【文章內(nèi)容簡介】 量 m179。/d ?水量平衡方程 Q抽 ＝ Q補 ＋ uFΔ S/Δ t ?認(rèn)為 Q補 和 uF變化不大，當(dāng)作常數(shù)，則將抽水流量比較穩(wěn)定，水位下降比較均勻的若干時段的資料代入上式解方程組求常數(shù)。 LOGO 第二節(jié) 地下水資源數(shù)量計算與評價 ?用水位下降時的資料求允許開采量 Qp ? Q抽 1＝ Q補 ＋ uFΔ S1/Δ t1 ? Q抽 2＝ Q補 ＋ uFΔ S2/Δ t2 ? Q抽 n＝ Q補 ＋ uFΔ Sn/Δ tn ? 求 Q補 和 uF的平均值。 ?再用水位恢復(fù)時的資料檢驗校核 Q補的可靠性。 ?若在抽水過程中減少抽水量使 Q抽 Q補 ,則地下水位會等幅回升， ? Q補 ＝ Q抽 — uFΔ S/Δ t ? uF— 前面求出的單位儲量的平均值 m178。 ? Δ S/Δ t— 水位等幅回升速度 m/d ?當(dāng)停止抽水時， Q抽 ＝ 0，則 Q補 ＝ uFΔ S/Δ t。 ?允許開采量 Qp＝ Q補 LOGO 第二節(jié) 地下水資源數(shù)量計算與評價 ?（三） 適當(dāng)增大允許開采量與校核旱季末最大降深 ? 在雨季做抽水試驗，可求出允許開采量 QRP和影響半徑 RR0. ? Q＝ (QP TD＋ QRP TR)/365 ? R＝ (R0 TD＋ RR0 TR)/365 ?采用增大后的允許開采量 Q在旱季進(jìn)行抽水，旱季末最大降深 ? Smax＝ S0＋ (Q－ QP)TD/uF=S允 ? S0－雨季以 Q抽水時穩(wěn)定降深。 （四） 灌溉用水保證率 多年雨季雨量從大到小排列，作頻率分析，與抽水試驗前一年的雨季降雨量相應(yīng)的頻率，為允許開采量的灌溉保證率。 LOGO 第二節(jié) 地下水資源數(shù)量計算與評價 ?例題一 某水源地位于基巖裂隙水的富水段，在 178。面積內(nèi)打了 12個鉆孔，最大孔距不超過 300米。在其中 3孔中進(jìn)行了 4個多月的抽水試驗，觀測數(shù)據(jù)見下表。試驗表明，在水位迅速下降階段結(jié)束后，開始等幅持續(xù)下降，停抽或抽水量減少時，水位都有等幅回升現(xiàn)象，這表明正常抽水已經(jīng)大于實際補給量。 ?求解：選用 5月 1日至 6月 30日各時段的資料分別代入公式 ? 3169＝ Q補 ＋ 2773＝ Q補 ＋ ? 3262＝ Q補 ＋ 3071＝ Q補 ＋ ? 2804＝ Q補 ＋ 時間（月日） ～ ～ ～ ～ ～ 平均抽水流量 m179。/d 3169 2773 3262 3071 2804 水位平均下降速度 m/d LOGO 第二節(jié) 地下水資源數(shù)量計算與評價 ? Q補 和 uF計算表 ? 水位恢復(fù)計算表 ? 聯(lián)立方號 （ 1）和（ 2） （ 3）和（ 4） （ 3）和（ 5） （ 4）和（ 5） 平均值 Q補 2679 2813 2688 2659 2710 uF 1042 478 611 763 724 時間（月日） 水位恢復(fù)值 S/Δ t（ m/d） 平均抽水流量 m179。/d uF平均值 補給量m179。/d ～ 0 723 2802 ～ 107 723 2518 LOGO 第二節(jié) 地下水資源數(shù)量計算與評價 ?補給量平均值 2660m179。/d，根據(jù)計算和檢驗結(jié)果，允許開采量評價如下：本區(qū)的補給量是有限的，如開采量超過補給量，則地下水位會持續(xù)下降，為了合理開采利用地下水，允許開采量是2022m179。/d～ 2700m179。/d。 ?三 相關(guān)分析法 ? 