地下水開采模數是怎麼計算出來的

❶ 地下水模數和地下水儲水量什麼關系

地下水模數應為地下水開采模數，即單位面積上地下水的開采量。地下水儲水量應為地下水儲存量。
地下水開采模數的大小主要由地下水補給量決定，與地下水儲存量關系不大。

❷ 平原區淺層地下水開采率怎麼計算

這個貌似是不能計算的吧...我國一般平原淺層地下水的開采率為100%，也就是說，在我國的大部分的平原地區所有的淺層地下水都已經被開采或者正在開采中，其中華北平原和東北平原屬於過度開采。額，好像沒什麼關系.....一般來說，開采率主要就是根據當前社會發展水平以及使用水資源及開采難度來衡量的。

❸ 地下水量均衡計算

一、均衡方程的建立

根據水均衡原理，結合松嫩平原地下水的補給、徑流、排泄條件，建立地下水量總均衡方程：

松嫩平原地下水資源及其環境問題調查評價

其中：∑Q_補＝Q_降水＋Q_側補＋Q_河滲＋Q_回滲

∑ Q_排＝Q_蒸發＋Q_側排＋Q_河排＋Q_湖排＋Q_泉排＋Q_開采

式中：Q_補為地下水總補給量，10⁴m³·a^-1;Q_排為地下水總排泄量，10⁴m³·a^-1；μ為水位變動帶給水度；F為均衡區面積，km²； H 為水位變幅，m； t為均衡時間段長，a;Q_降水為降水入滲補給量，10⁴m³·a^-1;Q_側補為側向徑流補給量，10⁴m³·a^-1;Q_河滲為河流滲漏補給量，10⁴m³·a^-1;Q_回滲為渠道滲漏及灌溉回滲補給量，10⁴m³·a^-1;Q_蒸發為潛水蒸發排泄量，10⁴m³·a^-1;Q_側排為側向徑流排泄量，10⁴m³·a^-1;Q_河排為河流排泄量，10⁴m³·a^-1;Q_湖排為湖泡排泄量，10⁴m³·a^-1;Q_泉排為泉水排泄量，10⁴m³·a^-1;Q_開采為人工開采量，10⁴m³·a^-1。

均衡期為2004年5月初至2005年4月末一個水文年。

二、補給項計算

松嫩平原地下水補給主要來源於大氣降水入滲補給、地表水和農田灌溉水的入滲補給以及山丘區地下水側向徑流補給。

（一）降水滲入補給量

大氣降水入滲補給是本區地下水的主要補給源，其入滲量與降水量、潛水水位埋深及包氣帶岩性等條件有關。根據包氣帶岩性和潛水位埋深將全區劃分為76個降水入滲系數分區，131個計算段，計算公式為：

Q_降水＝10^-1·α·X·F

其中：Q_降水為降水對地下水補給量，10⁴m³·a^-1；α為滲入補給系數；X 為計算時段有效降水量， 10⁴m³·a^-1。按全年降水的90%計算，在計算時每個單元取區內幾個氣象站的算術平均值；F為計算單元內陸地面積F（km²），扣除了計算單元內的水體面積。

（二）地下徑流側向補給量

盆地周圍均是基岩山地丘陵區，其側向補給地下水的量很有限，補給主要來自於山區河流的地下水徑流，全區共有補給斷面25條，根據達西定律，各個斷面的側向徑流量按如下公式計算：

Q_側補＝10^-4·K·M·B·J.T

式中：Q_側補為地下水側向流出量，10⁴m³·a^-1;K 為補給斷面平均滲透系數，m·d^-1;M 為補給斷面含水層平均厚度，m;J為補給斷面的地下水力坡度；B為補給斷面寬度，m;T為補給時段長（365 d）。計算結果見表6—9。

（三）河道滲漏補給量

從地下水等水位線與河流關系分析，盆地內對地下水有補給的河流分布在西部山前傾斜平原與嫩江的齊齊哈爾江段。其中，霍林河近幾年乾枯，洮兒河2004年也已乾枯，因此這兩條河流2004年沒有計算入滲量。河流滲漏補給量按以下公式計算：

Q_河滲＝10^-4·B·L·K·（H_河—H）/M·T

表6—9 地下水側向徑流補給量一覽表

式中：Q_河滲為河道滲漏補給量，10⁴m³·a^-1;H_河為河流水位，m;H 為地下水位，m;B為河床寬度，m;L為計算段河流長度，m;K為河床底積層滲透系數，m·d^-1;M為河床底積層厚度，m;T為補給時段長（d），這里取155～185 d。

洮兒河入滲補給量採用上、下游流量差計算河水入滲量，將上游水文站鎮西站和務本站的河道來水量減去下流水文站洮南站的河道來水量和區間引出水量作為扇形地河道滲漏補給量。用公式表示為：

Q_河補＝Q_鎮西＋Q_務本－Q_洮南－Q_引水

式中：Q_河補為河道滲漏補給量，10⁴m³·a^-1;Q_鎮西、Q_務本、Q_洮南為鎮西、務本、洮南水文站河流多年平均徑流量，10⁴m³·a^-1;Q_引水為上、下游站之間的引用河水量，10⁴m³·a^-1,Q_引水＝900×10⁴m³·a^-1。

根據1956～2004年的水文資料統計，Q_鎮西＝155 199×10⁴m³·a^-1,Q_務本＝246 211.17×10⁴m³·a^-1,Q_洮南＝143 818×10⁴m³·a^-1，計算得Q_河補＝24 692.17×10⁴m³·a^-1。河流滲漏補給量計算結果見表6—10。

表6—10 河道滲漏補給量（單位：10⁴m³·a^-1）

（四）灌溉水回滲補給量

灌溉回滲水量主要是水田灌溉回滲，回滲水量計算公式：

Q_回＝10^-4β_回·Q_灌·F

式中：Q_回為農田灌溉水回滲補給量，10⁴m³·a^-1;Q_灌為灌溉定額，m³·hm^-2;F為水田面積， hm²；β_回為灌溉回滲補給系數。各補給項計算成果見表6—11。

表6—11 2004年地下水均衡補給項計算成果表（單位：10⁴m³·a^-1）

續表

續表

三、排泄項計算

（一）潛水蒸發量

潛水蒸發強度主要與潛水水位埋深、包氣帶岩性、地表植被和氣候因素有關，是地下水主要排泄途徑之一，特別是低平原由於潛水水位埋深較淺，潛水蒸發強烈。對於潛水水位埋深小於蒸發極限深度的地區蒸發量由下式計算：

