許開(kāi)采量的組成、允許開(kāi)采量的組成（2 2）允許開(kāi)采量的組成允許開(kāi)采量的組成由于天然補(bǔ)給量與天然排泄量近似相等，即由于天然補(bǔ)給量與天然排泄量近似相等，即Q Q補(bǔ)補(bǔ)QQ排排，并且開(kāi)采量在數(shù)值上已接近或等于允許開(kāi)采量，所以：并且開(kāi)采量在數(shù)值上已接近或等于允許開(kāi)采量，所以： Q Q允允開(kāi)開(kāi) QQ補(bǔ)補(bǔ) +Q+Q排排 + + F Fh/th/t 這個(gè)方程表明，這個(gè)方程表明，允許開(kāi)采量允許開(kāi)采量實(shí)質(zhì)上是由三部分組成的：實(shí)質(zhì)上是由三部分組成的： 1 1）增加的補(bǔ)給）增加的補(bǔ)給量（量（QQ補(bǔ)補(bǔ)），），可稱為開(kāi)采奪取

23、量；可稱為開(kāi)采奪取量； 2）減少的天然排泄量（）減少的天然排泄量（Q排），排），可稱為開(kāi)采截取量；可稱為開(kāi)采截取量； 3）可動(dòng)用的儲(chǔ)存量（）可動(dòng)用的儲(chǔ)存量（Fh/t）。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類二、地下水資源的分類二、地下水資源的分類 小結(jié)小結(jié)1 1、補(bǔ)給量、補(bǔ)給量2 2、儲(chǔ)存量、儲(chǔ)存量3 3、允許開(kāi)采量、允許開(kāi)采量 4 4、允許開(kāi)采量的組成、允許開(kāi)采量的組成第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 1 地下水資源的特點(diǎn)及分類地下水資源的特點(diǎn)及分類 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下

24、水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法 3 地下水資源評(píng)價(jià)地下水資源評(píng)價(jià) 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法 計(jì)算地下水的允許開(kāi)采量是計(jì)算地下水的允許開(kāi)采量是地下水資源評(píng)價(jià)的核心問(wèn)題地下水資源評(píng)價(jià)的核心問(wèn)題。計(jì)算允許開(kāi)采量的方法，也稱為地下水資源評(píng)價(jià)方法。計(jì)算允許開(kāi)采量的方法，也稱為地下水資源評(píng)價(jià)方法。由于各地水文地質(zhì)條件的差異，已有資料詳細(xì)程度不同，由于各地水文地質(zhì)條件的差異，已有資料詳細(xì)程度不同，以及對(duì)計(jì)算成果要求的精度不同，可以采用不同的計(jì)算方法。以及對(duì)計(jì)算成果要求的精度不同，可以采用不同的計(jì)算方法。 目前應(yīng)用較廣

25、泛的計(jì)算方法主要有目前應(yīng)用較廣泛的計(jì)算方法主要有水量均衡法、解析法、水量均衡法、解析法、數(shù)值法、相關(guān)外推法、開(kāi)采抽水法和數(shù)值法、相關(guān)外推法、開(kāi)采抽水法和“黑箱法黑箱法”等。等。 為了保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，在實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)為了保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，在實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)資料資料情況、評(píng)價(jià)的目的和計(jì)算方法的適用范圍情況、評(píng)價(jià)的目的和計(jì)算方法的適用范圍選用多種方法計(jì)算，選用多種方法計(jì)算，以便進(jìn)行比較、驗(yàn)證。以便進(jìn)行比較、驗(yàn)證。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法 1 1、基本原理、基本

26、原理 水量均衡法是水量計(jì)算中最常用、最基本的方法。一個(gè)水量均衡法是水量計(jì)算中最常用、最基本的方法。一個(gè)均衡區(qū)內(nèi)的均衡區(qū)內(nèi)的含水層系統(tǒng)含水層系統(tǒng)，在任一時(shí)段，在任一時(shí)段t內(nèi)內(nèi)補(bǔ)給量與排泄量補(bǔ)給量與排泄量之差，恒等于此含水層系統(tǒng)中水體積的變化量之差，恒等于此含水層系統(tǒng)中水體積的變化量。據(jù)此可以。據(jù)此可以建立水均衡方程式：建立水均衡方程式： Q補(bǔ)補(bǔ)Q流入流入Q越入越入Q河滲河滲Q雨滲雨滲Q人補(bǔ)人補(bǔ)（m3/d）；）； Q排排Q流出流出Q越出越出Q溢出溢出Q蒸發(fā)蒸發(fā)Q實(shí)開(kāi)實(shí)開(kāi)（m3/d）)(QQ潛水排補(bǔ)thF)(QQ承壓水排補(bǔ)thF第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2

