地下水潜力评价技术要求GWID41112.docx

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地下水潜力评价技术要求GWID41112

GWI-D4

地下水潜力评价技术要求

中国地质调查局

2004年11月

1

主要内容与适用范围

1.1本技术要求为中国地质调查局地质调查实施项目《全国地下水资源及其环境问题调查评价》（以下简称“项目”）专门制定。

1.2本技术要求界定了地下水潜力的基本概念，论述了地下水潜力评价的基本方法和步骤，规定了地下水潜力图、地下水潜力模数图的编制方法等。

1.3地下水潜力评价是在地下水资源评价的基础上进行的，本技术要求不包含地下水资源评价技术方法，相关部分请根据GWI-D2执行。

1.4本技术要求适用于“项目”地下水潜力评价。

1.5本技术要求可供相关评价工作参考。

2引用标准及规范

地下水资源分类分级标准

GB15218-94

供水水文地质勘察规范

GB50027-2001

水文地质术语

GB/T14167-93

生活饮用水卫生标准

GB5749-85

地下水质量标准

GB/T14848-93

3术语

3.1地下水潜力GroundwaterPotential

指地下水资源在开发利用的现状条件下，尚可挖掘的潜在供水能力，反映地下水资源的开采和利用方向。

由地下水开采潜力和利用潜力两部分组成。

3.2地下水利用潜力UtilizationPotentialofGroundwater

是指在现状开采条件下，在地下水资源利用过程中节约出来可供再利用以缓解地下水开采压力的水量。

3.3地下水开采潜力ExploitablePotentialofGroundwater

是指在现状开采条件下，相对于地下水开采层的开采资源评价量的可扩大开采资源量和开采盈余量。

3.4地下水潜力系数CoefficientofGroundwaterPotential

反映地下水开采和利用潜力的相对系数。

3.5地下水潜力模数ModulusofGroundwaterPotential

单位面积上地下水开采潜力和利用潜力总量。

3.6地下水开采系数CoefficientofGroundwaterExploitation

地下水开采量与地下水开采资源的比值。

4总则

4.1目的与任务

（1）查明地下水资源分布、开发利用特点与变化，国民经济规划对地下水的需求、地下水补径排条件的变化；

（2）开展我国主要盆地地下水资源评价工作，评价地下水开采资源，计算地下水开采程度；

（3）在研究地下水资源循环特点的基础上，开展地下水资源开采潜力的评价；

（4）根据经济技术进步与地下水资源开发利用现状，开展地下水利用潜力评价；

（5）根据地下水开采潜力和利用潜力评价地下水综合潜力，为国民经济规划提供科学依据。

4.2基本原则

（1）地下水资源评价应以地下水系统为基本单元，正确区分地下水系统与原来的水文地质单元的概念；

（2）地下水潜力评价是在地下水资源评价的基础上进行的；

（3）地下水潜力包括开采潜力和利用潜力两个方面，应在评价开采潜力和利用潜力的基础上评价综合潜力；

（4）在地下水开采潜力方面，着重考虑开采盈余量，咸水、微咸水的可扩大开采资源量和依靠环境容量可扩大开采资源量；

（5）从地下水开采现状来看，地下水利用潜力着重要考虑工农业特别是农业节水和污水治理回用的潜力；

（6）地下水潜力评价应充分考虑国民经济规划和经济技术进步对地下水需求的变化；

（7）地下水潜力的评价方法，除了考虑地下水的开采盈余量和开源节流方面间接增加的水量外，对人口密集，工、农业比较发达的地区，还应考虑环境的承载能力或环境的容量；

（8）地下水潜力表述方式要力求明确、易读、易懂。

5地下水潜力评价方法

5.1地下水开采程度

地下水开采程度一般用地下水开采系数反映，表达式为：

5.2地下水潜力评价

5.2.1利用潜力

利用潜力是地下水资源利用过程中节约出来可供再利用以缓解地下水开采压力的水量，一般包括农业节水量、工业节水量、生活节水量、污水治理后可再利用水量、矿坑排水可利用水量等。

