开采地下水资源应考虑哪些因素
『壹』 地下水资源概念及分类
一、地下水资源概念
广泛埋藏于地表以下,存在于地壳岩石裂缝或土壤孔隙中的各种状态的水,统称为地下水。大气降水是地下水的主要来源。
地下水资源是指有使用价值的各种地下水量的总称,它属于地球水资源的一部分,具有流动性和可恢复性。地下水是否具有使用价值需从水质和水量两方面判断,故地下水资源评价应分别进行水质和水量的评价,由于地下水量的计算和确定比评价水质复杂,故一般进行地下水资源评价时,在水质符合要求的前提下,着重对水量进行评价。
二、地下水资源的分类
地下水资源分类能客观地反映地下水资源形成的基本规律及它的经济意义,便于我们在实践中对它进行研究和定量评价。正确地进行地下水资源分类,是地下水资源评价的重要理论基础。长期以来,国内外学者对地下水资源的分类进行了研究,至今仍不断提出新的分类方案。下面介绍几种有代表性的分类方法。
(一)国外地下水资源分类
1.普洛特尼柯夫分类法
由前苏联普洛特尼柯夫提出,20世纪70年代以前在我国曾广泛采用。这种分类方法以自然界地下水存在的空间和时间形式,把地下水资源分为天然储量和开采储量,其中天然储量又分为静储量、动储量、调节储量。
(1)动储量:指单位时间流经含水层横断面的地下水体积,即地下水的天然流量;
(2)静储量:指地下水位年变动带以下含水层中储存的重力水体积;
(3)调节储量:指地下水位年变动带(多年最高与最低水位之间)内的重力水体积;
(4)开采储量:指经济技术合理的取水工程从含水层中取出的水量,并在预定的开采期内,不致发生水量减少、水质恶化等不良现象。
普氏分类法只反映了地下水资源在天然条件下的各种数量组成,没有明确在一定时间内,各种数量之间的转化关系。尤其是没有明确地指出在开采条件下,结合开采方案,开采量的组成成分是什么,以及天然储量成分对开采资源起什么样的作用。因此,过去按上述分类法评价地下水资源时,往往只能按照天然条件计算出各种储量,但提不出可靠的开采资源数量,相应也就难以解决开采资源的正确评价问题。
2.法国的地下水储量和资源分类法
法国常称的地下水储量是指储存于含水层空隙中的重力水体,是一个单纯的物理量。而地下水资源是指从含水层中能提取出来的水量,它不仅与储量有关,而且又受一定技术经济条件的限制,所以资源又含有经济的概念。研究储量的目的是为合理地确定资源,由此地下水储量又可分为地质储量、天然储量、调节储量和开采储量四类。地下水资源分为理论潜在资源、实际潜在资源和可采资源三种。
3.美国、日本等国的地下水储量和资源分类法
地下水水质及水量随开采区经济发展需要、取水设备的能力、水质及水量允许的变化范围及法律等各种因素的变化而变化,所以它不是一个常量。
(1)持续开采量:指能从含水层中连续地抽水,不致于引起不良后果的地下水量,也称为安全开采量。
(2)疏干性开采量:在天然补给量较少,而固定储存量较多的地区,在符合经济效益的前提下,有计划的过量开采量。其开采结果是开采区的地下水位(头)逐年稳定下降。
(3)最大常年开采量:指利用一切可能的方法、措施和水源(包括引进水及处理后的废水等)来补给含水层所获得的常年使用的最大水量。
(二)国内地下水资源分类
我国曾广泛采用的前苏联普洛特尼柯夫分类法,仅反映了地下水量在天然状态下的客观规律,存在一些缺点。随着地下水科学的发展,人们对地下水资源的认识不断深入,20世纪70年代后期提出了不同的地下水资源分类方案。
1.补给量、储存量、允许开采量分类法
1983年由地质出版社出版的《供水水文地质手册》将地下水资源划分为补给量、储存量和消耗量,其中消耗量包括天然消耗量和允许开采量两部分。
目前,我国广泛采用补给量、储存量、允许开采量分类方案,2001年颁布的中华人民共和国《供水水文地质勘察规范》国标(GB50027—2001)执行该方案。既不用储量也不用资源(资源包括质和量两方面,单纯指水量时用资源描述不合适),直接叫做地下水的各种量。
(1)补给量:指天然状态或开采条件下,单位时间通过各种途径进入含水层的水量。补给量根据其形成阶段的不同,又可分为天然补给量、人工补给量和开采补给增量。
①天然补给量:是指在天然条件下进入含水层的水量。一般包括大气降水入渗补给量、地表水入渗补给量、越流补给量和侧向径流补给量等。
②人工补给量:是指采用人工回灌、引渗等方式进入含水层的水量。
③开采补给增量:又称激发补给量,是指在开采条件下,除天然补给量外,由于地下水开采条件和循环条件的改变所增加的补给量。它包括开采袭夺河水水量的补给、夺取泉水排泄量的补给、增大的降水入渗补给量、增大的相邻含水层的越流补给量、增加的侧向径流补给量、增加的人工补给量等。
补给量的计算是地下水资源评价的核心内容。从理论上讲,上述三类补给量应分别计算。但实际上,由于许多地区的地下水都已不同程度的开采,很少有天然状态存在。因此,计算补给量时,首先是计算现状条件下的地下水补给量,然后再计算扩大开采后可能增加的补给量。开采补给量的大小,除了与含水层的导水能力、地下水流域的大小、边界性质和水源有关外,还与具体的地下水开采方案(取水建筑物的形式、布置方式等)及开采强度有关。当开采方案合理,开采强度较大时,可以夺取大量补给量。如在傍河地段取水,沿河岸布置井群,开采时可以获得大量的地表水补给,补给增量可远远大于原来的天然补给量,成为可采量的主要组成部分。但是,开采时的补给增量并不是无限制的,必须从全区水资源循环转化和合理开发利用的观点出发,制定合理的开采方案,以便获得合理的开采补给增量,否则,将会造成顾此失彼、掠夺开发的不良后果。我国有些地区河流基流量大幅度减少,甚至干涸,使已建水利工程不能发挥应有的效益,甚至产生一些生态环境问题,究其原因,往往和地下水的不合理开采有关。
人工补给量的确定,首先必须研究各种补给源的水在含水层中的运移规律,再确定人工补给水量与含水层实际获得的补给量之间的数量关系,以便确定所需的人工补给水量。
(2)储存量:指地下水补给与排泄的循环过程中,某一时间段内在含水介质中聚积并储存的重力水体积。按其埋藏条件可分为容积储存量和弹性储存量。容积储存量是指含水层空隙中所容纳的重力水体积,亦即含水层疏干时能得到的重力水体积。潜水含水层的储存量主要是容积储存量。而弹性储存量是指将承压含水层的水头降至隔水底板时,由于含水层的弹性压缩和水的弹性膨胀所释放出的水量。
由于地下水位受补给条件和排泄条件的制约,所以地下水储存量与其补给量和消耗量是密切相关的。若地下水的补给量大于消耗量,则多余的水量便在含水层中蓄存起来。相反,补给量小于消耗量,则动用储存量来满足地下水的消耗。所以,地下水资源的调蓄性是通过储存量来体现的。
(3)允许开采量消耗量:指通过技术经济合理的取水建筑物,在整个开采期内地下水水质、水量的变化保持在允许范围内,不影响已建水源地的开采,不发生危害性的工程地质现象的前提下,单位时间从水文地质单元(或取水地段)中能够取出的水量,也称为可开采量。
允许开采量与开采量的概念是不同的。允许开采量指在一定范围平衡单元内含水层中,单位时间内以最优取水方案可以取出的最大水量,而且这个允许开采量在技术经济上既要合理又要可行,同时也不会引起其他的一些不良后果。而开采量是指目前实际正在开采的水量或预计开采的水量,它仅代表取水工程的产水能力。开采量应小于允许开采量,否则会引起一些不良后果。
允许开采量的确定是地下水资源评价的核心问题。一般来说,允许开采量的大小是由地下水的补给量和储存量大小决定的,同时还要受到技术经济条件的限制。由于地下水的排泄量或多或少总是存在的,所以,允许开采量要比补给量小。如果开采后产生较大的开采补给量时,允许开采量有可能大于天然补给量。
上述地下水资源分类方案以水均衡为基础,并由此按天然状态和开采状态,提示了地下水资源的三项因素,尤其是突出了地下水补给量的计算,同时还注意到了开采前后补给量和排泄量的变化,从而使地下水资源评价成果更加接近于实际。但是该分类方法也有不足之处,主要是对开采量的定义比较概念化,影响允许开采量的众多因素在实践中往往难以同时考虑,因此,有必要针对不同情况对开采量再作进一步的研究。
2.陈梦熊、曹万隶等学者提出的分类法
(1)陈梦熊、方鸿慈等提出的分类法。陈梦熊、方鸿慈等提出,把地下水资源划分为天然资源和开采资源。
①天然资源:指在一个完整的水文地质单元(区域的总体或整个含水层组)内,地下水在天然条件下通过各种途径,直接或间接地接受大气降水或地表水的入渗补给而形成的具有一定化学特征、可以利用并按水文周期规律变化的多年平均补给量。一般可用区域内各项补给量的总和或各项排泄量的总和来表征。
②开采资源:指在经济合理的开采条件下,并在开采过程中不发生水质恶化或其他的不良地质现象,对生态平衡不致造成不利影响的情况下,有保证的可供开采的地下水资源。