27、地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法1 1、基本原理、基本原理 由前述對(duì)允許開(kāi)采量的分析可知，如果是穩(wěn)定型開(kāi)采動(dòng)由前述對(duì)允許開(kāi)采量的分析可知，如果是穩(wěn)定型開(kāi)采動(dòng)態(tài)，則允許開(kāi)采量為：態(tài)，則允許開(kāi)采量為：如果是合理的消耗型開(kāi)采動(dòng)態(tài)，則為：如果是合理的消耗型開(kāi)采動(dòng)態(tài)，則為：式中式中，Q Q排排減少的排泄量減少的排泄量 ；Q Q補(bǔ)補(bǔ)為開(kāi)采時(shí)增加的補(bǔ)給為開(kāi)采時(shí)增加的補(bǔ)給量；量；SmaxSmax為最大允許降深；為最大允許降深；T T為開(kāi)采年限，一般取為開(kāi)采年限，一般取5050100a100a。 ）（排補(bǔ)允dm3QQQ）（排補(bǔ)允dmTSF3max365QQQ第九章

28、第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法1 1、基本原理、基本原理 補(bǔ)給補(bǔ)給量量Q Q補(bǔ)補(bǔ)和排泄量和排泄量Q Q排排的組成項(xiàng)目很多，要根據(jù)具體條的組成項(xiàng)目很多，要根據(jù)具體條件來(lái)確定它們的組成，從而建立水均衡方程。件來(lái)確定它們的組成，從而建立水均衡方程。例如，我國(guó)南方的巖溶水地區(qū)，主要補(bǔ)給來(lái)源例如，我國(guó)南方的巖溶水地區(qū)，主要補(bǔ)給來(lái)源是是Q Q雨滲雨滲和和Q Q河滲河滲，其次是側(cè)向流入，其次是側(cè)向流入Q Q流入流入，排泄項(xiàng)中主要，排泄項(xiàng)中主要是是Q Q溢出溢出，其，其次次是是Q Q流出流出及及

29、Q Q蒸發(fā)蒸發(fā)。只要采用恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)采方式，可以充分截取補(bǔ)給，減少只要采用恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)采方式，可以充分截取補(bǔ)給，減少排泄，則計(jì)算允許開(kāi)采量的公式可簡(jiǎn)化為：排泄，則計(jì)算允許開(kāi)采量的公式可簡(jiǎn)化為： Q Q允開(kāi)允開(kāi)Q Q雨滲雨滲十十Q Q河滲河滲 用補(bǔ)給量作為用補(bǔ)給量作為允許開(kāi)采量允許開(kāi)采量第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法2 2、計(jì)算步驟、計(jì)算步驟 步驟步驟1 1：劃分均衡區(qū)：劃分均衡區(qū) （1）在）在區(qū)域地下水資源量區(qū)域地下水資源量計(jì)算中，以地下水系統(tǒng)邊界圈定計(jì)算中，以地下水系統(tǒng)邊界圈定的

30、范圍為均衡區(qū)；的范圍為均衡區(qū)； （2）局域地下水水量局域地下水水量計(jì)算中，均衡區(qū)需要人為劃分，均衡計(jì)算中，均衡區(qū)需要人為劃分，均衡區(qū)的邊界盡量選擇天然邊界或地下水交換量容易確定的邊界；區(qū)的邊界盡量選擇天然邊界或地下水交換量容易確定的邊界； （3）如果均衡區(qū)面積大，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，均衡要素差）如果均衡區(qū)面積大，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，均衡要素差別大，還可以根據(jù)別大，還可以根據(jù)含水介質(zhì)成因類型和地下水類型的組合作含水介質(zhì)成因類型和地下水類型的組合作為分區(qū)為分區(qū)依據(jù)。例如在基巖山區(qū)平原地區(qū)，可分為基巖山區(qū)依據(jù)。例如在基巖山區(qū)平原地區(qū)，可分為基巖山區(qū)裂隙水、平原區(qū)松散孔隙水等一級(jí)子區(qū)；裂隙水、平原區(qū)松散孔

