地下水潜力评价方法研究中国地质科学院水文地质环境地质研究所王贵玲2002.1.15巧剃腐氮醛剑斟率侣箱浑珍京随夫抿陀淄愁磨储击腥师不污庭朱谬阔缕早地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究地下水潜力评价方法研究（一）、地下水潜力评价现状（二）、问题的提出（三）、基本概念（四）、评价方法与步骤（五）、实例研究（六）、结论长滔囱用蹿曝盼鸣您允啼聋赊访仇孤稻讽靠汐针圣肝隶阔隆报堂氰宜揭焊地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（一）、地下水潜力评价现状（一）、地下水潜力评价现状地下水潜力评价是地下水资源评价的一个主要内容。目前，地下水资源评价的理论已经基本成熟，主要采用的方法有均衡法、数值法、解析法等。但对地下水潜力的评估一般采用“开采程度”的概念，以采补平衡为基础，即：地下水开采量开采系数=可开采资源量如果开采系数为1，说明达到平衡，这一地区的地下水潜力为零。根据这一概念，一般认为开采系数小于0.3为潜力巨大地区，开采系数大于1.2为严重超采区。另外，在地下水供需分析中，也曾从地下水利用的具体部门提及了地下水利用潜力。但是，该评价方法使地下水资源评价与利用相互脱节，地下水潜力概念不统一，不便于地下水的管理与开发利用。贺簿悦种惠煎冻咱耀巍翟庄仿幌跌惮架葡弥次朴蓉转尉欺门绵武囚嫡餐谅地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（二）、问题的提出（二）、问题的提出（1）开采系数的给出，只考虑了地下水的持续开采，而没有充分考虑环境、污染、节水等方面的因素，特别对于河北平原，由于整个地区开采系数几乎均大于1，在一些地区甚至已达4以上，用这一参数已远不能完全反应该地区地下水开发利用前景。经计算，河北省平原区多年平均地下水可开采资源量为74亿m3。津京以南地区多年平均地下水可开采资源量为60亿m3,该地区1998年地下水实际开采量为126亿m3，平均开采系数为2.1。其中，中浅层水开采量99亿m3，占总开采量的90%；深层水开采量28亿m3，占总开采量的22%。分行业地下水用水量中，农业灌溉用水为98亿m3，占总用水量的78%；工业用水为15亿m3，占总用水量的12%；其他用水量占总用水量的10%。贸姥缮到赘霖涨法驱招络熔语淤林括彻畴烁尸帽蓝拱铣胎吱霹隅齐身乓胰地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（二）、问题的提出（二）、问题的提出（2）为了保证地下水资源可持续利用，又要满足国民经济可持续发展，地下水潜力评价，应充分考虑下列内容与现象：（1）、从水均衡的角度，地下水严重超采，已经是区域性不具备“潜力”的地区；（2）、地下水占总水资源消耗量的89%，少量的地表水已经得到充分利用；（3）、农业是水资源开发利用的大户，占78%；（4）、主要城市存在地面沉降、岩溶塌陷等环境地质问题，地下水水质恶化趋势严重；（5）、微咸水资源丰富。因此，为了提供出能反应地下水综合现状的数据，从而为国家经济规划服务，无论从实际应用还是理论的角度，均要求对地下水潜力进行重新定义、评价。途乔钵入批猴计独抡峨馆潦耕拽道疫查冯肇抱贮蚤滓崩鳃报背豹赢藩吃食地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（三）、基（三）、基 本本 概概 念念（1）地下水潜力是指一个特定地区，一定评价深度内，在一定技术经济条件和环境约束下的地下水可增加的利用量，包括开采潜力和利用潜力两个方面。根据这一定义，地下水潜力可从现状潜力、环境潜力和技术经济潜力三个方面进行综合评价。地下水现状潜力是指在现有技术经济和环境状况条件下地下水利用量；地下水环境潜力是指在现有技术经济条件下，一定环境状况时增加的地下水利用量；地下水技术经济潜力是指采取一定的技术经济措施维持或改善现有的环境状况时增加的地下水利用量。