《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》第十三章 地下水資源

1、第十三章 地下水資源 Groundwater ResourceFundamentals of Hydrogeoloy 水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)主講教師：張衛(wèi)民本章內(nèi)容 13.1 地下水資源的概念13.2 地下水資源的特性13.3 地下水資源的分類(lèi)13.4 地下水資源的供水意義Company Logo13.1 地下水資源的概念資源：是自然界存在，可被人類(lèi)利用的一切分可再生的和不可再生的，地下水為可再生資源 地下水是一種寶貴的、可再生的淡水資源地下水與地表水資源相比的優(yōu)越之處有：空間分布：廣而均勻（地表水分布局限）時(shí)間調(diào)節(jié)性：地下含水系統(tǒng)是天然水庫(kù)，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定水質(zhì)：水質(zhì)優(yōu)，潔凈，水溫恒定，不易受到污染，但污染

2、后很難治理。可利用性：一次性利用投資小，運(yùn)用費(fèi)用高、管理難、易產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題。Company Logo地下水資源概念的由來(lái)1915年美國(guó)首次提出以含水層或盆地為單元的安全抽水量概念：“所謂安全抽水量，是在不致引起含水層發(fā)生危險(xiǎn)的涸竭的情況下，能正常而持續(xù)地抽水的界限水量”柴崎達(dá)雄，1982。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，開(kāi)采地下水會(huì)引起諸如：地面沉降、海水入侵、咸水入侵等造成巨大經(jīng)濟(jì)損失的環(huán)境損害。安全抽水量的定義修改：“能從某一地下水盆地中連續(xù)地、不至于引起不良結(jié)果地抽取的地下水量”柴崎達(dá)雄，1982）。允許利用的地下水資源量，不僅受到自然條件的制約，還受到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)乃至法律條件的制約。Company Lo

3、go13.2 地下水資源的特征13.2.1 系統(tǒng)性形 成：地下水資源是按系統(tǒng)形成與分布的系統(tǒng)內(nèi)：地下水是一個(gè)統(tǒng)一的整體（有水力聯(lián)系的），系統(tǒng)內(nèi)部任何一部分的輸入或輸出（補(bǔ)給或抽水），都會(huì)影響（波及）整個(gè)系統(tǒng)系統(tǒng)性看：地下水資源量原則上等于含水系統(tǒng)的補(bǔ)給量資源量按系統(tǒng)計(jì)算：以系統(tǒng)為單元統(tǒng)籌規(guī)劃利用，開(kāi)發(fā)與管理難點(diǎn)：系統(tǒng)邊界不易確定；邊界有疊置，邊界垮行政區(qū)域問(wèn)題：造成重復(fù)計(jì)算水量，人為夸大水量，開(kāi)采過(guò)渡，難以管理（不同行政區(qū)）Company Logo13.2 地下水資源的特征13.2.2 可恢復(fù)性天然可再生的資源均具有可恢復(fù)性地下水資源是通過(guò)水文循環(huán)使水量恢復(fù)、水質(zhì)更新的，循環(huán)過(guò)程是通過(guò)補(bǔ)給與排

4、泄兩個(gè)環(huán)節(jié)完成的。恢復(fù)能力的強(qiáng)弱與水文循環(huán)的交替速度有關(guān)：圖示條件：比較哪個(gè)含水系統(tǒng)更優(yōu)？一個(gè)恢復(fù)性很差的含水系統(tǒng)，其規(guī)模再大，儲(chǔ)備水量再多，也會(huì)被用完（枯竭）而“無(wú)以為繼”。因此，可恢復(fù)性是供水水源的必需條件?？苫謴?fù)性Company Logo可恢復(fù)性圖恢復(fù)能力的強(qiáng)弱與水文循環(huán)的交替速度有關(guān)：圖示條件哪個(gè)含水層系統(tǒng)可恢復(fù)性更優(yōu)？Company Logo13.2 地下水資源的特征 13.2.3 可調(diào)節(jié)性表現(xiàn)在地下含水系統(tǒng)本身就是一個(gè)地下水庫(kù)具有水庫(kù)的功能，地下水庫(kù)是天然形成的：含水介質(zhì)對(duì)水流起到阻滯作用延長(zhǎng)過(guò)水時(shí)間地質(zhì)構(gòu)造形成的“蓄水池”，向斜盆地，斷塊盆地 調(diào)節(jié)能力大小取決于：地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模（