31、隙水等一級(jí)子區(qū)；第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法2 2、計(jì)算步驟、計(jì)算步驟 步驟步驟1 1：劃分均衡區(qū)：劃分均衡區(qū) （4）如果同一區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)條件還有較大差異，可以）如果同一區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)條件還有較大差異，可以按不同的定量指標(biāo)劃分為若干段。分段指標(biāo)通常是按不同的定量指標(biāo)劃分為若干段。分段指標(biāo)通常是含水層含水層導(dǎo)水系數(shù)、給水度、水位埋深、動(dòng)態(tài)變幅及包氣帶巖性導(dǎo)水系數(shù)、給水度、水位埋深、動(dòng)態(tài)變幅及包氣帶巖性等，等，以便于測(cè)定均衡要素為原則。以便于測(cè)定均衡要素為原則。 步驟步驟2

32、：確定均衡期：確定均衡期 均衡期一般以年為單位，也可將旱季、雨季分開(kāi)來(lái)計(jì)算，均衡期一般以年為單位，也可將旱季、雨季分開(kāi)來(lái)計(jì)算，這樣可以簡(jiǎn)化均衡方程中的項(xiàng)目。這樣可以簡(jiǎn)化均衡方程中的項(xiàng)目。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法 步驟步驟3：確定均衡要素，建立均衡方程：確定均衡要素，建立均衡方程 均衡要素均衡要素指通過(guò)均衡區(qū)的邊界流入和流出水量項(xiàng)的總稱。指通過(guò)均衡區(qū)的邊界流入和流出水量項(xiàng)的總稱。進(jìn)入的水量項(xiàng)稱為補(bǔ)給項(xiàng)，流出的水量項(xiàng)稱為排泄項(xiàng)。進(jìn)入的水量項(xiàng)稱為補(bǔ)給項(xiàng)，流出的水量項(xiàng)稱為排泄

33、項(xiàng)。 （1）分析各個(gè)均衡區(qū)有哪些均衡要素；）分析各個(gè)均衡區(qū)有哪些均衡要素； （2）確定天然條件下補(bǔ)給量和排泄量；）確定天然條件下補(bǔ)給量和排泄量； （3）確定開(kāi)采條件下的補(bǔ)給增量和可能減少的消耗量；）確定開(kāi)采條件下的補(bǔ)給增量和可能減少的消耗量； （4）建立均衡方程。）建立均衡方程。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法 步驟步驟3：確定均衡要素，建立均衡方程：確定均衡要素，建立均衡方程 為了取得較準(zhǔn)確的計(jì)算資料，最好在每個(gè)均衡區(qū)選擇一為了取得較準(zhǔn)確的計(jì)算資料，最好在每個(gè)均衡區(qū)選擇一個(gè)

34、個(gè)有代表性的地段有代表性的地段做小范圍的均衡試驗(yàn)，實(shí)際測(cè)定各項(xiàng)均做小范圍的均衡試驗(yàn)，實(shí)際測(cè)定各項(xiàng)均衡要素的數(shù)值，取得計(jì)算所需的參數(shù)，然后用以計(jì)算整個(gè)衡要素的數(shù)值，取得計(jì)算所需的參數(shù)，然后用以計(jì)算整個(gè)均衡區(qū)的各種補(bǔ)給量和排泄量。均衡區(qū)的各種補(bǔ)給量和排泄量。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法2、計(jì)算步驟、計(jì)算步驟 步驟步驟4：計(jì)算和評(píng)價(jià)：計(jì)算和評(píng)價(jià) （1）計(jì)算：）計(jì)算：將各項(xiàng)均衡要素值代入均衡式中，計(jì)算出將各項(xiàng)均衡要素值代入均衡式中，計(jì)算出補(bǔ)給補(bǔ)給量與排泄量的差值量與排泄量的差值

35、，看，看地下水儲(chǔ)存量的變化是否與之相符地下水儲(chǔ)存量的變化是否與之相符，如果不符，審查各均衡要素的計(jì)算是否準(zhǔn)確，作適當(dāng)修改，如果不符，審查各均衡要素的計(jì)算是否準(zhǔn)確，作適當(dāng)修改，使方程平衡為止。使方程平衡為止。 （2）評(píng)價(jià)：）評(píng)價(jià)：一般以一般以可能減少的排泄量可能減少的排泄量加上加上實(shí)際已開(kāi)采量作實(shí)際已開(kāi)采量作為總的允許開(kāi)采量為總的允許開(kāi)采量，或以總補(bǔ)給量作為允許開(kāi)采量的極限。，或以總補(bǔ)給量作為允許開(kāi)采量的極限。 （3）如果儲(chǔ)存量很大，可以動(dòng)用時(shí)，應(yīng)確定最大允許降深）如果儲(chǔ)存量很大，可以動(dòng)用時(shí)，應(yīng)確定最大允許降深值值Smax，將此范圍內(nèi)的儲(chǔ)存量逐年分配到開(kāi)采量中，開(kāi)采期，將此范圍內(nèi)的儲(chǔ)存量逐年分配