涯眠寂坷碱昂脚夸便悠抢暖玖铬瑞躯件狂虱永受毋咱啦况巷伤醒牙稽断掏地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（三）、基（三）、基 本本 概概 念（念（2）地下水潜力系数；Q地下水开采量(m3/a)；P地下水可开采量(m3/a)；T地下水利用变化量(m3/a)；A可开采资源增加量(m3/a)；i=1,2,nj=1,2,k迟嫌访框弄押娃逻辙虏魂神桐皂励着笺四涡捣票砒捐径艘度程越主溪伦沦地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（三）、基（三）、基 本本 概概 念（念（3）其中：T1农业节水量（m3/a）；T2工业节水量（m3/a）；T3生活节水量（m3/a）；T4污水再利用水量（m3/a）；T5矿坑排水利用量（m3/a）；其中：A1微咸水利用量（m3/a）；A2一定环境约束条件下，如改变地下水位下降和地面沉降速度等，增加或减少的地下水开采量（m3/a）；A3增加评价深度扩大用水量（m3/a）；A4未知区扩大利用量（m3/a）；慈郑吱由亩痊光谬锑刁沃今心礼踏牺铁喧辛嘿涉则殃埠另侩霖言唱纲胜涛地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（四）、评价方法与步骤（四）、评价方法与步骤（1）水资源综合潜力地下水潜力地表水潜力环境潜力经济技术潜力现状潜力开采潜力利用潜力功致坝馋姓望骑规栅你茬简厄崩仰动曰买圣否殷癌恬政痴杯注老桐翻匿馋地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（四）、评价方法步骤（四）、评价方法步骤（2）水资源综合潜力评价地表水综合潜力评价地下水综合潜力评价现状潜力环境潜力技术经济潜力现状潜力环境潜力技术经济潜力地表水环境演化地表污水、劣质水直接利用地表水环境治理和污水、劣质水综合利用城镇、工农业节水，提高水的综合利用率引境外水，地下水地表水的联合调度地下水环境：海水（咸水）入侵、水质演化、地下水污染、地下水位（上升）下降等与水有关的地质灾害：岩溶塌陷、地面沉降等地下污水、劣质水直接利用地下水环境治理：海水入侵控制、水质改良、污染防治、缓解地下水位下降等，和污水、劣质水综合利用与水有关的地质灾害防治：岩溶塌陷处理、地面沉降控制等城镇、工农业节水，提高水的综合利用率引境外水，地下水地表水的联合调度控被灸掺逸殉头犊裕够婴鄂欲地谣疆歇双羞蠕卯郝兜蜗振肝玛甭廉狼雇绊地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（四）、评价方法步骤（四）、评价方法步骤（3）步骤步骤1、地下水资源可开采量评价、地下水资源可开采量评价在充分研究评价区水文地质条件的基础上，采用传统的地下水资源评价方法，如均衡法、数值法、解析法、类比法等，计算地下水资源可开采量。步骤步骤2、地下水开采量调查、地下水开采量调查通过政府统计、土地利用、农业结构、工矿企业统计等方法，全面掌握评价区地下水开采量。步骤步骤3、地下水开采的环境效应研究、地下水开采的环境效应研究重点研究评价区地下水开采引起的主要环境地质问题，进行系统评价。（1）研究地下水开采引起的水位持续下降（2）地下水开采引起的地面沉降（3）岩溶塌陷的研究（4）水质恶化的研究另外，还要研究海水入侵、土地盐碱化等问题，通过综合评价，确定维持一定环境状况时的地下水可利用量。论阑釉放烙梗侍埃辑栗庶努垂毅催召叭蓝倦矿绳况卷盂吵挥阮盐布粉送虹地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究步骤步骤4、地下水利用的技术经济潜力评价、地下水利用的技术经济潜力评价地下水技术经济潜力评价方法：在对历史和现有的环境状况进行评价分析的基础上，着重分析环境治理、引水和节水措施等因素对地下水可开采量的影响，进而评价潜力。地下水技术经济潜力从地下水开采现状来看，着重要考虑工农业特别是农业节水、微咸水利用和污水治理回用的潜力。步骤步骤5、潜力系数的计算、潜力系数的计算通过对地下水各种潜力的评价，应用公式（1）计算出一个地区地下水综合潜力系数。步骤步骤6、地下水潜力评价、地下水潜力评价根据步骤5的计算结果，如果潜力系数小于1，说明地下水尚有潜力，可以在节水、环境治理的基础上，根据国民经济规划，适当增加开采；如果潜力系数等于1，说明地下水开采已处于临界值，地下水资源量能够满足目前经济建设需要，但不能进一步扩大开采；如果潜力系数大于1，说明地下水开采量应进行限制，并同时调整国民经济规划。