该提法中,开采资源与允许开采量含义相近。天然资源的丰富程度主要取决于补给量;而开采资源的多少取决于开采条件下的补给量,其大小与技术经济条件、开采条件有关。该分类方法突出了在一个完整的水文地质单元内,一年或多年的天然平均补给量和平均排泄量是平衡的,同时明确了天然资源和开采资源的组成,有助于生产实践和应用。
(2)曹万隶提出的地下水资源分类法。该分类把地下水资源划分为补给资源、储存资源两类。
①补给资源:是指降雨入渗补给量、灌溉入渗补给量、河渠渗漏补给量、侧向补给量、人工补给量及越流补给量与弹性释水量。这些量不仅随时间而变,而且也与开采条件有关,是计算总补给资源时必然考虑时间、开采水平及开采条件。
②储存资源:指在多年中不能动用的含水层中的重力水体。该水体若被动用(开采),则被开采部分的地下水量,在天然条件下无法使其恢复。一般情况下地下水储存资源不宜动用,应使其相对稳定。但在不同区域或不同水文地质条件的地区,地下水的储存资源也是不同的。该量相当于地下水库的“死库容”。
该分类方法中的关键问题是如何从地下水开发利用的角度,研究地下水的补给资源、可能最大补给量及地下水可开采量。
3.其他分类方法
(1)根据埋藏条件和水理性质的分类。根据埋藏条件和水理性质,可把地下水分为包气带水、潜水和承压水。
①包气带水:指潜水面以上包气带中的水,这里有吸着水、薄膜水、毛管水、气态水和暂时存在的重力水。包气带中局部隔水层之上季节性地存在的水称上层滞水。
②潜水:是指存在于地表以下第一个稳定隔水层上面、具有自由水面的重力水。它主要由降水和地表水入渗补给。
③承压水:是充满于上下两个隔水层之间的含水层中的水。它承受压力,当上覆的隔水层被凿穿时,水能从钻孔上升或喷出,形成自流水。
另外,按埋藏深度的不同,地下水又被分为浅层水和深层水。浅层水一般指潜水或微承压水,深层水为承压水。
(2)根据含水介质空隙性质的分类。按含水介质空隙的性质,将地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
孔隙水是存在于岩土孔隙中的地下水,如松散的砂层、砾石层和砂岩层中的地下水;裂隙水是存在于坚硬岩石和某些碎屑岩层裂隙中的地下水;岩溶水又称喀斯特水,指存在于可溶岩石(如石灰岩、白云岩等)的溶蚀、洞隙中的地下水。
『贰』 地下水资源评价
一、地下水天然补给资源
(一)评价方法
疏勒河流域为内陆河系,其天然状态下地下水均衡的总特征是“入渗-径流-蒸发”相平衡。由于各盆地所在地理位置(流域的中、下游)不同,地质、地貌条件的差异,径流特征亦稍有差异,中游玉门-踏实盆地以“径流-泉水-蒸发”相平衡,下游安西-敦煌盆地、花海盆地以“径流-蒸发”相平衡。人类大量开发地下水资源以来,开采量也作为不可忽视的因素参与到地下水均衡中。
地下水天然补给资源计算采用补给量法,利用现状水均衡计算中的补给项之和,扣除地下水回归补给量。补给项包括:河道入渗补给量、渠系水入渗补给量、田间灌溉水入渗补给量、降水凝结水入渗补给量、雨洪散流入渗补给量、沟谷潜流入渗补给量、侧向流入量。
评价区三个盆地作为疏勒河流域地下水系统的子系统具有相对独立性,分别计算评价。各盆地计算方程可用以下通式表示:
河西走廊疏勒河流域地下水资源合理开发利用调查评价
式中:Q天然为地下水天然补给资源,万m3/a;Q河为河道入渗补给量,万m3/a;Q渠为渠系水入渗补给量,万m3/a;Q田为田间灌溉水入渗补给量,万m3/a;Q降凝为降水、凝结水入渗补给量,万m3/a;Q雨洪为雨洪散流入渗补给量,万m3/a;Q潜为沟谷潜流入渗补给量,万m3/a;Q侧入为侧向流入量,万m3/a;Q回归为地下水灌溉回归量,万m3/a。
计算地下水天然补给量应利用水均衡方法校核,均衡法除计算上述补给量,同时要计算排泄量,水均衡方程如下:
河西走廊疏勒河流域地下水资源合理开发利用调查评价
式中:Q蒸发为地下水蒸发蒸腾量,万m3/a;Q泉为泉水溢出量,万m3/a;Q开为地下水开采量,万m3/a;Q侧出为侧向流出量,万m3/a;ΔQ为均衡期始末地下水储量变化量,万m3/a。
本次评价均衡期为2004年1月1日~2004年12月31日。
(二)评价参数
各均衡要素的参数均来自实际调查、专门试验资料及有关科研成果,其中大气降水入渗、蒸发蒸腾、凝结水入渗、灌溉水田间入渗等系数,是在利用20世纪60年代河西走廊玉门镇、安西南桥子以及张掖平原堡均衡试验资料进行对比分析的基础确定的(表6-1)。
表6-1 均衡计算参数取值一览表
河水入渗、渠系水入渗系数参考地质部门与水利部门的实测资料直接取值。计算面积利用MapGIS软件在1∶25万(或1∶20万)地形图或其他图件上量取。
泉水量为实测值,开采量为实际调查值。
含水层组的渗透系数、导水系数、给水度、含水层厚度等是根据疏勒河流域已有物探成果和多年积累的水文地质钻孔资料综合分析确定。
(三)各盆地均衡项
1.玉门-踏实盆地均衡项
1)河水入渗补给地下水量25893.42万m3/a。河水入渗,指未入渠道的那部分河水产生的渗漏量,本区由三部分组成。
一是昌马水库-昌马大坝河水入渗量。昌马水库2004年泄水量99253万m3/a,其中:四○四厂引水8275万m3/a,大坝来水量为84478万m3/a,其间损失6500万m3/a,90%入渗补给量为5850万m3/a。
二是昌马大坝处向昌马戈壁弃水入渗量。大坝来水量为84478万m3/a,其中赤金峡水库调水量8079万m3/a,双塔水库调水14614万m3/a,总干渠引灌溉水量33910万m3/a,其余为向戈壁弃水27847万m3/a,入渗率取68%,戈壁弃水入渗补给地下水19214万m3/a。戈壁入渗率68%是本次调查实测。2004年7月14日在昌马洪积扇扇缘三道沟、四道沟、五道沟、六道沟中利用流速仪对各冲沟弃洪水进行了实测,总流量为25.651m3/s。各沟中洪水流速为1.2~1.8m/s,推算洪水自昌马大坝至测点处平均流速为2.0~3.0m/s,该段长度37.5~45km,消耗时间3.5~6.5h。测流时间为7月14日8时至17时,故所测洪水应为大坝处14日2时~11时下泻洪水。据大坝水管所资料,13日23时至14日6时泄洪流量为105m3/s,7时~12时为97.5m3/s,平均流量为101.3m3/s,由此算得洪水流经戈壁带的入渗率为76.7%,若扣除8.7%的沿途损失,蒸发与包气带消耗,则计算得出对地下水产生补给意义的洪水入渗率为68%。本次所求得的弃洪水入渗率68%,较20世纪60年代《疏勒河中游水文地质普查报告书》中所用82.2%(已扣除沿途损失)和近期“疏勒河示范报告”及“河西走廊地下水勘查”报告中所用84.6%(未扣除沿途损失)均有较大差别,分别达到14%和8%,当弃洪量每年4亿~5亿m3时,仅此一项补给量可相差0.4亿~0.5亿m3。可见,本次工作修正了一个极为重要的参数。
三是榆林河弃水入渗量。榆林河来水量4840万m3/a,渠首引水3875万m3/a,弃水965万m3/a,榆林河由于水量小,扣除包气带消耗及水面蒸发按75%补给地下水。弃水入渗补给965×0.75=723.75万m3/a。其他小沟和浪柴沟等来水量140.82万m3/a,入渗补给为140.82×0.75=105.62万m3/a。合计829.37万m3/a。
2)渠系入渗补给17635.56万m3/a。渠系入渗按下式计算:
河西走廊疏勒河流域地下水资源合理开发利用调查评价
式中:Q渠渗为渠系入渗补给量;Q渠引为渠口引水量;α为渠系利用率。
灌区渠系干、支、斗综合利用率满足0.53的要求。
计算结果:昌马灌区渠系入渗量16557.92万m3/a。榆林灌区渠系入渗量为1077.64万m3/a(表6-2)。
表6-2 玉门-踏实盆地渠系入渗量计算表
3)田间灌溉入渗补给5947.05万m3/a。其中昌马灌区入渗5575.95万m3/a,桥子灌区入渗308.92万m3/a,榆林灌区入渗62.18万m3/a(表6-3)。田间灌溉水入渗量的大小与灌水量、灌水定额、灌溉地段的包气带岩性、厚度、湿度及地下水埋深多种因素有关,其计算是一个比较复杂的问题。鉴于此,本次计算采用两种方法分别计算,相互验证。
a.入渗系数法。据饮马农场试验资料,在82亩小麦地中,平均灌溉定额321m3/亩,其中生长期净灌溉定额213m3/亩,地下水暗管测得回渗水量占灌水量的25.4%,泡地水定额108m3/亩,测得回渗量占灌溉量的72.5%,平均48.95%。分析田间入渗量与地下水埋深关系密切,结合流域灌区实际取田间入渗系数(见表6-1)。
首先在相关图件上量取灌溉区域在不同地下水埋深段(1~3m、3~5m、5~10m、>10m)的相应面积,求得各埋深段面积占总灌溉面积的比率。按灌区实际情况,把入田间地表水总量依照求得的4个面积比率进行分配,求得不同埋深段的地表灌溉用水量。把地下水开采总量按小于10m的3个面积比率进行分配,将引用泉水总量按小于5m的2个比率进行分配,分别求得不同埋深段的地下水灌溉用水量和引泉灌溉用水量。三项相加,求得各埋深段总灌溉用水量,乘以各自入渗系数,求得各段入渗量,合计后求得入渗总量(表6-3)。