Q_蒸發＝10²·ε·F

ε＝ε₀·（1—h/L）ⁿ或 ￡＝ε₀·β·F

式中：Q_蒸發為潛水蒸發量，10⁴m³·a^-1;h為水位埋深小於蒸發極限埋深區的平均地下水位埋深，m;L為地下水蒸發極限埋深，m;F為埋深小蒸發極限埋深區的面積，km²；ε。為E₆₀₁蒸發器測定的水面蒸發強度，mm·a^-1；β為潛水蒸發率。

由參數分析知道，地下潛水蒸發量在給水度較大的岩層中最終接近一個常數，目前松嫩平原地下水位一般在3.5～8 m，地下水在蒸發極限深度以下是存在蒸發量的。因此，對潛水位在蒸發極限深度以下的地區採用蒸發系數計算潛水蒸發量，結果見表6—12。

表6—12 蒸發量計算成果表

（二）河流排泄量

1.基流分割法計算高平原河流排泄量

從地下水等水位線分析，盆地內分布在高平原的河流及嫩江的下游江段，基本是常年排泄地下水，汛期地下水回補現象明顯。選擇這些河流上的控制性水文站的多年測流資料，進行河水基流分割計算地下水排泄量。將河流徑流量分割為地表水徑流量和地下水徑流量，通過地下水徑流模數求得區內控制面積的地下水排泄量。

2.水均衡法

對於嫩江下游與松花江段排泄地下水量，通過沿江各段上下游水文站測流之差計算地下水排泄量。計算公式為：

Q_河排＝Q_下—Q_上—Q_匯＋Q_調出

式中：Q_下為下游觀測站的流量，10⁴m³·a^-1;Q_上為上游觀測站的流量，10⁴m³·a^-1;Q_匯為區間支流匯入量，10⁴m³·a^-1;Q_調出為區間地表水調出量，10⁴m³·a^-1。

河流排泄量計算結果見表6—13、表6—14。

表6—13 高平原河流排泄地下水計算成果

表6—14 嫩江－松花江幹流排泄地下水量（單位：10⁸m³·a^-1）

（三）湖泡排泄量

在松嫩低平原分布著幾百個大小湖泡，位於盆地中心的湖泡，一部分湖水位低於地下水位，湖泡排泄地下水，例如大布蘇泡湖面水位為122 m，而其周圍的地下水位則為140 m，是典型的常年排泄地下水的湖泡。潛水等水位140 m 線以下地區，湖水和地下水處於相互補給和排泄的動態平衡狀態，區域上的地下水向湖泡排泄量採用水均衡法通過下式計算：

Q_湖排＝Q_蒸發—Q_產流—Q_河注—Q_降水—Q_調入＋Q_調出

式中：Q_蒸發為湖泡水面蒸發量，10⁴m³·a^-1;Q_產流為湖泡控制流域面積上的地表水產流量， 10⁴m³·a^-1;Q_河注為河流注入水量，10⁴m³·a^-1;Q_降水為湖泡水面降水量，10⁴m³·a^-1;Q_調入為從區外調入的水量，10⁴m³·a^-1;Q_調出為調出的湖泡水量，10⁴m³·a^-1。

湖泡排泄量計算成果表6—15。

表6—15 湖泡排泄量計算成果表

（四）泉水排泄量

區內泉水排泄地下水量只計算兩處，前郭縣的龍坑泉和五大連池泉群，根據觀測資料統計多年平均泉水排泄量：龍坑泉為1591.4×10⁴m³·a^-1，五大連池泉群為75.75×10⁴m³·a^-1。

（五）側向流出量

從整個盆地角度看，地下水側向流出量只有松花江河谷一處，根據達西定律只計算松花江河谷一處側向排泄量，計算方法同側向補給量計算。

Q_側補＝10^-4·K·M·B·J· T

式中符號意義同前。經計算松花江河谷側向流出量為：2601.72×10⁴m·³a^-1。

（六）地下水現狀開采量

地下水開采量是通過實際調查獲取的，調查採取重點地段調查和控制區域類比的方法，結合收集的地下水現狀開采資料綜合得出。地下水開采量包括農業開采量、工業開采量、城鎮生活開采量、農村生活開采量及其他開采量。調查統計全區平水年地下水開采量為581 593.51×10⁴m³·a^-1（表6—16）。其中農業用水量為44 250.01×10⁴m³·a^-1，工業用水量為73 316.98×10⁴m³·a^-1，生活用水量為84 026.40×10⁴m³·a^-1。

表6—16 地下水現狀開采量計算統計表

四、地下水調節變化量

調節變化量包括潛水的容積儲存量和承壓水的彈性儲存量，本次計算彈性儲存量只考慮了第四系承壓水彈性儲存量的變化，未考慮古近－新近系承壓水彈性儲存量的變化。

潛水調節量的變化量公式：

Q_儲變＝10²·μ· h·F

有越流系統的地下水調節量的變化量公式：

Q_儲變＝10²·（μ＋μ^＊）· h·F

式中：Q_儲變為地下水調節量的變化量，10⁴m³·a^-1；μ為水位變動帶岩層給水度；μ^＊為承壓水彈性釋水系數； h為地下水位年變幅，m·a^-1;F為計算單元面積，km²。

調節變化量計算結果見表6—17。

表6—17 2004年地下水調節變化量計算結果表

五、均衡計算結果分析

2004年地下水均衡計算結果見表6—18。2004年各均衡區均為負均衡，這與當年的實際情況一致。從實際情況看，2004年大部分地區是一個降水頻率為85%～95%的枯水年，洮兒河，霍林河全年斷流。全區地下水降水入滲補給量與多年平均值相比減少了27.74×10⁸m³，總補給資源量減少了33.23×10⁸m³。各區地下水開采量都有不同程度增加，全區地下水開采量比平水年增加了8.18× 10⁸m³。根據2004年5月和2005年4月的地下水位統測數據統計，全區地下水位平均下降0.31 m。

