地下水资源评价方法

地下水资源评价方法

地下水资源评价的方法按其所依据的理论可分为：

基于水量平衡原理的方法——水量平衡法。

基于数理统计原理的方法——相关分析法。

基于实际试验的方法——开采试验法。

基于地下水动力学原理的方法——解析法和数值法。

1．水量平衡法

水量平衡法是根据水量平衡原理，建立水量平衡方程来进行地下水资源评价的方法。评价水量的一切方法都离不开水量平衡原理，尤其是在较大范围之内进行区域性地下水资源评价时，往往因水文地质条件及其他影响因素的复杂性，当用其他方法评价都比较困难时，采用水量平衡法具有概念清楚、方法简单、适应性强等优点。该方法是目前生产中应用最广泛的一种地下水资源评价方法。

1．1水平衡方程的建立

对于一个平衡区（或水文地质单元）的含水层组来说，地下水在补给和消耗的动平衡发展过程中，任一时段补给量和消耗量之差，永远等于该

时段内单元含水层储存水量的变化量，这就是水量平衡原理。若把地下水的开采量作为消耗量考虑，便可建立开采条件下的水平衡方程：

(Q k-Q c)+(W-Q w)=±μFΔH/Δt

式中：(Q k-Q c)——侧向补给量与排泄量之差，m3/a

(W-Q w)——垂向补给量与消耗量之差，m3/a

W=P r+Q cf+Q e-E g

式中：P r——降水人渗补给量，m3/a

Q cf——渠系及田间灌溉入渗补给量，m3/a

Q e——越流补给量，m3/a

E g——潜水蒸发量，m3/a

Q w——地下水开采量，m3/a

μFΔH/Δt ——单位时间内单元含水层（平衡区）中储存量的变化量，m3/a

μ——含水层的给水度

F——平衡区的面积，m2

Δt——平衡时段，a

ΔH——时段内的水位变幅，m

利用该水量平衡方程既可以根据已知的均衡要素计算开采量或水位变幅，也可以根据地下水动态观测资料反求水文地质参数。

若在均衡期确定了允许的地下水位变幅值后，均衡方程（8一1）便可写成

预测开采量的公式（若在开采过程中，ΔH为负值）。

Q w = (Q k-Q c)+W ±μFΔH/Δt

可见区域地下水开采量由3部分组成，一是侧向补给量(Q k-Q c);二是垂向补给量w；三是开采过程中动用的储存量。这个关系式从理论上说明了开采量的可能组成规律。

若在均衡期确定了允许开采量，则可计算地下水位变幅，即

ΔH =[(Q k-Q c)+(W-Q w)] t/μF

计算的地下水位变幅ΔH为正，说明评价区的地下水储量增加，地下水位上升，称为正均衡；ΔH 为负，则地下水储量减少，地下水位下降，称为负均衡。

1．2地下水均衡计算

地下水均衡计算是根据水量均衡原理，分析均衡区在一定时段内地下水的补、排量及地下水升降等要素，在此基础上评价地下水资源的盈亏。

1．2．1均衡区的划分

由于均衡方程中的各项补给量和排泄量（均衡要素）是随区域水文地质条件不同而变化的，特别是当评价区面积较大时，其均衡要素差别更大，为了准确地计算均衡要素，应将评价区进行分区（划分均衡区）。均衡区一般可划分为一级区、二级区或更次一级的若干分区。

一级区一般以地下水类型或含水层成因类型的组合作为分区依据。如山前洪积扇区，可分为基岩裂隙水区；洪积扇顶部潜水区；中下部孔隙潜水——承压水区。

二级分区是在一级分区内，以水文地质条件作为分区依据，也就是以含水层岩性结构、导水性和给水性，地下水位埋深等作为指标。

1．2．2均衡时段的选择

均衡时段最短应选一个水文年，为了使地下水资源评价结果更加具有代表性，力争选用包括丰水年、平水年和枯水年在内的一个多年均衡期。1．2．3均衡要素的分析与计算

均衡要素的分析与计算必须在具有一定数量的水文及水文地质资料的

基础上进行，常用的方法主要为分项计算法，各均衡要素的具体计算方法可查阅《水文地质手册》。

应当指出的是，地下水量平衡方程中所列出的均衡要素仅仅是一些最基本的，而在实际生产中，往往是根据评价区具体的水文、水文地质条件确定其主要的均衡要素。

1．3地下水资源评价

在给出均衡期地下水位允许变幅值的条件下，将计算的均衡要素代入水量平衡方程式，计算均衡时段内的地下水开采量，用此量可分析评价地下水资源对用水的保证程度。

在一定的开采（涉及到布井方案、开采量、开采时间等）、补给和排泄条件下，将计算的均衡要素代入（84）式，计算均衡时段的地下水位变幅值，用该值可分析评价地下水资源开采的合理程度。

1．4水量均衡法的特点及适用条件

水量均衡法的原理明确、计算公式简单，但计算项目有时较多，有些均衡要素难于准确测定，甚至要花费较大的勘探试验工作量。水量均衡法的计算结果能够反映大面积的平均情况，而不能反映出评价区内由于水文地质条件的变化或开采强度的不均所产生的局部水位变化。但水量均衡法适应性较强，可粗可细，许多情况下都能应用。对于开采强度均匀、地下水补排条件简单、水均衡要素容易确定且开采后变化不大的地区，利用水量均衡法评价地下水资源效果良好。尤其当进行多年水均衡分析计算时，由于充分考虑了地下水资源的调蓄性特点，不仅可以分析枯水年所借用的储存量能否在丰水年补偿回来，而且还可确定枯水年的最大

水位降深，看其是否超过最大允许降深，从而为地下水资源的合理开发利用提供依据。