水資源利用與保護(hù)第三章

水資源利用與保護(hù)Utilization&ProtectionofWaterResource

Chapter3水資源量評(píng)價(jià)

WaterResourceAssessment主要內(nèi)容主要介紹地表水資源量評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法；地下水資源量分類(lèi)，評(píng)價(jià)內(nèi)容與原那么；地下水補(bǔ)給量和儲(chǔ)存量的計(jì)算，允許開(kāi)采量的評(píng)價(jià)模型。重點(diǎn)：地表水〔河流、湖泊、水庫(kù)〕、地下水補(bǔ)給量和儲(chǔ)存量的計(jì)算、允許開(kāi)采量的評(píng)價(jià)模型；難點(diǎn)是水資源的評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法。水資源評(píng)價(jià)是保證水資源持續(xù)開(kāi)展的前提，是水資源開(kāi)發(fā)利用的根底。水資源評(píng)價(jià)包括：(1)水資源數(shù)量評(píng)價(jià)、(2)水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)和(3)水資源利用評(píng)價(jià)及綜合評(píng)價(jià)。水資源的分類(lèi)

降水：是水資源的主要收入項(xiàng)，對(duì)區(qū)域水資源起決定作用徑流：影響可取用的水量及其變化蒸發(fā)：出項(xiàng)，是影響區(qū)域水資源數(shù)量的因素之一。水資源變化量：〔△S〕=|P+R入-E-R出|影響區(qū)域水資源量的要素

總的來(lái)講，水資源可分為地表水和地下水兩大類(lèi)：地表水：主要包括：江、河、湖、庫(kù)和海洋

地下水：主要包括：潛水、承壓水、上層滯水可供水量的計(jì)算工程：可供水量地表水地下水水庫(kù)供水外流域調(diào)水污水再生回用湖泊坑塘引水或提水河道引水淺層地下水基巖裂隙水深層承壓水巖溶水第一節(jié)水資源的形成一、地表水資源的形成與類(lèi)型1、地表水：河流、冰川、湖泊、沼澤等水體的總稱(chēng)。2、水資源量的支項(xiàng)：主要為〔1〕降水、〔2〕蒸發(fā)和〔3〕徑流——決定區(qū)域水資源狀態(tài)的三要素。3、地表水資源的豐富程度是由降水量的多少來(lái)決定的，所能利用的是河流徑流量。一、地表水資源的形成與類(lèi)型因此，在討論地表水資源的形成與分布時(shí)，重點(diǎn)討論構(gòu)成地表水資源的河流資源的形成與分布問(wèn)題。降水、徑流和蒸發(fā)是決定區(qū)域水資源狀態(tài)的三要素。三者之間的數(shù)量變化關(guān)系制約著區(qū)域水資源數(shù)量的多寡和可利用量。第一節(jié)水資源的形成〔一〕降水降水作為水資源的收入項(xiàng)，決定著不同區(qū)域和時(shí)間條件下地表水資源的豐富程度和空間分布狀態(tài)，制約著水資源的可利用程度與數(shù)量。表示降水量的年際變化程度：〔1〕年降水量的極值比Ka〔2〕年降水量的變差系數(shù)Cv值來(lái)表示一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔1〕年降水量的極值比Ka：年降水量的極值比Ka可表示為式中xmax——最大年降水量；xmin——最小年降水量。K，值越大，降水量年際變化越大；K：值越小，降水量年際變化小，降水量年際之間均勻。就全國(guó)而言，年降水量變化最大的地區(qū)是華北和西北地區(qū)，豐水年和枯水年降水量相比一般可達(dá)3~5倍，局部干旱地區(qū)高達(dá)10倍以上。南方濕潤(rùn)地區(qū)降水量的年際變化比北方要小，一般豐水年的降水量為枯水年的1.5~2.0倍。〔一〕降水一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成數(shù)理統(tǒng)計(jì)中用均方差與均值之比作為衡量系列數(shù)據(jù)相對(duì)離散程度的參數(shù)，稱(chēng)為變差系數(shù)Cv，又稱(chēng)離差系數(shù)或離勢(shì)系數(shù)。變差系數(shù)為一無(wú)量綱的數(shù)。①均方差σ

均方差的表達(dá)式為：式中σ——均方差；

——均值，其表達(dá)式為：(2)年降水量變差系數(shù)Cv一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成式中xi——觀測(cè)序列值，i＝1，2，…，n；n——樣本個(gè)數(shù)。年降水量變差系數(shù)Cv值越大，表示年降水量的年際變化越大，反之就越小。西北地區(qū)——0.4華北、黃河中下游——0.25~0.35東北——0.2南方——0.2以下東南沿南?！?.25以上〔臺(tái)風(fēng)〕〔二〕徑流1.河流徑流的補(bǔ)給

河流徑流的水情和年內(nèi)分配主要取決于補(bǔ)給來(lái)源。(1)雨水補(bǔ)給雨水補(bǔ)給是指降水以雨水形式降落。

受降水的年際和年內(nèi)分配影響大。(2)地下水補(bǔ)給地下水補(bǔ)給河道的水量約占年徑流總量的25％~30％。經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)，季節(jié)性變化較小。(3)冰川、融雪水補(bǔ)給平均年徑流量約50km3，約占全國(guó)年徑流量的1.9％季節(jié)性顯著，在我國(guó)比重小一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成(1)徑流的區(qū)域分布全國(guó)從東南向西北遞減(2)徑流量的動(dòng)態(tài)變化降水補(bǔ)給的河流>冰川、融雪、降水混合補(bǔ)給的河流>地下水補(bǔ)給的河流Cv值。秦嶺以南——＞0.5，淮河流域大局部——0.6～0.8之間；華北平原地區(qū)——>1.0，東北地區(qū)山地——<0.5，松遼平原和三江平原——>0.8；黃河流域——<0.6，內(nèi)陸河流域，山區(qū)——0.2～0.5之間，盆地——0.6～0.8，高原西部——>1.0，最大可達(dá)l.2以上。(3)年徑流量的季節(jié)變化關(guān)鍵取決于河川徑流的補(bǔ)給來(lái)源和變化規(guī)律.

2．徑流的時(shí)空分布一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔二〕徑流3．河流徑流的表示方法〔1〕河流徑流：定義：流域上的降水，除去損失以后，經(jīng)由地面和地下途徑匯入河網(wǎng)，形成流域出口斷面的水流，稱(chēng)為河流徑流，簡(jiǎn)稱(chēng)徑流?！?〕徑流過(guò)程：徑流隨時(shí)間的變化過(guò)程，稱(chēng)為徑流過(guò)程?！?〕分類(lèi)：一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔二〕徑流表示徑流的特征值主要有:

流量Qt徑流總量Wt徑流模數(shù)M徑流深度Rt徑流系數(shù)α一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔二〕徑流(1)流量Q：為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)河流某一斷面的水量，單位以m3/s表示。(2)徑流總量Wt：指在一定的時(shí)段內(nèi)通過(guò)河流過(guò)水?dāng)嗝娴目偹?，單位為m3。t時(shí)段內(nèi)的平均流量為Qt，那么t時(shí)段的徑流總量為：

一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔二〕徑流(3)徑流深Rt：是設(shè)想將徑流總量平鋪在整個(gè)流域面積所得的水深，單位為mm。其計(jì)算公式為：式中t——寸間，s；

Wt——徑流總量，m3Qt——平均流量，m3/s；

F——流域面積，km2；Rt

——某時(shí)段t的徑流深度，mm。

一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔二〕徑流(4)徑流模數(shù)M：為單位流域面積上產(chǎn)生的流量，單位為m3/(s?km2)?？杀硎緸椋阂弧⒌乇硭Y源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔二〕徑流(5)徑流系數(shù)：為某時(shí)段內(nèi)的徑流深度與同一時(shí)段內(nèi)降水量之比，以小數(shù)或百分比計(jì)，其計(jì)算公式為：