36、到開(kāi)采量中，開(kāi)采期限一般取限一般取50-100a。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法2 2、計(jì)算步驟、計(jì)算步驟 步驟步驟4 4：計(jì)算和評(píng)價(jià)：計(jì)算和評(píng)價(jià) （4）在實(shí)際計(jì)算中，常常是根據(jù)多年的動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料分析，）在實(shí)際計(jì)算中，常常是根據(jù)多年的動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料分析，計(jì)算計(jì)算不同保證率典型年的水均衡不同保證率典型年的水均衡，可評(píng)價(jià)允許開(kāi)采量的保證，可評(píng)價(jià)允許開(kāi)采量的保證程度。某水源地的水均衡計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表程度。某水源地的水均衡計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表9-1。 從表從表9-1中可見(jiàn)，枯水年是中可見(jiàn)，枯水年

37、是負(fù)均衡負(fù)均衡，即每年計(jì)劃增開(kāi)，即每年計(jì)劃增開(kāi)3185104m3時(shí)，尚需借用儲(chǔ)存量時(shí)，尚需借用儲(chǔ)存量2398104m3，使區(qū)域水，使區(qū)域水位降深增加位降深增加2.68m，但在平水年可節(jié)余，但在平水年可節(jié)余5198104m3，是可，是可以將枯水年借用量補(bǔ)償回來(lái)的。以將枯水年借用量補(bǔ)償回來(lái)的。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法2 2、計(jì)算步驟、計(jì)算步驟 表表9-1 某水源地水均衡計(jì)算結(jié)果（單位：某水源地水均衡計(jì)算結(jié)果（單位：104m3）典型年份典型年份Q雨滲雨滲Q流入流入Q河滲河

38、滲Q補(bǔ)補(bǔ)QQ補(bǔ)補(bǔ)- Q排排S（m）枯水年（保證率枯水年（保證率p97）42780419903266-2398 5198-2.68+3.02平水年（保證率平水年（保證率p50）83680470068646典型年份典型年份Q計(jì)開(kāi)計(jì)開(kāi)Q農(nóng)開(kāi)農(nóng)開(kāi)Q工開(kāi)工開(kāi)Q排排枯水年（保證率枯水年（保證率p97）318522162635664平水年（保證率平水年（保證率p50）318502633448第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法3、適用條件、適用條件 水量均衡法原則上可以適用于任何水文地質(zhì)條件和

39、開(kāi)采條水量均衡法原則上可以適用于任何水文地質(zhì)條件和開(kāi)采條件件： （1） 可做可做區(qū)域資源評(píng)價(jià)區(qū)域資源評(píng)價(jià)，也可用于，也可用于局部資源評(píng)價(jià)局部資源評(píng)價(jià)； （2） 適用于山區(qū)基巖裂隙水，適用于山區(qū)基巖裂隙水，更適合于更適合于平原區(qū)的孔隙水；平原區(qū)的孔隙水； （3）可用于潛水區(qū)，也可用于承壓水區(qū)?？捎糜跐撍畢^(qū)，也可用于承壓水區(qū)。 但因均衡要素不易測(cè)準(zhǔn)，所以目前主要用于但因均衡要素不易測(cè)準(zhǔn)，所以目前主要用于平原潛水區(qū)。平原潛水區(qū)。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法一、水量均衡法一、水量均衡法小結(jié)小結(jié) 1、基本原

40、理、基本原理 2、計(jì)算步驟、計(jì)算步驟 3、適用條件、適用條件第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法（回歸分析法）二、相關(guān)外推法（回歸分析法） 相關(guān)外推法是根據(jù)相關(guān)外推法是根據(jù)開(kāi)采地下水的歷史資料或不同流量不開(kāi)采地下水的歷史資料或不同流量不同降深的抽水試驗(yàn)資料同降深的抽水試驗(yàn)資料，用用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法找出找出流量與降深流量與降深或與其它變量之間的相關(guān)關(guān)系或與其它變量之間的相關(guān)關(guān)系，并建立回歸方程，并建立回歸方程，從而外從而外推未來(lái)開(kāi)采時(shí)的開(kāi)采量，或外推增大開(kāi)采量以后的水位降深。推未來(lái)開(kāi)采時(shí)

