青岛市洋河下游水源地地下水调蓄开采资源评价

洋河下游水源地以松散岩类孔隙水为主,含水层主要由第四纪冲积-冲洪积的砂及砂砾石组成。厚度一般4～8m,单井出水量可达800m^3/d以上,水位埋深2～4m。主要接受大气降水渗入和上游径流补给,季节性变化明显。人工开采是其主要排泄方式,地下水动态基本处于自然状态。现状条件下区内总储存量Q储=1535.71万m^3,总补给量Q补=237.31万m^3/a,总排泄量Q排=245.69万m^3/a,处于均衡状态。通过建立地下水水流数值模型,进行洋河下游水源地地下水调蓄开采量评价和水位预测,认为在该区以枯水期开采量6000m^3/d、连续开采5个月、年开采量90万m^3的开采方案,水位降深在允许范围内。因此,枯水期6000m^3/d的开采量可作为洋河下游水源地的调蓄开采资源量。     

地下水资源评价中地下水水量计算时段的选择

地下水资源评价 ,最终要提出一个允许开采量。允许开采量是靠补给量维持的 ,也就是补给量的多少 ,决定允许开采量的大小。但由于补给量具有年际和年内随季节变化的特点 ,因此同时考虑储存量的调节作用 ,才能正确合理评价允许开采量。地下水水量计算时段选择 ,也应从补给量的变化规律和储存量的调节作用两个方面着手解决。1　以“多年平均”作为计算时段这是目前应用最多的计算时段。在实际工作中具体计算多年平均补给量时 ,其计算时段的选择方法和计算时段长短各不相同 ,目前大致有如下四种方法 :一是采用平水年 ( P=50 % )的丰、平、枯水…     

龙涧泉岩溶水系统特征

文章以地下水系统理论为指导,对龙涧泉岩溶水系统的边界条件、人工干预条件下地下水动力场演化特征等方面进行了系统的研究。根据区域地质、构造、地形地貌和水文地质条件,探究了龙涧泉岩溶水系统,圈定了系统的范围、边界性质、流动系统内部及其与外部系统之间的关系,确定龙涧泉为系统的唯一天然排泄口,龙涧泉岩溶水系统与白浪岩溶水系统无直接水力联系。龙涧泉岩溶水系统岩溶水补给来源主要是大气降水、河流入渗及侧向径流补给,现状条件下总补给量为864.42万m3/a,多年平均补给量为836.81万m3/a;排泄主要是水源地开采和矿山排水,现状开采量为4 117.2万m3/a。由于开采量大于允许开采量,并超过了总补给量,区内岩溶水一直处于超采状态。2004—2008年矿区岩溶水实测年均下降1.61 m/a,多年（1984—2008）水位平均降幅为5.68 m/a,最大降幅17.42 m/a。此外还讨论了岩溶水系统的补给、排泄条件,提出了龙涧泉岩溶水开发、保护、复泉与管理龙涧泉岩溶水系统的建议。      

