《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》第十三章 地下水資源

1、第十三章 地下水資源 Groundwater ResourceFundamentals of Hydrogeoloy 水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)主講教師：張衛(wèi)民本章內(nèi)容 13.1 地下水資源的概念13.2 地下水資源的特性13.3 地下水資源的分類13.4 地下水資源的供水意義Company Logo13.1 地下水資源的概念資源：是自然界存在，可被人類利用的一切分可再生的和不可再生的，地下水為可再生資源 地下水是一種寶貴的、可再生的淡水資源地下水與地表水資源相比的優(yōu)越之處有：空間分布：廣而均勻（地表水分布局限）時間調(diào)節(jié)性：地下含水系統(tǒng)是天然水庫，動態(tài)穩(wěn)定水質(zhì)：水質(zhì)優(yōu)，潔凈，水溫恒定，不易受到污染，但污染

2、后很難治理。可利用性：一次性利用投資小，運用費用高、管理難、易產(chǎn)生環(huán)境問題。Company Logo地下水資源概念的由來1915年美國首次提出以含水層或盆地為單元的安全抽水量概念：“所謂安全抽水量，是在不致引起含水層發(fā)生危險的涸竭的情況下，能正常而持續(xù)地抽水的界限水量”柴崎達(dá)雄，1982。后來發(fā)現(xiàn)，開采地下水會引起諸如：地面沉降、海水入侵、咸水入侵等造成巨大經(jīng)濟(jì)損失的環(huán)境損害。安全抽水量的定義修改：“能從某一地下水盆地中連續(xù)地、不至于引起不良結(jié)果地抽取的地下水量”柴崎達(dá)雄，1982）。允許利用的地下水資源量，不僅受到自然條件的制約，還受到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會乃至法律條件的制約。Company Lo

3、go13.2 地下水資源的特征13.2.1 系統(tǒng)性形 成：地下水資源是按系統(tǒng)形成與分布的系統(tǒng)內(nèi)：地下水是一個統(tǒng)一的整體（有水力聯(lián)系的），系統(tǒng)內(nèi)部任何一部分的輸入或輸出（補給或抽水），都會影響（波及）整個系統(tǒng)系統(tǒng)性看：地下水資源量原則上等于含水系統(tǒng)的補給量資源量按系統(tǒng)計算：以系統(tǒng)為單元統(tǒng)籌規(guī)劃利用，開發(fā)與管理難點：系統(tǒng)邊界不易確定；邊界有疊置，邊界垮行政區(qū)域問題：造成重復(fù)計算水量，人為夸大水量，開采過渡，難以管理（不同行政區(qū)）Company Logo13.2 地下水資源的特征13.2.2 可恢復(fù)性天然可再生的資源均具有可恢復(fù)性地下水資源是通過水文循環(huán)使水量恢復(fù)、水質(zhì)更新的，循環(huán)過程是通過補給與排

4、泄兩個環(huán)節(jié)完成的。恢復(fù)能力的強(qiáng)弱與水文循環(huán)的交替速度有關(guān)：圖示條件：比較哪個含水系統(tǒng)更優(yōu)？一個恢復(fù)性很差的含水系統(tǒng)，其規(guī)模再大，儲備水量再多，也會被用完（枯竭）而“無以為繼”。因此，可恢復(fù)性是供水水源的必需條件?？苫謴?fù)性Company Logo可恢復(fù)性圖恢復(fù)能力的強(qiáng)弱與水文循環(huán)的交替速度有關(guān)：圖示條件哪個含水層系統(tǒng)可恢復(fù)性更優(yōu)？Company Logo13.2 地下水資源的特征 13.2.3 可調(diào)節(jié)性表現(xiàn)在地下含水系統(tǒng)本身就是一個地下水庫具有水庫的功能，地下水庫是天然形成的：含水介質(zhì)對水流起到阻滯作用延長過水時間地質(zhì)構(gòu)造形成的“蓄水池”，向斜盆地，斷塊盆地 調(diào)節(jié)能力大小取決于：地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模（