表6—18 2004年地下水均衡計算結果

嫩江流域地下水系統水位下降幅度最大，平均為0.48 m。其中Ⅰ₁區下降0.29 m, Ⅰ₂區達0.72 m,Ⅰ₃區下降0.55 m,Ⅰ₄區下降0.34 m。其原因是這一地區處於半乾旱氣候區，2004年該區西部山前傾斜平原降水僅為平水年的一半，導致該地區地下水降水入滲補給量減少了21.51×10⁸m³，另一方面，該區農灌井密度大，農業用水占總用水量的70%以上，枯水年農業開采地下水量大幅度增加。2004年，Ⅰ₁區和Ⅰ₄區農業用水開采量增加了30%, Ⅰ₂區增加了50%,Ⅰ₃區增加20%。

第二松花江流域地下水位平均下降0.16 m，部分地段略有上升。地下水降水入滲補給量減少了2.99×10⁸m³，開采量增加了約10%。

松花江幹流地下水系統水位下降幅度小，平均為0.05 m，地下水降水入滲補給量減少了2.86× 10⁸m³，開采量基本與往年持平。該區處於半濕潤氣候區，2004年哈爾濱站降水與平水年基本接近。該區工業用水所佔比重較大，農業基本靠自然降水，農灌井密度小，枯水年農業用水增加不大。

水均衡計算精度分析：全區總均衡絕對誤差為4.2577×10⁸m³，相對誤差為10.9%，小於20%。二、三級均衡區的相對誤差也都小於20%，均衡結果滿足精度要求，說明地下水資源計算水文地質條件概化合理，所選計算參數正確，可以作為計算地下水資源的基礎。

❹ 用水模數是什麼意思

地下水模數應為地下水開采模數，即單位面積上地下水的開采量。地下水儲水量應為地下水儲存量。地下水開采模數的大小主要由地下水補給量決定，與地下水儲存量關系不大。

❺ 地下水可采資源計算

地下水可采資源的計算方法較多，但由於該區為重要工業城市，為大型集中水源地，故採用平均布井法計算地下水可采資源量。

現將開采井平均分布在江南區、老市區，集中分布在牤牛河沿岸。城市工業與生活用水井為防止地下水受到污染，在江北，七家子、哈達灣設計開采井布局沿江距離為500m;牤牛河北岸開采井採用現有開采井布局;其他開采井距江(河)距離為100～200m。設計開采井遍布全區，共布設250眼井。城市工業及生活用水井按年開采365d計算，單井開采量按地下水富水程度考慮，約束條件為開采條件下水位降深為含水層厚度1/3計算。計算公式如下:

Q_開=∑N_tQ_單t (9.36)

式中:Q_開為地下水可開采量，萬m³/d;N_t為分區布井個數，個;Q_單為單井開采量，m³/d;t為開采時間，d。

計算結果見表9.31。

圖9.39 驗證期地下水流場擬合圖(2003-01)

表9.31 研究區可采資源計算表

續表

研究區地下水可采資源量為8325.6500萬m³/a(22.81萬m³/d)，平均可采模數60.5282萬m³/(a·km²)，其中牤牛河沿岸、江北區可采模數大於100萬m³/(a·km²)，可采資源豐富;七家子、哈達灣可采模數50萬～100萬m³/(a·km²);老市區及江南可采模數20萬～50萬m³/(a·km²);其他地段可采模數10萬～20萬m³/(a·km²)(圖9.40、圖9.41)。

圖9.40 研究區地下水可采資源分布圖

圖9.41 地下水可采資源統計圖(按計算區)

1—牤牛河北岸;2—牤牛河南岸;3—江北;4—龍潭山;5—七家子;6—哈達灣;7—老市區;8—溫德河區;9—白山區;10—江南區

研究區地下水可采資源量按行政與流域分區統計結果見表9.32。

表9.32 研究區地下水可采資源匯總表

牤牛河流域地下水可采資源量為6.7000萬m³/d;松花江流域可采資源量15.5550萬m³/d;溫德河流域可采資源量為0.5550萬m³/d。龍潭區可采資源量為15.8950萬m³/d;昌邑區可采資源量為4.4880萬m³/d;船營區可采資源量為0.8770萬m³/d;豐滿區可采資源量為1.5500萬m³/d(圖9.42、圖9.43)。

圖9.42 地下水可采資源統計圖(按流域)

1—牤牛河;2—松花江;3—溫德河

圖9.43 地下水可采資源統計圖(按行政分區)

1—龍潭區;2—昌邑區;3—船營區;4—豐滿區

❻ 地下水允許開采量（可開采量）的分級

地下水的允許開采量相當於固體礦產的儲量，由全國礦產儲委統一審批。為了根據不同目的和具體水文地質條件選擇適當的計算評價方法，以得到不同精度的開采量，便於開發利用，有必要對允許開采量進行分級。我國2001年頒布的國家標准《供水水文地質勘察規范》（GB50027-2001）中，將地下水允許開采量（可開采量）分為A、B、C、D四級，各級的精度按下列五個方面進行分析和評價：

表10-20 某水源地抽水試驗觀測數據

表10-21 某水源地水位恢復及其計算表

48.某水源地水文地質條件見教材補償疏干法實例（圖10-14及有關資料）。如果取安全系數r=0.7，試對該水源地的允許開采量作出評價（參考答案：Q_允開=1735.4m³/d）。

49.四川某地涼風洞暗河系統為岩溶地下水的獨立流域，流域面積約300km²。其支流冒水井又是一個獨立的小型暗河水系，其面積為56km²，冒水井暗河系統出口處的平均流量0.41m³/s。求該支流的徑流模數（M），並求涼風洞暗河系統（全區）地下水的可采量（參考答案：2.196m³/s）。

50.某泉有6年的月平均流量觀測資料（表10-15），試按1 L/s的間隔劃分流量區間，統計6年中各流量區間出現的月數，計算其流量頻率（N）和保證率（P），並作出流量頻率和保證率曲線，求出保證率為90%的泉水流量（參考答案：保證率為90%的泉水流量為1.9L/s）。

❼ 井水補給速度怎麼計算地下水允許開采量怎麼計算

http://www.chinahongrun.com/jszx/upfile/20080325/20080325113318597.doc

❽ 地下水開采模數的介紹

單位面積上地下水的開采量。

❾ 區域地下水開采量變化

我國北方地下水的開發利用自新中國成立後進入了新的時期，在20世紀70年代後期，特別是改革開放以後，隨著經濟建設的發展，地下水開發利用由初期點狀供水開采，發展形成集中供水水源地開采和農業井大范圍面狀的高強度開采。地下水年開采量在20世紀70年代以後呈現快速的增加趨勢（表2-2）。