黑河流域中游盆地地表水与地下水转化机制研究

地表水与地下水相互转化是中国西北干旱内流盆地水循环的显著特征,转化机制研究是盆地水循环规律认知和水资源可持续管理的重要基础。以我国西北干旱内流河黑河流域中游的张掖盆地和盐池盆地为研究区,建立了黑河主干河道时变水平衡模型和地表水地下水耦合数值模型,研究了长周期水文变化和人类活动双重影响下地表水与地下水转化机制,得到如下认识:（1）补给条件由以天然条件下河流渗漏为主的线状补给演变为以河流与引水渠道渗漏的线状补给和灌区田间入渗面状补给,排泄条件由以泉水溢出和天然湿地排泄演变为以泉水溢出与地下水开采为主的排泄。（2）张掖盆地黑河干流河道入渗段和溢出段大致以G312 大桥为界,亦称为地表水与地下水转化的转折点。莺落峡—G312 大桥段为悬河渗漏段,河道入渗补给主要受控于进入河道的实际过水量。其中,莺落峡—草滩庄段河道入渗补给率为28.20 %;草滩庄—G312 大桥段河道入渗补给量与河道过水量的关系可用分段函数表达,河道过水量大于或等于0.37×108 m3/mon时呈幂函数关系,小于则呈线性函数关系。G312 大桥—正义峡段为地下水溢出段,其中G312大桥—平川大桥段地下水溢出量约占全部溢出量的70%,溢出峰值出现在高崖水文站下游约6 km处,其单长溢出量可达0.46 m3/(s·km)。（3）研究区是一个相对完整的河流—含水层系统,近31年来经历了连枯和连丰的水文变化,地下水补给排泄条件及与地表水转化机制均发生了相应的变化。地表水与地下水转化最强烈的地区为张掖盆地中部的黑河—梨园河倾斜平原。1990—2001 年连枯期,灌区引水量总体逐年减少,以河道入渗和渠系渗漏为主的补给量平均以0.06×108 m3/a速率减少,农田灌溉面积增加导致灌溉用水增加,地下水开采量显著增加,地下水水位逐年下降,储存量累计减少5.77×108 m3,地下水溢出量平均减少0.16×108 m3/a;而2002—2020 年连丰期,灌区引水量总体逐年减少,河道入渗量呈增加趋势,地下水总补给量平均增加0.15×108 m3/a,灌溉面积继续扩大,农灌开采量随之增加,以河道入渗量增加为主导,地下水水位持续上升,储存量累计增加5.45×108 m3,地下水溢出量平均增加0.08×108 m3/a。总之,补给和排泄条件变化较大,地下水储存量先减后增,地下水溢出总量变化较为平缓,反映了该区巨厚含水层系统的巨大调蓄功能。（4）位于张掖盆地东部的诸河倾斜平原地下水水位长期处于持续下降状态,这是由于地表水开发过度,补给量锐减。黑河侵蚀堆积平原地下水水位基本稳定。30 多年来盐池盆地倾斜平原地下水水位长期处于持续下降状态,这是由于移民开垦导致地下水过量开采。（5）内流盆地天然悬河入渗段是珍贵的地下水补给通道,无论连枯期还是连丰期,河道实际过水量是河道渗漏补给量的关键,保护上游天然河道和一定的河道实际过水量是内流盆地水资源可持续管理的关键。     

地下水与地表水水量交换识别及交换量计算——以新汴河宿州段为例

为提高地下水与地表水交换量计算结果的准确性,本文利用水力联系、水头差、水温、氡-222、氢氧稳定同位素构建综合识别方法（HHTRO）,对新汴河宿州段地下水与地表水水量交换进行识别,并计算交换量。计算结果表明:研究河段单位河长地表水补给地下水的水量变化范围为8.69~366.82 m3/（d·m）,地下水补给地表水的水量变化范围为0.72~120.90 m3/（d·m）;研究河段左岸为地下水补给地表水,单位河长净补给量为45.26 m3/（d·m）;河段右岸为地表水补给地下水,单位河长净补给量为214.33 m3/（d·m）;研究河段地下水与地表水水量交换以地表水补给地下水为主,地表水补给地下水的比例为55.14%。本研究可推动地下水与地表水交换量计算方法的发展,为流域或区域水资源评价提供必要的理论方法。     

新疆三塘湖矿区新近系地下水资源量评价

我国西北新疆地区气候干旱,三塘湖矿区多年平均降水量为41.6mm,年均蒸发量2273.7mm,降水量远小于蒸发量,地表水资源匮乏,水资源成了当地工业项目决策的重要条件。通过断面法计算该区新近系地下水的补给量为13826 m~3/d,采用体积法计算地下水储存量为4.03×10~8m~3,运用解析法非稳定流计算20a允许开采量为33163m~3/d。这些参数,为该区将来大规模开发和清洁利用煤炭资源提供了基础依据。     