41、的開(kāi)采量，或外推增大開(kāi)采量以后的水位降深。 變量之間的關(guān)系，一般有三種，變量之間的關(guān)系，一般有三種，即函數(shù)關(guān)系即函數(shù)關(guān)系（完全相關(guān)）、（完全相關(guān)）、無(wú)關(guān)系無(wú)關(guān)系（零相關(guān)）和（零相關(guān)）和相關(guān)關(guān)系相關(guān)關(guān)系（或稱統(tǒng)計(jì)關(guān)系）（或稱統(tǒng)計(jì)關(guān)系）。 根據(jù)研究的變量數(shù)目和相關(guān)性質(zhì)不同，可分為根據(jù)研究的變量數(shù)目和相關(guān)性質(zhì)不同，可分為一元線性相一元線性相關(guān)分析，一元非線性相關(guān)分析關(guān)分析，一元非線性相關(guān)分析,多元線性相關(guān)分析（復(fù)相關(guān)），多元線性相關(guān)分析（復(fù)相關(guān)），多元非線性相關(guān)分析多元非線性相關(guān)分析。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的

42、計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法1 1、一元線性相關(guān)、一元線性相關(guān) 在地下水資源量計(jì)算中，常需要確定在地下水資源量計(jì)算中，常需要確定地下水開(kāi)采量地下水開(kāi)采量Q與與水位降深水位降深S之間之間的關(guān)系。若實(shí)際觀測(cè)值在的關(guān)系。若實(shí)際觀測(cè)值在Q-S坐標(biāo)散點(diǎn)圖上坐標(biāo)散點(diǎn)圖上有有直線直線的趨勢(shì)，則建立一元線性回歸方程。的趨勢(shì)，則建立一元線性回歸方程。一元線性回歸一元線性回歸方程方程的的般形式為：般形式為：S = S = A A + + B BQ Q用最小二乘法的原理求出待定系數(shù)用最小二乘法的原理求出待定系數(shù)A A和和B B后，便可得到一后，便可得到一條最佳的配合直線。條最佳的配合直線。 第九章第九章 地

43、下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法 1 1、一元線性相關(guān)、一元線性相關(guān) （1 1）一元線性相關(guān)）一元線性相關(guān) （2 2）一元非線性相關(guān)）一元非線性相關(guān) 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法1 1、一元線性相關(guān)、一元線性相關(guān) 這就是一般常用的一元線性回歸方程。這就是一般常用的一元線性回歸方程。B B是直線的斜率，是直線的斜率，稱為回歸系數(shù)稱為回歸系數(shù) QBSA 22QQSQQSBQ

44、QBSS第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法 1 1、一元線性相關(guān)、一元線性相關(guān) 回歸方程的實(shí)用價(jià)值，回歸方程的實(shí)用價(jià)值，可用相關(guān)系數(shù)來(lái)衡量。相關(guān)系數(shù)可用相關(guān)系數(shù)來(lái)衡量。相關(guān)系數(shù)（ ）反映了兩個(gè)變量之間聯(lián)系的密切程度。其值介于）反映了兩個(gè)變量之間聯(lián)系的密切程度。其值介于0到到1之間，之間，相關(guān)系數(shù)相關(guān)系數(shù)可用下式求得：可用下式求得： 22)()()(QQSSQQSSriiiiSQSQ第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法

45、地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法 1 1、一元線性相關(guān)、一元線性相關(guān) 回歸系數(shù)回歸系數(shù)B也可以用相關(guān)系數(shù)和根方差求得：也可以用相關(guān)系數(shù)和根方差求得： 在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)系數(shù)多大時(shí)所建立的回歸方程才在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)系數(shù)多大時(shí)所建立的回歸方程才有價(jià)值？這主要取決于有價(jià)值？這主要取決于抽樣的多少和要求的精度抽樣的多少和要求的精度，可查，可查相相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)表關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)表（p154p154表表9.119.11）。）。QSrB第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)

46、外推法 1 1、一元線性相關(guān)、一元線性相關(guān) 根據(jù)樣數(shù)根據(jù)樣數(shù)N-2N-2，顯著性水平，顯著性水平 查出相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著時(shí)查出相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著時(shí)的最小值。的最小值。如果計(jì)算的相關(guān)系數(shù)大于顯著時(shí)的最小值，說(shuō)如果計(jì)算的相關(guān)系數(shù)大于顯著時(shí)的最小值，說(shuō)明所建立的回歸方程有價(jià)值。明所建立的回歸方程有價(jià)值。例如抽樣例如抽樣1212個(gè)，個(gè)，N-2N-21010，查，查表表 0.050.05和和0.010.01水平，水平， 0.5760.576和和0.7080.708，計(jì)算計(jì)算 0.6120.612。 這說(shuō)明在這說(shuō)明在95的可信度下，回歸方程有價(jià)值，而在在的可信度下，回歸方程有價(jià)值，而在在99的可信度下，回歸方

