探析水均衡法在地下水资源评价论证中的应用.doc

1、1探析水均衡法在地下水资源评价论证中的应用摘要：主要针对地下水资源的特点，及水资源评价的任务，阐述了水均衡法在计算地下水资源量方面的可靠性及可行性，明确了水均衡法的基本原理及计算步骤，探讨了水均衡法中的几个问题。应用水均衡法，可以提高对地下水资源特性分析研究的深度。 关键词：地下水资源评价、水均衡法、原理 中图分类号： P641 文献标识码： A 文章编号： 引言 目前，许多国家重视水资源评价，将水资源开发与管理相提并论, 并作为城市规划和项目建设的先决条件。我国在水资源评价工作中，基于项目取水量合理性分析基础上就近取水论证十分常见，但是由于行业论证单位技术水平参差不齐,评价思路、方法不尽一致

2、，造成工作范围、精度不规范、不统一,存在就事论事的做法, 而且后续工作未能按照国家勘察规范继续开展相应阶段的工作, 对工程实施和运行留下了隐患。 地下水资源评价主要包括水质评价和水量评价。本文主要探讨水资源评价中的水量计算。地下水量计算方法有很多,主要有区域均衡法、非稳定流计算法和相关分析法。在区域性大面积开发利用浅层地下水的评价中,关于水量方面的评价,应用比较广泛的是水均衡法。1 1 水资源评价 1.1 地下水资源特点 2众所周知, 地下水赋存于含水系统之中。含水系统具有统一的水力联系, 在含水系统的任一部分加入( 补给) 或排出( 排泄) 水量, 其影响均将波及整个含水系统。主要特点有：1

3、）可恢复性: 当人工开采地下水时, 在多数情况下, 井附近的地下水位下降，形成降落漏斗，地下水的储存量暂时减少,如果开采量不超过一定的限度, 只要停止开采, 水位又可逐渐恢复原位, 即地下水的储存量重新得到补充。2）转化性：地下水与地表水在一定条件下可相互转化，转化的条件包括两者具有水力联系和压力差。例如，当河水位高于有水力联系的地下水位时，河道水补给地下水; 相反，当沿岸地下水位高于河道位时，则地下水补给河水。应当将相互联系的地下水和地表水看成一个完整的水文系统。 认识地下水资源的转化性，可以避免水资源开发利用上的绝对性。3）调蓄性：地下水可利用含水层进行调蓄，在雨季( 或丰水年) 多余的水

4、就会储存在含水层中，在旱季(或枯水年)时，利用储存量来满足生产与生活的需要。利用地下水资源的调蓄性,在枯水季节(或年份)可适当加大开采量，以满足用水需要,到丰水季节(或年份)会有多余的水量予以回补。2 1.2 地下水资源评价的主要任务 地下水资源评价的主要任务包括水质评价和水量评价。水质评价是根据不同的要求采用不同的方法。根据用水部门对水质的要求，进行水质分析，评价其可用性并提出开采区水质监测与防护措施。水量评价是通过计算水量，确定允许开采量，并对能否满足用水部门的要求做出科学评价。目前，常用的区域大面积浅层地下水资源分析计算方法有: 区域均衡法、非稳定流计算法和相关分析法。本文主要介绍水均衡

5、法在地3下水资源量评价中的应用。 2 水均衡法 2.1 水均衡原理3 水均衡法是将某个均衡区或均衡段作为一个整体进行分析计算的方法，实质上是依据用水量守恒原理，分析计算地下水允许开采量，也是计算地下水允许开采量的其他许多方法的指导思想。水均衡法是目前生产实践中应用最广的一种方法，它具有概念清楚、方法简便等优点。 平原区水源地开采井布置一般相对集中,水源地较其开采影响范围小得多, 可以近似地将集中开采看作点开采, 此外, 由于平原区地形相对平缓, 水源地开采后形成的地下水位降落漏斗可以近似为以水源地为中心的圆形范围。这里, 先假定水源地取水稳定后形成的地下水位降落漏斗影响范围为 F 漏斗, 通过

6、水量均衡分析, 建立水均衡方程式, 进而求解 F 漏斗。最终论证范围的确定应是包含该影响范围 F 漏斗并综合考虑行政区划、资料相对容易收集等其它因素的相对大的区域。 2.2 建立水均衡方程 一般情况下, 考虑水源地开采情况下的潜水均衡方程的表达式为： 不同条件下, 此方程式可以变化。 2.3 计算步骤 首先，划分均衡区和均衡期，建立均衡方程式。区域的水文地质条件变化，各个均衡要素也会随之变化。不同地方的均衡要素差别较大，4通常将均衡要素大体一致的地区划为一个小区，将全部计算面积划分为若干小区。实际工作中，通常将一个独立的水文地质单元划为一个均衡区。均衡期一般取年，分析各均衡小区在均衡期内的均衡

7、要素，建立相应的均衡方程式。接下来测定各个均衡小区和各个均衡要素。接着，计算和评价允许开采量。将各均衡要素代入均衡方程式，计算各均衡小区的允许开采量， 将各均衡小区的允许开采量相加即得全区的允许开采量。对已求出的允许开采量应指明其灌溉保证率，这样就可对所求允许开采量予以评价。 3 水均衡法若干问题的探讨 3.1 地下水埋深对均衡要素的影响4 在浅层地下水地区,有大面积的农田供水开发利用，降雨补给是地下水的主要补给来源。灌溉用水是地下水的主要消耗项目,这两个主要均衡要素又都与地下水埋深密切相关。如果各年的埋深值变化不大,则可根据多年平均的埋深直接算出,如埋深值年际变幅较大,则应分别考虑不同埋深对

8、降雨补给和灌溉用水的影响。 3.2 地下水最大埋深的计算 计算多年过程中的地下水最大埋深,除要考虑多年均衡计算要求的埋深值外,还应包括紧接一年的年内用水要求的埋深变幅,常见计算后者的方法有直接计算法和近似计算法。 1）直接计算法 ：按实际资料逐年进行年均衡计算,取其年内最大降深值作为该年用水要求的埋深变幅。该法能如实反映出年内用水要求的埋深变幅,但计算工作量很大,只用在年内埋深变动规律较复杂的地区。 52）近似折算法：1)按年用水量折作年内埋深变幅值；2）50 %年用水量折算；3) 按 50 % 年补给量折算；4)取年用水量与年补给量两者的低值,折作年内埋深变幅值。 4 结语 目前, 许多国家

9、已将水资源开发与管理相提并论, 并作为城市规划和项目建设的先决条件。在管理上,一方面通过立法形式和行政手段, 审批和控制开采量, 保护地下水资源; 另一方面研究区域性资源量, 实行总量控制, 为城市发展和项目建设合理利用地下水提供科学依据。我国在水资源论证评价方面往往采用就近取水论证, 工作范围、精度不规范、不统一，为项目工程的正常运行造成隐患和风险。 然而，在水量评价中应用水均衡法，可以提高对地下水资源特性分析研究深度。根据水量均衡原理,以待定的水源地稳定水位降落漏斗面积为均衡区, 构建水量均衡方程,进而反求漏斗区的面积, 以此作为确定水资源论证范围的依据, 具有一定的实用性。 参考文献： 1朱学愚, 钱孝星 , 刘新仁. 地下水资源评价M. 南京: 南京大学出版社, 1987. 2李伯权. 地下水资源评价中有关概念的讨论J. 工程勘察, 2001, (3): 20- 24. 3易云华.某电厂水源地水资源评价 J .电力勘测, 2000,(2). 4房佩贤,卫中鼎, 廖资生.专门水文地质学 M. 北京:地质出版社, 1996. 6