滇东断陷盆地南洞岩溶地下水系统地下河水文动态特征与资源量评价

本文对滇东断陷盆地南洞岩溶地下水系统各地下河的水文动态特征进行了分析,推断了南洞岩溶地下水系统的结构特征.根据岩性构造、地下河发育以及补径排关系,将其划分为四个子系统.分别采用降雨入渗系数法和径流模数法对南洞岩溶地下水系统的天然资源量进行计算,计算结果分别为35610.7万m3/a和33460.2万m3/a.用枯季径流模数法对南洞岩溶地下水系统的可采资源量进行了计算,计算结果为23407.3万m3/a,其可开采资源量巨大.南洞地下河在没有天然补给量的情况下,120天消耗的调蓄量为4503.3万m3,南洞地下河日允许开采资源量为49.4万m3/d.二号暗河建库蓄水条件下库区上游的日允许开采量为75.9万m3/d,蓄水库容来源于工程设计,资源保证程度高.本次研究可为南洞岩溶地下水资源的开发利用和调配提供科学依据.     

酒泉钢铁公司地下水源地数值模拟及水位预报

依据实际勘察资料,在全面阐述供水水源地水文地质条件及开采状况,进行地下水均衡计算的基础上,建立了勘察区地下水二维流水量数学模拟模型,重点以酒钢近期和远期对地下水资源的需求量2个开采方案为依据,利用模型对未来水源地地下水位的变化趋势和特征进行了预测预报。结果表明,各水源地总计按近期27.648万m3/d开采至2030年,开采区最大水位降深小于设计允许降深12m,并均已形成稳定的降落漏斗,由此引起的泉水溢出量减少对酒泉西盆地生态环境基本无影响,对现有的其它水源地影响甚微。而各水源地总计按远期34.56万m3/d开采至2030年,北大河、嘉峪关水源地开采井降深小于设计允许降深,自2011年降落漏斗已基本稳定,但黑山湖水源地开采降落漏斗中心最大水位降深分别为17.22m和23.60m,远大于设计允许降深,并且地下水位持续下降,降落漏斗不断扩大并与北大河、嘉峪关水源地降落漏斗相连形成区域性大降落漏斗,由此引起的水位降幅将使现有的泉水大量衰减直至完全消失,对下游生态环境将产生巨大的负面影响。为实现水资源的永续利用和酒钢经济的可持续发展,酒泉公司未来必须实施开源与节流并具的用水战略。     

黑河中游盆地南部山区地下水对平原区侧向径流补给量的估算

山区地下水对平原区的侧向径流补给量是一个长期争议且悬而未决的难题,这个量在西北内陆干旱盆地,被估算得或很小或很大。在总结前人研究的基础上,采用地质水文地质调查、物探、钻探、抽水试验、地下水动态观测、水化学测试、盆地地下水水位统测和综合研究等技术方法,查明了黑河中游盆地南部山盆交接带的地质构造接触关系、地层岩性接触关系及梨园河口白垩系风化壳含水层结构和水文地质参数。通过山区不同流域等级的地表水与地下水转化关系分析,将山区地下水对平原区侧向径流补给带划分为大中型河流河谷补给段和小微型河流或冲沟群流域构成的浅山带补给段。河谷补给段勘探资料较为丰富,多用达西断面流方法计算;针对浅山带补给段极为缺乏勘探资料的实际,以梨园河口断面径流量为参照,构建了浅山带岩性、汇水区面积、降水量等3 个变量的山区地下水对平原区侧向径流补给量的估算方法。估算出黑河中游盆地南部山区浅山带地下水对平原的侧向径流补给量为0.40×108 m3/a,河谷段基岩侧向补给量为0.07×108 m3/a;推算出河谷段第四系地下水补给量为0.30×108 m3/a;3 项补给量之和为0.77×108 m3/a,占盆地地下水资源量的3.0%。该研究为西北内陆干旱盆地山区地下水对平原区侧向径流补给量的估算提供了一个可供借鉴的实例。     