表6-3 玉门-踏实盆地田间灌溉入渗量计算表(入渗系数法)
b.耗水量法。所谓耗水量法就是利用单位面积供水量与耗水量之差求取入渗量。供水量包括进入田间的地表水、开采的地下水和引用的泉水三部分。消耗量由生长期作物叶面蒸腾量和棵间蒸发量组成,依耗水量试验求得。据民勤泉山试验站资料,小麦生长期总耗水量478m3/亩(水位埋深3m左右);据武威王井寨试验站资料,小麦生长期总耗水量363m3/亩(水位埋深9m左右)。
昌马灌区现有灌溉面积46万亩,其中大于5m埋深的面积25万亩,小于5m埋深的21万亩。经调查计算,埋深大于5m地段,灌溉用水由渠水和井水组成,其中渠水定额372m3/亩,井水91m3/亩,合计463m3/亩。埋深小于5m地段,灌溉用水由渠水、井水和泉水组成,其中渠水定额372m3/亩,井水91m3/亩,泉水147m3/亩,合计610m3/亩。利用以上数据,计算得昌马灌区总入渗量为5272万m3(表6-4),与入渗系数法计算结果比较,相差仅为675万m3。
表6-4 昌马灌区田间灌溉入渗量计算表(耗水量法)
可以看出,两种方法结果相近,可以互相验证,因此,在其他灌区的计算中可依据资料情况任选。
4)降水、凝结水入渗补给量为2706.52万m3/a。其中降水入渗补给量149.00万m3/a,凝结水入渗补给量2557.52万m3/a(表6-5)。
表6-5 玉门-踏实盆地降水、凝结水入渗量计算表
5)雨洪入渗补给362.39万m3/a。南截山等雨洪径流深取5mm/a,入渗系数取0.80,昌马区南部汇水面积488.44km2,榆林灌区南部汇水面积417.54km2,补给量为362.39万m3/a。
6)地下潜流流入41.76万m3/a,其中昌马峡谷潜流量为18.76万m3/a,榆林河水库坝下渗流为23.00万m3/a。
7)蒸发蒸腾量45042.46万m3/a(表6-6)。
表6-6 玉门-踏实盆地蒸发蒸腾量计算表
8)泉水溢出量15689.80万m3/a。依据2004年8月实测全区各泉沟瞬时泉水流量,再用有代表性的泉水动态观测资料分亚区推算出全区年内泉水溢出总量。
9)地下水开采量4990.04万m3/a(主要为农业灌溉,部分为工业、水源地),其中昌马灌区4206.28万m3/a,桥子灌区90.48万m3/a,榆林灌区561.88万m3/a。
10)地下径流流出为186.44万m3/a,其中:昌马灌区青山断面流出量为167.79万m3/a,双塔水库坝下渗流量为18.65万m3/a。
2.安西-敦煌盆地地下水均衡项
1)河水入渗量5642万m3/a。其中:双塔水库泄水29876.66万m3/a,双塔灌区渠首引水24950万m3/a,西湖灌区引水3350万m3/a,其余在天然河道中入渗补给地下水(入渗率为82%),补给量为1292.86万m3/a;党河水库泄水33436.00万m3/a,渠首引水28970万m3/a,其余入渗补给地下水(入渗率为82%),补给量为3662.12万m3/a;芦草沟、东泉沟来水量分别为175.92万m3/a、149.80万m3/a,按75%入渗补给地下水计算,补给量分别为131.94万m3/a、112.35万m3/a;多坝沟、崔木土沟来水量分别为240.92万m3/a、199.25万m3/a,按75%入渗补给地下水计算,补给量分别为180.69万m3/a、149.44万m3/a;山水沟来水量1126万m3/a,通过暗渠引水,入渗量为1126×0.10=112.60万m3/a。
2)渠系入渗补给19551.83万m3/a。其中双塔灌区渠系入渗量9477.30万m3/a,党河灌区渠系入渗量为10074.53万m3/a(表6-7)。
3)田间灌溉入渗补给6597.42万m3/a。其中双塔灌区入渗4749.56万m3/a,党河灌区入渗1847.86万m3/a(表6-8)。
表6-7 安西-敦煌盆地渠系水入渗量计算表
表6-8 安西-敦煌盆地田间灌溉入渗量计算表
4)降水、凝结水入渗补给量为7157.81万m3/a。其中降水入渗补给量68.52万m3/a,凝结水入渗补给量7089.29万m3/a(表6-9)。
表6-9 安西-敦煌盆地降水、凝结水入渗量计算表
5)雨洪入渗补给753.61万m3/a。双塔灌区南北截山、党河灌区南火焰山、盆地西南卡拉塔什塔格等雨洪径流深取4.5mm/a,入渗系数取0.80,双塔南汇水面积416.00km2,党河灌区南部汇水面积481.75km2,盆地西南汇水面积1195.60km2,计算补给量为753.61万m3/a。
6)地下潜流流入18.65万m3/a,系双塔水库坝下渗流量。
7)蒸发蒸腾量36100.42万m3/a(表6-10)。
表6-10 安西-敦煌盆地蒸发蒸腾量计算表
8)盆地泉水溢出量为295.93万m3/a。
9)地下水开采量10760.61万m3/a(主要为农业灌溉,部分为工业用水、水源地),其中党河灌区6684.08万m3/a,双塔灌区3474.28万m3/a(含西湖灌区)。
3.花海盆地地下水均衡项
1)河水入渗量3469.91万m3/a。其中:赤金峡水库泄水量11133万m3/a,渠首引水量9428.20万m3/a,其余在天然河道中入渗补给地下水(入渗率82%),补给量为1397.94万m3/a;北石河来水量1269.95万m3/a,天然河道中入渗补给地下水(入渗率84%),补给量为1060.41万m3/a;;四○四厂排污水来水量为746.46万m3/a,按75%入渗补给地下水计算,补给量为559.85万m3/a;断山口河、火烧沟等来水量602.30万m3/a,按75%入渗补给地下水计算,补给量为451.73万m3/a。
2)渠系入渗补给2373.54万m3/a(表6-11)。
表6-11 花海盆地渠系水入渗量计算表
3)田间灌溉入渗补给452.39万m3/a(表6-12)。
表6-12 花海盆地田间灌溉入渗量计算表
4)降水、凝结水入渗补给量为1482.88万m3/a。本区地下水埋深均大于3m,故降水入渗补给量为0,凝结水入渗补给量1482.88万m3/a(表6-13)。
表6-13 花海盆地降水、凝结水入渗量计算表
5)雨洪入渗补给181.37万m3/a。花海灌区南宽滩山等雨洪径流深取4.5mm/a,入渗系数取0.80,汇水面积503.81km2,补给量为181.37万m3/a。
6)地下径流侧向流入167.79万m3/a,系青山断面径流量。
7)蒸发蒸腾量5259.66万m3/a(表6-14)。
表6-14 花海盆地蒸发蒸腾量计算表
8)地下水开采量1120.00万m3/a,为农业灌溉开采。
4.地下水天然补给量及均衡成果
1)2004年盆地地下水天然补给量为扣除重复量后的地下水总补给量,三盆地合计为95580.04万m3/a。其中,玉门-踏实盆地为49341.90万m3/a,安西-敦煌盆地为38351.76万m3/a,花海盆地为8072.79万m3/a(表6-15)。
表6-15 2004年疏勒河流域盆地地下水资源总补给量表
2)根据以上各盆地均衡项计算结果,2004年疏勒河流域花海盆地均衡差为1748.22万m3,玉门-踏实盆地均衡差为-13332.04万m3,安西-敦煌盆地均衡差为-7435.63万m3(表6-16)。
表6-16 2004年度疏勒河流域盆地地下水均衡计算表(单位:万m3/a)
3)地下水均衡验证,采用地下水动态长观资料,确定均衡区地下水位的升降幅度与面积,并根据钻探与抽水试验成果,确定相应的给水度,计算其地下水均衡期内储存资源变化量来校验计算结果的可靠性。
计算公式:
河西走廊疏勒河流域地下水资源合理开发利用调查评价
式中:ΔQ储为均衡期内储存资源变化量,亿m3;μ为升降区内含水层综合给水度;F为升降区(段)面积,km2;ΔH/Δt为计算期始末水位变幅,m,实测所得,计算期为一年。
运用式(6-4)对三个盆地的地下水均衡差和储存资源变化量进行对比分析,相对误差小于15%,说明计算结果符合实际情况(表6-17)。
表6-17 疏勒河流域盆地储存资源变化量分析计算表
续表
4)2004年疏勒河流域各县(市)天然补给资源为扣除重复量后的地下水总补给量,三县(市)合计为95580.04万m3。其中,玉门市为32010.08万m3,安西县为51466.98万m3,敦煌市为22196.97万m3(表6-18)。
表6-18 2004年疏勒河流域各县(市)地下水天然补给量表
5)各县(市)地下水均衡。疏勒河流域的花海盆地和玉门-踏实盆地东部属玉门市,玉门-踏实盆地西部和安西-敦煌盆地东部的双塔灌区(含西湖灌区)属安西县,安西-敦煌盆地的其余均属敦煌市。根据盆地地下水资源计算结果,将源汇项分配到各县(市),并进行各县(市)地下水均衡计算。2004年疏勒河流域玉门市均衡差为-3894.63万m3,安西县为-9755.44万m3,敦煌市为-5358.72万m3(表6-19)。