5、容積大小-B）；含水介質(zhì)的儲水能力 給水度，含水層厚度mBCompany Logo13.3 地下水資源的分類含水系統(tǒng)有著兩類水量：經(jīng)常與外界交換的水量 補給資源（A）保持于含水系統(tǒng)中的水量 儲存資源（B）BACompany Logo13.3.1 地下水資源補給資源 補給資源：可以恢復(fù)與再生的，是與外界系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生交替的水量。 影響因素：受氣候等因素影響，年與季節(jié)的變化 量綱： 流量單位m3/a 決定含水系統(tǒng)中地下水資源的可恢復(fù)性 數(shù)值大小 = 含水系統(tǒng)的地下水多年平均年補給量BACompany Logo13.3.1 地下水資源儲存資源 儲存資源：不可以恢復(fù)的，是歷史形成的不參與水循環(huán)交替的，基

6、本不變的水。影響因素：含水系統(tǒng)的空間形態(tài)（地質(zhì)構(gòu)造天然的地下水庫庫容）量綱： 體積單位 m3決定含水系統(tǒng)中地下水資源的可調(diào)節(jié)性數(shù)值大小 =含水系統(tǒng)的地下水多年平均低水位的重力水體積，即水的空間體積（給水度）BACompany Logo補給資源與儲存資源的比喻比喻1：一個家庭的收入：補給 工資收入（元/月）；儲存 存款比喻2：學(xué)校人數(shù)： 補給 招生數(shù)（千人/年）；儲存：在校生總?cè)藬?shù)比喻3：地表水庫：補給 入庫水量（m3/年）；儲存：庫容量正常水位Company Logo本章內(nèi)容 13.1 地下水資源的概念13.2 地下水資源的特性13.3 地下水資源的分類13.4 地下水資源的供水意義Compa

7、ny Logo13.4 地下水資源的供水意義供水水源的一般要求：長期持續(xù)性（永續(xù)發(fā)展的需要）多年性均衡穩(wěn)定性（短期考慮）時時供水一個含水系統(tǒng)能夠長期持續(xù)提供的水量是多少？補給資源13.4.1 補給資源的供水意義原則上：含水系統(tǒng)的多年平均補給資源 =含水系統(tǒng)的多年平均補給量在某些特殊情況下可以大于補給量： 1）大氣降水入滲增加；2）河流入滲補給增加不同類型含水系統(tǒng)的補給條件不同，供水意義也不同不同條件的含水系統(tǒng)Company Logo不同類型含水系統(tǒng)的供水（或排水）意義試比較下圖不同含水系統(tǒng)ae的供水意義。Company Logo13.4.1 補給資源的供水意義注意：河流入滲增加的代價犧牲地表水

8、資源從“水資源”角度出發(fā)，此量是不存在的承壓水模擬演示實驗中：抽取地下水承壓水從外界獲得的補給量增加了。這也是旁河取水的道理。Company Logo13.4.2 儲存資源的供水意義儲存資源的供水意義起著調(diào)節(jié)作用保證供水均衡穩(wěn)定性當(dāng)一個含水系統(tǒng)的補給資源很大，但動態(tài)很不穩(wěn)定時，作為供水源地，儲存資源就起到很大的調(diào)節(jié)作用旱季借用儲存資源的水，騰空庫容，雨季再補充償還沒有儲存資源再豐富的補給資源也無法利用白白流走！ 補給與儲存資源的關(guān)系：有借有還有借不還（超量使用） 最終導(dǎo)致水資源消耗貽盡（枯竭） 或產(chǎn)生不良結(jié)果有借有還本章思考題Company Logo補給與儲存資源的關(guān)系：有借有還 地下水庫調(diào)蓄補給量地下水庫儲存輸入補給流量時間輸出利用流量時間Company Logo思