5、容積大小-B）；含水介質(zhì)的儲(chǔ)水能力 給水度，含水層厚度mBCompany Logo13.3 地下水資源的分類(lèi)含水系統(tǒng)有著兩類(lèi)水量：經(jīng)常與外界交換的水量 補(bǔ)給資源（A）保持于含水系統(tǒng)中的水量 儲(chǔ)存資源（B）BACompany Logo13.3.1 地下水資源補(bǔ)給資源 補(bǔ)給資源：可以恢復(fù)與再生的，是與外界系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生交替的水量。 影響因素：受氣候等因素影響，年與季節(jié)的變化 量綱： 流量單位m3/a 決定含水系統(tǒng)中地下水資源的可恢復(fù)性 數(shù)值大小 = 含水系統(tǒng)的地下水多年平均年補(bǔ)給量BACompany Logo13.3.1 地下水資源儲(chǔ)存資源 儲(chǔ)存資源：不可以恢復(fù)的，是歷史形成的不參與水循環(huán)交替的，基

6、本不變的水。影響因素：含水系統(tǒng)的空間形態(tài)（地質(zhì)構(gòu)造天然的地下水庫(kù)庫(kù)容）量綱： 體積單位 m3決定含水系統(tǒng)中地下水資源的可調(diào)節(jié)性數(shù)值大小 =含水系統(tǒng)的地下水多年平均低水位的重力水體積，即水的空間體積（給水度）BACompany Logo補(bǔ)給資源與儲(chǔ)存資源的比喻比喻1：一個(gè)家庭的收入：補(bǔ)給 工資收入（元/月）；儲(chǔ)存 存款比喻2：學(xué)校人數(shù)： 補(bǔ)給 招生數(shù)（千人/年）；儲(chǔ)存：在校生總?cè)藬?shù)比喻3：地表水庫(kù)：補(bǔ)給 入庫(kù)水量（m3/年）；儲(chǔ)存：庫(kù)容量正常水位Company Logo本章內(nèi)容 13.1 地下水資源的概念13.2 地下水資源的特性13.3 地下水資源的分類(lèi)13.4 地下水資源的供水意義Compa

7、ny Logo13.4 地下水資源的供水意義供水水源的一般要求：長(zhǎng)期持續(xù)性（永續(xù)發(fā)展的需要）多年性均衡穩(wěn)定性（短期考慮）時(shí)時(shí)供水一個(gè)含水系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期持續(xù)提供的水量是多少？補(bǔ)給資源13.4.1 補(bǔ)給資源的供水意義原則上：含水系統(tǒng)的多年平均補(bǔ)給資源 =含水系統(tǒng)的多年平均補(bǔ)給量在某些特殊情況下可以大于補(bǔ)給量： 1）大氣降水入滲增加；2）河流入滲補(bǔ)給增加不同類(lèi)型含水系統(tǒng)的補(bǔ)給條件不同，供水意義也不同不同條件的含水系統(tǒng)Company Logo不同類(lèi)型含水系統(tǒng)的供水（或排水）意義試比較下圖不同含水系統(tǒng)ae的供水意義。Company Logo13.4.1 補(bǔ)給資源的供水意義注意：河流入滲增加的代價(jià)犧牲地表水

8、資源從“水資源”角度出發(fā)，此量是不存在的承壓水模擬演示實(shí)驗(yàn)中：抽取地下水承壓水從外界獲得的補(bǔ)給量增加了。這也是旁河取水的道理。Company Logo13.4.2 儲(chǔ)存資源的供水意義儲(chǔ)存資源的供水意義起著調(diào)節(jié)作用保證供水均衡穩(wěn)定性當(dāng)一個(gè)含水系統(tǒng)的補(bǔ)給資源很大，但動(dòng)態(tài)很不穩(wěn)定時(shí)，作為供水源地，儲(chǔ)存資源就起到很大的調(diào)節(jié)作用旱季借用儲(chǔ)存資源的水，騰空庫(kù)容，雨季再補(bǔ)充償還沒(méi)有儲(chǔ)存資源再豐富的補(bǔ)給資源也無(wú)法利用白白流走！ 補(bǔ)給與儲(chǔ)存資源的關(guān)系：有借有還有借不還（超量使用） 最終導(dǎo)致水資源消耗貽盡（枯竭） 或產(chǎn)生不良結(jié)果有借有還本章思考題Company Logo補(bǔ)給與儲(chǔ)存資源的關(guān)系：有借有還 地下水庫(kù)調(diào)蓄補(bǔ)給量地下水庫(kù)儲(chǔ)存輸入補(bǔ)給流量時(shí)間輸出利用流量時(shí)間Company Logo思