表6-19 2004年度疏勒河流域各县(市)地下水均衡成果表(单位:万m3/a)
续表
二、地下水可开采资源
(一)地下水可开采资源评价方法
从理论上讲,地下水最大可能开采资源量大致等于天然资源量。实际上,它是与一定的开发利用方案相联系的,它要求技术上的可行与经济上的合理,并不产生水、工、环地质环境的恶化。因此,地下水可开采资源是在一定的约束条件和开采方案下,地下水总补给量与和总排泄量的差,再加上因水位下降含水层中疏干的水量。公式如下:
河西走廊疏勒河流域地下水资源合理开发利用调查评价
式中:Q允为地下水可开采资源;Q总补为约束条件下的总补给量;Q总排为约束条件下的总排泄量(不包括现状开采量);μ·F·ΔH为可开采储存资源;μ为含水层给水度;F为开采区面积;ΔH为允许的地下水水位降深值。
分析流域均衡计算结果,补给项变化近期内不会太大,而排泄项中潜水蒸发量占总排泄量的70%以上,在给出一定的水位下降值后,蒸发量的减少是可开采资源的主要组成部分。
(二)可开采储存资源计算
1.允许水位降深值的确定
玉门-踏实盆地昌马灌区部分地段现状水位埋深一般为1~3m,为控制土壤发生次生盐渍化,水位埋深以>3m为宜,所以上述地区水位再下降2m较为合理;为了保证昌马洪积扇前泉水量不再衰减,在黄闸湾—七道沟间宜保持现状水位。
安西-敦煌盆地双塔灌区局部地段现状水位埋深一般为1~3m,若使其水位再下降2m,不会对灌区生态环境产生大的影响;而党河灌区以西自然保护区及疏勒河干河道两侧,局部水位埋深小于3m地段,地下水几乎为维系地表植被的唯一水源,环境极为脆弱,不宜开采,否则使该地区生态环境雪上加霜。
花海盆地内灌区局部地段水位埋深3m左右,水位再下降1m,不会对灌区生态环境产生大的影响,为了保护、恢复北石河河道附近及其下游生态环境,该地段不宜开采。
水位下降时间以10年计。
2.可开采储存量
在上述水位约束降深条件下,求得花海盆地地下水可开采储存资源为224.33万m3,玉门-踏实盆地地下水可开采储存资源为1050.89万m3,安西-敦煌盆地地下水可开采储存资源为2222.88万m3(表6-20)。
表6-20 可开采储存资源计算表
(三)可开采资源
1.各盆地可开采资源
用式(6-5)计算玉门-踏实、安西-敦煌、花海盆地P=50%情况下地下水补排差分别为11884.75万m3、13788.08万m3、3089.89万m3(表6-21)。P=50%条件下玉门-踏实、安西-敦煌、花海盆地地下水可开采资源分别为12935.64万m3、14010.37万m3、3112.32万m3。
表6-21 盆地地下水允许开采量计算表(单位:万m3)
2.各县(市)可开采资源
利用盆地天然资源和可开采资源计算成果,分配到各县市,计算玉门市、安西县、敦煌市地下水可开采资源分别为11335.64万m3、15329.44万m3、4566.25万m3(表6-22)。
表6-22 县(市)地下水允许开采量计算表(单位:万m3)
内陆干旱区的地下水位埋深与生态环境密切相关,它决定着地表植被生长情况、种类、分布等,是环境重要的指示器。目前各盆地开采量仍集中在昌马、党河、双塔等灌区,因开采方案不合理,部分地区水位下降较快,环境恶化,应调减开采量。其余地段多为自然绿洲、荒滩、戈壁等,为维护脆弱的生态环境,不宜开采。尤其党河灌区以西沿疏勒河干河道两侧一带大片地区为自然保护区,且有大方盘、玉门关等古遗址与新建旅游点“魔鬼城”——敦煌雅丹国家地质公园,应加强环境保护与恢复。
三、地下水储存资源
(一)储存资源评价方法
疏勒河流域中下游盆地(单元)是相对独立的含水层系统。地下水储存量由重力储存量和弹性储存量组成。本次只计算各盆地浅部含水层(Qh-Qp1)的孔隙重力水体积储存量作为地下水储存资源量。方法是作不同厚度等值线并划分计算区,由钻探资料统计所得含水层折算系数,进而求得各区间的含水层厚度,结合该区内钻孔抽水试验资料,给定相应含水层的给水度值,面积由1∶25万图上量取。计算公式为
河西走廊疏勒河流域地下水资源合理开发利用调查评价
式中:Q储为地下水储存资源,亿m3;∑μ为含水层平均给水度;F为计算区(段)面积,km2;H为含水层厚度,m。
依据工作区地下咸淡水水平及垂直分布规律,大致将各盆地水位埋深小于10m区域划分为微咸水、半咸水-咸水分布区,埋藏底界分别为30m、80m。利用式(6-6)可概略计算。
(二)储存资源评价结果
1.总储存资源
用式(6-6)计算出疏勒河流域三县(市)盆地地下水储存资源为5203.28亿m3。其中:花海盆地最小,为626.96亿m3;玉门-踏实盆地较大,为1284.30亿m3;安西-敦煌盆地最大,为3292.03亿m3。
按县(市)分,地下水储存资源玉门市最小,为868.67亿m3;安西县较大,为1303.09亿m3;敦煌市最大,为3031.53亿m3(表6-23)。
表6-23 疏勒河流域县(市)盆地地下水储存资源计算表
2.微咸水、半咸水-咸水储存资源
微咸水TDS1~3g/L,分布于水位埋深小于10m细土平原区,含水介质厚度50m左右。半咸水-咸水TDS>3g/L,分布于水位埋深小于5m细土平原区,含水介质厚度30m左右。计算过程见表6-24。盆地计算结果见表6-25,县(市)计算结果见表6-26。
表6-24 疏勒河流域县(市)盆地咸水-微咸水储存资源计算表
表6-25 疏勒河流域各盆地地下水储存资源组成表(单位:亿m3)
表6-26 疏勒河流域各县(市)地下水储存资源组成表(单位:亿m3)
由表可见,疏勒河流域平原区地下水淡水储存资源为4717.5亿m3,微咸水储存资源为459.54亿m3,半咸水-咸水储存资源为26.24亿m3。不可利用的半咸水-咸水资源仅占总水资源的0.5%,淡水资源比较丰富。
『叁』 地下水开发利用中存在的主要问题
地下水在社会经济发展的各个方面都发挥着巨大作用,取得了巨大成就,但在大规模开发利用地下水的过程中,也存在着一些不容忽视的问题,主要表现在以下几方面。
一、地下水开采过程中存在的问题
(一)管理机制不协调
受历史因素的影响,地下水资源的管理还没有形成以盆地为单元的统一管理体制,像地表水那样进行流域水资源管理,而是行政分割管理体制,这对于一个完整的地下水系统来说是很不适宜的,这种管理体制违背了地下水的自然运移规律,不利于地下水的合理开发利用。就地下水开发利用来说,地下水的勘查在地质部门、水源开采管理在水利部门、给水工程在城建部门、排水治理在环保部门,导致管勘查的不管开发、管开采的不管供水、管供水的不管排水、管排水的不管治污,地下水开发难以形成统一的规划、协调和调度,地下水开采不均衡,有限的地下水资源得不到充分的利用。因此,建立一个能够统一规划、协调和调度整个盆地地下水的统一管理机构,是实现地下水合理开发利用的有效途径,也是今后地下水开发管理工作应该研究、探索的一个重要课题。
(二)缺乏科学的开采方案
打井取水,自古以来开采地下水就是想在哪打井就在哪打井,在开采量很小的情况下,这种开采行为并不会对环境造成破坏。但在具有了25×104眼开采井的大规模开采地下水的今天,混乱无序、随意打井、不讲究科学成井的开采方法,就会给地下水环境带来严重的破坏。布井不合理、造成井间干扰、出水量减少;开采井不做含水层之间止水或止水效果不好造成上层劣质水体对深层承压水的串层污染;废井不做封井处理,成了地下水污染或含水层之间相互污染的通道。
(三)长期超采引起环境负效应
地下水是在不断补给、径流、排泄运动更新着的水体,长期超过补给量开采地下水会引起环境的恶化。首先是出现地下水位下降,开采井出水量减少。如哈尔滨市区长期超采地下水,使地下水由承压水转为无压层间水,地下水位低于含水层顶板10~18 m,单井涌水量衰减30%~50%;大庆油田长期超采地下水,导致形成了5560 km2的地下水位降落漏斗。其次是地下水位下降引起地面沉降,如哈尔滨市区漏斗中心地面沉降达63.82 mm,大庆市降落漏斗中心地面最大沉降量曾达到99 mm。再次地下水位下降引起地表水体面积减小、草场退化、土壤干燥、沙化加剧、生态环境变得脆弱。
(四)水质污染导致可利用资源减少
由于水质污染而导致无法利用的地下水在不断增多,如松原市城区,原第四系承压水是很好的生活供水水源,但江南(前郭区)由于第四系承压水受开采造成的串层污染于2003年不得不放弃作为生活用水,改引龙坑泉群水为江南城区生活用水。江北(宁江区)第四系承压水由于石油污染,生活饮用水也不得不改用新村水源地大安组承压水。许多防氟改水井,由于自身造成含水层串层污染而失去防病功能。由于工业废水、城市垃圾、生活污水排放而导致地下水不能饮用的现象更是普遍。农业面源污染正在扩大,地下水中“三氮”污染越来越严重。一些地区地下水的TDS、总硬度、pH 值、氯化物、硫酸根等增高,超过生活饮用水质标准而失去供水意义。总之随着地下水污染程度的加重,由于水质污染而造成不可利用的地下水资源正在增多。
