地下水资源的评价原则和方法 地下水资源评价原则和方法

作者&投稿:慎逄 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

9.3.1.1 地下水资源评价原则和依据

本次地下水资源评价主要范围为吉林省吉林市城区,面积为137.55km2。地下水资源评价对象主要是第四系松散岩类孔隙潜水。地下水资源评价的主要依据是研究区历年各种类型的地质与水文地质普查与勘查成果、地下水资源评价成果、地下水动态观测资料、抽水试验与其他水文地质试验资料、水资源公报与地下水动态简报、本次野外实际调查资料,以及相关的水文气象资料和国民经济统计资料。地下水资源评价的资料系列采用2002~2006年,并计算出地下水天然资源量和可开采资源量(可开采量)。

9.3.1.2 地下水资源计算分区及边界条件概化

研究区北部、东部及西部为丘陵与阶地接触界限,属隔水边界;丘间谷地、河谷阶地上游以及波状台地是研究区的补给边界;松花江、温德河与牤牛河是研究区已知水头边界。各种边界类型及分布位置见图9.19。研究区上部边界为潜水位,底部边界为二叠系及侏罗系地层及岩浆岩。

依据研究区边界条件,结合前人地下水资源计算分区成果,本次计算划分为10个计算区,分别为牤牛河北岸、牤牛河南岸、江北、龙潭山、七家子、哈达湾、老市区、温德河区、白山区、江南区,总计算面积为137.55km2(图9.19)。

图9.19 资源计算分区图



地下水资源评价原则与方法~

一、地下水资源评价原则
(一)地下水天然资源评价的原则
柴达木盆地地下水资源评价是通过对前人资料的深入细致分析、研究和在本次工作成果的基础上,对柴达木盆地地下水资源按地下水系统进行划分。基于盆地地表水与地下水流域基本一致,具共同的排泄基准面。依据水文自然单元的特征,根据地下水资源评价需要,将盆地划分为15个二级地下水系统,83个三级地下水系统,346个四级地下水系统(表3-1)。
柴达木盆地地下水资源按地下水系统评价时,山区和平原区三级地下水系统分别评价。三级地下水系统界线是在二级地下水系统界线的基础上划分,山区以地表分水岭或盆地界线为界,山前以基岩与第四系地层界线为界;平原区三级地下水系统界线以两侧流域界线为界,向湖盆中心以TDS 5g/L等值线为界线。山前平原区按水质又划分地下水TDS小于1g/L的淡水、1~3g/L微咸水和3~5g/L的半咸水。盆地深层承压-自流水(淡)则单独进行评价。
柴达木盆地西部和中部地段,广泛分布古近-新近系地层,富含有丰富的油、气和高压自流水,主要是在地质历史时期积累、保存下来的深层含水体———油田水。具封闭性和独立的地下水补径排系统,地下水年龄久远,与第四系松散岩类孔隙水地下水系统有着质与量的区别,不能作为同一类型的地下水资源进行评价;盆地冲湖积平原及中心地带广泛分布着高TDS的咸卤水区(TDS大于5g/L),是目前盐湖化工开采的主要地区,地下水主要为晶间卤水和承压-自流水(TDS大于300g/L)。由于油田水和咸卤水分布区研究程度低,资料缺少,故此次不予评价。
地下水天然资源评价是以地下水系统为单元,对系统内各项天然补给量进行评价。为便于地方各部门使用,将所评价的地下水资源补给量、开采资源量、深层地下水资源量和地下水开采潜力,依据地下水系统所处的行政单元(市、县等)进行统计分配,主要为地方部门用水规划提供基础性资料。另外,此次地下水资源评价主要为2002~2004年实测资料。格尔木河冲洪积扇数学模型采用2000年资料,两者之间水文地质参数选取存在差异。
(二)潜水开采资源评价原则
地下水开采资源评价是在地下水天然补给资源的基础上进行的,在地下水系统内根据以往工作基础,主要考虑区域水位下降、土壤盐渍化、水质恶化与地下水开采的相互制约关系;以地下水生态水位埋深为指标,作为潜水(或浅层地下水)开采的主要约束条件,即在保证生态环境需水量的同时,又能使地下水资源得到永续开发利用;将各系统内地下水开采资源总量控制在天然补给资源量的40%以内,以保证盆地生态环境用水需求。同时根据不同水质,将盆地平原区地下水分别按地下淡水、微咸水和半咸水进行开采资源评价。
(三)深层承压水可采储量评价原则
柴达木盆地的深层承压水的勘探、研究资料较少,开发利用程度差异性较大。由于受资料限制,此次根据地下水系统划分原则,从地下水资源开发利用角度考虑,对淡水分布区的深层承压水进行评价。
(四)地下水潜力评价原则
从柴达木盆地地下水开采现状来看,地下水总体开发程度较低。虽然局部地区存在开发利用程度稍高,与当地的地下水天然补给资源相比较,仍存在很大的开采潜力。评价时根据当地国民经济规划和经济技术进步对地下水需求的变化考虑,地下水潜力评价从开采潜力和利用潜力两方面入手,着重考虑开采盈余量、微咸水的可扩大开采资源量和依靠环境容量可扩大开采资源量的评价。
二、地下水资源评价方法
(一)山区地下水资源评价方法
柴达木盆地周边山区于20世纪70、80年代和90年代均进行过不同比例尺的区域地质、水文地质调查,计算采用的地下水径流模数均为实测资料,具有广泛的代表性和实用性。此次山区地下水资源评价,是按山区三级地下水系统作为地下水资源计算区,将三级地下水系统内按各含水岩组确定的块段作为计算单元,所有分布在山区的各含水岩类中的地下水都参加计算,所用山区泉点资料均为前人实测资料。根据前述计算方法,山区地下水资源评价采用地下径流模数法进行计算。
公式:Q径=M·F·T·86.4
式中:Q径为地下水径流量,104 m3/a;M为地下水径流模数,L/(s·km2);F为含水岩组分布面积,km2;T为地下径流时间,d。
昆仑山北坡海拔4250m以下、祁连山南坡海拔3900m以下为非冻土区,地下水径流时间取365d;昆仑山北坡海拔4250m以上、祁连山南坡海拔3900m以上为多年冻土区,地下水径流时间取150d(5月10日至10月10日)。
地下水径流模数主要利用前人资料,由泉域法求得:
公式:M=q/f′
式中:M为地下水径流模数,L/(s·km2);f′为泉点集水面积,km2;q为泉流量,L/s。
(二)平原区地下淡水资源评价方法
平原区地下水(淡水)资源评价的方法较多,对于区域性地下水天然资源评价主要有水资源均衡法、断面径流量法、补给量总和法、数值法等多种方法。目前广泛采用的数值法和水均衡法评价地下水资源,对于水文地质研究程度较高的地区效果较好,评价精度较高。柴达木盆地各地水文地质研究程度差异较大,受研究程度的制约,除格尔木地区可采用数值法和水资源均衡法计算地下水资源外,其他地区仅能采用补给量总和法进行评价,无法采用其他地下水资源评价方法进行评价。
公式:Q总=Q河+Q潜+Q渠+Q灌+Q库+Q侧+Q降
式中:Q总为各项地下水天然资源总补给量;Q河为河水入渗量;Q潜为出山口河谷潜流量;Q渠为渠道入渗量;Q灌为田间灌溉渗入量;Q侧为山前基岩裂隙水侧向补给量;Q降为大气降水入渗补给量;Q库为水库渗漏补给量。