47、程沒(méi)有價(jià)值。的可信度下，回歸方程沒(méi)有價(jià)值。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法1 1、一元線性相關(guān)、一元線性相關(guān) 預(yù)報(bào)精度預(yù)報(bào)精度，實(shí)際觀測(cè)值與回歸方程計(jì)算值的誤差，即剩，實(shí)際觀測(cè)值與回歸方程計(jì)算值的誤差，即剩余標(biāo)準(zhǔn)余標(biāo)準(zhǔn)差差ss ： S=AS=ABQBQss s愈小，預(yù)報(bào)精度愈高。愈小，預(yù)報(bào)精度愈高。 212nSSisni第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法1 1

48、、一元線性相關(guān)、一元線性相關(guān) 上述以地下水水位降深上述以地下水水位降深S與地下水開(kāi)采量與地下水開(kāi)采量Q之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為例，討論了例，討論了一元線性回歸方程的建立、顯著性檢驗(yàn)及預(yù)報(bào)一元線性回歸方程的建立、顯著性檢驗(yàn)及預(yù)報(bào)精度精度，同樣可以分析其他變量（如降水量與地下水允許開(kāi)，同樣可以分析其他變量（如降水量與地下水允許開(kāi)采量或泉流量）之間的相關(guān)關(guān)系。采量或泉流量）之間的相關(guān)關(guān)系。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法 2、一元非線性相關(guān)（曲線相關(guān)）、一元非線性相關(guān)（曲線相關(guān)）

49、若實(shí)際觀測(cè)值在若實(shí)際觀測(cè)值在Q-S坐標(biāo)散點(diǎn)圖上沒(méi)有直線的趨勢(shì)，而坐標(biāo)散點(diǎn)圖上沒(méi)有直線的趨勢(shì)，而呈近似的呈近似的曲線曲線時(shí)，則可用上述相同的道理建立一個(gè)曲線回歸時(shí)，則可用上述相同的道理建立一個(gè)曲線回歸方程。不過(guò)，方程。不過(guò)，用變換坐標(biāo)的方法，把曲線變?yōu)橹本€用變換坐標(biāo)的方法，把曲線變?yōu)橹本€(即線性化即線性化)更為方便更為方便，就可以直接利用前述的一元線性回歸方程了。，就可以直接利用前述的一元線性回歸方程了。 例如，冪函數(shù)，其一般式為：例如，冪函數(shù)，其一般式為：YaXb第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)

50、外推法二、相關(guān)外推法 2、一元非線性相關(guān)、一元非線性相關(guān) 例如，冪函數(shù)，其一般式為例如，冪函數(shù)，其一般式為：Y YaXaXb b 如果研究的變量是開(kāi)采如果研究的變量是開(kāi)采量量Q Q與降與降深深S S的關(guān)系，則其形式的關(guān)系，則其形式為：為： Q QASASB B 取對(duì)數(shù)取對(duì)數(shù) lgQlgQlgAlgA+ +B BlgSlgS 回歸方程為：回歸方程為： SSBQQlglglglg第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法 2、一元非線性相關(guān)、一元非線性相關(guān) 考慮到對(duì)數(shù)的均值與均值的對(duì)數(shù)相近

51、，即考慮到對(duì)數(shù)的均值與均值的對(duì)數(shù)相近，即去掉對(duì)數(shù)后，回歸方程可表示為：去掉對(duì)數(shù)后，回歸方程可表示為： 這就是冪函數(shù)的這就是冪函數(shù)的一元非線性回歸方程一元非線性回歸方程，在水文地質(zhì)計(jì)算，在水文地質(zhì)計(jì)算中經(jīng)常用到中經(jīng)常用到。SSlglgQQlglgBSSQQ第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法 2、一元非線性相關(guān)、一元非線性相關(guān) 回歸系數(shù)回歸系數(shù)B B的計(jì)算公式的計(jì)算公式為：為： niiniiSSQQrB1212lglglglg第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算

52、與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法 2、一元非線性相關(guān)、一元非線性相關(guān)相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為：相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為：用相關(guān)分析評(píng)價(jià)可開(kāi)采量的方法步驟的例子見(jiàn)教材用相關(guān)分析評(píng)價(jià)可開(kāi)采量的方法步驟的例子見(jiàn)教材157-157-159159。 niniiiniiiSSQQSSQQr11221lglglglglglglglg第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法 3、相關(guān)分析法的適用條件、相關(guān)分析法的適用條件相關(guān)分析法的適用范圍很廣