二、地下水利用中存在的问题
(一)利用率低、资源浪费严重
资源浪费、利用率低是水资源利用过程中存在的普遍现象,农业是用水大户,农业用水占用水总量的72.9%。目前,农业灌溉方式粗放,农业灌溉水利用系数只有47%,抗旱基本是漫灌形式,水田用水过高,农业节水潜力巨大。在工业生产中,万元产值耗水量高,重复利用率低,中水利用工程少。目前,世界发达国家工业用水重复利用率达到70%~80%,而松嫩平原的大中城市还不到40%,小城镇甚至为零。在人们的日常生活中,珍惜水资源的意识还没有形成,距离建立节水型社会的路途还很遥远。
(二)用水结构有待于进一步调整
从总体看,在用水结构中农业用水所占的比例过大,在主要城市中,特别是地下水和地表水联合供水的城市中,地下水开采比例过大。如哈尔滨市,地表水资源非常丰富,利用量仅占入境量的11.66%。工业用水中地下水占29.89%,农业用水中地下水占32.25%,生活用水中地下水占37.86%。一方面是地表水利用率低;另一方面是地下水超采,大量的优质地下水被用在对水质要求不高的农业或工业,造成生活饮用地下水短缺。地下水、地表水联合开发,实行分水质供水,优化水资源配置,最大限度地满足社会经济发展的需要是地下水开发利用调整的目标。
(三)灌溉引起次生盐渍化
大面积开发的水田,特别是低平原区,由于天然排水不畅,水田灌溉使地下水位抬高,致使土壤返盐。由于水排不出去,土壤不能脱盐,造成盐、硝上返重新堆积,形成了次生盐渍化。在一些大型灌区、灌渠周围都有不同程度的次生盐渍化现象,大安、通榆、乾安多处以种稻洗盐、洗碱并没有真正达到治理盐碱的目的,反而造成土壤次生盐渍化。
(四)农村饮水安全重视不够
在广大的农村,生活用水几乎全部来自地下水,农业与农村对地下水的污染日益严重,农村生活用水水质不断下降,一些地区甚至严重超过国家生活饮用水卫生标准,比如东部高平原地下水中大范围的氮超标,低平原第四系承压水中的氟超标,都没有受到高度重视。绥化市有4984个村屯, 224.56×104人生活饮用水中的氟、铁锰、氮超标,占农村人口总数的57.94%。安达、肇东、兰西、青冈、明水等县,氟超标村屯总数仍达1287个,人口为55.16×104人,占农村人口的14.49%。齐齐哈尔市有4180个村屯,219.15×104人生活饮用水不达标,占村屯总数的55.56%,占该市农村人口总数的62.68%。随着大量农药、化肥在使用过程中造成地下水的污染程度加重,农村饮水不安全因素在增多,农村饮水安全将面临严峻考验。
(五)城市应急供水机制不完善
城市是人口、经济密集区,目前,大部分城市没有后备供水水源地,即使有其配套设施也不完善,一旦有事,很难立即发挥作用,这也是地下水利用中的一个薄弱环节,像哈尔滨、齐齐哈尔、松原等城市水源地都是沿江而建,江水污染很有可能导致城市供水水源地污染。为防止城市供水突发事件,应该建立城市应急供水预案,储备能够立即运转、设备良好的后备供水水源地。
『肆』 我国地下水资源的情况
我国地下水资源及开发情况介绍
水资源与能源、人口、生态环境等已成为世界各国普遍关注的重大问题。在我国,水资源已成为城市建设规划、工农业生产布局及国土整治规划的制约条件之一。建国以来,国家有关部门一直重视我国地下水的数量和质量,以期为国民经济建设提供有利的数据保证。
一、我国地下水资源及开发情况
地下水资源在我国水资源中占有举足轻重的地位,由于其分布广、水质好、不易被污染、调蓄能力强、供水保证程度高,正被越来越广泛地开发利用。尤其在中国北方、干旱半干旱地区的许多地区和城市,地下水成为重要的甚至唯一的水源。据计算我国可更新地下淡水资源总量为8700亿方,占我国水资源总量的31%,其中地下淡水开采资源为2900亿方。微咸水开采资源130′108m3/a(见表1)。平原区(含盆地)地下水储存量约23万亿立方米,10米含水层中的地下水储存量相当于840毫米,水层厚度,略大于全国平均降水量648毫米,这个比例与世界地下水储存量的平均值相近似。
目前,我国地下水开发利用主要是以孔隙水、岩溶水、裂隙水三类为主,其中以孔隙水的分布最广,资源量最大,开发利用的最多,岩溶水在分布,数量开发均居其次,而裂隙水则最小。在以往调查的1243个水源地中,孔隙水类型的有846个占68%,岩溶水类型的有315处,占25%,而裂隙水类型的只有82处,仅占7%。
从目前的供水情况看,全国地下水的利用量占全国水资源利用总量的16%,其中地下水开发利用程度最高的是华北地区,其地下水供水量占全区总用水量的52%。预计在21世纪,我国淡水资源供水需矛盾突出的地区仍是华北、西北、辽中南地区及部分沿海城市。
受我国水资源及人口分布、经济发达程度、开采条件等诸多因素的影响,相对于区域我国城市特别是北方城市地下水资源的供需矛盾尤为突出。目前全国有近400个城市开采地下水作为城市供水水源,300多个城市存在不同程度缺水,每年水资源缺口大约为1000万方,据不完全统计其中以地下水水源地做为主要供水水源的城市超过60个,如:石家庄、太原、呼和浩特、沈阳、济南、海口、西安、西宁、银川、乌鲁木齐、拉萨等;以地下水与地表水联合供水的城市有:北京、天津、大连、哈尔滨、南京、杭州、南昌、青岛、郑州、武汉、广州、成都、贵阳、昆明、兰州、长春、上海等。
目前城市地下水资源遭受污染的情况较为严重,据不完全统计全国已有136个大中城市地下水受到不同程度的污染,其中比较严重的有包头、长春、郑州、鞍山、太原、沈阳、哈尔滨、北京、西安、兰州、乌鲁木齐、上海、无锡、常州、杭州、合肥、武汉等城市。主要污染源均为工业和生活污染,局部农业区地下水也受到污染,主要分布在城近郊区的污灌区,目前有污水灌溉农田2000多万亩,直接污染了地下水,也有的还受到农药和化肥的污染。
二、城市开发利用分布特征
1、地下水水资源分布及人均占有量呈现明显的地区性差异
南方地下水资源较为丰富,约占全国地下水资源总量的71%,而占全国国土面积60%的北方地区仅占到29%,尤其是约占全国三分之一面积的西北地区,地下水天然资源和开采资源分别为1100′108m3/a和300′108m3/a,只占全国地下水天然资源量和开采资源量的13%,但地下水天然资源和开采资源却分别为2600′108m3/a和800′108m3/a,约占全国地下水天然资源和开采资源的30%。
此外,受各地人口、耕地和经济发达程度的不一,各地的人均、亩均地下水资源占有量有较大的差异。其中以华北片、东北片占有量最小,人均地下水天然资源量占有量分别为351 m3和545 m3,亩均地下水资源量分别为228 m3和219 m3。东南和中南片地下水占有量仅高于华北、东北片。地下水资源占有量最高的是西南和西北片,西南片的人均地下水资源占有量为全国平均水平的2倍,亩均地下水天然资源占有量为全国平均水平的2.7倍。人均、亩均地下水资源平均占有量的差异对各地经济发展有至关重要的制约作用。
2、北方地区地下水开发利用程度较高
首先,地下水是北方地区的重要供水水源,在城市生活和工业用水中,地下水占80-90%,农业用水中,地下水平均占38%左右,其中河北省占75%,山西和河南省都在50%以上。
其次,在城市供水结构上,北方地区地下水所占份额较大,如山东省城镇工业及生活用水中地下水供水比例高达95%,在河南省17个省辖市中有14个城市地下水的供水比例超过50%。在北方17省以地下水作为主要供水水源的大中城市中,呼和浩特市的地下水是城市的唯一供水水源,而铁岭、锦州等城市的地下水的供水比例也超过80%。
此外,北方地区的城市地下水开采强度也普遍处在一个较高的水平,华北地区地下水开采程度最高,河北省高达126%,北京109.38%,其它省(区、市)都在70%以上,大部分地区特别是大中城市处于超采或严重超采状态,(据统计地下水的实际开采量与允许开采量之比大于1的城市已超过百余个,如山东省的淄博、烟台、潍坊等城市其地下水的实际开采量与允许开采量之比均已大于1),其中,呼和浩特是以地下水为唯一供水水源的城市,该市开采总量为18351万方/年,而该地区地下水可采资源量为9478万方/年,开采量占可采量的193.6%,区内已严重超采。
3、南方地区地下水开采程度较低,开发利用的潜力较大。
南方地区雨量充沛,地表水资源比较丰富,区内的大中城市多以地表水为主要供水水源或以地表水与地下水联合供水,除个别城市外,地下水供水比重较低,如长沙、岳阳、昆明、南宁等其地下水供水比例均在20%以下。同时,目前开发利用地下水资源的开发利用程度一般较低,地下水资源可采余量较大,有较大的开发利用潜力。如广西的南宁、玉林等城市,地下水的开采量仅占其可采量的15%左右。
4、因地区间开采程度不平衡,引起局部超采的现象较为普遍。
