地下水资源评价(groundwater resource eveluation)

通过供水水文地质勘察，评定地下水中可供生产和生活开发利用的水量和水质的方法。水量的评价要按照符合地下水的补给、径流、排泄条件的合理的地下水资源分类法进行。水质的评价根据水的用途按不同的用水标准确定。

地下水资源分类法     地下水资源分类有一分法(开采量)、二分法(天然资源和开采资源)、三分法(储存量、补给量和开采量)和四分法(静储量、动储量、调节储量和开采储量)等。在中国，普遍使用的是储存量、补给量和开采量的三分法。

储存量      储存在含水层中的重力水的总量(以体积计)。储存量按埋藏条件分为潜水储存量和承压水储存量。潜水储存量是给水度与含水层体积的乘积；承压水储存量是释水系数、含水层面积与水头降低值的乘积。滞留于含水层中的重力水不是静止的，随着补给量的周期变化，储存量也相应地呈周期变化，但其变化在有些地区是十分迟缓的。储存量的大小还与地下水的排泄量和地区的排泄基准面有关，在排泄基准面以下的储存量，在天然状态下即使没有补给也能长期保存。对这一部分储存量，有人称之为永久储存量。当含水层的补给大于排泄时，储存量增加，直至溢出地表使土地沼泽化；当含水层的补给小于排泄时，储存量减少，直至滞留或枯竭。只有当含水层的补给和排泄保持动态平衡时，储存量才能保持常量。对补给和排泄而言，储存量在含水层中起库容的调节作用。

补给量      通过不同途径进入含水层的水量(以单位时间体积计)。补给量按补给性质分为天然补给量和开采补给量，按补给方向分有垂直补给量和水平补给量。对含水层的补给，常见的途径有：地下水径流的流入、降水的渗入、地表水的渗入、相邻含水层的补给和人工补给等。可见补给量与气象、水文和人类活动的关系十分密切。补给途径可以是天然条件下发生的，亦可以是在开采条件下诱发的。天然补给量与开采补给量的主要区别在于后者是依靠人类的生产活动夺取的新的补给量。补给量进入含水层后，一部分转化为储存量，滞留在含水层中；另一部分成为排泄量排出。补给量既随补给条件的变化而改变，同时又随径流和排泄条件的变化而改变。当补给条件和排泄条件变化不大时，含水层中的补给量才呈相对稳定状态。补给量是含水层中重力水赖以存在的源泉。

开采量      通过集水构筑物从含水层中取出的水量(以单位时间体积计)。又称允许开采量。开采量是：通过技术经济上合理的集水构筑物，在开采期内，水量不减少，水位降低符合要求，水质、水温的变化在允许范围内，不影响邻近已建水源地的正常生产，且不发生地面沉降、塌陷等危害现象的前提下，能从含水层中取出的水量。开采量与天然排泄量不同，后者因受天然状态地下水运动的制约，地下水通过溢出、蒸发等方式自含水层中排出的排泄量，在开采条件下，可改变这种排泄方式，把这部分排泄量转变为从取水构筑物中排出，即转变为人工排泄量。如浅层含水层因开采地下水使地下水位降至极限蒸发深度以下时，可使原来蒸发消耗的水量转化为开采量。正是由于开采条件下改变了地下水的流向、流速，在含水层中形成新的补给排泄关系，所以在评价地下水资源时，一定要强调开采条件下的地下水资源评价，要预测这种新条件下的变化及其趋势。根据开采量的变化情况，开采量可分为稳定型和非稳定型两种。出水量和水位在开采期内，在允许范围内呈周期性变动的水源地称为稳定型水源地。满足稳定型水源地开采的水源，靠补给量供给或部分借用储存量。水位在开采期内持续下降的水源地称为非稳定型水源地。非稳定型水源地长期持续地开采，定会引起水位的不断降低直至含水层被疏干。

水量评价方法      水量评价是对地下水的数量以及预测在开采条件下发生的变化和趋势所进行的全面论证和计算。水量评价分概略性的和具体开采目的两种。概略性水量评价是对地下水资源总量的概算，精度较差，主要为国民经济的规划提供依据。具体开采目的水量评价是为满足某工厂企业的需水任务，按地下水水源地不同设计阶段的要求提供精度不同的资料。作水量评价时，需掌握：计算区的水文地质等条件和各种参数，水文、气象和地下水动态等资料；并根据需水量、水质、勘察阶段和计算区水文地质条件选用几种适合计算区特点的评价方法进行计算和分析比较，得出符合实际的结论。计算的水量最后还需要从计算区的水文地质条件的研究程度、动态观测时间的长短、计算所引用的原始数据和参数的精度、计算方法和公式的合理性、补给的保证程度等几个方面进行水量精度的评定，以达到或符合不同设计阶段的要求。常用的水量评价方法有水均衡法、开采试验法、补偿疏干法、解析解法、相关分析法、水文地质比拟法和水文地质模型法等。