表2-2 北方主要盆地/平原地下水開采量

註：可采資源量為2003～2004年評價結果。「—」：無數據。

1.松嫩平原

20世紀50～60年代，松嫩平原開始了一定程度的地下水開發利用，1978年改革開放後，隨著國民經濟的快速發展，地下水開發出現了前所未有的規模，工農業生產以及居民生活均以開采第四系和新近系承壓含水層為主。

20世紀50年代，農田灌溉規模較小，地下水開發以分散的淺井為主要形式，開采量小。60年代末開始使用機井，井深一般在50～100m。70年代，區內每年抗旱打井幾千眼。80年代，農業水利化建設進入了一個全新階段，水澆地面積和水田面積大大增多。在河谷地區、西部扇形地前緣以及低平原地區大量出現水田，農業用水量大幅度增長。河谷地區農業用水開采層位以開采淺層潛水含水層為主，井深10～30m；高平原以白堊系承壓水和第四系潛水混合開采為主，井深50～80m；低平原以開采第四系承壓水為主，井深60～100m；西部扇形地以開采淺層水為主，井深12～40m。

從20世紀70年代未到2004年，地下水開采量增長了近3倍。80年代和90年代是松嫩平原地下水開發的高速增長期，1984年的開采量為28.68×10⁸³，1994年增加到38.41×10⁸m³，2004年約為58.16×10⁸m³。從80年代中期到90年代中期，10年間地下水開采量增加了9.73×10⁸m³，平均每年增加近1×10⁸m³。從90年代中期到2004年，每年增加近2×10⁸m³。過去的20年，是地下水開采量增長最快的時期（趙海卿等，2009）。

根據2004年調查結果，松嫩平原地下水可采資源量為101.52×10⁸³/a，2004年地下水開采量為58.16×10⁸³，其中農業用水年開采量為42.43×10⁸³，占總開采量的72.9%；生活用水為8.40×10⁸³，占開采量的14.5%；工業用水為7.33×10⁸³，佔12.6%。全區以開采潛水為主，占 49.2%，地下水開采強度較大（開采模數大於 5×10⁴³/km²·a）的地區主要集中在白城、哈爾濱、綏化、松原、阿城、齊齊哈爾、榆樹、綏棱、五常、九台、大慶、德惠、呼蘭和長春市，其中白城、哈爾濱、綏化開采模數達10×10⁴m³/（km²·a）以上。

2.西遼河平原

20世紀60年代以前地下水開發主要集中於城市和村鎮，供人畜飲用，60～70年代初，農用機井開始出現，但地下水開采量不是很大，70年代末地下水資源開發利用程度提高，80年代以後，地下水成為該地區用水的主要水源。20世紀70、80、90年代全區地下水平均開采量分別為：4.53×10⁸³/a、10.90×10⁸³/a、22.06×10⁸³/a（圖2-17）。80年代以後地下水開采急劇增加，1987～2006年，西遼河平原農業用水量總體呈增加趨勢（圖2-18）。

圖2-17 西遼河平原地下水開采量變化

圖2-18 西遼河平原地下水農業利用開采量變化（楊恆山等，2009）

根據《西遼河平原地下水資源及其環境問題調查評價》（李志等，2009）的結果，西遼河平原地下水可采資源量54.88×10⁸m³/a，2004年地下水實際開采量35.81×10⁸³，其中農業用水29.03×10⁸m³，工業用水量2.25×10⁸m³，林業用水量為0.97×10⁸m³，牧業用水量1.69×10⁸m³，生活用水量1.86×10⁸m³。

3.下遼河平原

下遼河平原上新統地下水的開采始於1969年，地下水的開采大體上分為四個階段（王衛東和宋慶春，2004）：

第一階段：1969年至1975年，以開采館陶組地下水為主，主要為零星開采。

第二階段：1976年至1982年，明化鎮組和館陶組地下水同時開采，從零星、分散供水，變成了集中分區供水，開采井達到約100眼，建成大小水源15座，開采能力達到15×10⁴m³/d。

第三階段：1983年至1988年，農業及城市用水增加時期，新近系地下水開采井至1988年已有各種水井402眼，開采能力達到35×10⁴m³/d。

第四階段：1989年至今，控制調整開采時期。至1996年新近系地下水總開采量33×10⁴m³/d；其中明化鎮組地下水開采量 14×10⁴m³/d；館陶組地下水開采量 19×10⁴m³/d。

4.華北平原

在新中國成立初期（1949～1957年），華北平原基本開采淺層地下水，開采深度10～15m，取水構築物以磚井為主，這一階段地下水開采量很小。以河北平原為例，地下水開采量僅約30×10⁸m³/a，地下水系統處於平衡狀態。1958～1964年，農業開始發展，除仍持續磚井開采外，部分地區開始鑽20～40m甚至60m左右的木質管井，開始用離心泵抽水，在有鹹水區開始試驗性地開采深度為100～150m 的承壓水，這一階段河北平原地下水開采量約40×10⁸m³/a，由於1963～1964年降水量大，地下水系統仍處於平衡狀態。

1965～1979年是農業大發展階段，也是在平原地區重點開展「旱、澇、鹼、咸」綜合治理的重要時期。這一階段由於降水偏少、氣候偏乾旱，在華北平原上掀起了一個機井建設的高潮，揭開了大規模開發地下水的序幕。在有鹹水區開始大量開采深層承壓淡水，開采深度一般為200～250m，在城市附近，開采深度可達250～300m。地下水開采量大幅度提高；到1979年，河北平原地下水開采量達到113×10⁸³/a，深層淡水達到15～17×10⁸³/a。經過10多年地下水開采利用，為農業增產並達到糧食自給、城市工業用水及城鄉居民飲用提供了水源保證。同時，從70年代初期開始，地下水位開始區域性下降，並出現若干水位下降漏斗。

從20世紀80年代到世紀末，工農業生產空前發展，水資源供需矛盾日益突出，已成為制約社會發展的主要因素。這一時期除了進一步開發地表水，提高地表水可利用量外，仍持續開采地下水，無論淺層還是深層地下水，開采量逐漸增大，開采井的深度也有加深的趨勢。2000年華北平原地下水開采量達到211.98×10⁸³，其中淺層地下水178.40×10⁸m³，深層地下水33.58×10⁸m³，為保證這一時期國民經濟的發展起到了重要作用。但是，由於長期超采地下水，引發了一系列的環境地質問題。