在许多地区和城市,虽然总体上地下水资源的开采量并未超过允许开采量,但由于地区间开采程度不平衡造成,导致局部开采强度分布不均,特别是城区及局部地段过量集中开采,开采强度过大,导致过量开采,形成地下水降落漏斗。例如,在北方地区虽然有37个地市处于严重超采,但仍有1027.16亿立方米/年的地下水可开采资源剩余量,尚有较大潜力可挖。而在城市中这种现象也极为普遍,如济宁地下水资源相对比较充沛,但在建城区水源地由于日开采34.5万方/天,超过允许开采量22万/天,从而造成局部地区严重超采,产生地面沉降及水质污染问题。
5、地下水使用中城市生活用水的比例呈上升趋势
目前城市地下水的使用主要包括为工业、农业及生活用水三个方面。以往工农业用水往往占据主要部分,但随着经济的发展,由于许多地表水饮用水源容易遭受外界不同程度的污染,城镇居民对饮用优质地下水的需求正在不断增长,使得城镇用水中生活用水的比例正逐步增大的趋势。如福建省福州市及浙江省的部分城市等都出现类似现象。
三、城市地下水开发利用中存在的问题
1、水资源的供需矛盾仍很突出
随着我国经济的迅速发展及人民生活水平的不断提高,工农业及生活用水需求量将逐年增加,这对我国特别是北方地区的大中城市本已十分严峻的水资源的供需形势带来更大的压力,如甘肃省天水市目前地下水可采量仅为8957′104m3/a,而其城市发展规划预测城市总需水量达33154′104m3/a,存在巨大的供需缺口,水资源已成为影响当地经济发展的一个主要制约因素。
2、不合理的开采布局水资源的供需矛盾仍很突出
部分城市由于缺乏科学合理开采布局和调蓄,各地区开采程度很不平衡,使得有限的地下水资源无法得到充分有效的开发利用,造成有些地区严重超采,而有些地区则尚未合理开发。
3、持续过量开采,降水漏斗不断扩大
由于持续高强度的过量开采,使得地下水资源不能得到及时补充,使得降落漏斗不断扩大,甚至造成含水层的疏干。石家庄市由于长年过量开采地下水降落漏斗逐年扩大,漏斗中心水位埋深89年为36.06m,99年已发展到为39.98m,并形成区域性水位下降。西峰市的十里湾水源地超采极为严重,其允许开采量为24.7′104m3/a ,而实际开采量达到206′104m3/a,是可采资源量的7倍,其开采是不断清耗静储量的疏干式开采,如不控制,含水层面临疏干的危险。
4、地下水资源浪费严重
城市远近郊区农业生产过程中水资源浪费问题最为突出,北方地区每年灌溉用水约1400亿立方米,占总用水量的80%左右。多数地区保持传统的灌溉方式,灌溉定额居高不下,华北还有许多地区毛灌溉定额维持在400—600立方米/亩.年,西北内陆盆地有的高达700—1000立方米/亩.年,大水漫灌,有效利用率平均只有30—40%。我国工业用水量的浪费也很大,大部分城市工业用水重复利用率平均在30—40%,远低于发达国家70%以上的水平。
5、地下水污染较为严重
随着经济的发展,农药、化肥、生活污水及工业“三废”的排放量日益增大,而这些污水大部分未经处理直接排入环境,构成了地下水的主要污染源。而过量开采造成地下水位的不断下降,客观上为废污水的加速入渗创造了有利条件。据不完全统计,目前我国发现水质污染的地区及城市已有136座,其中污染较为严重的有包头、沈阳、兰州、西安等城市。
四、过量开采引发严重的环境地质问题
由于地下水资源的过度开发与不合理利用,不仅加剧了供需矛盾,而且引发了一系列环境地质问题,主要有:
(1)地面沉降
地面沉降是由于超量集中开采地下水,造成地下水水位的大幅度下降,含水介质压密所至,在我国地面沉降比较严重的有北方的天津、沧州、西安、太原、南方有上海、阜阳市以及苏锡常地区。
(2)地面塌陷
地面塌陷主要发生在岩溶水分布地区,特别是城市地下水集中开采局部地段较为多见。地面塌陷问题在我国分布较广,但受岩溶水分布的控制,南方的发生率高于北方,在南方地面塌陷问题比较严重的地区有水城、遵义、咸宁、黄石、湘潭等地,北方有临沂、泰安、枣庄等。
(3)海水入侵
海水入侵主要发生在我国沿海城市地区,主要是由于大量开采地下水以后,引起海入回灌,问题比较严重的地区主要有辽宁的大连市、河北的秦始岛市,山东的青岛市、福建的厦门市以及广西的北海等。
此外,由于不合理开发利用地下水造成的环境地质问题还有地裂缝、矿区地质灾害等。
自中国地质环境监测院网
『伍』 地下水资源量的分类
由于地下水资源具有上述特性,所以对地下水量的准确表达较困难,因而出现了许多不同的术语和分类,有待统一和完善。现将地下水资源分类现状及主要分类简述如下。
(一)地下水资源分类现状
20世纪50~60年代,我国曾广泛采用原苏联学者H·A·普洛特尼科夫的地下水储量分类,他将地下水分为以下四种储量。
(1)动储量:是指单位时间流径含水层(带)横断面的地下水体积,也即地下水天然流量,这代表侧向补给量,单位为m3/d等。动储量具有季节性变化。
(2)静储量:是指地下水位年变动带以下含水层中储存的重力水体积,或充满承压水含水层空隙中的重力水体积(单位:m3)。
(3)调节储量:是指地下水年变幅带内重力水体积(单位:m3)。
上述三种储量代表天然条件下,在含水层中,一定时间内具有的地下水总量,故统称为天然储量。
(4)开采储量:是指用技术经济合理的取水工程能从含水层中取出的水量,并在预定开采期内不发生水量减少、水质恶化等不良后果。
普氏分类在一定程度上反映了地下水量在天然状态下的客观规律,对我国地下水资源评价曾起过一定的作用。该分类存在的主要缺点是:储量的概念不能反映地下水的特性,各种储量间的关系不明确,没有指出开采储量的组成等。
考虑到地下水量的特殊性,现在一般不用“储量”这个术语来描述地下水量,而改用“地下水资源”一词。中国地质大学王大纯教授等人把地下水资源分为补给资源和储存资源两大类,有些学者将地下水资源分为天然资源和开采资源,还有些学者将其分为补给资源、储存资源和开采资源三大类等等。另一些人认为,“资源”的含意应包括量和质两方面,单纯指水量时用资源来描述不合适,不如直接用地下水的各种量来表达。1995年国家技术监督局发布实施的《地下水资源分类分级标准》(GB15218-94)将地下水资源划分为可利用的资源(允许开采量)和尚难利用的资源两类。2001年由国家质量监督检验总局和国家建设部联合发布实行的现行规范和国家标准《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001)中将地下水资源分为补给量、储存量和允许开采量(或可开采量)三类。该分类是现行分类方案,已被大多数人接受,目前已广泛使用,下面重点讨论这种分类。
(二)《供水文地质勘察规范》(GB50027~2001)中的分类(简称三量分类)
1.补给量
补给量是指天然或开采条件下,单位时间内以各种形式和途径进入区内含水层(计算均衡区含水层组或含水系统)的水量。常用单位为m3/d、104m3/d、104m3/a等。补给来源有降水渗入、地表水渗入、地下水侧向径流流入和垂向越流(越层补给),以及其他途径渗入补给和各种人工补给等。按补给量形成的角度不同,可把补给量分为天然补给量和开采补给增量。天然补给量是指天然状态下,进入计算区含水层的水量;补给增量(或称诱发补给量,激发补给量,开采袭夺量,开采补充量等)是指扩大开采后可能增加的补给量或在开采条件下由于水文地质条件改变夺取的额外补给量。计算时,应按天然状态(自然状态)和开采条件下两种情况进行计算。实际上,许多地区的地下水都已有不同程度的开采,很少有保持天然状态的情况,因此,应首先计算现实状态下地下水的补给量,然后计算扩大开采后或开采条件下可能增加的补给量(即补给增量)。常见的补给增量由下列来源组成。
(1)来自地表水的补给增量。当取水工程靠近地表水时,由于开采地下水,使水位下降漏斗扩展到地表水体,可使原来补给地下水的地表水补给量增大,或使原来不补给地下水,甚至排泄地下水的地表水体变为补给地下水。
(2)来自降水渗入的补给增量。由于开采地下水形成降落漏斗,除漏斗疏干体积增加部分降水渗入外,还使漏斗内原来不能接受降水渗入补给的地区(例如沼泽、湿地等),腾出可以接受补给的储水空间,因而增加了降水渗入补给量。此外,由于地下水分水岭向外扩展,增加了降水渗入补给面积,使原来属于相邻均衡地段(或水文地质单元)的一部分降水渗入补给量,变为本漏斗区的补给量。
(3)来自相邻含水层的越流补给(越层补给)增量。由于开采含水层的水位降低,与相邻含水层的水位差增大,可使越流量增加,或使相邻含水层原来从开采含水导获得越流补给,变为补给开采层。
(4)来自相邻地段含水层增加的侧向流入补给量。由于降落斗的扩展,可夺取属于另一均衡地段(或含水系统)地下水的侧向流入补给量,或某些侧向排泄量因漏斗水位降低,而转为补给增量。
(5)来自各种人工增加的补给量。包括开采地下水后各种人工用水的回渗量增加而多获得的补给量。