式中R——某時(shí)段內(nèi)的徑流深度，mm；P——同一時(shí)段內(nèi)的降水量，mm。由于徑流深度是由降水量形成的，對(duì)于閉合流域徑流深度將小于降水量，即α<l。一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔三〕蒸發(fā)蒸發(fā)主要包括水面蒸發(fā)和陸面蒸發(fā)。主要影響的因素是〔1〕氣溫〔2〕濕度〔3〕日照〔4〕輻射〔5〕風(fēng)速干旱指數(shù)γ：是衡量一個(gè)地區(qū)降水量多寡、進(jìn)行水資源分析的一個(gè)重要參數(shù)。其定義為某一地區(qū)年水面蒸發(fā)量E0與年降水量P的比值；一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔三〕蒸發(fā)干旱指數(shù)γ表示某一特定地區(qū)的濕潤(rùn)和干旱的程度，γ值大于1.0，說(shuō)明蒸發(fā)大于降水量，該地區(qū)的氣候偏于干旱，γ值越大，干旱程度就越嚴(yán)重；反之氣候就越濕潤(rùn)。我國(guó)干旱指數(shù)γ在地區(qū)上的變化范圍很大。最低值小于0.5，如長(zhǎng)江以南、東自沿海等地；最大值可大于100，如吐魯番盆地的托克遜站，干旱指數(shù)高達(dá)318.9。一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔三〕蒸發(fā)陸面蒸發(fā)主要是指某地區(qū)或流域內(nèi)河流、湖泊、塘壩、沼澤等水體蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)以及植物蒸騰量的總和，即陸地實(shí)際蒸發(fā)量。陸面蒸發(fā)量=流域平均降水深-流域平均徑流深影響因素：降水量，蒸發(fā)能力〔區(qū)域氣候〕我國(guó)陸面蒸發(fā)量的分布趨勢(shì)和年降水量一樣，由東南向西北遞減。一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔一〕形成地下水定義：埋藏在地表以下空隙(孔隙、裂隙、溶隙)中的水稱(chēng)之為地下水。1．巖石的空隙性〔1〕十分致密堅(jiān)硬的花崗巖，其裂隙率也達(dá)0.02％一1.9％。〔2〕空隙的多少、大小、形狀、連通情況與分布規(guī)律，對(duì)地下水的分布與運(yùn)動(dòng)具有重要影響?！?〕分類(lèi)：松散巖石中的孔隙、堅(jiān)硬巖石中的裂隙和可溶巖中的溶隙三大類(lèi)。定量描述孔隙、裂隙和溶隙大小的是孔隙度n、裂隙度KT和溶隙度KK。二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成〔二〕地下水按含水層性質(zhì)分類(lèi)孔隙水裂隙水巖溶水風(fēng)化裂隙水成巖裂隙水構(gòu)造裂隙水孔隙度/率包括孔隙在內(nèi)某一體積巖石中空隙體積Vn與巖石總體積V之比巖石的密實(shí)程度顆粒的均勻性顆粒的形狀顆粒的膠結(jié)程度粘土的孔隙度往往可以超過(guò)理論值一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成砂泥巖互層中泥巖的孔隙度、壓力和孔隙水分布曲線(xiàn)裂隙度/率巖石中裂隙體積VT與巖石總體積V之比溶隙度/率可溶巖石的空隙體積VK與可溶巖石總體積V之比溶隙度變化很大，缺乏1%至百分之幾十一、地表水資源的形成與類(lèi)型第一節(jié)水資源的形成〔一〕形成2．巖石中水的存在形式巖石空隙中的水的主要形式為〔1〕結(jié)合水(吸著水、薄膜水)、〔2〕重力水、〔3〕毛細(xì)水、〔4〕固態(tài)水和〔5〕氣態(tài)水。(1)結(jié)合水松散巖石顆粒外表和堅(jiān)硬巖石空隙壁面，因分子引力及靜電引力作用而具外表能，而吸附水分子，在顆粒外表形成很薄的水膜。(2)重力水當(dāng)薄膜水厚度不斷增大，固體外表引力不斷減弱，以至于不能支持水的重量時(shí)，液態(tài)水就會(huì)在重力作用下向下自由運(yùn)動(dòng)，在空隙中形成重力水。(3)毛細(xì)水地下水面以上巖石細(xì)小空隙中具有毛細(xì)管現(xiàn)象，形成一定上升高度的毛細(xì)水帶，毛細(xì)水不受固體外表靜電引力的作用，而受外表張力和重力的作用，稱(chēng)半自由水。二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成〔一〕形成2．巖石中水的存在形式巖石空隙中的水的主要形式為〔1〕結(jié)合水(吸著水、薄膜水)、〔2〕重力水、〔3〕毛細(xì)水、〔4〕固態(tài)水和〔5〕氣態(tài)水。(4)固態(tài)水土壤冰凍層內(nèi)的水。(5)氣態(tài)水地下水面以上巖石孔隙中的水蒸氣二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成〔一〕形成3.含水層與隔水層含水層是指能夠透過(guò)并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層，隔水層是指不具透水和給水能力的巖層。形成含水層的根本條件為：(1)巖層要具有能容納重力水的空隙(2)具有儲(chǔ)存和聚集地下水的地質(zhì)條件(3)具有充足的補(bǔ)給來(lái)源二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成地下水分類(lèi)

按埋藏條件可以分為潛水、承壓水、上層滯水含水層：能夠透過(guò)并給出相當(dāng)數(shù)壇水的巖層；隔水層：是指不具透水和給水能力的巖層兩者的區(qū)分不是絕對(duì)的。形成含水層的條件：

(1)巖層要具有能容納重力水的空隙(2)具有儲(chǔ)存和聚集地下水的地質(zhì)條件

巖層下有隔水層，使水不能向下漏失；水平方向有隔水層阻擋，以免水全部流空。只有這樣才能使運(yùn)動(dòng)在巖層空隙中的地下水長(zhǎng)期儲(chǔ)存下來(lái)，并充滿(mǎn)巖層空隙而形成含水層。

(3)具有充足的補(bǔ)給來(lái)源

二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成地下水的分類(lèi)特點(diǎn)

按埋藏條件

定義按含水層空隙性質(zhì)孔隙水裂隙水巖溶水上層滯水包氣帶中局部不透水層之上具有自由表面的重力水季節(jié)性存在具有自由表面的重力水出露地表的局部裂隙巖層中季節(jié)性存在的重力水裸露鹽溶化地層中季節(jié)性存在的重力水潛水飽水帶中第一個(gè)具有自由表面的含水層中的水上部無(wú)連續(xù)完整隔水層存在的各種松散巖層中的水基巖上部裂隙中的水裸露鹽溶化巖層中的水承壓水充滿(mǎn)與上下兩個(gè)隔水層之間的含水層中的重力水松散巖層組成的向斜、單斜和山前平原自流斜地中的地下水構(gòu)造盆地和向斜、單斜巖層中的裂隙承壓水，向斜、單斜巖溶巖層中的承壓水二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成地下水按埋藏條件分類(lèi)及其特征潛水包氣帶水承壓水

是指存在于地面以下包氣帶中的水。包氣帶水(1)水量不大，但季節(jié)性變化強(qiáng)烈。(2)補(bǔ)給區(qū)和分布區(qū)是一致的。(3)一般礦化度低，但水質(zhì)最易受污染。(4)所含的上層滯水水量不大，但其常常是引起土質(zhì)邊坡滑坍，地基、路基沉陷、凍脹等病害的重要因素。包氣帶水的主要特征：潛水指埋藏于地表以下，第一個(gè)穩(wěn)定隔水層之上具有自由水面的飽水帶中的重力水。潛水面的特征⑴潛水面一般呈傾斜的各種形態(tài)的曲面。⑵潛水面的起伏經(jīng)常與地形一致，只是比地形起伏平緩一些；潛水面與地外表的形態(tài)具有相似性。⑶當(dāng)含水層厚度變大時(shí)，潛水面坡度變緩；⑷當(dāng)巖層透水性變好，潛水面坡度變緩。⑴潛水面一般呈傾斜的各種形態(tài)的曲面。⑵潛水面的起伏經(jīng)常與地形一致，只是比地形起伏平緩一些；潛水面與地外表的形態(tài)具有相似性。地表地形的影響⑶當(dāng)含水層厚度變大時(shí)，潛水面坡度變緩；含水層厚度的影響⑷當(dāng)巖層透水性變好，潛水面坡度變緩。巖層透水性的影響潛水等水位線(xiàn)圖潛水等水位線(xiàn)圖是根據(jù)所在地區(qū)各水文地質(zhì)點(diǎn)〔井、鉆孔、試坑和泉等〕，在大致相同的時(shí)間內(nèi)所測(cè)得的潛水面的水位標(biāo)高編制而成的。潛水等水位線(xiàn)圖的用途⑵反映潛水與地表水的相互關(guān)系；⑶確定潛水的埋藏深度；⑷如有隔水層頂板標(biāo)高，可以確定含水層的厚度⑴可以確定潛水的流向及潛水面的水力坡度；潛水的補(bǔ)給含水層中地下水從外部〔如大氣降水、地表水等〕獲得大量補(bǔ)充的過(guò)程稱(chēng)為地下水的補(bǔ)給。潛水的補(bǔ)給⑴大氣降水;⑵地表水的補(bǔ)給；⑶含水層之間的補(bǔ)給；

I.越流補(bǔ)給；II.直接補(bǔ)給⑷凝結(jié)水；⑸人工補(bǔ)給潛水的補(bǔ)給——大氣降水河流補(bǔ)給潛水潛水的補(bǔ)給——地表水的補(bǔ)給潛水的排泄⑴蒸發(fā);⑵泉的排泄；⑶向地表水排泄；⑷人為排泄。潛水的排泄——泉潛水補(bǔ)給河流潛水的排泄——向地表水排泄承壓水埋藏并充滿(mǎn)在兩個(gè)隔水層之間的含水層中的地下水，是一種有壓重力水。承壓水的形成最適宜形成承壓水的地質(zhì)構(gòu)造有：向斜構(gòu)造單斜構(gòu)造承壓盆地承壓斜地此類(lèi)承壓水的水位受到氣候及地形的控制，往往具有較好的徑流條件。承壓盆地承壓斜地巖性變化形成承壓斜地?cái)嗔褬?gòu)造形成承壓斜地承壓含水層在同一區(qū)域內(nèi)均可在不同深度有著假設(shè)干層同時(shí)存在的情況，它們之間的水頭高度與地形和構(gòu)造二者有關(guān)。承壓水的補(bǔ)給⑴大氣降水；⑵地表水；⑶潛水。承壓水的補(bǔ)給——大氣降水當(dāng)補(bǔ)給區(qū)位于河床地帶時(shí)，地表水才可以成為補(bǔ)給來(lái)源。承壓水的補(bǔ)給——地表水當(dāng)承壓含水層補(bǔ)給區(qū)位于潛水之下，潛水可以泄入承壓含水層中構(gòu)成其補(bǔ)給源。承壓水的補(bǔ)給——潛水承壓水的排泄⑴向潛水排泄;⑵泉的排泄；⑶向地表水排泄。當(dāng)排泄區(qū)上有潛水存在時(shí)，那么可以排泄入潛水中。承壓水的排泄——潛水當(dāng)侵蝕面下切到達(dá)承壓含水層時(shí)，就以泉水形式排泄。承壓水的排泄——泉