最近三十年是華北平原地下水高強度開發時期，全區地下水開采量從20世紀70年代的156.57×10⁸m³/a，增加到2000年的211.98×10⁸m³，增長35%。其中，80年代最大，為211.09×10⁸m³/a（表2-3），這是因為該階段是改革開放初期，工農業迅速發展，需水量急劇增加，到 90年代，隨著一些環境地質問題的出現和水源危機，人們普遍意識到水的重要性，全社會對水資源的緊缺感和環保意識進一步增強，對於全面節流與開源以及加強水資源管理等一系列重大問題取得了共識，地下水開采量相對穩定。

華北平原地下水開采量總體分布以河北省占的比重最大，以2000年為例，華北平原地下水總開采量為211.98×10⁸m³。其中河北地下水開采量為128.62×10⁸m³，占華北平原地下水總開采量的60.7%，河南、山東、天津、北京地下水開采量分別為25.38×10⁸³、27.56×10⁸m³、5.55×10⁸m³、24.87×10⁸m³，分別佔地下水總開采量的12.0%、13.0%、2.6%、11.7%。

表2-3 華北平原地下水開采量狀況統計表

華北平原以開采淺層地下淡水為主，淺層地下水開采量為178.40×10⁸³/a，佔地下水總開采量的 84.2%。深層地下水開采量為 33.58×10⁸³/a，佔地下水總開采量的15.8%，主要集中在有鹹水區的衡水、滄州地區和天津市，以及唐山、廊坊、邢台等市的部分地區。

華北平原深層地下水開采程度極不均一，天津市深層地下水開采程度最高，深層地下水開采量達3.36×10⁸m³/a，占本省地下水開采量的60.54%。河北省深層地下水開采程度也較高，深層地下水開采量為28.30×10⁸m³/a，占本省地下水開采量的22%。山東省深層地下水開采量達1.92×10⁸m³/a，僅占本省地下水開采量的6.97%。河南省深層地下水基本未開發利用。

華北平原農業用水佔有較大的比例。2000年華北平原農業用地下水168.01×10⁸³，佔地下水總開采量的74.54%。河北省、河南省農業用水比例最高，占本省地下水總開采量的78%，山東省、北京市、天津市也分別占本省市地下水總開采量66%、61%、56%。2000年華北平原工業用地下水量27.92×10⁸³，占華北平原地下水總開采量的13%。北京、山東工業用地下水量較高，分別占本省市地下水總開采量17%、20%。華北平原生活用地下水量24.86×10⁸m³/a，占華北平原地下水總開采量的11%。北京、天津由於人民生活水平高，生活用水分別占本市地下水總開采量的21%和18%。

（1）北京平原

20世紀50年代末期，北京市地下水開采量為4×10⁸³/a；20世紀60年代，北京地區平均地下水開采量為10.79×10⁸m³/a，其中城近郊發展最快；進入70年代，北京市地下水開采程度大幅度提高，開采量比60年代增加近一倍，1978年地下水開采量為25.59×10⁸m³；80年代初期地下水開采量為26×10⁸-28×10⁸m³/a；20世紀90年代以來地下水開采量相對穩定，開采量為26×10⁸-28×10⁸m³/a；進入21世紀，地下水開采量在24×10⁸-26×10⁸m³/a之間，其中2000年和2003年地下水開采量分別為24.83×10⁸m³和24.18×10⁸³（圖2-19）。北京平原區地下水整體上處於超采狀態，但各區縣地下水開采程度明顯不均，根據2003年地下水開采狀況，北京市平原區地下水開采程度指數為1.15，順義、大興、懷柔和通州等地區地下水開采程度指數均大於1.20，除規劃市區、房山外其他區縣地下水開采程度指數均小於1.00。

圖2-19 北京市地下水開采量歷史變化圖

（據張兆吉等，2009）

（2）天津平原

1948年天津市區地下水開采量約4×10⁴m³，主要開采深層地下淡水，從1958年開始地下水開采量有所增加，到1967年，地下水年開采量約0.7×10⁸³，主要開采鹹水之下的深層淡水；到20世紀70年代，地下水開采急劇增加，年平均地下水開采量約7.1×10⁸³/a；80年代，地下水開采量持續增加，年平均地下水開采量約8.1×10⁸³/a，其中1981年，開采量達10.38×10⁸m³，為天津市歷史上開采地下水最多的一年；1987～1999年間全市開始實施計劃取用地下水等一系列制度，地下水開采量保持相對穩定，90年代年平均地下水開采量約6.6×10⁸³/a；2000～2002年，地下水開采量呈增大趨勢；2003～2004年，地下水開采量有所減少（圖2-20）。

圖2-20 天津平原地下水開采量變化圖

（據王家兵等，2013）

（3）河北平原

20世紀60年代以前，地下水利用程度較低，開采量20～30×10⁸³/a。從70年代開始，由於國民經濟發展對水資源需求量的增加，加之氣候連年乾旱，地下水開采量從80×10⁸³/a左右發展到80年代的119.5×10⁸³，1990年為110×10⁸³，2000年達到128×10⁸m³，2003年開采量為122×10⁸m³。

地下水開采強度在地域上變化很大，河北平原2003年淺層地下水平均開采強度為11.8×10⁴m³/（km²·a），深層地下水開采強度為4.01×10⁴m³/（km²·a）。地下水位下降漏斗中心地帶開采強度達到（30～50）×10⁴m³/（km²·a），如石家莊市區2003年開采強度高達30.75×10⁴m³/（km²·a）；個別地區最高超過100×10⁴m³/（km²·a）。深層地下水水位下降漏斗中心地帶達到（8～10）×10⁴m³/（km²·a）。微鹹水分布區開采程度僅為20%～30%。