地下水资源是指赋存和运移在岩层中的,其质与量具有利用价值的地下水,具有可恢复性、流动性和可宝贵性等特点。山西六大盆地第四系孔隙水系统是由补给、径流、排泄而组成的6个相对独立完整的地下水系统,具垂直交替和水平径流转化两个特点。其输入系统主要包括大气降水补给、山区侧向补给、河流入渗补给、渠系渗漏、地表水灌溉回渗、地下水灌溉回渗等,输出系统主要有人工开采、蒸发、排向邻区等。
一、评价原则
(一)计算区的确定
本次工作只计算各盆地孔隙水系统的地下水资源。计算边界的确定,以盆地第四系与边山基岩交界处作为二类边界。
(二)水文地质参数分区及确定
根据盆地内水文地质条件及第四系沉积物的沉积条件及规律,对盆地区水文地质参数进行分区,水文地质参数有新的试验数据的利用最新数据,没有的主要利用已有勘查成果,用水文地质比拟法选取或确定,部分选用经验值。根据地表岩性和本次实测水位埋深进行降水入渗系数分区和蒸发强度分区。
(三)计算不同降水频率的地下水资源补给量
为合理评价地下水资源,体现以丰补贝的原则,利用盆地区长系列降水资料计算不同保证频率的降水量,由此给出本区不同频率降水补给资源量。计算丰水年(P25)、平水年(P50)、枯水年(P75)和多年平均地下水补给资源。
(四)以资源模数结合水文地质条件按行政单元分配地下水开采资源
由于地下水资源计算以地下水系统为单元,而开采量则是依据行政单元(市、县)统计的。为方便各种部门规划使用,以资源模数、面积并结合当地水文地质条件进行分配。
(五)水量计算考虑了地下水水质情况
对地下水质量进行评价,扣除了不能饮用的咸水量。
(六)对地下水资源潜力进行评价
根据水文地质条件,结合当地国民经济发展规划,地下水资源评价考虑了地下水开采潜力和利用潜力。
二、地下水资源评价方法
(一)根据水均衡原理,采用补给量法和排泄量法分别计算地下水资源量
补给量法主要包括大气降水入渗补给、盆地周边山区侧向补给量、河流渗漏补给、渠系渗漏补给、地表水灌溉回渗、地下水灌溉回渗量等,排泄量法主要考虑人工开采量、蒸发量、河流基流排泄量、排向邻区的地下水潜排量等。其中大气降水入渗量采用长系列资料分区进行评价,盆地周边山区侧向补给量根据以往研究模拟成果,结合近年来不同部门在盆地取得的研究成果,综合分析水文地质条件的基础上分段进行计算评价,地表水灌溉回渗和地下水灌溉回渗量根据最新调查数据进行计算。排泄量法主要根据本次实际调查情况,得出盆地孔隙水的开采量,蒸发量的计算在充分研究盆地以往资料的基础上,根据包气带岩性、地下水位埋深情况进行分区,选用不同的潜水蒸发强度进行计算,根据目前的等水位线图,具体考虑排向邻区的地下水潜排量。
(二)地下水开采资源量确定
忻州盆地地下水可开采资源量用平均布井法求得,并利用水均衡法校核。其余盆地以枯水年(保证率为75%)的补给资源作为开采资源量。
(三)评价地下水开采程度
采用开采系数法和开采模数法评价地下水开采程度。
(四)水质评价方法
本次评价的方法根据《全国地下水资源及其环境问题调查评价技术要求系列(二)》规定,按照地下水质量标准(GB/T14848—93)制定。在地下水单项组分分类并确定单项组分评分值的基础上,利用综合指数进行地下水质量分类和评价。
(五)地下水潜力评价
根据《全国地下水资源及其环境问题调查评价技术要求系列(二)》工作方法,依据地下水潜力系数、潜力模数等对工作区地下水潜力做出评价。

地下水资源的概念和地下水资源的分类
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