導(dǎo)水?dāng)鄬忧袛嗪畬訒r(shí)，沿?cái)鄬訋?，承壓水也可以泉的形式排泄。承壓水的排泄——泉河谷下切至含水層，那么承壓水向地表水排泄。承壓水的排泄——地表水承壓水的徑流徑流條件的好壞與地形條件、含水層的透水性、補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)的水位差、承壓含水層的撓曲程度等有關(guān)。承壓含水層的涌水量，主要與含水層的分布范圍、厚度、透水性、補(bǔ)給區(qū)的大小、水的補(bǔ)給來(lái)源等因素有關(guān)。承壓水的涌水量各種地下水的特點(diǎn)

上層滯水：因完全靠大氣降水或地有水體直接滲入補(bǔ)給，水量受季節(jié)控制特別顯著，通常在較厚的砂層或沙礫層中夾雜有粘土或粉質(zhì)粘土透鏡體時(shí)容易形成上層滯水，此外，在黃土層中夾有鈣質(zhì)板層時(shí)也容易形成。潛水特點(diǎn)：直接受大氣降水補(bǔ)給，一般可獲得較大的流量但受季節(jié)影響較大，而且分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)是一致的；容易受到污染。水質(zhì)、水溫受季節(jié)影響比較大。承壓水；承壓水的主要特點(diǎn)是承壓，可形成自流井。承壓水由于有穩(wěn)定的隔水頂板和底板，因而與外界的聯(lián)系較差，與地表的直接聯(lián)系大局部被隔絕，所以它的埋藏區(qū)與補(bǔ)給區(qū)不一致。承壓含水層的埋藏深度一般都比潛水大，在水位、水量、水溫、水質(zhì)等方面受水文氣象因素和人為因素，以及季節(jié)變化的影響較小，如南京地區(qū)在地下10米以下地層中年溫度變化范圍已經(jīng)小于0.1OC。因此富水性好的承壓含水層是理想的供水水源。雖然承壓含水層的埋藏深度較大，但其穩(wěn)定水位都常常接近或高于地表，這就為開(kāi)采利用創(chuàng)造了有利條件。

由自然界的水循環(huán)可知，地下水運(yùn)動(dòng)既是自然界水的大循環(huán)的一個(gè)重要的有機(jī)組成局部，同時(shí)又獨(dú)立地參與自身的補(bǔ)給、徑流、排泄的小循環(huán)。我們將地下水這種補(bǔ)給、徑流、排泄無(wú)限往復(fù)進(jìn)行，稱(chēng)為地下水的循環(huán)。這幾個(gè)過(guò)程是緊密聯(lián)系在一起的，是形成地下水運(yùn)動(dòng)的一個(gè)完整、不可分割的過(guò)程。排泄：含水層失去水量的過(guò)程稱(chēng)為排泄。徑流：地下水在巖石空隙中的流動(dòng)過(guò)程稱(chēng)為徑流。地下徑流量常用地下徑流率M來(lái)表示，其意義為lkm2含水層面積上的地下水流量(m3/(s?km2))，也稱(chēng)為地下徑流模數(shù)。地下水的循環(huán)二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成

年平均地下徑流率可按下式計(jì)算：式中M---年均地下水徑流模數(shù)(m3/(s?km2))A——地下水徑流面積，km2；

Q——一年內(nèi)在面積A上的地下水徑流量，m3。1、地下水的補(bǔ)給來(lái)源：大氣降水；地表水；人工補(bǔ)給，除此之外，在一些高溫干旱沙漠地區(qū)，大氣凝結(jié)水也可為主要補(bǔ)給來(lái)源。2、地下水的排泄途徑：泉；河流；蒸發(fā)；人工排泄。3、地下水的徑流：地下水在地下遷移運(yùn)動(dòng)的過(guò)程稱(chēng)為地下水的徑流二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成〔二〕地下水運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其根本規(guī)律1.地下水運(yùn)動(dòng)特征地下水運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為：(1)緩慢的流速河道或管網(wǎng)中水的流速一般都以m/s來(lái)表示，地下水由于在曲折的通道中通行，用m/d來(lái)表示其流速。通常稱(chēng)為滲流(2)層流和紊流由于地下水是在曲折的通道中緩慢滲流，故地下水流大多數(shù)都呈雷諾數(shù)很小的層流運(yùn)動(dòng)，即水質(zhì)點(diǎn)有秩序地呈相互平行而不混雜的運(yùn)動(dòng)。只有在一些大的裂隙和溶隙及人工開(kāi)采構(gòu)筑物流量集中的地方會(huì)出現(xiàn)紊流狀態(tài)。(3)非穩(wěn)定、緩變流運(yùn)動(dòng)地下水在自然界的絕大多數(shù)情況下呈運(yùn)動(dòng)要素(流速、流量、水位)隨時(shí)間改變的非穩(wěn)定流運(yùn)動(dòng)。二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成〔二〕地下水運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其根本規(guī)律2．地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律地下水運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律又稱(chēng)滲透的根本定律，在水力學(xué)中已有論述，這里只引用定律的根本內(nèi)容。(1)線(xiàn)性滲透定律線(xiàn)性滲透定律反映了地下水層流運(yùn)動(dòng)時(shí)的根本規(guī)律，是法國(guó)水力學(xué)家達(dá)西建立的，稱(chēng)為達(dá)西定律，即式中Q——滲流量，m3/d；H1-H2——過(guò)水?dāng)嗝娴乃^損失，m；L——滲流途徑長(zhǎng)度，m；Aw——過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，m2；K——滲透系數(shù)，m/d二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成上式又可表示為：式中v——滲透速度，m/d；J——水力坡度，單位滲流途徑上的水頭損失，無(wú)量綱。說(shuō)明滲透速度與水力坡度的一次方成正比，因此稱(chēng)為線(xiàn)性(直線(xiàn))滲透定律。滲透系數(shù)K是反映巖石滲透性能的指標(biāo)，其物理意義為：當(dāng)水力坡度為1時(shí)的地下水流速。

二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成〔二〕地下水運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其根本規(guī)律過(guò)去許多資料都稱(chēng)達(dá)西公式是地下水層流運(yùn)動(dòng)的根本定律，其實(shí)達(dá)西公式并不是對(duì)所有的地下水層流都適用，而只有當(dāng)雷諾數(shù)小于1～10時(shí)地下水運(yùn)動(dòng)才服從達(dá)西公式，即式中u——地下水實(shí)際流速，m/d；d——孔隙的直徑，m；γ——地下水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，m2/d二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成〔二〕地下水運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其根本規(guī)律(2)非線(xiàn)性滲透定律當(dāng)?shù)叵滤趲r石的大孔隙、大裂隙、大溶洞中及取水構(gòu)筑物附近流動(dòng)時(shí)，不僅雷諾數(shù)大于10，而且常常呈紊流狀態(tài)。紊流運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是水流的滲透速度與水力坡度的平方根成正比，這稱(chēng)為哲才公式，表示式為：有時(shí)水流運(yùn)動(dòng)形式介于層流和紊流之間，那么稱(chēng)為混合流運(yùn)動(dòng)，可用斯姆萊公式表示式中m值的變化范圍為1、2。當(dāng)m=1，即為達(dá)西公式；當(dāng)m＝2時(shí)，即為哲才公式。二、地下水資源的形成與運(yùn)動(dòng)規(guī)律第一節(jié)水資源的形成〔一〕分區(qū)原那么由于影響河流徑流的許多因素，如氣象因素、流域下墊面因素等，具有地域性分布變化的規(guī)律，致使水資源相應(yīng)的呈現(xiàn)地域性分布的特點(diǎn)。1．區(qū)域地理環(huán)境條件的相似性與差異性2．流域完整性3．考慮行政與經(jīng)濟(jì)區(qū)劃界線(xiàn)4．與其他區(qū)劃盡可能協(xié)調(diào)一、水資源的分區(qū)

第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔二〕分區(qū)方法根據(jù)各地的具體自然條件，按照上述原那么對(duì)評(píng)價(jià)范圍進(jìn)行一級(jí)或幾級(jí)分區(qū)。常用的分區(qū)方法有：1．根據(jù)各地氣候條件和地質(zhì)條件分區(qū)可以根據(jù)各地的氣候條件和地質(zhì)條件對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)進(jìn)行分區(qū)，如將評(píng)價(jià)區(qū)分為〔1〕濕潤(rùn)多沙區(qū)、〔2〕濕潤(rùn)非多沙區(qū)、〔3〕干旱多沙區(qū)和〔4〕干旱非多沙區(qū)，或僅根據(jù)氣候條件分為〔1〕濕潤(rùn)區(qū)、〔2〕半濕潤(rùn)區(qū)、〔3〕半干旱區(qū)和干旱區(qū)等。2．根據(jù)天然流域分區(qū)3．根據(jù)行政區(qū)劃分區(qū)(1)全國(guó)性水資源評(píng)價(jià)可按省(自治區(qū)、直轄市)和地區(qū)(市、自治州、盟)兩級(jí)劃分，(2)區(qū)域性水資源評(píng)價(jià)可按省(自治區(qū)、直轄市)、地區(qū)(市、自治州、盟)和縣(市、自治縣、旗、區(qū))三級(jí)劃分。一、水資源的分區(qū)

第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)地表水資源數(shù)量評(píng)價(jià)應(yīng)包括以下內(nèi)容：1.單站徑流資料統(tǒng)計(jì)分析；2.主要河流年徑流量計(jì)算；3.分區(qū)地表水資源量計(jì)算；4.地表水資源時(shí)空分布特征分析；5.地表水資源可利用量估算；6.人類(lèi)活動(dòng)對(duì)河流徑流的影響分析。二、評(píng)價(jià)的內(nèi)容第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)

河川水文現(xiàn)象的特征

周期性；年際及年內(nèi)變化的周期性特點(diǎn)確定性和隨機(jī)性:在一定的客觀條件下表現(xiàn)出確定的特征,但由于影響因素復(fù)雜，也表現(xiàn)出一些隨機(jī)性的特征.