若水源地已有一段開采時間，可利用已有的觀測資料建立開采量與其影響因素之間的隨機性模型，就是相關(guān)分析法。 ? 例如一元線性相關(guān)分析：開采量與降深之間回歸方程 Q=A＋ BS ?可用最小二乘法求解回歸系數(shù) A和 B，再則求相關(guān)系數(shù) R，開采量評價要求 R大于 。 ? 其它像冪函數(shù)曲線，指數(shù)曲線，對數(shù)曲線等均可采用最小二乘法進(jìn)行回歸分析。 ? 一般先求可采量，根據(jù)觀測資料，分析選擇與地下水開采量最密切的相關(guān)因子，如水位降深或降水量等；做出散點圖，初步分析線性相關(guān)或非線性相關(guān)；求待定系數(shù) A和 B；計算相關(guān)系數(shù)，分析相關(guān)程度；建立回歸方程；利用回歸方程根據(jù)設(shè)計降深求開采量。 LOGO 第二節(jié) 地下水資源數(shù)量計算與評價 ?四 開采系數(shù)法 ? 開采系數(shù)法是指一個地區(qū)多年平均地下水開采模數(shù)與多年平均地下水補給模數(shù)之比，或地下水多年平均實際開采量與多年平均補給量的比值。適用于淺層地下水有一定的開發(fā)利用水平，水文地質(zhì)研究程度較高并積累了較長系列開采量統(tǒng)計與水位動態(tài)觀測資料的地區(qū)。 Q可 ＝ ρ Q總 ? ρ — 可開采系數(shù) ， Q總 — 開采條件下的年總補給量 104m179。/a ?開采系數(shù)的確定原則： ?（ 1） 開采系數(shù)不應(yīng)大于 1； ?（ 2）開采條件良好（單井單位降深出水量大于 20），地下水埋深大，水位持續(xù)下降的超采區(qū)，可選 ～ ； ?（ 3）開采條件一般（單井單位降深出水量 5～ 20）。地下水埋深較大，實際開采程度較高的地區(qū)，或地下水埋深較小，實際開采程度較低的地區(qū)，可選 ～ ； ?（ 4）開采條件較差（單井單位降深出水量小于 5）。地下水埋深較小，實際開采程度較低，開采困難的地區(qū)，可選 ～ 。 LOGO 第二節(jié) 地下水資源數(shù)量計算與評價 ?五 、實際開采量調(diào)查法 ? 適用于淺層地下水開發(fā)利用程度較高、開采量統(tǒng)計資料比較準(zhǔn)確，水位動態(tài)處于相對穩(wěn)定的地區(qū)，如長系列資料中找出平水年年初、年末地下水位相等的資料，該年地下水實際開采量可近似作為多年平均地下水可開采量。 ?實際開采量調(diào)查法的理論基礎(chǔ)是水均衡原理，通過全面研究某一均衡區(qū)的淺層地下水補給量、排泄量以及存儲量變化之間的均衡關(guān)系，來平價可開采量。 ? Q補 － Q排 ＝ uFΔ h/Δ t Q補 — 均衡區(qū)均衡期淺層地下水總補給量（ m179。/a)。 Q排 — 均衡區(qū)均衡期淺層地下水總排泄量（ m179。/a)； u— 給水度 ， Δ t－均衡期（年） Δ h－均衡期淺層地下水位平均變幅（ m） F－均衡區(qū)面積（ m178。) ?水位出現(xiàn)穩(wěn)定期，說明補給量相當(dāng)于消耗量，實際開采量是合理的，有保證的。否則該方法不適用 LOGO 第二節(jié) 地下水資源數(shù)量計算與評價 ? 如果年末地下水位變化值為負(fù)，表明年內(nèi)排泄量大于補給量；若為正，表明補給量大于排泄量。若水位穩(wěn)定，說明補排相當(dāng)，實際開采量是合理的，即可作為可開采量。 ?實際上，淺層地下水被大量開采利用的情況下，補排相當(dāng)很少見，但實際該方法是評價可開采量的常用方法 。 ?例二 下表為某河流域內(nèi)一供水水源地 1980至 1982年地下水均衡計算成果表， 1980年為干旱年份， 1981年為平水年份， 1982年為豐水年份。