53、，只要在具備相關(guān)分析法的適用范圍很廣，只要在具備多年觀測(cè)資料多年觀測(cè)資料地區(qū)，無(wú)論水文地質(zhì)條件多么復(fù)雜，條件是否查清，都可地區(qū)，無(wú)論水文地質(zhì)條件多么復(fù)雜，條件是否查清，都可建立回歸方程進(jìn)行預(yù)報(bào)。建立回歸方程進(jìn)行預(yù)報(bào)。 用回歸方程預(yù)報(bào)的效果，一般來(lái)說(shuō)用回歸方程預(yù)報(bào)的效果，一般來(lái)說(shuō)預(yù)報(bào)系列較短，精度預(yù)報(bào)系列較短，精度較高，系列較長(zhǎng)則精度下降較高，系列較長(zhǎng)則精度下降，但對(duì)較長(zhǎng)系列，可以采用不，但對(duì)較長(zhǎng)系列，可以采用不斷校正方程，不斷延長(zhǎng)系列的逐步預(yù)報(bào)法。斷校正方程，不斷延長(zhǎng)系列的逐步預(yù)報(bào)法。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)

54、采量的計(jì)算方法二、相關(guān)外推法二、相關(guān)外推法小結(jié)小結(jié) 1、開(kāi)采量與降深線性一元線性相關(guān)、開(kāi)采量與降深線性一元線性相關(guān) 2、開(kāi)采量與降深線性一元非線性相關(guān)、開(kāi)采量與降深線性一元非線性相關(guān) 3、相關(guān)分析法的適用條件、相關(guān)分析法的適用條件 方法簡(jiǎn)單實(shí)用方法簡(jiǎn)單實(shí)用 步驟步驟（1）S-Q散點(diǎn)圖；散點(diǎn)圖； （2）求出待定系數(shù)）求出待定系數(shù)A和和B： （3）求相關(guān)系數(shù)；（）求相關(guān)系數(shù)；（4）相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)；）相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)； （5）預(yù)報(bào)精度，即求剩余標(biāo)準(zhǔn)差）預(yù)報(bào)精度，即求剩余標(biāo)準(zhǔn)差s 。第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量

55、的計(jì)算方法三、開(kāi)采試驗(yàn)法三、開(kāi)采試驗(yàn)法 又稱又稱開(kāi)采抽水法，開(kāi)采抽水法，是是按設(shè)計(jì)開(kāi)采量抽水按設(shè)計(jì)開(kāi)采量抽水，以確定水源地，以確定水源地供水能力的一種方法。為了解地下水的補(bǔ)給能力，供水能力的一種方法。為了解地下水的補(bǔ)給能力，抽水期一抽水期一般選擇在旱季，當(dāng)抽水量達(dá)到設(shè)計(jì)開(kāi)采量后，再延續(xù)一至數(shù)般選擇在旱季，當(dāng)抽水量達(dá)到設(shè)計(jì)開(kāi)采量后，再延續(xù)一至數(shù)月。月。在抽水過(guò)程及水位恢復(fù)階段要進(jìn)行全面觀測(cè)。水位觀測(cè)在抽水過(guò)程及水位恢復(fù)階段要進(jìn)行全面觀測(cè)。水位觀測(cè)可能出現(xiàn)兩種情況：可能出現(xiàn)兩種情況：1 1、穩(wěn)定狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)在長(zhǎng)時(shí)間抽水過(guò)程中，如果水位達(dá)到設(shè)計(jì)降深并趨于穩(wěn)在長(zhǎng)時(shí)間抽水過(guò)程中，如果水位達(dá)到設(shè)計(jì)降深并

56、趨于穩(wěn)定狀態(tài)，停抽后，水位能較快恢復(fù)到原來(lái)的水平定狀態(tài)，停抽后，水位能較快恢復(fù)到原來(lái)的水平（見(jiàn)圖（見(jiàn)圖10-10-1313），），這就表明這就表明實(shí)際抽水量小于開(kāi)采條件下的補(bǔ)給量，按此實(shí)際抽水量小于開(kāi)采條件下的補(bǔ)給量，按此抽水量開(kāi)采是有保證的。實(shí)際抽水量就是允許開(kāi)采量。抽水量開(kāi)采是有保證的。實(shí)際抽水量就是允許開(kāi)采量。 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法三、開(kāi)采試驗(yàn)法三、開(kāi)采試驗(yàn)法1 1、穩(wěn)定狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下