GMS软件在立岗水源地地下水资源评价中的应用研究

地下水数值模拟GMS软件在地下水资源评价中得到广泛应用。本文以银川立岗水源地地下水资源评价为例,在分析研究区水文地质条件的基础上,利用GMS地下水模拟软件,确定研究区模型概化条件,建立地下水数值模型,计算研究区现状开采条件下和规划开采条件下的补给量与排泄量,并预测分析在规划开采条件下开采20年的水文变化。通过摸拟验证发现:在现状开采条件下,开采目的层得到的补给量是39.42万m~3/a,排泄量是41.25万m~3/a,呈微弱的负均衡;设计开采条件下,补给量是1 100.05万m~3/a,排泄量为1 132.69万m~3/a,并动用少量的储存量,按照开采方案以3万m~3/d作为立岗水源地允许开采量可满足开采要求。     

干旱区水资源合理配置模式与计算方法

提出了西北内陆干旱区水资源合理配置的模式与计算方法。针对生态环境脆弱的干旱区水资源利用特点,基于水资源二元演化理论与方法,保持水土平衡、水量平衡和水盐平衡,以空间配置、时间配置、用水配置、水源配置、管理配置为基本模式;从实际情况出发,以水定发展指标,提高水土资源的匹配效率,以流域为单元合理安排生态环境用水与经济发展用水,在此基础上建立了干旱区水资源合理配置模型。定量计算表明:其809亿m3的径流性水资源中,直接留给天然生态的水量有302亿m3,加上126亿m3回归水的间接支持,可供生态系统消耗的水资源达428亿m3,相对于385亿m3的现状生态需水,除黑河和石羊河流域外,生态系统的需水基本上能得到满足。     

滨海城市地表水资源可利用量分析——以广西钦州市为例

以钦州市为例,根据1956～2016年月降雨、径流数据,采用双累积曲线(DMC)模型和蒸发差值法计算地表水资源量,采用剔除入海河流感潮河段水量及汛期河道内最小生态水量的改进扣损法和直接法综合分析地表水资源可利用量。结果表明:钦州市地表水资源量在106.573～111.216×10~8m~3范围内,地表水资源可利用量为38.444×10~8m~3,占比地表水资源总量的34.6%。钦州市水量相对丰富,但水资源可利用量并不富裕且时空分布不均。空间上,独流入海河流分区地表水资源可利用量最多,南流江分区次之,郁江干流分区最少;时间上,19条流域汛期水量高达81.949×10~8m~3,其中难以控制利用量为62.272×10~8m~3,有35.823×10~8m~3经入海河流直接外排入海;4.973×10~8m~3为感潮河段咸水难以利用;调水工程的规划与建设为改善河道环境、缓解供需矛盾方面起到积极作用。     

西北地区水资源可利用量与承载能力估算

界定了水资源可利用量和径流口径生态需水的概念。对西北地区的径流口径生态需水和水资源可利用量进行估算。西北地区水资源总量为1638 5×108m3,但需净出境水量为411 9×108m3,实有水资源总量为1226 6×108m3,径流口径生态需水量为454 4×108m3,除去保留给生态的生态需水、偏远封闭流域难以利用的水量,人类可以消耗利用的可利用量有742×108m3,其中黄河流域可利用量为187×108m3,西北内流区当地可利用量为555×108m3。建立了水资源承载能力优化计算模型,估算西北地区的水资源承载能力,并建议用水资源承载能力图谱表示水资源承载能力。在人均GDP每10年翻一番、水资源利用效率每年提高7%的条件下,西北地区水资源承载能力2010年为11310万人,2020年为12019万人,2030年为12733万人。     

西南岩溶地下水资源开发利用效应与潜力分析

西南岩溶地区面积78万km2,地下水系统包括裸露岩溶水系统和覆盖-埋藏型岩溶水系统两大类。由于降水丰富、地下岩溶发育,西南岩溶地下水资源丰富,在43万km2调查区内,具有地下水天然资源量1762.82×108m3/a,岩溶地下水允许开采资源量615.70×108m3/a。近年来,通过开展水文地质调查,在地下河、表层岩溶水和蓄水构造岩溶水打井开采方面均取得重要进展,产生了显著的经济和生态环境效应。但由于西南地区岩溶水开发难度大,区域经济落后,西南岩溶地下水的开发利用程度普遍较低,已开采量为98.32×108m3/a,仅占允许开采量的15.97%,剩余地下水潜力资源量517.38×108m3/a。     