水均衡法      计算供水含水层的补给项与排泄项求得平衡的方法。含水层的补给项有：上游含水层的径流量，其他含水层的越流量，地表水的补给量，灌溉、排放和其他人工引水的渗入量和大气降水渗入量等。含水层的排泄项有：向下游含水层的排泄量，向其他含水层的排泄量，向地表水的排泄量，泉的溢出量，蒸发量和允许开采量等。由于各个项目的精确值难以确定，均衡式计算的允许开采量为概略数。水均衡法对潜水和承压水均可使用。常见应用于冲洪积扇地区、河流冲积平原地区和山间河谷地区等。

开采试验法     按照开采条件或接近开采条件时的井数(含井的布局)、水位降深和开采量进行抽水试验(见水文地质试验)，利用抽水结果和观测资料，直接或间接地确定允许开采量的方法。开采试验法的适用场合是：水文地质条件复杂地区，补给条件一时难于查清，而又急需提出允许开采量。由于开采试验法要求与水源地的开采条件相当，且费用高昂，一般常用在中、小型水源地的水资源评价中。

补偿疏干法       根据供水含水层的可恢复性能力确定允许开采量的方法。在旱季或枯水期，消耗储存量，疏干部分含水层，地下水位下降；在雨季或丰水期，由于补给量增加，补偿储存量，地下水位回升，依靠储存量的调节能力和补给量的补给能力确定允许开采量。补偿疏干法的应用必须满足在枯水期借用的储存量，在丰水期如数偿还的条件。具体确定某允许开采量时，要结合开采方案计算开采量、疏干体积和疏干时间、补给量和补偿时间，反复试算以达到疏干与补偿的平衡。在间歇性河谷潜水地区，常采用补偿疏干法评价地下水水量。

解析解法       利用对地下水稳定流或非稳流的基本微分方程，求得在不同边界条件下的解析公式(即水文地质参数计算公式)，用其计算允许开采量的方法。对于含水层几何形状规整、水文地质条件简单且含水层比较均质的水源地，常采用解析解法确定允许开采量。

相关分析法       根据地下水动态要素与气象、水文或其他因素的关系，计算相关系数确定允许开采量的方法。相关分析法有单相关法(直线相关、曲线相关)和复相关法(复直线相关、复曲线相关)两种。

水文地质比拟法     根据已研究清楚的水源地或已有水源地开采资料，估算水文地质条件相似的新水源地的允许开采量的方法。水文地质比拟法的精度在于两地地质和水文地质条件的相似程度。另外，还需要选取最有代表性的水文地质参数(如区域单位降深值、单位出水量、补给带宽度、地下径流模数、开采模数、单位储存量和渗入系数等)作为比拟指标。当比拟两地条件略有差别时，需对比拟指标进行适当修正，并全面综合考虑地区的水文、气象、水文地质和开采等各个方面的特点。在大区域评价应用比拟法时，由于区内各处的水文、气象和水文地质等条件不可能雷同，可划分条件相同的若干小区，再在小区内选取比拟指标，分区估算允许开采量后再总和。

水文地质模型法     根据水文地质条件、边界条件和水文地质参数建立水文地质模型，以模拟的模型确定允许开采量或预测其他参数的方法。模型法分物理模拟法和数值解法两类。物理模拟法应用较广的是电网络模拟法；数值解法应用较广的是有限差分法、有限单元法和边界元法。数值解法是电子计算机应用于水文地质计算后迅速发展的一种模拟方法。各种水文地质模型都是模拟地下水在渗流场中的运动规律，以达到确定参数和预测地下水资源的目的。在大型复杂水源地，尤其是大型重点水源地，常采用水文地质模型法评价地下水资源。

水质评价方法     对地下水的质量以及预测在开采条件下发生的变化和趋势所进行的全面论证和计算。进行水质评价需要掌握计算区地下水的物理性质、化学成分、卫生条件及其变化规律。对与开采含水层有水力联系的其他水体(包括相邻的含水层)，也应掌握它们的物理性质、化学成分及其变化规律。针对用水目的，评价水质的现状和开采条件下可能发生的变化。水质评价的标准有：生活饮用水标准、锅炉用水水质标准、冷却用水对水中C0。含量标准和水对混凝土腐蚀性标准等；在有地方病地区，当地环境保护和卫生部门提出的水质特殊要求。在水质变化复杂的地区，还要根据水质变化情况分区分层进行评价，以提高水质评价的精度。在地下水已受到污染的地区，要注重污染指标的有关元素、离子及其含量的分析和研究，按地下水污染的类型、途径、程度和范围进行调查和评价，并提出防止水质继续污染的建议和处理受污染水的措施。水质评价除对水质的现状进行评价外，还要着重预测地下水按允许开采量开采后水质可能发生的变化。例如，在开采条件下引入新的补给源时，要考虑地下水是否有可能发生不同成分水质的混合，以及人类生产和生活活动(如工业废水、城镇污水、采矿排水和海水入侵等)造成的污染，并提出卫生防护措施(见地下水源保护)。

研究和定量评价地下水水质问题的较好方法是采用地下水水质数学模型。在水质数学模型中一般利用分布参数模型，以研究任一时刻任一地点地下水中组分的运动规律；也有利用不考虑空间坐标的集中参数模型，以研究平均浓度随时问的变化规律。地下水水质模型常用来预测地下水盆地水质变化趋势、地下水污染范围的瞬时动态以及定量评价咸水入侵、盐碱土的淋滤等生产实际问题。