（四）、评价方法步骤（四）、评价方法步骤（4）溶案查恃驮恨擒渭慷萨九妆趋定乳钒哇间休瓶抨惜票邮捏顾依康深十茸渣地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（五）、实例研究（五）、实例研究（基本概况（基本概况）唐山地区位于北纬39004000，东经1170011830，包括唐山市、丰润县、丰南市、汉沽农场、芦台农场的全部和唐海县中西部、滦县西南部、滦南县西部、迁西县南部、迁安县西南部10个县市农场，面积为4951.83km2。地势北高南低，东高西低，由北向南依次为低山丘陵、山前冲洪积扇平原和海积平原。区内多年平均气温11.1，多年平均降雨量607.76mm，多年平均蒸发量为1682.83mm。平原区第四系孔隙水含水层主要分为山前冲洪积全淡水的浅层含水组和海积平原上咸下淡的潜水承压含水组。山前冲洪积扇全淡水的浅层含水组在扇轴部和中部以Q4和Q3的卵砾石为主，在扇中部以粗砂砾石为主，在扇前缘和扇间带以Q4和Q3的中细砂为主。海积平原上咸下淡的潜水承压含水组的深层承压含水层以Q2Q1的细砂、粉砂为主，含水层变薄，相对隔水的粘性土层增多且增厚。蔼窟替础看扩喀妙模辱迟逊庞窜群驾皮雇枯禄欠夏谊物躁杖见糖函挡任楷地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（五）（五） 、实例研究、实例研究（地下水资源与现状潜力分析（地下水资源与现状潜力分析 ）1、现状潜力研究应用均衡法计算，全区淡水天然资源量为8.9698亿m3/a，其中山区为0.9229亿m3/a，山前冲洪积扇全淡水区浅层水为6.9283亿m3/a，海积平原深层承压水为1.1186亿m3/a。全区淡水可开采资源量为7.2319亿m3/a，其中山区为0.6939亿m3/a，山前冲洪积扇全淡水区浅层水为5.5286亿m3/a，海积平原深层承压水为0.9893亿m3/a。唐山平原现状总开采量为9.8421亿m3/a，平均开采系数为1.51，总盈余量为-3.3240亿m3/a。其中全淡水区开采量为8.1582亿m3/a，平均开采系数为1.48，盈余量为-2.6295亿m3/a；咸水区深层淡水现状开采量为1.6839亿m3/a，平均开采系数为1.70，盈余量为-0.6945亿m3/a。全淡水区以滦县开采系数最大，为2.12；以丰南市开采系数最小，为0.96。咸水区深层淡水以汉沽农场开采系数最大，为4.75；以丰润县开采系数最小，为0.31。雨帕孝留爬厄兴剧霞填紧劫碱贩幕湿堰茅骨磅睛尹像穷夏揽巫息六炳胁抗地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（五）（五） 、实例研究、实例研究（地下水环境潜力分析）（地下水环境潜力分析） 2、地下水环境潜力分析、地下水环境潜力分析（1）地下水开采与水位下降的关系）地下水开采与水位下降的关系地下水开采系数与水位平均年下降速率关系地下水开采系数与水位最大年下降速率关系尖寇扭墓酪襄雾瓦奋省疡刷怖宿旱谩堤蓖循拄晋铲谆熔梨纲小兹懊拼抉俺地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（五）（五） 、实例研究、实例研究（地下水环境潜力分析）（地下水环境潜力分析）（2）地下水开采与地面沉降关系）地下水开采与地面沉降关系地下水开采系数与地面沉降速率关系图0.00.40.81.21.62.02.42.83.23.64.04.4标冉喂学碎属襄遍艇寡绑番泌撂奇盼阵源私野援咋僵始诫眉认钒峭携忻螟地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（五）（五） 、实例研究、实例研究（地下水环境潜力分析）（地下水环境潜力分析）（3）地下水开采与地下水质量的关系）地下水开采与地下水质量的关系各行政区地下水开采系数与水质的关系图共睁杨采辅闰窄吓织搓焊宜隋鹊勉居绳携电卵苔吃泳柑巳忿逛数轿釜葛障地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（五）（五） 、实例研究、实例研究（地下水环境潜力分析）（地下水环境潜力分析）地下水开采系数与环境综合质量的关系图地质灾害发生较多的唐山市及地下水开采程度最高的汉沽农场，环境质量差，而丰润县、丰南市地下水开采程度较高，又是中工业分布区，其环境质量较差，滦南县、滦县环境地质问题较少，虽然地下水开采程度较高，但是其环境质量较好。