补给增量的大小,不仅与水源地所处的自然环境有关,同时还与采水构筑物的种类、结构和布局,即开采方案和开采强度有关。当自然条件有利,开采方案合理,开采强度较大时,夺取的补给增量可以远远超过天然补给量。例如,在傍河地段取水、沿岸布井开采时,可获得大量地表水的入渗补给增量,并远大于原来的天然补给量,成为可开采量的主要组成部分。但是,开采时的补给增量也不是无限制的,从上述补给增量的来源可以看出,它实际是夺取了本计算含水层(组)或含水系统以外的水量,从整个地下水资源的观点来看,邻区、邻层的地下水资源也要开发利用,这里补给量增加了,那里就减少了。再从“三水”转化的总水资源的观点考虑,如果河水已被规划开发利用,这里再加大开采强度,大量夺取河水的补给增量,则会减少了地表水资源。因此,在计算补给增量时,应全面考虑合理的袭夺,而不能盲目无限制地扩大补给增量。
计算补给量时,应以天然补给量为主,同时考虑合理的补给增量。地下水的补给量是地下水运动、排泄、交替的主导因素,它维持着水源地的连续长期开采。允许开采量主要取决于补给量。因此,计算补给量是地下水资源评价的核心内容。
2.储存量
储存量是指赋存于含水层中的重力水体积(常用单位:m3)按埋藏条件,可分为容积储存量和弹性储存量。
(1)容积储存量:是指实际容纳在潜水含水层或承压含水层空隙中的重力水体积。计算式为:
W容=μ·V=μ·F·h,或W容=μ·F·M (10-1)
式中:W容为地下水的容积储存量(m3);μ为含水岩层的给水度;V为潜水含水层体积(m3);F为含水层分布面积(m2);h为潜水含水层厚度(m);M为承压含水层厚度(m)。
(2)弹性储存量:主要对承压水而言,即承压含水层除了容积储存量外,还有弹性储存量。弹性储存量是指承压水头降至含水层顶板时,由于含水层的弹性压缩及水的弹性膨胀,从含水层中释放出的水量,可按下式计算。
W弹=μ*·F·hn (10-2)
式中:W弹为承压水的弹性储存量(m3);μ*为释水系数(贮水系数)或弹性给水度(无因次);F为承压含水层的分布面积(m2);hn为承压含水层自顶板算起的压力水头高度(m)。
由于地下水的水位常常是随时间而变化的,地下水储存量也随时而异,这是由于地下水的补给与排泄不均衡而引起的,地下水的储存量在地下水的运动交替和地下水开采过程中起着调节作用。在天然条件下,地下水的储存量呈周期性的变化,主要有年周期,还有不同长短的多年周期,一般应当计算一年内最大储存量和最小储存量。在开采条件下,如果开采量不大于补给量,储存量仍呈周期性变化,在开采量超过补给量时,就由储存量来补偿这部分超过的开采量,使储存量出现逐年减少的趋势性变化。
按地下水储存量的动态,可把储存量分为永久储存量(或称静储量,不变储存量)和暂时储存量(或称调节储存量,可变储存量)。前者是指一定期限内的最小储存量,它是在一定周期内不变的储存量;后者是指最大与最小储存量之差,也即最低水位以上储存的地下水体积。在地下水径流微弱的地区,暂时储存量可以很大,几乎接近补给量,可以将它作为允许开采量。在一般情况下,计算允许开采量时,不能考虑永久储存量。如果动用永久储存量,就会出现区域地下水位逐年持续下降的趋势,导致地下水源枯竭,但是,如果永久储存量很大(如含水层厚度大、分布又广的大型贮水构造),每年适当动用一部分永久储存量,使在100年或50年内总的水位下降不超过取水设备的最大允许降深也是可以的。
3.允许开采量(可开采量)
允许开采量(或称可开采量)是指通过技术经济合理的取水方案,在整个开采期内出水量不会减少,动水位不超过设计要求,水质和水温变化在允许范围内,不影响已建水源地正常开采,不发生危害性的环境地质现象等前提下,单位时间内从水文地质单元或取水地段中能取得的水量,单位为m3/d、104m3/d、104m3/a等。简而言之,允许开采量就是用合理的取水工程能从含水层中取得出来、有补给保证、还不会引起一切不良后果的最大出水量,即在一定的技术、经济和合理开发条件下,有补给保证、可长期开采的最大水量。
允许开采量与开采量是不同的概念。开采量是目前正在开采的水量或预计开采量,它只反映取水工程的产水能力。开采量不应大于允许开采量,否则,会引起水位持续下降等不良后果。允许开采量的大小,是由地下水的补给量和储存量的大小决定的,同时,还受技术经济条件的限制。
地下水在开采以前,由于天然的补给、排泄,形成了一个不稳定的天然流场,雨季补给量大于消耗量,含水层内储存量增加,水位抬高,流速增大;雨季过后,消耗量大于补给量,储存量减少,水位下降,流速减小。补给与消耗的这种不平衡发展过程,具有周期性,从一个周期的时间来看,这段时间的总补给量和总消耗量是接近相等的。如果不相等,则含水层中的水就会逐渐被疏干,或者水会储满含水层而溢出地表。
在人工开采地下水时,增加了一个经常定量的地下水排泄点,改变了地下水的天然排泄条件,即在天然流场上又叠加了一个人工流场。这既破坏了补给、消耗之间的天然动平衡,又力图建立新的开采状态下的动平衡。在开采最初阶段,由于增加了一个人工开采量,必须减少地下水的储存量,使开采地段水位下降形成一个降落漏斗,使漏斗扩大,流场发生了变化,使天然排泄量减少,促使补给量增加,即形成补给增量。在开采状态下,可以建立以下水均衡方程:
)。这是含水层中储存量所提供的一部分水量。
明确了开采量的组成,就可以按各个组成部分来确定允许开采量。
允许开采量(可开采量)中补给增量部分,只能合理地夺取,不能影响已建水源地的开采和已经开采含水层的水量;地表水的补给增量,也应从总的水资源考虑,统一合理调度。
允许开采量中减少的天然排泄量,应尽可能地截取,但也应考虑已经被利用的天然排泄量。例如,有的大泉是风景名胜地,由于增加开采后泉的流量可能减少,甚至枯竭,破坏了旅游景观,这也是不允许的。截取天然补给量的多少与取水构筑物的种类、布置地点、布置方案及开采强度有关。如果开采方案不佳,则只能截取部分天然补给量。因此,在计算允许开采量时,只要天然排泄量尚未加以利用,就可以用天然补给量或天然排泄量作为开采截取量。
允许开采量中可动用的储存量,应慎重确定。首先要看储存量(主要是永久储存量)是否足够大,再看现实的技术设备允许降深是多少,然后算出天然低水位至区域允许最大降深动水位间含水层中的储存量,按100年或50年平均分配制到每年的开采量中,作为允许开采量的一部分。一般情况下,不动用永久储存量,即在多年开采周期内,水位基本上是不升不降的,即Δh=0,这时的开采量才是允许开采量(可开采量)。因此(10-3)式变为:
Q允开=ΔQ补+ΔQ排 (10-4)
上述地下水各种量之间是相互联系的,并且是不断转化、交替的。永久储存量(静储量)是指储存水的那部分空间体积始终含水,并不是说那部分水是永久储存不变的,它仍然会转化为排泄的水,再由补给的水补充,同样参加水循环。只有极少数在特殊条件下形成的地下水,如处在封闭构造中的沉积水,才没有补给量而只有静储量,大多数自然条件下的地下水都是由补给量转为储存量,储存量又转化为排泄量,处在不断的水交替过程中。在开采条件下所取出来的水,都是由储存量中转化来的。由于储存量的减少,可以夺取更多的补给量来补充,同时,又截取了部分天然补给量,则天然排泄量减少。
由于开采量与补给量的不同关系,可出现三种开采动态类型的水源地:①稳定型:在任何时间,开采量均小于补给量;②调节型:雨季开采量小于总补给量,而旱季开采量可大于总补给量,但在一年或数年期间,累计总开采量仍应小于总补给量,即未动用储存量;③消耗型:开采量大于总补给量,须动用和消耗储存量。
『陆』 国家对市民私自开采使用地下水资源相关规定有哪些
这得看取水规模和用途,不能一概而论。
《中华人民共和国水法》第四十八条规定”直接从江河、湖泊或者地下取用水资源的单位和个人,应当按照国家取水许可制度和水资源有偿使用制度的规定,向水行政主管部门或者流域管理机构申请领取取水许可证,并缴纳水资源费,取得取水权。但是,家庭生活和零星散养、圈养畜禽饮用等少量取水的除外。“
第六十九条规定”有下列行为之一的,由县级以上人民政府水行政主管部门或者流域管理机构依据职权,责令停止违法行为,限期采取补救措施,处二万元以上十万元以下的罚款;情节严重的,吊销其取水许可证:(一)未经批准擅自取水的;(二)未依照批准的取水许可规定条件取水的。“
第七十条规定”拒不缴纳、拖延缴纳或者拖欠水资源费的,由县级以上人民政府水行政主管部门或者流域管理机构依据职权,责令限期缴纳;逾期不缴纳的,从滞纳之日起按日加收滞纳部分千分之二的滞纳金,并处应缴或者补缴水资源费一倍以上五倍以下的罚款。“
『柒』 地下水资源归哪个单位管
地下水资源归水资源管理委员会管理。
为了做到合理地开发利用地下水资源,必须进行有效的管理。地下水资源管理的方法和措施分为:
1、法律方面,由中央政府和地方政府制定和颁布实施有关水资源(包括地下水资源)的法律。这些法律和条例是地下水资源管理的依据。
2、行政方面,建立水资源(包括地下水资源)的统一管理机构。如中国北方各省市都已建立了水资源管理委员会,设有水资源管理办事机构。
(7)开采地下水资源应考虑哪些因素扩展阅读