區(qū)域性:氣象因素和地理因素具有區(qū)域性,因此，河川水文現(xiàn)象有一定的區(qū)域性特征

河流水文計(jì)算的方法

成因分析法：建立水文特征值與影響因素間的函數(shù)關(guān)系。地理綜合法：基于同樣地理?xiàng)l件河川徑流特征相似性，用有資料地區(qū)預(yù)估無(wú)資料地區(qū)數(shù)理統(tǒng)計(jì)法：對(duì)多年水文特征值觀測(cè)資料進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析來(lái)預(yù)測(cè)水文形勢(shì)。在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，應(yīng)本著“多種方法，綜合分析，合理選定〞的原那么，對(duì)采用的方法有所側(cè)重，

河川水文計(jì)算的主要目的是通過(guò)徑流量的計(jì)算為取水工程和防洪工程的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，河川徑流影響因素復(fù)雜，但也存在一定的規(guī)律性三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔二〕概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在目前是河流水文計(jì)算的主要方法〔1〕總體：在概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)中，將被研究的隨機(jī)變量的全體稱(chēng)為總體，〔2〕樣本：總體中的一局部稱(chēng)為樣本1．頻率計(jì)算累積頻率：在河流水文計(jì)算中，頻率均指累積頻率，即等量或超量值的累積頻數(shù)與總觀測(cè)次數(shù)的比值。頻率計(jì)算的方法是：①用實(shí)測(cè)的某河流水文特征值作為隨機(jī)樣本，計(jì)算各特征值相對(duì)應(yīng)的頻率，并將各組數(shù)據(jù)點(diǎn)繪于二維坐標(biāo)圖上，用目估方法通過(guò)點(diǎn)群中心繪制一條光滑的曲線(xiàn)，稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)頻率曲線(xiàn)；②根據(jù)概率論的原理，選用某種由一定數(shù)學(xué)公式表示的頻率曲線(xiàn)，稱(chēng)為理論頻率曲線(xiàn)，并采用適線(xiàn)的方法調(diào)整參數(shù)，尋找出一條與經(jīng)驗(yàn)頻率曲線(xiàn)配合最好的理論頻率曲線(xiàn)；③以該理論頻率曲線(xiàn)作為外延的工具，得出不同頻率下的該種水文特征值作為設(shè)計(jì)依據(jù)三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔二〕概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法(1)經(jīng)驗(yàn)頻率曲線(xiàn)設(shè)某水文要素的系列共有n項(xiàng)，按由大到小的次序排列為：通過(guò)以上的分析，可以歸納出頻率計(jì)算公式：

式中P——等于和大于xm的經(jīng)驗(yàn)頻率；m——xm序號(hào)，即等于和大于xm的項(xiàng)數(shù)；n——系列的總項(xiàng)數(shù)三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔二〕概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法(1)經(jīng)驗(yàn)頻率曲線(xiàn)上式用于樣本資料分析不甚合理。例如，當(dāng)m=n時(shí)，P＝100%，這就意味著將來(lái)也不會(huì)出現(xiàn)比實(shí)測(cè)最小值還小的要素值，這當(dāng)然是不合理的，因?yàn)殡S著觀測(cè)年數(shù)的增多，一定會(huì)有更小的數(shù)值出現(xiàn)。因此，必須將上式加以修正，使其能較好地反映自然規(guī)律。世界各國(guó)曾先后提出過(guò)不少類(lèi)似的修正公式。目前在我國(guó)常用的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率的公式為數(shù)學(xué)期望公式：目前在我國(guó)常用的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率的公式為數(shù)學(xué)期望公式：三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔二〕概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法(2)理論頻率曲線(xiàn)通常經(jīng)驗(yàn)頻率曲線(xiàn)由于觀測(cè)資料少，當(dāng)需要推求發(fā)生頻率小的徑流特征值時(shí)，需要外延，主觀性太大，因此，人們通過(guò)數(shù)學(xué)方法尋找符合與觀測(cè)數(shù)據(jù)符合的理論曲線(xiàn)來(lái)推求小頻率的徑流特征值。經(jīng)驗(yàn)頻率曲線(xiàn)是根據(jù)實(shí)測(cè)資料繪出的，當(dāng)實(shí)測(cè)資料的時(shí)間跨度較長(zhǎng)或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求較低時(shí)，經(jīng)驗(yàn)頻率曲線(xiàn)尚能解決一些實(shí)際問(wèn)題。但是，實(shí)際應(yīng)用中往往要推求稀遇的小頻率洪水，如P＝1％，0.1％，0.01％。而目前實(shí)測(cè)資料時(shí)間跨度一般最多不過(guò)幾十年，計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)只有幾十個(gè)。迄今為止，國(guó)內(nèi)外采用的理論線(xiàn)型已有)10余種，諸如皮爾遜Ⅲ(P—Ⅲ)型曲線(xiàn)、對(duì)數(shù)皮爾遜Ⅲ(LP—Ⅲ)型曲線(xiàn)、耿貝爾(EV—I)型曲線(xiàn)以及克里茨基一閔凱里(K—M)型曲線(xiàn)等。三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔二〕概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法(2)理論頻率曲線(xiàn)皮爾遜Ⅲ型曲線(xiàn)是一條一端有限一端無(wú)限的不對(duì)稱(chēng)單峰、正偏態(tài)分布曲線(xiàn)，在概率論中稱(chēng)為廠分布，其概率密度函數(shù)為：式中x——總體的均值；Cv——總體的變差系數(shù)；Cs——總體的偏差系數(shù)。三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)2．河流水文隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)

(1)均值

(2)變差系數(shù)Cv(3)偏差系數(shù)Cs式中Ki——為模比系數(shù)當(dāng)n較大時(shí)，有：Cs>0時(shí)，稱(chēng)為正偏態(tài)分布；Cs<0時(shí)，稱(chēng)為負(fù)偏態(tài)分布；Cs=0時(shí)為正態(tài)分布。研究說(shuō)明，河流水文現(xiàn)象多屬于正偏態(tài)分布三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔二〕概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法3．頻率與重現(xiàn)期的關(guān)系頻率這個(gè)名詞比較抽象，為便于理解和應(yīng)用，常采用重現(xiàn)期與頻率并用。所謂重現(xiàn)期是指某隨機(jī)變量的取值在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)平均多少年出現(xiàn)一次，又稱(chēng)為多少年一遇。頻率P與重現(xiàn)期T的關(guān)系，對(duì)以下兩種不同情況有不同的表示方法。(1)當(dāng)為了防洪研究暴雨洪水問(wèn)題時(shí)，一般設(shè)計(jì)頻率小于50％，那么：式中T——重現(xiàn)期，a；P——頻率，以小數(shù)計(jì)。例如，當(dāng)設(shè)計(jì)洪水的頻率采用P＝l％時(shí)，代入上式得重現(xiàn)期為100年，稱(chēng)為百年一遇洪水。三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔二〕概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法3．頻率與重現(xiàn)期的關(guān)系(2)當(dāng)考慮保證灌溉、發(fā)電及給水等用水建筑物時(shí)，設(shè)計(jì)頻率P常大于50％，例如，當(dāng)灌溉設(shè)計(jì)保證率P＝80％時(shí)，代入上式得重現(xiàn)期為5年，稱(chēng)為以5年一遇的枯水作為設(shè)計(jì)來(lái)水的標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)平均5年中有4年來(lái)水能保證正常的灌溉要求。三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔三〕年徑流量分析評(píng)價(jià)地表水資源，應(yīng)對(duì)評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的水文站進(jìn)行單站徑流統(tǒng)計(jì)分析和主要河流的年徑流量計(jì)算。1．年徑流量的根本概念①年徑流量：一個(gè)年度內(nèi)通過(guò)河流某斷面的水量，稱(chēng)為該斷面以上流域的年徑流量。②多年平均年徑流量，或平均年徑流量：多年平均年徑流量天然河道的徑流量隨氣候不斷變化，不同的年份，徑流量也不同。為了反映流水資源情況，通常利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法求出實(shí)測(cè)各年徑流量的均值，稱(chēng)為多年平均年徑流量，或平均年徑流量。③正常年徑流量：隨著統(tǒng)計(jì)實(shí)測(cè)資料年數(shù)的增加，年徑流量的均值將趨于一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，此值稱(chēng)為正常年徑流量④設(shè)計(jì)年徑流量：設(shè)計(jì)年徑流量：指通過(guò)河流某指定斷面對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)頻率的年徑流量三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔四〕徑流復(fù)原計(jì)算常用的徑流復(fù)原計(jì)算的方法有分項(xiàng)調(diào)查法和降水徑流模式法。1．分項(xiàng)調(diào)查法根據(jù)水量平衡根本原理，可建立以下實(shí)測(cè)徑流與各項(xiàng)復(fù)原水量間的水量平衡方程式：Q天然=Q實(shí)測(cè)+Q灌溉+Q工業(yè)+Q蓄+Q引+Q蒸+Q滲十Q分洪式中Q天然——復(fù)原后的天然徑流量，m3/s；Q實(shí)測(cè)——水文站實(shí)測(cè)徑流量，m3/s；Q灌溉——灌溉耗水量，m3/s；Q工業(yè)——工業(yè)和城市生活耗水量，m3/s；Q蓄——計(jì)算時(shí)段始末蓄水工程蓄水變量，蓄水量增加使該值為正值，減少時(shí)那么為負(fù)值，m3/s；Q引——跨流域(地區(qū))引水增加或減少的測(cè)站控制水量，增加水量為負(fù)值，減少水量為正值，m3/s；Q蒸——蓄水工程水面蒸發(fā)量和相應(yīng)陸地蒸發(fā)量的差值，m3/s；Q滲——蓄水工程的滲漏量，m3/s；Q分洪——河道分洪水量，m3/s。三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)〔四〕徑流復(fù)原計(jì)算常用的徑流復(fù)原計(jì)算的方法有分項(xiàng)調(diào)查法和降水徑流模式法。2．降水徑流模式法人類(lèi)對(duì)大氣環(huán)流影響有限，流域徑流量與降水量之間存在密切關(guān)系，可根據(jù)同步降水、徑流資料，建立降水和徑流的關(guān)系模式。