從表中可知，枯水年負(fù)均衡缺水 3798萬 m179。，平水年和豐水年余水量 3867萬 m179。 ?評價：該地區(qū)平水年實際開采量 6100萬 m179。是合理的；若干旱年份出現(xiàn)負(fù)平衡，但平水年份和豐水年份余額滿足補償干旱年份的缺額，所以開采量 6100萬 m179。是有保證的 。 LOGO 第二節(jié) 地下水資源數(shù)量計算與評價 ? 地下水均衡計算表 單位萬 m179。 均衡要素 枯水年 平水年 豐水年 降雨入滲補給量 472 836 1010 河道滲漏量 1990 6406 8450 地下徑流流入量 804 840 960 總計 3266 8082 10420 地下徑流流出量 701 825 985 潛水蒸發(fā)量 263 320 305 實際開采量 6100 6100 6100 總計 7064 7245 7390 均衡差 3798 837 3030 LOGO 第三節(jié) 地下水資源質(zhì)量計算與評價 ?一、灌溉水質(zhì) ? 指水的理化性質(zhì)在灌溉中對土壤和作物的適用性。用灌溉水中所含溶解固體鹽總量即礦化度表示，毫克 /升或克 /升。 ?此外，灌溉水中的固體顆粒會引起對灌溉渠道的淤積、堵塞噴頭、影響土壤的透水性。 ?二、灌溉用水的水質(zhì)評價 ?（一）用礦化度指標(biāo)進(jìn)行水質(zhì)評價 ? 礦化度是指水中溶鹽的總含量，這些鹽分有些對作物有害如鈉鹽，有些無害如鈣鹽，有益的如磷酸鹽和硝酸鹽，因此用該指標(biāo)進(jìn)行灌溉水質(zhì)評價時必須對鹽分進(jìn)行分析見表 35。國內(nèi)灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為總鹽量 1～ 2g/L，并規(guī)定在以下具體條件地區(qū)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)可放寬：干旱半干旱地區(qū)；具有一定灌排設(shè)施的地區(qū)；能保證一定的排水和徑流條件的地區(qū)；有一定的淡水資源滿足沖洗土體鹽分的地區(qū)；土體透水性好，并能掌握耐鹽作物類型和生育階段的地區(qū) 。 LOGO 第三節(jié) 地下水資源質(zhì)量計算與評價 ?（ 二）灌溉系數(shù)（ Ka）法 ?指以英寸表示的水層厚度，該水層蒸發(fā)后所剩余的鹽量使土壤累計鹽分達(dá)到作物難以忍受的程度。 ?分級如下： Ka 水質(zhì)壞，不宜用于灌溉 ? Ka= ～ 水質(zhì)不適宜，必須進(jìn)行人工排水 ? Ka=6 ～ 18 水質(zhì)適宜 ? Ka18 水質(zhì)良好 ?（三 ）鹽度、堿度、礦化度法 ? 這是河南省水文地質(zhì)豫東組提出來的，把灌溉水對農(nóng)作物和土壤的危害分為 4種類型，即鹽害、堿害、鹽堿害和綜合危害。 ?1 鹽害：主要指氯化鈉和硫酸鈉對農(nóng)作物和土壤的危害，指標(biāo)用鹽度表示，鹽度就是在液態(tài)條件下氯化鈉和硫酸鈉的允許含量。 ?2 堿害 主要指碳酸鈉和重碳酸鈉對農(nóng)作物和土壤的危害，用堿度表示，就是在液態(tài)條件下碳酸鈉和重碳酸鈉的允許含量。 LOGO 第三節(jié) 地下水資源質(zhì)量計算與評價 ?3 鹽堿害 當(dāng)鹽度大于 10me/L，并有堿度存在時，即為鹽堿害，更為嚴(yán)重。 ?4 綜合危害 水中的氯化鈣和氯化鎂等有害成分與堿害鹽害一起，對作物和土壤的危害稱為綜合危害，用總礦化度表示。 ? 屬于鹽害、堿害和綜合危害的水質(zhì)，教材表 38列出了灌溉水質(zhì)評價指標(biāo)，將水質(zhì)分為淡水，中等水，鹽堿水和重鹽堿水。 ? 屬于鹽堿類型的灌溉水，教材表 39列出雙指標(biāo)進(jìn)行評價，即當(dāng)鹽度大于 10時，按鹽害和堿害這一對指標(biāo)評價水質(zhì)。 ?（四） 綜合危害系數(shù)（ K)法 ? 這是河北滄州地區(qū)農(nóng)科所提出的一種兼顧鹽害和堿害的水質(zhì)評價法。表 310給出了灌溉水質(zhì)評價指標(biāo)。 ?三、農(nóng)業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) ?1 生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) LOGO 第三節(jié) 地下水資源質(zhì)量計算與評價 ? 水質(zhì)指標(biāo)分四大類，共計 35項，見表 312GB 574985。 ?2 農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) ? 該標(biāo)準(zhǔn)適合于以地表水，地下水，工業(yè)廢水和生活污水做農(nóng)田灌溉用水。表 313 GB 508492《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 》。 LOGO 第三章 地下水資源計算的數(shù)值法 ?第一節(jié) 基本概念 ?一、前言 ? 在地下水資源評價中，需要通過求解數(shù)學(xué)模型得到地下水位的變化過程與水文地質(zhì)參數(shù)等。數(shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、空間形式、邊界條件和系統(tǒng)內(nèi)部運動狀態(tài)等的一組數(shù)學(xué)關(guān)系式。 ? 地下水非穩(wěn)定運動理論是以質(zhì)量守恒性（連續(xù)性原理）和能量轉(zhuǎn)換性（達(dá)西定律）為基礎(chǔ)，對任何復(fù)雜的地下水流系統(tǒng)都可建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，即支配地下水運動的偏微分方程以及決定其解初始條件和邊界條件。如果滲流區(qū)域的幾何形狀比較簡單，其含水層是均質(zhì)的、各項同性的情況，可以求得解析解，如泰斯數(shù)學(xué)模型及其解析求解得到泰斯公式。 ? LOGO 第三章 地下水資源計算的數(shù)值法 ? ? 實際應(yīng)用中地下水條件復(fù)雜，如滲流區(qū)域形狀不規(guī)則；含水層是非均勻的，含水層的厚度隨時空變化，隔水底板不平；地下水的補水源中包含線性補給和局部的面狀補給；排泄條件的復(fù)雜和變化；含水層不同地段的各向異性等等；使得地下水資源計算評價模型復(fù)雜，解析法求解困難，若對實際問題過渡簡化，計算結(jié)果與實際不符，從而失去了實用價值。 ? 把復(fù)雜的非線性偏微方程轉(zhuǎn)化為線性代數(shù)方程組，然后對其求解，這是一種離散近似的計算方法即數(shù)值法，所要求解的不是域內(nèi)的連續(xù)函數(shù)值而是域內(nèi)各結(jié)點上函數(shù)的近似值。數(shù)值方法作為一種求解近似解的方法被廣泛用于地下水水位預(yù)報和資源評價中。 ? LOGO 第三章 地下水資源計算的數(shù)值法 ?二、數(shù)值法求解地下水流數(shù)學(xué)模型的基本步驟 ?（ 1）將研究區(qū)域按照某種規(guī)則進(jìn)行剖分或離散化形成若干 ? 個剖分單元。對時間離散化，劃為若干時段。 ?（ 2