（4）魯北平原

20世紀70年代以前，主要開采淺層地下水，用於人畜飲用和灌溉菜地，開采量很小。70年代以後，大規模開采地下水，以淺層地下水開采為主，開采量為12.28×10⁸³/a，在德州市、濱州市等主要城市開采深層地下水，開采量為0.41×10⁸m³/a；進入80年代，大力興修農田水利，逐步形成了引黃為主、井灌為輔的農業用水格局，淺層地下水開采量增幅減慢，開采量為15.16×10⁸m³/a，但隨著城市規模的擴大和工業的發展，深層地下水開采量大幅增加，開采量為1.25×10⁸m³/a；到了90年代，由於黃河來水量逐年減少，引黃保證率明顯降低，地下水的開采量大幅增加，淺層地下水開采量為21.92×10⁸m³/a，深層地下水開采量為1.54×10⁸m³/a；進入21世紀以來，由於小浪底水庫的運行保證了黃河常年不斷流，黃河來水時間和來水量明顯增加，增大了地表水利用的數量和范圍，地下水開采量略有減少，2003年淺層地下水開采量20.25×10⁸³，佔地下水總開采量83%，其中淡水開采量5.69×10⁸m³，占淺層水開采量的28%；微鹹水開采量13.85×10⁸m³，占淺層水開采量的68%；半鹹水和鹹水開采量0.72×10⁸³，占淺層水開采量的4%。2003年深層地下水開采量4.13×10⁸m³，佔地下水總開采量17%，開采主要集中在聊城、德州、濱州等城鎮地區。

（5）豫北平原

豫北平原地下水開發歷史可分四個時期，1965年以前，僅在安陽、新鄉、焦作等大的城市開采地下水，開采量較小；1965～1977年，地下水開采量逐年增加，主要開采淺層含水層；1978～1990年，城鎮和廠礦興建了許多水源地，地下水開采量劇增；1990年以後，地下水開采量呈緩慢增長，各行業地下水開采量所佔比例分別為：工業為8.6%，生活為10.4%，農村佔81.0%。據調查結果，全區2004年淺層地下水總開采量為27.70×10⁸m³，其中農業開采24.39×10⁸m³，深層地下水開采為0.36×10⁸m³。

從新鄉市、安陽市、鶴壁市、焦作市、濮陽市的地下水開發利用狀況來看，地下水開采量自20世紀70年代起逐漸增大，新鄉和安陽兩市70年代地下水開采量為29.94×10⁸m³/a；80年代五個城市地下水開采量39.18×10⁸m³/a，其中，工業利用12.32×10⁸m³/a，農業利用23.27×10⁸m³/a；90年代地下水開采量38.65×10⁸m³/a，其中，工業利用3.49×10⁸m³/a，農業利用33.90×10⁸³/a。

5.山西盆地

山西六大盆地地下水的開發利用歷史概況起來大致可分為以下四個階段：

第一階段：新中國成立初期至60年代中期。此階段全區的各項建設尚處於起步階段，國民生產力發展水平較低，地下水開采量較小，以開采第四系淺層水為主，主要用於人畜吃水和澆灌。

第二階段：70年代初期至80年代初期。隨著國民經濟的發展，城市居民生活、公共事業及工業生產用水的不斷增加，全區進入了大規模開發地下水時期，興起打井高潮，特別是農業灌溉也開始大量開采地下水，井灌面積發展迅速，農業用水量的猛增，地下水的開采從淺層轉向中深層，由於缺乏統一規劃、統一管理，形成地下水大規模無序開采狀況。

第三階段：80年代至90年代初。進入80年代，特別是改革開放帶來的經濟迅速發展，各行各業對水資源的需求量迅猛增長，地下水的開采量也呈逐年增加的趨勢，開采層位轉向中深層承壓水。

第四階段：90年代以後至今。前期對地下水缺乏合理的規劃，地下水位呈逐漸下降趨勢，主要開采中深層水，局部地區已出現明顯的水位降落漏斗。後期限制無序開采，加強地下水和地表水聯合運營，合理調配。

大同市20世紀70年代以前地下水開采較少，僅有城北水源地一處。1958年開采量僅為28.86×10⁴³，1964年開采量為284.7×10⁴³，從70年代開始地下水開采量逐漸增大。自來水公司水源地由1處增加為4處，城北水源地1975年開采量為2174.67×10⁴³，1980年開采量為2889.20×10⁴³，1984年為1.28×10⁸³，1987年開采總量為1.36×10⁸³，1995年開采總量為1.60×10⁸³，2002年開采總量1.66×10⁸³，超采6000×10⁴³/a。

太原盆地，1988～1989地下水開采量為68977.7×10⁴m³/a（合189×10⁴m³/d），其中農業灌溉用水量最大，為139×10⁴m³/d，占總水量的70%～80%，工業及城鎮生活采水量為50×10⁴m³/d，其中太原市工業及生活采水量最大；為37×10⁴m³/d，農業灌溉采水量為17.63×10⁴m³/d，其它縣市以農業灌溉采水量最大，城鎮生活及工業采水量平均為1×10⁴m³/d左右。2003年調查達盆地孔隙水開采量達82516.5×10⁴m³。其中農業灌溉用水量為46929.7×10⁴m³，占總水量的57%，工業和城鎮居民生活用水為33586.8×10⁴m³，比1988～1989年的18250×10⁴m³/a增加17336.8×10⁴m³/a，平均每年增長速率為6.3%。

太原市是以地下水為主要供水的城市，60年代以前地下水主要開采淺層水，且開采量較小，60年代起隨著工農業迅速發展和城市規模不斷擴大，地下水開采量與日俱增，並開始利用中深層地下水，1965年為32.93×10⁴³/d，1972年為93.58×10⁴³/d，1981年地下水開采量最大，達123.41×10⁴³/d，據2003年調查，太原市共有水井2263 眼，其中農業灌溉井數1048眼，工業267眼，農村生活468眼，城市生活480眼，地下水開采量總計為102.24×10⁴m³/d（圖2-21）。

忻州盆地，20世紀70年代之前，地下水開采量相對較小，且以開采淺層水為主，進入70年代之後地下水開采量迅速增加，開采深度逐漸加深，到90年代初形成了與現今相似的淺、中層水混合開采模式，90年代中後期至今，地下水開采量雖然具有逐年增大的趨勢，但增加的幅度不大。據已有資料，忻州盆地1991年地下水開采量21709×10⁴³，2003年地下水總開采量25166.8×10⁴m³，其中農灌用水量為16407.5×10⁴m³，佔地下水開采總量的65.20%。