三、河流徑流計(jì)算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)(一)區(qū)內(nèi)河流有水文站控制假設(shè)區(qū)內(nèi)控制站上下游降水量相差較大，可按上下游的單位面積平均降雨量與面積之比，加權(quán)計(jì)算分區(qū)的年徑流量。計(jì)算公式為：式中Qab——分區(qū)年徑流量，m3/s；Qa——控制站以上年徑流量，m3/s；Pa、Pb——控制站以上及以下同一年的單位面積平均降水量，m3/(s·km2)；Fa、Fb——控制站以上及以下的面積，km2。四、分區(qū)地表水資源量評(píng)價(jià)第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)

(二)區(qū)內(nèi)河流沒(méi)有水文站控制①利用水文模型計(jì)算徑流量系列；②利用自然地理特征相似的鄰近地區(qū)的降水、徑流關(guān)系，由降水系列推求徑流系列；③借助鄰近分區(qū)同步期徑流系列，利用同步期徑流深等值線(xiàn)圖，從圖上量出本區(qū)與鄰近分區(qū)年徑流量系列，再求其比值，然后乘以鄰近分區(qū)徑流系列，得出本區(qū)徑流量系列，并經(jīng)合理性分析后采用。四、分區(qū)地表水資源量評(píng)價(jià)第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)1．地表水資源的地區(qū)分布特征受年降水量時(shí)空分布以及地形、地質(zhì)條件的綜合影響，年徑流量的區(qū)域分布既有地域性的變化，又有局部的變化。河流徑流的等值線(xiàn)圖可以反映地表水資源的地區(qū)分布特征。2．徑流量的年際變化年徑流量的多年變化主要取決于年降水量的多年變化，此外，還受到徑流補(bǔ)給類(lèi)型及流域內(nèi)的地貌、地質(zhì)和植被等條件的綜合影響。3．徑流的年內(nèi)分配典型年法又名時(shí)序分配法典型年選取原那么：選擇年徑流量接近平均年徑流量或?qū)?yīng)某一頻率的設(shè)計(jì)年徑流量的年份；選擇分配情況不理的年份。五、地表水資源時(shí)空分布特征第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)放大倍比k平均年徑流量或設(shè)計(jì)年徑流量Q與經(jīng)典年的年徑流量Qd的比值，即放大倍比也稱(chēng)折算系數(shù)，缺乏實(shí)測(cè)資料時(shí)，采用水文比較法移用參政站的典型年年內(nèi)分配，也可根據(jù)各地區(qū)水文手冊(cè)中的徑流量年內(nèi)典型分配率來(lái)確定。

五、地表水資源時(shí)空分布特征第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)地表水資源可利用量是指在經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可能及滿(mǎn)足河道內(nèi)用水并估計(jì)下游用水的前提下，通過(guò)蓄、引、提等地表水工程可能控制利用的河道一次性最大水量(不包括回歸水的重復(fù)利用)。某一分區(qū)的地表水資源可利用量，不應(yīng)大于當(dāng)?shù)睾恿鲝搅髁颗c入境水量之和再扣除相鄰地區(qū)分水協(xié)議規(guī)定的出境水量，即：

Q可利用＝Q當(dāng)?shù)睾恿鲝搅?Q入境-Q出境各分區(qū)可利用地表水資源量可以通過(guò)蓄水工程、引水工程和提水工程進(jìn)行估算。

(1)蓄水工程

(2)引水工程

(3)提水工程六、可利用地表水資源量估算第二節(jié)地表水資源量評(píng)價(jià)一地下水資源評(píng)價(jià)的主要任務(wù)和內(nèi)容二地下水資源評(píng)價(jià)原那么三地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)區(qū)域地下水資源評(píng)價(jià)局域地下水資源評(píng)價(jià)一、地下水資源評(píng)價(jià)的主要任務(wù)和內(nèi)容第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)地下水“資源〞與“儲(chǔ)量〞的根本概念P58國(guó)內(nèi)外地下水資源的分類(lèi)靜儲(chǔ)量、動(dòng)儲(chǔ)量、調(diào)節(jié)儲(chǔ)量、開(kāi)采儲(chǔ)量；平安開(kāi)采量(SafeYield)、持續(xù)開(kāi)采量(SustainYield)、涸澤開(kāi)采量(MiningYield)、容許開(kāi)采量(PermissiveYield)。一、地下水資源評(píng)價(jià)的主要任務(wù)和內(nèi)容第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)1、1988年，我國(guó)制定的《供水水文地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)》，地下水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)為：補(bǔ)給量、儲(chǔ)存量、允許開(kāi)采量三類(lèi)。2、1995年、國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局公布的《地下水資源分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》劃分為：能利用的資源、目前尚難利用的資源。(1)補(bǔ)給量：在天然或開(kāi)采條件下，單位時(shí)間進(jìn)入含水層中的水量。有地下水流入、降水滲入、地表水滲入、越流補(bǔ)給、人工補(bǔ)給。(2)儲(chǔ)存量：儲(chǔ)存于含水層中的重力水的體積。(3)允許開(kāi)采量(可利用資源)：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)水量不會(huì)減少，動(dòng)水位不超過(guò)設(shè)計(jì)要求，水質(zhì)和水溫度變化在允許范圍之內(nèi)，不影響已建水源的開(kāi)采、不發(fā)生危害性的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，在現(xiàn)行法規(guī)下，從水文地質(zhì)單元或水源范圍內(nèi)能夠取得的水量。一、地下水資源評(píng)價(jià)的主要任務(wù)和內(nèi)容第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(4)尚難利用資源：具有潛在經(jīng)濟(jì)意義的地下水資源，但在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，在某一地區(qū)開(kāi)采地下水、將在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和法規(guī)方面出現(xiàn)難以克服的問(wèn)題和限制，目前難以利用的地下水資源。

3、允許開(kāi)采量分級(jí):A、B、C、D、EA：擴(kuò)建勘探：用于水源地合理開(kāi)采以及改建、擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)。

B：勘探階段：作為水源地及其具體工程建設(shè)設(shè)計(jì)的依據(jù)