57、水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法三、開(kāi)采試驗(yàn)法三、開(kāi)采試驗(yàn)法2 2、非穩(wěn)定狀態(tài)、非穩(wěn)定狀態(tài)如果抽水過(guò)程中，井中水位不穩(wěn)定，特別是觀測(cè)孔如果抽水過(guò)程中，井中水位不穩(wěn)定，特別是觀測(cè)孔水位具有持續(xù)下降的趨勢(shì)，停抽后，水位雖有恢復(fù)，但水位具有持續(xù)下降的趨勢(shì)，停抽后，水位雖有恢復(fù)，但始終達(dá)不到原始水位。說(shuō)明始終達(dá)不到原始水位。說(shuō)明抽水量已超過(guò)開(kāi)采條件下的抽水量已超過(guò)開(kāi)采條件下的補(bǔ)給能力，按此抽水量開(kāi)采是沒(méi)有保證的補(bǔ)給能力，按此抽水量開(kāi)采是沒(méi)有保證的。這時(shí)如何計(jì)。這時(shí)如何計(jì)算允許開(kāi)采量？算允許開(kāi)采量？ 在水位持續(xù)下降過(guò)程中，只要漏斗開(kāi)始等幅下降在水位持續(xù)下降過(guò)程中，只要漏斗開(kāi)始等幅下降（見(jiàn)圖（見(jiàn)圖10-1410-1

58、4），），則任一時(shí)間段內(nèi)的水量均衡應(yīng)滿足則任一時(shí)間段內(nèi)的水量均衡應(yīng)滿足： 第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法三、開(kāi)采試驗(yàn)法三、開(kāi)采試驗(yàn)法2 2、非穩(wěn)定狀態(tài)、非穩(wěn)定狀態(tài)第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法三、開(kāi)采試驗(yàn)法三、開(kāi)采試驗(yàn)法2 2、非穩(wěn)定狀態(tài)、非穩(wěn)定狀態(tài)在水位持續(xù)下降過(guò)程中，只要漏斗開(kāi)始等幅下降（在水位持續(xù)下降過(guò)程中，只要漏斗開(kāi)始等幅下降（見(jiàn)圖見(jiàn)圖10-1410-14），則任一時(shí)間段內(nèi)的水量均衡應(yīng)滿足：），則任一

59、時(shí)間段內(nèi)的水量均衡應(yīng)滿足： 式中式中，F(xiàn)F單位儲(chǔ)存單位儲(chǔ)存量（量（m m3 3/ m/ m）。）。 Q Q抽抽為抽水總量為抽水總量(m(m3 3d)d)； Q Q補(bǔ)補(bǔ)為抽水條件下的補(bǔ)給為抽水條件下的補(bǔ)給量量(m(m3 3d)d)； S S為為tt(d)(d)時(shí)段內(nèi)的水位下降值時(shí)段內(nèi)的水位下降值(m)(m)。 tFSQQ補(bǔ)抽第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法三、開(kāi)采試驗(yàn)法三、開(kāi)采試驗(yàn)法2 2、非穩(wěn)定狀態(tài)、非穩(wěn)定狀態(tài)由上式可以看出，抽水量是由兩部分組成：由上式可以看出，抽水量是由兩部分組成：一是開(kāi)采條件下的補(bǔ)

60、給量；一是開(kāi)采條件下的補(bǔ)給量；二是含水層中消耗的儲(chǔ)存量。二是含水層中消耗的儲(chǔ)存量?，F(xiàn)在就是把這現(xiàn)在就是把這兩部分水量分解開(kāi)來(lái)兩部分水量分解開(kāi)來(lái)，以便用補(bǔ)給量評(píng)價(jià)，以便用補(bǔ)給量評(píng)價(jià)允許開(kāi)采量。允許開(kāi)采量。分解的方法是利用抽水比較穩(wěn)定、水位下降比分解的方法是利用抽水比較穩(wěn)定、水位下降比較均勻的若干時(shí)段資料較均勻的若干時(shí)段資料，分別代入公式中，再用消元法求解，分別代入公式中，再用消元法求解出出Q Q補(bǔ)補(bǔ)和和F F值。值。 tFSQQ補(bǔ)抽第九章第九章 地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià)地下水資源量的計(jì)算與評(píng)價(jià) 2 2 地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法地下水允許開(kāi)采量的計(jì)算方法三、開(kāi)采試驗(yàn)法三、開(kāi)采試驗(yàn)法2 2、非穩(wěn)定