運城盆地：1961～1964年，地下水總開采量（7304～8264）×10⁴m³/a。60年代中期至80年代，地下水開采總量除1965年為9955×10⁴³外，一般年份保持在（16219～22826）×10⁴³/a。開采量有逐漸增大的趨勢。80年代之後，地下水開采量在（34040～56522.07）×10⁴m³/a之間。80年代初期，地下水開采量較大，1980年，地下水開采量為51586.07×10⁴m³，1980～1984年，地下水開采量逐年下降，地下水開采量在34040.3～51586.07×10⁴m³/a之間，1985～1997年間，地下水開采量呈現逐年增加趨勢，地下水開采量在（35346.6～56522.07）×10⁴³/a 之間，1997年，地下水開采量達最大，為56522.07×10⁴m³；1997年之後，地下水開采量呈逐年下降的趨勢，地下水開采量在（54654.79～45313.45）×10⁴m³/a之間，總體上有增加的趨勢（圖2-22）。2004年盆地地下水總開采量為46519.32×10⁴m³，地下水的平均開采模數為9.5023×10⁴m³/（a·km²），其中，農業利用35697.80×10⁴m³，工業利用6806.66×10⁴m³。

圖2-21 太原市地下水開采量變化過程

圖2-22 運城盆地地下水（1960～2004年）開采量

（據韓穎等，2009）

6.河套平原

河套平原地下水大規模開采是在近些年，2004年以前，地下水是整個城市工業生產和城鄉居民用水的唯一水源，也是農業用水的主要水源之一，2010年，河套盆地地下水總開采量達18.11×10⁸m³。淺層地下水開采量為12.35×10⁸m³，占總開采量的68.2%，深層承壓水開采量為 4.93×10⁸³，占總開采量的 27.2%，地下水混采井開采量為 0.83×10⁸³，占總開采量的4.6%。淺層含水層是主要開采層位，占據了地下水總開采量的一半以上；其中，呼和浩特市地下水開采總量為4.59×10⁸m³，包頭市為3.29×10⁸m³，巴彥淖爾市為6.22×10⁸m³，鄂爾多斯市為3.97×10⁸m³。

呼和浩特市在20世紀70年代末至90年代初，經濟快速發展，地下水開采量不斷增加，從1979至1989年地下水開采量以平均每年4.92%的速率增長（圖2-23）。在90年代，地下水開采量持續增加，淺層地下水開采量增加較大，承壓地下水開采量變化不大。至1998年，開采量達到2.09×10⁸m³，其中淺層開采量1.04×10⁸m³；承壓水開采量0.93×10⁸m³；混采井開采量0.12×10⁸m³。至2005年，地下水開采總量為2.24×10⁸m³，其中承壓水開采量1.15×10⁸m³；淺層水開采量1.09×10⁸³。2005年以來，引黃入呼供水工程逐步配套完善，一定程度上緩解了地下水開采壓力。2005～2010年地下水開采量比較穩定。至2010年，地下水開采總量為3.63×10⁸m³，其中承壓地下水開采量1.96×10⁸m³，淺層地下水開采量1.16×10⁸m³。

圖2-23 呼和浩特市城區地下水開采量變化

包頭市規模性的開采地下水始於20世紀60年代，1958年市區開采地下水量為531×10⁴m³，到1993年全市地下水開采量達3.35×10⁸m³，此後多年保持在（2.9～3.5）×10⁸m³/a左右。

巴彥淖爾市地下水利用時間較短，進入21世紀以來，地下開采量基本維持在（6～7）×10⁸m³/a之間，2010年地下水開采量6.666×10⁸m³。

7.銀川平原

銀川平原地下水開采量在逐年增加，隨著開采量的逐年增加，在開采井群相對集中的銀川市區和大武口市區已形成了區域地下水水位降落漏斗。

銀川平原地下水開採的初級階段始於20世紀70年代，開採集中在城市及其周邊，開采量1.51×10⁸m³/a，地下水開采程度較低。80年代，隨著經濟發展對地下水的需求，在銀川平原相繼興建了大中小型水源地12處，加上廠礦單位自備井和農田灌溉井的增加，地下水開采量上升到3.11×10⁸³/a。至90年代，銀川平原共有大中小型水源地18處，廠礦單位自備井數也在急劇增加，地下水開采量達到4.01×10⁸m³/a。

截至2003年，銀川平原共有地下水井5753眼，其中工業、城鎮生活用水機井1560眼，農村機電抗旱井4193眼，250m深度內地下水開采量5.84×10⁸m³（表2-4）。

表2-4 銀川平原各市縣歷年地下水開采量統計表（10⁸m³/a）

（據吳學華等，2009）

8.河西走廊平原

河西走廊大規模開采地下水始自20世紀70年代初期，地下水開采量從70年代初期的（1.5～2.0）×10⁸m³/a增加到90年代末期的21×10⁸m³/a（張荷生，2005），其中，疏勒河流域開采量增加緩慢，黑河流域、石羊河流域開采量增加較快。

據2004年疏勒河流域的調查結果，該流域1980年地下水開采量4540×10⁴³，開采井數1718眼；1999年地下水開采量10115×10⁴³，開采井數1658眼；2004年地下水開采量高達16870×10⁴³，開采井數3382眼。2004年地下水開采量比1980年增加了3.7倍。在地下水井灌開採的同時，泉水引用量有所減少（表2-5）。

表2-5 疏勒河流域不同時期地下水開采量統計

（據程旭學等，2009）

石羊河流域自20世紀80年代開采量持續增加（圖2-24），至2003年後有所減少，2005年，全流域共有機井18647眼，地下水總開采量為15.44×10⁸³，其中農業利用14.74×10⁸³。

黑河流域 20世紀 80年代開采量約為 2.37×10⁸³/a，90年代開采量約為 5.43×10⁸m³/a，2000～2005年，開采量約為9.44×10⁸m³/a。

圖2-24 石羊河流域地下水開采量

（據胡建勛和甄計國，2009）

9.柴達木盆地

柴達木盆地地下水資源開發從20世紀60年代開始，地下淡水開發利用也處於較低水平。70年代，地下淡水開采量逐年增加。80年代，地下淡水開發利用中農業與工業用水規模擴大，1988年總開采量1.41×10⁸m³，其中農業用水達到最高水平0.58×10⁸m³，工業用水量0.47×10⁸m³。90年代，隨著工業快速發展、城鎮擴大，工業及城鎮所用地下水量需求猛增。1995年盆地內地下淡水資源的總開采量為0.96×10⁸³，工業生產用水量為0.50×10⁸m³；農業用水用水量為0.27×10⁸m³。2000年後，農業用水大部分地區改用地表水，農用地下水少了0.55×10⁸m³/a，工業用水量增加了0.19×10⁸m³/a。2003年總開采量1.10×10⁸m³，其中，農用地下水0.03×10⁸m³，工業用水0.65×10⁸m³，城鎮及農牧區居民生活用水開采量4193.07×10⁴m³。