地下水开发利用力求费用低廉、方案优化、技术先进、效益显著而又不引起环境问题。这些要以查明水文地质条件和正确评价地下水资源为基础。要做到合理开发利用地下水,应注意以下几点:
1、不过量开采。开采量要小于开采条件下的补给量,否则将造成地下水位持续下降,区域降落漏斗形成并不断扩大、加深,水井出水量减少甚至于水资源枯竭。
2、远离污染源,否则将造成地下水污染,水质恶化以致于不能使用。
3、不能造成海水或高矿化水入侵到淡水含水层。
4、不能引起大量的地面沉降和坍陷,否则将造成建筑物的破坏,引起巨大的经济损失。
5、按地下水流域进行地下水开发利用的全面规划,合理布井,防止争水。
6、地表水资源和地下水资源统一考虑、联合调度。
7、全面考虑供需数量、开源与节流、供水与排水、水资源重复利用、水源地保护等问题,使得有限的水资源获得最大的利用效益。
『捌』 地下水资源评价的内容
地下水资源评价的内容主要包括对各种地下水量时空分布规律的研究,计算地下水允许开采量(可采量),预报地下水动态,分析地下水开采潜力和开发利用前景及对环境产生的影响,提出合理的开采方案、工程措施及建议等。
(一)局部水源地的地下水资源评价
局域水源地地下水资源评价的内容主要是:①计算允许开采量;②提出合理取水方案和确定取水建筑物。在实际工作中,二者是相辅相成的,因为计算允许开采量必须密切结合取水方案。一般有两种做法:①根据水文地质条件,布置经济技术合理的取水构筑物,预测水源地的允许开采量,即最大允许开采量的评价;②按具体的需水量拟定几种不同的取水方案,通过计算对比,选出最佳方案,评价水量保证程度,作出水质、水量是否能满足供水要求的结论,并评价开采后对环境是否会引起某些不良后果。
计算允许开采量的方法,一般多采用解析法或数值法。在有良好就地补给条件的地区,可用各种稳定流的公式计算,如干扰井群法、水位削减法等。对远离补给区的承压水或补给条件差的潜水,则常用各种非稳定流的方法,如干扰井群法、开采强度法及各种映射边界的计算法。当含水介质和边界条件复杂时则用数值法。若水源地位于不大的独立蓄水构造中,也可以用水均衡法来计算。扩建老水源地时,应充分利用多年开采动态资料,可用相关分析法进行计算。在水文地质条件复杂的地区,如一时难以查清水文地质结构和边界条件而又急需作出评价时,或其他方法难以运用时,常采用开采抽水试验法来评价地下水资源。在岩溶地下河系发育地区,可用水文分析法来计算地下水允许开采量。不论采用哪种方法评价,都应用水量均衡法,以论证其补给保证程度。
(二)区域地下水资源评价
区域地下水资源评价是在较大面积内,对包括一个或若干个天然地下水系统,如大型山间盆地,山前倾斜平原、冲积平源、构造盆地等进行的地下水资源评价。它主要为区域地下水的合理开发利用提供依据,同时,也可为进一步勘探地下水水源地提供科学依据。
区域地下水资源评价的内容主要是计算补给量,同时也应计算储存量,确定地下水允许开采量(可采量)。
(1)计算区域地下水补给量:区域地下水补给量(或称补给资源)是指地下水系统在天然或人为开采状态下从外界获得水质符合要求的水量。补给资源量是随时空变化的,年际之间变化很大,因此,计算区域的补给资源量是难以给出一个准确数字的。目前常用两种方法解决:一是以多年平均补给量作为补给量,依据多年降水及水文系列资料分析确定水文周期,计算典型水文周期内多年平均补给量作为计算区域内的年补给资源量;二是采用典型年法,即依据降雨量系列资料,计算50%(平水年)、75%(枯水年)、95%(特枯水年)不同保证率(年份)地下水补给量作为各典型年的补给资源量。
(2)计算储存资源量:是地质历史时期累积而成的地下水资源量。储存资源量应是计算时段内地下水水位变动带以下含水层系统中存储的水体积。储存资源量是不可再生性资源,一般不列入可开采资源量,但为了最大限度发挥地下水系统的调蓄能力和保障能力,可以利用含水层系统的储存资源的能力实现区域水资源的调蓄,这时,储存资源量可作为可开采资源量的一部分,储存资源量也应予以计算。但计算时要满足在预计开采期内或开采期过后有限的时间内水资源总量能达到平衡,同时还要满足经济技术条件的允许程度。
(3)确定区域地下水可开采资源量(允许开采量):此量不是地下水资源存在的自然形式量,而是一个受技术、经济、社会、环境约束的人为提出来的地下水量。从可持续发展的观点出发,地下水可开采资源量(允许开采量)应是在不引起各种不良生态和环境效应的情况下地下水系统中能够提供利用的地下水量。因此,常以地下水系统中的补给资源作为区域地下水可开采资源。然而准确给出地下水可开采资源量仍存在两个问题是:①区域地下水补给资源受各种条件限制很难取出来,如目前常用降水入渗补给系数法或地下径流模数法计算山区地下水补给量,但计算得出的地下水补给量结合开采方案取出来是很困难的;②由于受生态和环境、社会环境及开采技术水平的限制,在什么技术水平上、在哪些约束条件下确定区域地下水可开采资源量,是一个复杂而又必须综合考虑的问题。因此大多区域地下水可开采资源量的确定很难结合具体开采方案。但这并不影响区域地下水可开采资源量计算成果的应用。因为这类成果大多数要求对可开采资源量进行概略估算和概略计算,即可满足要求。
区域地下水资源评价工作,常常是在现有地质、水文地质勘察资料及开采动态资料的基础上进行的,必要时,也要布置适量的勘探试验等补充性工作。区域地下水资源评价,应按独立的水文地质单元进行,如层状自流水盆地、河谷地带、大型冲洪积扇、山前平原、山间盆地及结晶岩块等。在评价范围内,应划分出水均衡区域,区内应包含补给和排泄区。一般只对区内具有实际意义的主要含水层进行评价。
『玖』 开采地下水资源需要办理哪些手续
开采地下水资源需要办理的手续:
一、开采城市地下水执行取水许可制度,应依据版《取水许可和水资源费征权收管理条例》(国务院令第460号)的相关规定,办理取水许可证,缴纳水资源费。
二、根据《关于矿泉水地热水管理职责分工问题的通知》(中编办发﹝1998﹞14号),开采地下热水须办理采矿许可证,按照国务院令第150号缴纳矿产资。
『拾』 地下水资源的特点
1.流动性(或称活动性及与周围环境的密切联系性)
地下水是流体,处在不断运动、循环之中,表现为地下水径流量。地下水资源是一种动态资源,地下水资源的数量、质量和热量随着外界环境的变化,也有明显的时空变化。由于地下水与周围环境(气候、水文条件及地质条件等)有密切联系,特别是与地表水的联系更为密切,二者常常可以互相转化,这种联系反映在含水层的平面和剖面边界条件上,包括地下水的补给和排泄条件。考虑到地下水的流动性,可用地下水的流量表示地下水的数量。由于人工开采地下水后,其边界条件可能发生变化,使地下水的流动状态改变,所以地下水的天然流量也不能完全反映地下水可被开采利用的数量。
2.可恢复性(也称循环再生性)
天然条件下,地下水的可恢复性是通过水文循环实现的。开采条件下,只要开采量不超过一定限度(即开采量小于补给量),虽然开采时井附近的地下水位降低,地下水的储存量暂时减少,但只要停止开采,就可通过外界补给获得补偿,水位又可逐渐恢复原位,即地下水储存量又得到补充,这种性质称为地下水的可恢复性。地下水资源的可恢复性与地下水系统的开放性是分不开的。浅层地下水系统与大气圈和地表水系统联系密切,积极参与水循环,因而地下水资源具有良好的可再生性(恢复性)。深层水层水系统与外界水力联系相对较弱,水循环交替速度缓慢,地下水资源的可再生能力差。由于地下水具有可恢复性,只要开采合理(开采量小于补给量),可以长期开采而不会造成水资源枯竭。地下水资源的可恢复性(可再生性)是地下水资源可持续利用的保证。这是与一般矿产资源的最大区别。地下水虽然可以不断得到补给和更新,开采后可以补充恢复,但也不是取之不尽,用之不竭的。如果大量超采,也会造成地下水资源的消耗甚至枯竭。
3.可调节性(或称储存量的可变性)
地下水资源的可调节性主要表现在水量方面。地下水在含水层中始终处在不断地补给和消耗的新旧交替过程中,补给和消耗量在不同年份或季节是不同的,特别是补给量随时间变化较大。因此,补给和消耗在一些地区一定时期内往往是不平衡的。当补给丰富、补给大于消耗时,含水层就把多余的水蓄集起来,使地下水的储存量增加;当补给较少或暂时停止时,又可用储存的地下水维持消耗,从而使储存量减少。储存量的这种可变性,在地下水的补给、径流、排泄及开采过程中均起着调节作用,这种性质是其他矿产资源所不具备的。利用这一性质,可进行人工调蓄,增大开采量。
4.系统性
地下水一般是按一定的含水系统形成和分布的,存在于同一含水系统中的水是一个统一整体,有着共同的补给、径流、排泄体系。在含水系统的任一部分注入或排除水量,其影响将波及整个含水系统。系统也可理解为水文地质单元。地下水系统有不同的级次和类型,如孔隙含水系统,裂隙含水系统,岩溶含水系统,山前倾斜平原含水系统,河流冲积平原含水系统等。地下水系统具有整体性。因此,必须从含水系统的整体上寻求最优开发利用方案,如果仅仅考虑局部地区或某一部分的利益,就会引起一系列负效应。