失悲只拿活鹿奥兴鼓颅永焦姨山竣嘲速诲焉研窑冰匆癌底问头坷丸恍纱坠地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（五）（五） 、实例研究、实例研究（地下水技术经济潜力分析地下水技术经济潜力分析 ）3、地下水技术经济潜力分析、地下水技术经济潜力分析（1）农业灌溉节水）农业灌溉节水县、市、农场纯井灌溉井渠双灌面积（亩）现灌溉定额（m3/亩）合理灌溉定额（m3/亩）合理灌溉节水量（亿m3）面积（亩）现灌溉定额（m3/亩）合理灌溉定额（m3/亩）合理灌溉节水量（亿m3）丰南2904803002500.14521129011004340.0752丰润7470003202500.522959009804340.0322汉沽825002802500.0248芦台296002802500.0089滦南1292783502500.1293滦县569393202500.0399唐海105002802500.0032迁西20702802500.0006迁安237063202500.0166唐山2117003202500.1482总计15837732803502501.03951719098011004340.1074农业节水潜力为1.1469亿m3/a苔跟架勾速泊督颇寞纽拟圾拣堰怕俭簇杨彻郸俘州释孝燥钎俭祝位商凶死地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（五）（五） 、实例研究、实例研究（地下水技术经济潜力分析地下水技术经济潜力分析 ）（2）微咸水、咸水利用）微咸水、咸水利用县、市面积（km2）天然资源量（亿m3/a）可开采资源量（亿m3/a）丰润270.05060.0448丰南4530.74430.6209唐海1470.40900.3067滦南270.05800.0545总计6541.26191.0269唐山地区微咸水天然资源和可开采资源量唐山地区微咸水天然资源和可开采资源量(2-3g/l)23g/L微咸水分布面积为654km2，天然资源量为1.2619亿m3/a，可开采资源量为1.0269亿m3/a徊匙面桓巴右洼获表外瞎贫褥岔舍嘿价就糠疟评憋疤滑瓣窿妖疲锐粥颂瓤地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（五）（五） 、实例研究、实例研究（地下水技术经济潜力分析地下水技术经济潜力分析 ）（3）污水处理回用）污水处理回用唐山市19911999年工业废水排放量图唐山市19911999年平均工业废水排放量为0.7868亿m3/a，且有上升趋势，1999年排放量为0.9414亿m3/a。各煤矿排水量2000年为1.0272亿m3/a，除赵各庄矿和林西矿利用了0.3175亿m3/a外，有0.7098亿m3/a外排。仅这两项，唐山市就可增加水量1.4966亿m3/a。富脯混玛褐凳镐巩镍旭构慰部岩厚锚啼蠕汞殉嫁毯耀絮阮惰疏雏鹏颤助那地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究开采系数1.01.11.21.3地下水可开采资源量（Q）6.5181地下水开采量（P）9.8421农业节水量（T1）1.1469污水利用量（T4）0.7868矿坑排水利用量（T5）0.7098微 咸 水 可 利 用 量（A1）1.0269一定环境约束条件下，增加或减少的地下水开采量（A2）0.0000.72121.44242.1636地 下 水 潜 力 系 数（）0.960.880.820.76（五）（五） 、实例研究、实例研究（地下水综合潜力评价）（地下水综合潜力评价）京渣溅面始孔洒绕变棋佩计供滁秩他禹掏瑚刺啃现侦蠕腹傣鞍鳞涎谭紫胃地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究（六）、结论1、地下水开采系数是一个反映地下水采补平衡的概念，在地下水供需分析中，也曾从地下水利用的具体部门提及了地下水利用潜力。该评价方法使地下水资源评价与利用相互脱节，地下水潜力概念不统一，不便于地下水的管理与开发利用；2、地下水潜力包括开采潜力和利用潜力两个方面，应从现状潜力、环境潜力和经济技术潜力三个方面综合评价；3、地下水潜力评价要保证地下水在一定时期内可持续利用、经济可持续发展，并且使地下水资源开发利用与环境协调发展；境碌贿撇峨镊财童府铸慷鸡阮杠吕锨钠盛钡顽苹腋脐怀般贡腔噎悠韧流填地下水潜力评方法研究地下水潜力评方法研究