优化的NSGA-Ⅱ方法在马莲河流域水资源综合管理中的应用研究

根据马莲河流域水资源总量极端贫乏、年际年内分配不均、常规水资源量低、水污染问题较严重等特点,利用系统分析理论和优化技术建立了流域的大系统、多目标水资源优化配置模型,并利用优化的NSGA-Ⅱ方法进行求解,得到流域2020年期望水资源配置下的最佳分配方案为:流域总供水量57 086×104m3,工业供水量21 690×104m3(总产值约为144.6亿元),能源基地供水量4 329×104m3(总产值约为346.32万元),农业供水量20 840×104m3,生活供水量9 452×104m3,生态供水量811×104m3。对比期望方案供水量增加了6 710×104m3,综合缺水率减少了11.41%。并根据预测的流域的分配方案和预测的流域需水量,进行了流域的水资源平衡分析,通过平衡分析的结果进行流域的综合管理研究。2020年在最优水资源分配方案下,工业缺水率3.21%、减少了4.51%;能源基地缺水率0.00%;农业缺水率4.64%、缺水率增加26.17%;生活缺水率0.00%;生态缺水率1.00%、缺水率增加了1.00%。配置方案实现了流域内水资源的最佳分配,使宝贵、有限的水资源产生最大的社会、经济及环境效益,为流域经济、能源产业的快速发展提供水资源保障。     

The impact of the development of water resources on environment in arid inland river basins of Hexi region, Northwestern China

Water resources use is a key parameter in the hydrological cycle, especially in arid inland of Northwest China, groundwater movement and circulation processes are closely related to the surface water, while recoverable and renewable groundwater mainly comes from the conversion of surface river water, and there is extensive transfer among rainfall, surface water and groundwater. Human activity, in particular, large-scale water resources exploitation and development associated with dramatic population growth in the last decades, has led to tremendous changes in the water regime. There are misuse and wastage of surface water with traditional multi-channel irrigation for most rivers, which in turn leads to over-exploitation of groundwater to augment supplies. This situation has been exacerbated by rapid population growth and socio-economic development, with decreased irrigational systems return to groundwater due to the irrigation system in the middle reaches of rivers in the Hexi region becoming better. The investigations of this study revealed that over the last decades, man-made oases have developed rapidly in various inland river basins. With the increasing human demand for water, the contradiction between water demand and water supply is becoming increasingly acute and the amount of groundwater usage significantly increased. Notwithstanding the annual surface water from mountains is relatively stable in the Hexi region, the recharges of groundwater have been reduced by 11.1%, with a maximum reduction of 50% in the Shiyang River basin. Groundwater abstraction increased by approximately six times, particularly in the Shiyang River basin, groundwater abstraction exceeds recharge by 4.1×10⁸ m³ year⁻¹ in recent decades. Consequently, the groundwater level has declined widely by 3–16 m, with a maximum decline of 45 m in several groundwater observation wells in the Minqin basin on the lower reaches of the Shiyang River basin. These cause serious human activity-induced environmental problems, such as water-quality deterioration, vegetation degradation, soil salinization and land desert desertification, etc. It is suggested that modernized irrigation technology and new regulation to cover water resources management and allocation with the river basins are urgently needed to achieve a sustainable development. The aim of this study is to analyze the impact of the development of water resources on the environment in arid inland river basins in Northwestern China, which were analyzed by comparing the three main river basins (i.e., the Shuilei, the Heihe and the Shiyang River basins) with different water resources development cases.     