C:詳查階段：用于水源地及其主體工程的可行性研究

D、E分屬普查和區(qū)調(diào)階段：分別用于水源地規(guī)劃和大區(qū)遠(yuǎn)景規(guī)劃，對(duì)地下水允許開(kāi)采量只要求概算。一、地下水資源評(píng)價(jià)的主要任務(wù)和內(nèi)容第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)地下水資源評(píng)價(jià)的內(nèi)容1、地下水資源評(píng)價(jià)主要是地下水資源數(shù)量評(píng)價(jià)，包括補(bǔ)給量、排泄量、可開(kāi)采量的計(jì)算和時(shí)空分布特征。2、地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)根據(jù)不同用戶(hù)對(duì)水質(zhì)的不同要求，對(duì)地下水的物理性質(zhì)、化學(xué)成分、衛(wèi)生條件進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。3、開(kāi)采技術(shù)評(píng)價(jià)允許水位降是重要的開(kāi)采條件，也是地下水開(kāi)發(fā)保護(hù)的重要參數(shù)。要在計(jì)算開(kāi)采量的同時(shí)，計(jì)算整個(gè)開(kāi)采過(guò)程中，境內(nèi)不同地段地下水位的最大下降值是否滿(mǎn)足允許值要求。4、開(kāi)采后果評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)地下水開(kāi)采對(duì)地區(qū)生態(tài)、環(huán)境的影響，分析由于區(qū)域地下水的下降，是否會(huì)引發(fā)地面沉降、地裂、塌陷等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，以及海水或污水入侵，泉水枯槁，水源地相互影響等不良后果，提出相應(yīng)的補(bǔ)救措施。遵循地下水系統(tǒng)規(guī)律評(píng)價(jià)地下水資源根據(jù)“三水〞轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水資源按照“以豐補(bǔ)欠〞的原那么評(píng)價(jià)地下水資源按照資源可持續(xù)利用的原那么評(píng)價(jià)地下水資源根據(jù)“水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)〞評(píng)價(jià)地下水資源地下水資源評(píng)價(jià)要重視經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的原那么根據(jù)“開(kāi)展變化〞的觀點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水資源二、地下水資源評(píng)價(jià)原那么第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(1)遵循地下水系統(tǒng)規(guī)律評(píng)價(jià)地下水資源地下水是按一定的含水系統(tǒng)發(fā)育的，含水系統(tǒng)內(nèi)部的水是一個(gè)有機(jī)整體，也就是補(bǔ)給、排泄、徑流自成體系的含水層的組合，系統(tǒng)內(nèi)的水具有密切的水動(dòng)力聯(lián)系。在天然條件下，地下水系統(tǒng)中的補(bǔ)給、排泄到達(dá)一種動(dòng)平衡，即輸入與輸出呈動(dòng)平衡狀態(tài)；開(kāi)采后，就會(huì)改變地下水系統(tǒng)輸入與輸出的關(guān)系。運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)，正確認(rèn)識(shí)地下水系統(tǒng)的補(bǔ)給、排泄和徑流規(guī)律，是評(píng)價(jià)地下水資源量的根底。特別是在進(jìn)行局域〔水源地〕地下水資源評(píng)價(jià)時(shí)，更要考慮地下水系統(tǒng)特點(diǎn)。否那么，就會(huì)出現(xiàn)地下水資源的重復(fù)計(jì)算，而導(dǎo)致盲目開(kāi)采、互相爭(zhēng)水、泉水搬家、資源枯竭等不良后果。二、地下水資源評(píng)價(jià)原那么第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(2)根據(jù)“三水〞轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水資源在干旱、半干旱地區(qū)，地表水與地下水轉(zhuǎn)化往往具有多重性，這種轉(zhuǎn)化過(guò)程中，對(duì)生態(tài)環(huán)境具有不同的作用。因此在進(jìn)行地下水資源評(píng)價(jià)時(shí)，更要充分考慮這種轉(zhuǎn)化關(guān)系，以不破壞生態(tài)環(huán)境為前提，合理使用水資源。二、地下水資源評(píng)價(jià)原那么第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)黑河干流地下水與河水轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖(3)按照“以豐補(bǔ)欠〞的原那么評(píng)價(jià)地下水資源地下水系統(tǒng)有別于地表水系統(tǒng)的一個(gè)最大區(qū)別是：具有可調(diào)節(jié)的儲(chǔ)存資源量。因此充分發(fā)揮地下水具有調(diào)節(jié)功能的優(yōu)勢(shì)，采用以豐補(bǔ)歉的方法評(píng)價(jià)地下水資源，即在枯水年份借用一些儲(chǔ)存量，而在豐水年份再歸還。按照以豐補(bǔ)欠的原那么評(píng)價(jià)地下水資源，要注意的是可開(kāi)采資源量不能大于多年平均補(bǔ)給資源量，另一方面也要考慮取水設(shè)備的能力。充足的補(bǔ)給和可調(diào)節(jié)的儲(chǔ)存資源量是保證穩(wěn)定供水的根底。二、地下水資源評(píng)價(jià)原那么第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(4)按照資源可持續(xù)利用的原那么評(píng)價(jià)地下水資源評(píng)價(jià)地下水資源量時(shí)，必須要考慮長(zhǎng)期持續(xù)利用的特點(diǎn)。從地下水資源本身的特點(diǎn)來(lái)講，可作為長(zhǎng)期供水保證的是地下水的補(bǔ)給資源量。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，要對(duì)構(gòu)成補(bǔ)給資源量的各項(xiàng)進(jìn)行具體分析，只有長(zhǎng)期存在的補(bǔ)給來(lái)源，才能保證地下水資源長(zhǎng)期持續(xù)的開(kāi)采。儲(chǔ)存資源只能作為臨時(shí)調(diào)節(jié)使用，而且要做到“有借有還〞，不能長(zhǎng)期持續(xù)開(kāi)采，否那么就會(huì)使含水層疏干。以長(zhǎng)期持續(xù)利用的觀點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水資源，還要評(píng)價(jià)地下水資源開(kāi)發(fā)利用后對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響二、地下水資源評(píng)價(jià)原那么第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(5)根據(jù)“水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)〞評(píng)價(jià)地下水資源不同的供水目的，對(duì)地下水水質(zhì)、水量、水溫的要求是不同的，這是關(guān)系到平安生產(chǎn)、農(nóng)作物豐收和保障人民身體健康的大事。根據(jù)各種用水對(duì)水質(zhì)的實(shí)際要求，國(guó)家和地方對(duì)水中各種成分含量規(guī)定了一定的界限，這種數(shù)量界限就是水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，它是供水水質(zhì)評(píng)價(jià)的根底和依據(jù)。二、地下水資源評(píng)價(jià)原那么第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(6)地下水資源評(píng)價(jià)要重視經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的原那么應(yīng)根據(jù)用水單位的需水量選擇經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的開(kāi)采方案，即根據(jù)不同水文地質(zhì)條件擬定合理的取水方案。取水方案包括地下水水源地選擇、井的布局、井距以及水井結(jié)構(gòu)和取水設(shè)備的選擇等。水作為一種商品，本身具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，在進(jìn)行地下水資源評(píng)價(jià)時(shí)，要對(duì)水的經(jīng)濟(jì)效益作出綜合評(píng)價(jià)。如水質(zhì)到達(dá)礦泉水標(biāo)準(zhǔn)的地下水，如果用作工業(yè)生產(chǎn)用水，就造成了資源的浪費(fèi)。“分質(zhì)供水〞的含義就是要將不同水質(zhì)的水用于其所適應(yīng)的供水對(duì)象，使不同水質(zhì)的水各自發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。二、地下水資源評(píng)價(jià)原那么第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(7)根據(jù)“開(kāi)展變化〞的觀點(diǎn)評(píng)價(jià)地下水資源在地下水資源開(kāi)采前，要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)各種自然因素和人為因素變化后對(duì)地下水資源量可能產(chǎn)生的影響和變化趨勢(shì)，是難以做到的。由于客觀自然因素以及人類(lèi)生產(chǎn)和生活活動(dòng)也在不斷地發(fā)生變化，因此，按照“開(kāi)展變化〞的觀點(diǎn)，要加強(qiáng)地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)工作；根據(jù)開(kāi)采后的動(dòng)態(tài)變化，不斷收集資料，進(jìn)行深入分析，定期進(jìn)行地下水資源評(píng)價(jià)工作，為逐步深入地開(kāi)展地下水資源管理工作打下堅(jiān)實(shí)可靠的根底?？傊?，在進(jìn)行地下水資源評(píng)價(jià)時(shí)，要以可持續(xù)利用為宗旨；以社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)開(kāi)展為準(zhǔn)那么；遵循自然規(guī)律；合理、科學(xué)地利用地下水資源。二、地下水資源評(píng)價(jià)原那么第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)解析法開(kāi)采試驗(yàn)法水量均衡法水文分析法數(shù)值法三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)

(一)解析法－預(yù)備知識(shí)運(yùn)用地下水解析解(井流公式)對(duì)含水層進(jìn)行地下水可開(kāi)采量進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。取水構(gòu)筑物井流公式評(píng)價(jià)方法和步驟局限性三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(一)解析法取水構(gòu)筑物提取地下水的工程設(shè)施稱(chēng)之為取水構(gòu)筑物取水構(gòu)筑物分類(lèi)垂直取水構(gòu)筑物－井〔管井、大口井〕水平取水構(gòu)筑物－集水管〔滲水管〕、滲渠抽水井分類(lèi)潛水井、承壓水井、混采井完整井、非完整井穩(wěn)定流、非穩(wěn)定流單井抽水、群井抽水三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(一)解析法：井流公式地下水流向完整井的穩(wěn)定流(裘布依公式)裘布依公式的假設(shè)條件〔？〕潛水含水層承壓含水層三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(一)解析法：井流公式裘布依公式的假設(shè)條件(1)穩(wěn)定流，抽水產(chǎn)生穩(wěn)定的降落漏斗，漏斗半徑為Ｒ－影響半徑；(2)天然水力坡度為零，抽水時(shí)為了用流線(xiàn)傾角的正切代替正弦，那么井附近的水力坡度不能大于0.25；(3)含水層均質(zhì)各向同性，含水層的底板是隔水的、水平的；(4)影響半徑的范圍內(nèi)無(wú)滲入，無(wú)蒸發(fā)，每個(gè)過(guò)水?dāng)嗝嫔狭髁坎蛔儯谟绊懓霃降膱A周上為定水頭邊界；(5)降落漏斗范圍內(nèi)的地下水為平面二維流〔徑向流〕三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(一)解析法：井流公式地下水流向完整井的非穩(wěn)定流(泰斯公式)承壓含水層泰斯假設(shè)〔？〕泰斯公式當(dāng)u0.01時(shí)，簡(jiǎn)化為：三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)(一)解析法：井流公式地下水流向完整井的非穩(wěn)定流(泰斯公式)潛水含水層潛水和承壓含水層非穩(wěn)定井流公式比較三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)