10.准噶爾盆地

准噶爾盆地地下水開發始於20世紀50年代初，早期主要以大口井及少量的機井開發利用地下水，近年來，隨著機井數量的大量增加，地下水開采量不斷增加（圖2-25）。60年代初期以水源地集中開發為特徵，進入70年代，機井數量開始增多，1978年開采量約11.00×10⁸m³，1985年開采量約15.67×10⁸m³，1995年開采量23.83×10⁸m³，2000年開采量26.17×10⁸m³，2003年開采量30.11×10⁸m³，占開采資源量的53.34%，地下水開采強度2.43×10⁴m³/a·km²，地下水開采程度53.12%。孔隙水開采量為29.28×10⁴m³/a，占總開采量的97.24%。

圖2-25 准噶爾盆地不同年份地下水開發利用柱狀圖

（據諶天德等，2009）

❿ 　地下水資源計算

一、計算公式

根據水均衡原理，建立了本區地下水均衡方程。

數學表達式：

三江平原地下水資源潛力與生態環境地質調查評價

式中：Q_i補給為第i個計算單元地下水總補給量，m³/a；Q_i排泄為第i個計算單元地下水總排泄量，m³/a；Q_i開采為第i個計算單元地下水可開采量，m³/a；Q_i垂補為第i個計算單元地下水的垂向補給量，m³/a，包括降水入滲補給量、渠灌水田回歸補給量；Q_i河補、Q_i沼補、Q_i鄰補為第i個計算單元地下水的河流補給量、沼澤濕地垂向補給量、向鄰區側向徑流排泄量，m³/a；Q_i蒸發、Q_i河排泄、Q_i沼排、Q_i鄰排為第i個計算單元地下水蒸發量、河流排泄量、沼澤濕地排泄量、向鄰區徑流排泄量，m³/a； 為第i個計算單元地下水儲存量的變化量，m³/a；n為計算單元數，取47。

計算方法：

為保證地下水資源能夠永續利用，沼澤濕地不會因地下水的盲目開采而退化，對三江平原的地下水實行均衡開采。在多年均衡條件下，地下水儲存量的變化量應為零，即ΔQ儲存＝0，此時地下水位在多年均衡條件下基本穩定。從地下水資源組成及區域地下水水流系統模型上可以看出，地下水水位的動態變化除與氣象、水文條件有關外，與地下水開采量大小有關。因此，若滿足ΔQ儲存＝0這一多年均衡條件，則必須合理確定各均衡區多年平均地下水可開采資源量。計算方法如下：

第一步，根據工作區多年降水與水文資料，確定歷史上降水年份的豐枯程度，分別選擇豐、平、枯水年降水、水文資料，按月進行時段劃分，分別計算確定各時段各單元格的地下水垂向補給量。其中，模型所用的各類參數按模型識別結果確定，並假定現有的渠灌水田面積不變。進而得到各均衡區各單元格各時段的垂向補給強度。

第二步，分別按豐、平、枯水年各時段計算確定各類邊界的水位值。

第三步，先給定一個初始的地下水可開采資源量（用現狀開采量），按前述的地下水開采強度分配原則分配成逐月的地下水開采強度。

第四步，將上述確定的源匯項和邊界條件代入模型，進行各均衡區各時段均衡計算。

重復上述第三步、第四步，逐步調整地下水可開采資源量，直至各均衡區豐、平、枯水年總的儲存量變化量為零。此時得到的地下水開采資源量即為多年均衡條件下的地下水可開采資源量，從而確定各行政區多年均衡下的地下水資源量。

二、計算結果

經反復計算，各均衡區多年均衡期內均衡計算成果見表4-15。從圖4-28中可以看出，當模擬計算可開采資源量為371 197.40×10⁴ m³時，枯水年全區消耗儲存量3 607.44×10⁴ m³，平水年消耗儲存量323.51×10⁴ m³，豐水年儲存量增加3 931.08×10⁴ m³，多年均衡條件下地下水儲存量處於平衡狀態。各計算年枯水期（4月）與豐水期（9月）地下水流場特徵見圖4-29～圖4-34。

圖4-28 多年均衡各時段全區地下水儲存變化情況圖

圖4-15 多年均衡期內均衡計算成果表

續表

圖4-29 三江平原豐水年枯水期地下水等水位線圖

圖4-30 三江平原豐水年豐水期地下水等水位線圖

圖4-31 三江平原平水年枯水期地下水等水位線圖

圖4-32 三江平原平水年豐水期地下水等水位線圖

圖4-33 三江平原枯水年枯水期地下水等水位線圖

圖4-34 三江平原枯水年豐水期地下水等水位線圖

（一）地下水補給資源量

全區多年平均地下水補給資源量（按豐、平、枯水年的平均值計算）514 522.93×10⁴ m³，其中垂向補給量338 142.65×10⁴ m³，河流凈補給量58 314.54×10⁴ m³，沼澤濕地凈補給量72 538.87×10⁴ m³，鄰區側向徑流凈補給量45 526.86×10⁴ m³（表4-16）。垂向補給量中降水入滲補給量為277 768.91×10⁴ m³，渠灌水田回歸入滲補給量為60 373.74×10⁴ m³，分別見表4-17～表4-19和表4-3。

表4-16 多年平均地下水資源量計算成果表

續表

表4-17 豐水年（P＝75％）行政區降水入滲補給量統計表 單位：10⁴ m³

續表

表4-18 平水年（P＝50％）行政區降水入滲補給量統計表 單位：10⁴ m³

續表

表4-19 枯水年（P＝25％）行政區降水入滲補給量統計表 單位：10⁴ m³

續表

（二）地下水排泄量

多年均衡條件下全區地下水排泄量：河流凈排泄量為22 402.12×10⁴ m³，沼澤濕地凈排泄量為13 523.07×10⁴ m³，地下水蒸發排泄量為46 369.87×10⁴ m³，向鄰區側向徑流凈排泄量為60 730.70×10⁴ m³，地下水總排泄量與總補給量相等（表4-16）。

（三）地下水可開采資源量

多年均衡條件下全區地下水年可開采資源量為371 197.40×10⁴ m³，各行政區可開采量詳見表4-16。