新疆开都-孔雀河流域绿洲需水量与稳定性分析

水是绿洲存在和发展的核心, 干旱区绿洲稳定性与水密切相关. 根据2000-2009年资料, 采用蒸发系数法和定额法估算开都-孔雀河流域绿洲自然生态系统和社会经济系统综合需水量, 并对水资源约束条件下的绿洲稳定性进行初步探讨. 结果表明: 2000-2009年, 绿洲年均总需水量理论值约为54.80×10⁸ m³, 其中开都河绿洲总需水量约为20.55×10⁸ m³, 孔雀河绿洲总需水量约为21.90×10⁸ m³, 博斯腾湖区耗水量约为12.35×10⁸ m³, 与绿洲10 a平均供水量相比, 供需表现出极大地不平衡性. 水资源可承载绿洲面积(不含博斯腾湖)约为3139.66 km², 其中可承载灌溉地面积约为1395.41 km², 与绿洲10 a平均面积5 248 km²相比, 差别较大, 绿洲处于不稳定状态, 现状绿洲面积应适当收缩. 最后, 对博斯腾湖最低生态水位进行讨论, 初步把大湖最低水位定为海拔1 045 m, 小湖最低生态水位定为海拔1 046.5 m.     

Emergency water supply capacity analysis of major cities in Hebei

In order to prevent the catastrophic events such as extreme drought, continuous drought and source-water quality pollution, 15 groundwater emergency water sources are to be selected in 11 important cities in Hebei, and the evaluation of allowable emergency exploitation quantity is 180.19×104 m3/d. Under the current conditions, the water supply quantity of emergency water sources and the total emergency water supply quantity will meet the emergency water demand with the guarantee rate of 65.79% to 377.78% and 90.35% to 270.51% respectively. By 2020, the water supply quantity of emergency water source places and the total emergency water supply quantity will meet the emergency water demand with the guarantee rate of 22.08% to 74.49% and 82.65% to 144.08% in the benefited areas of South-to-North water diversion (SNWDP); and for non-SNWDP areas, the guarantee rate will be 74.64% to 337.78% and 74.64% to 377.78%.     

Exploitation of groundwater resources and protection of wetland in the Yuqia Basin

In Yuqia Basin, the climate is arid and the ecologic environment is fragile, and shortage of water resources has seriously restricted the sustainable development of local economy. In order to meet the needs of industrial and domestic water in the Yuqia Basin, numerical simulation was used to evaluate the groundwater resources and potential for exploitation. The results showed that the mathematical model and calculation parameters used were mainly in accordance with practical situation. The calculated value of the underground water level is consistent with measured value during the period of identification and validation. The total recharge of groundwater resources was 22.02×10~4 m~3/d, and the total drainage was 21.95×10~4 m~3/d at present. The Yuqia River leakage is the main supply source of groundwater. There is no significant effect on area of wetland when water source place exploited by 2.5×10~4 m~3/d at alluvial-diluvial fan of Yuqia River. After long-term exploitation, the spring flow reduces from 1.42×10~4 m~3/d to 1.01×10~4 m~3/d and wetland area reduces by 32.7% of original area. The calculation of water balance shows that it is safe to the Yuqia Basin, Da Qiadam Lake, the Mahai Basin at downstream of Yuqia River and wetland under the condition of water source place exploited by 2.5×10~4 m~3/d.     

基于模拟-优化模型的山东羊庄盆地地下水可开采量研究

为了准确量化与优化地下水水源地开采量,在分析山东羊庄盆地水资源分布特点、开发利用现状及存在问题的基础上,以区域经济发展和水资源可持续利用为前提,通过地质、水文地质资料的整理分析,建立起整个盆地地下水流概念模型;采用Visual Modflow模拟软件,并与优化模型软件Ground-Water Management Process(GWM)相耦合,以水源地开采量最大为目标,以水位不低于限定的控制水位为约束条件,评价出盆地最大可开采量为5 730万m^3/a;进而确定出宋屯、后石湾、南庄、魏庄、西石楼、许坡、龙山头、羊庄、东于、段庄以及王杭水源地的优化开采量分别为0.18万、1.40万、2.56万、1.86万、3.80万、1.70万、0.40万、0.40万、0.50万、1.40万和1.50万m^3/d。