(一)解析法：井流公式泰斯公式的假設(shè)條件(1)含水層是均質(zhì)的、各向同性、等厚、側(cè)向無(wú)限延伸、水平(2)抽水前天然狀態(tài)下地下水的水力坡度為零(3)完整井定流量抽水(4)含水層中水流服從達(dá)西定律(5)水頭下降引起的地下水的儲(chǔ)存量的釋放量是瞬時(shí)完成的(6)抽水井井徑無(wú)限小三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)Theis公式群井抽水公式承壓含水層潛水含水層三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)解析法的一般步驟：(1)根據(jù)實(shí)際水文地質(zhì)條件和開(kāi)采方式，選定適宜的井流解析公式(2)求取井流公式中各類(lèi)水文地質(zhì)參數(shù)(3)計(jì)算各種開(kāi)采方案下的水位降深，評(píng)價(jià)地下水可開(kāi)采量(4)論證可開(kāi)采量的保證程度三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)解析法的特點(diǎn)和限制條件(1)特點(diǎn)及使用條件a分布參數(shù)方法b評(píng)價(jià)地下水可開(kāi)采資源量c簡(jiǎn)單、直觀、快速、經(jīng)濟(jì)適用條件：理想條件下的水文地質(zhì)條件，如滿(mǎn)足泰斯假設(shè)、裘布依假設(shè)等可開(kāi)采量的保證程度需通過(guò)其它方法論證(2)限制條件應(yīng)用條件太苛刻〔邊界形狀、非均質(zhì)、各向異性、初始地下水面、承壓區(qū)和無(wú)壓區(qū)并存，且分界線(xiàn)隨時(shí)間變化、含水層有不均勻越流，存在天窗或有河床滲漏、水井抽水量恒定或某一階段恒定、含水層側(cè)向無(wú)限延伸，滲透區(qū)形狀矩形或圓形〕三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)解析法的特點(diǎn)和限制條件以下條件不宜使用解析法〔1〕邊界形狀、尤其是供水邊界形狀極不規(guī)那么時(shí)；〔2〕含水層存在明顯的非均質(zhì)性和各向異性；〔3〕邊界的位置、邊界上的水頭或流量隨時(shí)間變化；〔4〕承壓區(qū)和無(wú)壓區(qū)在平面上并存，其間的分界線(xiàn)隨時(shí)間變化；〔5〕含水層有不均勻越流，存在“天窗〞或有河床滲漏三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)開(kāi)采試驗(yàn)法在未來(lái)水源地地段，進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的抽水試驗(yàn)，根據(jù)開(kāi)采量－降深(Q-s)關(guān)系，對(duì)地下水可開(kāi)采資源量進(jìn)行評(píng)價(jià)。適用條件：水文地質(zhì)條件復(fù)雜，一時(shí)難以查清而又急需作出水資源評(píng)價(jià)的地區(qū)。進(jìn)入水文地質(zhì)詳勘階段，必須進(jìn)行抽水試驗(yàn)，運(yùn)用開(kāi)采實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行可開(kāi)采資源量評(píng)價(jià)。該方法主要適用于中小型水源地的地下水資源評(píng)價(jià)。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)開(kāi)采試驗(yàn)法開(kāi)采抽水法試驗(yàn)外推法補(bǔ)償疏干法三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)開(kāi)采試驗(yàn)法：開(kāi)采抽水法開(kāi)采抽水法是按實(shí)際抽水量進(jìn)行抽水試驗(yàn)，并對(duì)地下水進(jìn)行可開(kāi)采資源量評(píng)價(jià)的一種方法。抽水時(shí)期：旱季〔why?〕為了用抽水試驗(yàn)揭露當(dāng)?shù)氐叵滤难a(bǔ)給能力，一般選擇旱季開(kāi)始抽水。延續(xù)時(shí)間：盡量延長(zhǎng)抽水時(shí)間，在抽水量到達(dá)設(shè)計(jì)開(kāi)采量后，一般至少為整個(gè)旱季+1個(gè)月，從抽水到恢復(fù)水位期間進(jìn)行全面觀測(cè)三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)開(kāi)采試驗(yàn)法：開(kāi)采抽水法水位觀測(cè)結(jié)果可能出現(xiàn)兩種情形可開(kāi)采量評(píng)價(jià)①在長(zhǎng)期抽水過(guò)程中，如果水位到達(dá)設(shè)計(jì)降深并趨近穩(wěn)定狀態(tài)，即鉆孔水位下降值保持在一個(gè)穩(wěn)定的水平上，不再隨時(shí)間繼續(xù)下降，并且抽水量大于或等于需水量；停抽后，水位又能較快地恢復(fù)到原來(lái)的水平，這就說(shuō)明實(shí)際抽水量小于開(kāi)采條件下的補(bǔ)給能力，按需水量開(kāi)采是有保證的。這時(shí)，實(shí)際的抽水量就是可開(kāi)采資源量。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)開(kāi)采試驗(yàn)法-第一種情況恢復(fù)曲線(xiàn)水位降深曲線(xiàn)開(kāi)采試驗(yàn)法：開(kāi)采抽水法水位觀測(cè)結(jié)果可能出現(xiàn)兩種情形可開(kāi)采量評(píng)價(jià)①②如果在長(zhǎng)期定流量抽水過(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)采條件下的補(bǔ)給能力，按此抽水量開(kāi)采是沒(méi)有保證的。這時(shí)，需要進(jìn)行以下工作。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)開(kāi)采試驗(yàn)法-第二種情況近似直線(xiàn)下降降深－時(shí)間曲線(xiàn)①用旱季抽水所求的補(bǔ)給量評(píng)價(jià)地下水可開(kāi)采資源量結(jié)果是比較保守的；②不同的開(kāi)采條件下，Q補(bǔ)是有可能不同的，即Q補(bǔ)是一個(gè)與開(kāi)采條件有關(guān)的變量。因此，為了更準(zhǔn)確評(píng)價(jià)可開(kāi)采資源量，應(yīng)在開(kāi)采過(guò)程中繼續(xù)進(jìn)行水位的長(zhǎng)期觀測(cè)，逐步用多年平均補(bǔ)給量進(jìn)行評(píng)價(jià)；③開(kāi)采抽水法評(píng)價(jià)地下水可開(kāi)采資源量，往往需要進(jìn)行相當(dāng)長(zhǎng)的抽水試驗(yàn)，必然要花費(fèi)較多的人力、物力。因此，該方法只有在難以查清地下水補(bǔ)給條件而又急需進(jìn)行評(píng)價(jià)，且供水部門(mén)對(duì)用水量的保證程度要求又比較高時(shí)，才采用這種方法。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)開(kāi)采試驗(yàn)法：?jiǎn)挝粌?chǔ)存量法用開(kāi)采情況下抽水穩(wěn)定、水位下降較均勻假設(shè)干資料計(jì)算的水位資料式中：μF為水位下降1m時(shí)儲(chǔ)存量的減少量，簡(jiǎn)稱(chēng)單位儲(chǔ)存量〔m3/m〕；S為Δt時(shí)段的水位降深〔m〕。用水位恢復(fù)資料進(jìn)行校驗(yàn)抽水量是由兩局部組成一是開(kāi)采條件下的補(bǔ)給量；二是含水層中消耗的儲(chǔ)存量。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)開(kāi)采試驗(yàn)法－實(shí)例三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)試驗(yàn)外推法根據(jù)多個(gè)流程的抽水量-降深關(guān)系，確定可開(kāi)采資源量。適用條件：抽水設(shè)備能力限制，達(dá)不到實(shí)際需水量情況下含水層富水程度較好、補(bǔ)給充足要求：至少進(jìn)行三次降深最大抽水量盡量接近實(shí)際需水量最大降深盡量接近設(shè)計(jì)降深三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)試驗(yàn)外推法本卷須知：(1)以穩(wěn)定流為根底(2)抽水水位降深不能太小(3)利用該方法推算可開(kāi)采量時(shí)，必須充分考慮地下水的補(bǔ)給情況三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)補(bǔ)償疏干法充分利用含水層的儲(chǔ)水空間和調(diào)節(jié)能力,通過(guò)抽水試驗(yàn)進(jìn)行地下水可開(kāi)采資源量的評(píng)價(jià)方法。適用條件：地下水補(bǔ)給在時(shí)間上分配不均勻含水層具有一定的調(diào)節(jié)能力,但分布面積有限必要條件：借用的儲(chǔ)存量滿(mǎn)足旱季開(kāi)采量的需要雨季補(bǔ)給量除滿(mǎn)足當(dāng)前開(kāi)采量外，還能補(bǔ)償旱季動(dòng)用的儲(chǔ)存量三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)抽水井水位下降、流量過(guò)程線(xiàn)與補(bǔ)給關(guān)系旱季雨季下降迅速等速下降開(kāi)采量大于旱季補(bǔ)給能力評(píng)價(jià)步驟(1)旱季開(kāi)采量－通過(guò)求單位儲(chǔ)存量，繼而計(jì)算旱季開(kāi)采量(2)雨季補(bǔ)給量(3)評(píng)價(jià)可開(kāi)采資源量三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)步驟之一－計(jì)算旱季開(kāi)采量在旱季進(jìn)行開(kāi)采抽水試驗(yàn)，因?yàn)楹导狙a(bǔ)給量根本沒(méi)有，完全靠疏干儲(chǔ)存量來(lái)維持抽水，再者由于蓄水構(gòu)造范圍有限，抽水降落漏斗極易擴(kuò)展到邊界，所以抽水過(guò)程中的水量均衡式為

那么式中：μF為單位儲(chǔ)存量〔m3/m〕；Q抽為試驗(yàn)抽水量〔m3/d〕；Δt、Δs為抽水過(guò)程中水位急速下降后開(kāi)始平穩(wěn)等速下降的延續(xù)時(shí)間〔d〕和相應(yīng)的水位下降值〔m〕。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)步驟之一－計(jì)算旱季開(kāi)采量求出單位儲(chǔ)存量后，再根據(jù)含水層的厚度和取水設(shè)備的能力給出最大允許降深Smax，再查明整個(gè)旱季時(shí)間T旱，那么可以計(jì)算旱季的開(kāi)采量〔Q開(kāi)〕，即：式中：S0為開(kāi)采抽水開(kāi)始等幅下降時(shí)井中的水位降深〔m〕，可根據(jù)地下水動(dòng)力學(xué)的有關(guān)公式確定開(kāi)始等幅下降的時(shí)間。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)步驟之二－計(jì)算雨季補(bǔ)給量 地下水雨季補(bǔ)給量除了保證雨季的開(kāi)采外，多余局部就要補(bǔ)償疏干的儲(chǔ)存量，引起水位等幅上升。因此雨季補(bǔ)給量等于抽水量與補(bǔ)償疏干的儲(chǔ)存量之和，即：式中：μF’為水位上升時(shí)的單位補(bǔ)償量，可以近似認(rèn)為與水位下降時(shí)的單位儲(chǔ)存相同；為水位上升速率〔m/d〕，可以根據(jù)旱季抽水試驗(yàn)資料求得；Q′抽為雨季抽水試驗(yàn)的抽水量〔m3/d〕。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)步驟之三－評(píng)價(jià)可開(kāi)采資源 如果地下水一年接受補(bǔ)給的時(shí)間為T(mén)雨，由此可以得到補(bǔ)給總量=Q補(bǔ)

T雨，把補(bǔ)給總量分配到全年即得到年平均補(bǔ)給量：三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)步驟之三－評(píng)價(jià)可開(kāi)采資源結(jié)論分析Q補(bǔ)≥Q開(kāi)，那么計(jì)算的Q開(kāi)可作為可開(kāi)采資源量；Q補(bǔ)<Q開(kāi)，那么應(yīng)以Q補(bǔ)作為可開(kāi)采資源量?？紤]開(kāi)采時(shí)水文氣象因素變化對(duì)開(kāi)采的影響，為了平安起見(jiàn)，可開(kāi)采資源量應(yīng)乘以一個(gè)小于1的平安系數(shù)β〔一般取0.5～1〕使之總是小于補(bǔ)給量，以保證長(zhǎng)期開(kāi)采的需要。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)補(bǔ)償疏干法－實(shí)例 某新建水源地，據(jù)勘探查明：含水層為厚層灰?guī)r，呈條帶狀分布，面積約十平方公里?；?guī)r分布區(qū)有間歇性河，故巖溶水的補(bǔ)給來(lái)源主要是季節(jié)性河水滲漏和降水滲入。 為了評(píng)價(jià)開(kāi)采量，在整個(gè)旱季作了長(zhǎng)期抽水試驗(yàn)，試驗(yàn)資料歸納如以下圖所示。勘查年的旱季時(shí)間t開(kāi)=253天，雨季補(bǔ)給時(shí)間為T(mén)補(bǔ)=112天，允許降深規(guī)定為Smax=23米。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)抽水試驗(yàn)和恢復(fù)試驗(yàn)曲線(xiàn)補(bǔ)償疏干法－實(shí)例按旱季抽水資料求出F值。求開(kāi)采量。把允許降深作為旱季末期的最大降深，令t開(kāi)＝253天求補(bǔ)給量。分析當(dāng)?shù)囟嗄晁臍庀筚Y料后，取平安系數(shù)r=0.7，綜合計(jì)算結(jié)果，Q補(bǔ)>Q開(kāi)，故開(kāi)采量1841.2m3/d是有補(bǔ)給保證又能取出來(lái)的開(kāi)采量。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)水量均衡法1根本原理和均衡方程式2水量均衡法評(píng)價(jià)的主要步驟3均衡計(jì)算中的頻率分析4實(shí)例分析三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)1根本原理和均衡方程式水量均衡法的根本原理：任一時(shí)間段的補(bǔ)給量和消耗量之差，等于地下水系統(tǒng)中水體積的變化量天然條件下水量均衡方程式：

或式中：Q補(bǔ)為計(jì)算期間內(nèi)地下水系統(tǒng)各補(bǔ)給量總和〔m3/d〕；Q排為計(jì)算期間內(nèi)地下水系統(tǒng)各排泄量總和〔m3/d〕；Q儲(chǔ)為計(jì)算期間內(nèi)地下水系統(tǒng)儲(chǔ)存量的變化量〔m3/d〕。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)天然多年均衡方程式 天然條件下，多年周期變化，可以用多年平均補(bǔ)給量之和或多年平均排泄量之和來(lái)計(jì)算地下水系統(tǒng)的補(bǔ)給資源量。式中： 多年平均補(bǔ)給量之和； 多年平均排泄量之和；

n－代表年份三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)開(kāi)采條件下的均衡方程式〔Q補(bǔ)+Q補(bǔ)〕-〔Q排-Q排〕–Q=Q儲(chǔ)上式簡(jiǎn)化為：Q=Q補(bǔ)+Q排+Q儲(chǔ)式中：Q補(bǔ)為計(jì)算時(shí)段內(nèi)地下水系統(tǒng)由于開(kāi)采所獲得的補(bǔ)給增量〔m3/d〕；Q排為計(jì)算時(shí)段內(nèi)地下水系統(tǒng)由于開(kāi)采所減少的消耗量，即被截取的補(bǔ)給量〔m3/d〕；Q儲(chǔ)為計(jì)算時(shí)段內(nèi)地下水系統(tǒng)由于開(kāi)采所引起的儲(chǔ)存量的變化量〔m3/d〕 Q為人工開(kāi)采量〔m3/d〕。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方法小結(jié)評(píng)價(jià)方法：根據(jù)水文地質(zhì)條件和資料占有情況選定補(bǔ)給量法排泄量法補(bǔ)排量法：計(jì)算補(bǔ)給量、排泄量和儲(chǔ)變量，用均衡式驗(yàn)證和校正QPQinflowQyQs-waterQc-waterQPumpQoutflowQ’s-waterQ’yQspringΔQ三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)水量均衡法的適用條件(1)用途主要評(píng)價(jià)各種條件下的地下水補(bǔ)給資源量初步確定地下水可開(kāi)采資源量，或?yàn)榇_定地下水可開(kāi)采資源量提供依據(jù)(2)適用條件理論上，可適用于任何地下水系統(tǒng)的水資源評(píng)價(jià)區(qū)域地下水資源評(píng)價(jià)，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，其它方法難以應(yīng)用三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)水量均衡法的適用條件困難和限制條件(1)某些均衡要素和求取均衡要素的水文地質(zhì)參數(shù)難以確定或不準(zhǔn)確，造成計(jì)算誤差較大(2)是一種集中參數(shù)方法，難以精確給出地下水各要素隨空間的變化(3)不能準(zhǔn)確確定地下水的可開(kāi)采資源量(4)很難給出具體地下水開(kāi)發(fā)利用方案三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)2均衡計(jì)算中的頻率分析(1)保證率計(jì)算假設(shè)某一事件發(fā)生了n次〔如年降水量〕，由大到小排列為：x1,x2,x3,…,xn-1,xn并逐個(gè)累加次數(shù)，序號(hào)為m，那么可按下式計(jì)算出累積頻率〔保證率〕：或三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)3均衡計(jì)算中的頻率分析根據(jù)此曲線(xiàn)可查得枯水年、豐水年、平水年的降水量，再與計(jì)算年降水量進(jìn)行比照，算出豐水年、平水年、枯水年各年的比例系數(shù)，乘以計(jì)算年的地下水補(bǔ)給資源量，即為各特征年的地下水補(bǔ)給資源量。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)多年平均補(bǔ)給量計(jì)算最后按下式計(jì)算出多年平均地下水補(bǔ)給資源量：

式中：Qb——多年平均地下水補(bǔ)給資源量〔m3/a〕；Qf、Qp、Qk——分別為豐水年、平水年、枯水年的地下水補(bǔ)給資源量〔m3/a〕；n1、n2、n3——分別為豐水年、平水年、枯水年在觀測(cè)資料年中出現(xiàn)的次數(shù)。三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)保證率計(jì)算舉例降水量的頻率分析保證率95%，降水量350mm/a保證率75%，降水量555mm/a保證率50%，降水量625mm/a多年平均降水量666.4,保證率40%保證率25%，降水量760mm/a保證率5%，降水量1046mm/a降雨量頻率分析均衡計(jì)算中的頻率分析保證率：P=95%，降水量>=350mm/a，特枯水年；保證率：P=75%，降水量>=555mm/a；枯水年；保證率：P=50%，降水量>=625mm/a；平水年；保證率：P=25%，降水量>=760mm/a；豐水年；保證率：P=5%，降水量>=1025mm/a；特豐水年；例計(jì)算年降水量為666.4mm/a,地下水資源補(bǔ)給量為1000m3/d。那么豐水年、平水年、枯水年各年的比例系數(shù)分別為1.14,0.94,0.83,計(jì)算各豐水年、平水年、枯水年地下水資源補(bǔ)給量分別為1140，940，830〔m3/d〕，設(shè)均出現(xiàn)資料為1次，那么多年平均補(bǔ)給量為970(m3/d)三、地下水資源量評(píng)價(jià)方法第三節(jié)地下水資源量評(píng)價(jià)4水量均衡法－實(shí)例格爾木河沖洪積扇是柴達(dá)木盆地地下水富集地段之一，地下水流域與地表水流域分布范圍一致，為一完整的地下水系統(tǒng)。具有干旱地區(qū)山前平原地下水所習(xí)見(jiàn)的形成條件和分布規(guī)律。根據(jù)地下水系統(tǒng)水文地質(zhì)特征、邊界條件、水動(dòng)力參數(shù)、水位、流量在地下水系統(tǒng)中的空間分布情況，可建立如下概念模型：①邊界條件。南邊界由于地表水開(kāi)始大量滲入補(bǔ)給地下水，為補(bǔ)給邊界；北邊界是地下水溢出帶所在，為排泄邊界；東西兩側(cè)為沖洪積扇邊緣，以地下水流線(xiàn)作為邊界。②水動(dòng)力參數(shù)〔T、μ〕。根據(jù)