其中：

T1——农业节水量（亿m3/a）；

T2——工业节水量（亿m3/a）；

T3——生活节水量（亿m3/a）；

T4——污水再利用水量（亿m3/a）；

T5——矿坑排水利用量（亿m3/a）；

……

5.2.2开采潜力

开采潜力由可扩大的开采资源和开采盈余量组成。

可扩大的开采资源主要指咸水、微咸水合理改造利用，依靠环境容量，以及增加评价深度的手段可以扩大的开采资源量。

其中：

A1——咸水、微咸水的可扩大开采资源量（亿m3/a）；

A2——依靠环境容量可扩大的开采资源量（亿m3/a）；

A3——增加评价深度可扩大的开采资源量（亿m3/a）；

……

5.2.3地下水潜力系数

其中：

α——地下水潜力系数；

Q开采——开采层的开采量（亿m3/a）；

Q开资——开采层的开采资源量（亿m3/a）；

Q利用潜力——地下水利用潜力（亿m3/a）；

Q可扩大开——可扩大的开采资源量（亿m3/a）；

5.2.4地下水综合潜力模数

Q综合潜力=Q开采潜力+Q利用潜力

Q开采潜力=Q开采盈余+Q可扩大开

Q开采盈余=Q开资－Q开采

M综合=10000Q综合潜力/F

式中：

Q综合潜力—地下水综合潜力（亿m3/a）；

Q开采潜力—地下水开采潜力（亿m3/a）；

Q利用潜力—地下水利用潜力（亿m3/a）；

Q开采盈余—地下水开采盈余量（亿m3/a）；

Q可扩大开—地下水可扩大的开采资源量（亿m3/a）；

Q开资—开采层的开采资源量（亿m3/a）；

Q开采—开采层的开采量（亿m3/a）；

M综合—地下水综合潜力模数（万m3/km2·a）；

F—面积（km2）。

6地下水潜力调查评价步骤

6.1地下水潜力评价总思路

在同时开展地下水资源调查和地下水开采的地质环境效应调查评价的基础上，进行地下水资源评价和地质环境综合评价，定量研究地下水开采与环境的关系及水资源利用对地下水开采的影响，从而确定地下水开采盈余量、地下水可扩大的可开采资源量和地下水利用节约水量，达到评价地下水潜力的目的。

6.2地下水潜力调查评价步骤

6.2.1地下水资源评价

在充分研究评价区水文地质条件的基础上，采用传统方法，如均衡法、数值法、解析法、类比法等，评价地下水天然资源、开采资源量。

地下水资源评价参照《地下水资源评价技术要求》GWI－D2执行。

6.2.2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。

地下水开采量调查参照《野外地下水位与开采量调查技术要求》GWI－A2执行。

6.2.3地下水开采环境效应调查评价

（1）研究地下水开采引起的水位持续下降：

通过对水文地质条件的分析，研究地下水的更新与涵养条件，确定适宜的地下水水位下降速度；

（2）地下水开采引起的地面沉降：

根据整个地区国民经济发展与城市建设规划、评价区地质构造特征等因素，进行科学的经济评价，确定允许地面沉降量；

（3）岩溶塌陷：

通过对整个地区岩溶塌陷规律、灰岩含水层特征等的研究，分析岩溶塌陷的形成机理，确定岩溶塌陷临界水位；

（4）水质恶化：

在全面调查地下水质演化与地下水开采关系的基础上，根据地下水的用途，以国家标准为依据，确定地下水开采的适宜程度。

另外，还要调查研究海水入侵、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。

6.2.4地下水开采潜力和利用潜力分析

进行地下水资源评价和生态环境综合评价，定量研究地下水开采与环境的关系及水资源利用对地下水开采的影响，从而确定地下水开采盈余量、地下水可扩大的开采资源量和地下水利用节约水量，分析地下水开采潜力和利用潜力。

6.2.5地下水潜力系数和地下水综合潜力模数计算

通过对地下水开采潜力和利用潜力的评价，运用潜力计算公式计算出一个地区地下水潜力系数和地下水综合潜力模数。

6.2.6地下水潜力评价

如果地下水潜力系数大于1（或地下水综合潜力模数大于0），说明地下水开发利用尚有潜力，可以在节水、环境治理等的基础上，根据国民经济规划，适当加大地下水的开发利用强度；如果地下水潜力系数等于1（或地下水综合潜力模数等于0），说明地下水的开发利用已处于临界值，地下水资源量能够满足经济建设需要，但不能进一步加大地下水的开发利用强度；如果潜力系数小于1（或地下水综合潜力模数小于0），说明地下水的开发利用应进行限制，并同时调整国民经济规划。

6.3地下水潜力评价过程

6.3.1地下水开采潜力分析

地下水开采潜力主要分析开采盈余量，依靠环境容量可扩大的开采资源量和咸水、微咸水的扩大开采资源量的情况等。

6.3.1.1地下水开采盈余量分析

根据地下水资源评价结果，进行开采资源总量和实际开采量的对比分析，求取各个地下水系统的开采程度，计算地下水开采盈余量。

6.3.1.2依靠环境容量可扩大的开采资源量分析

主要分析地下水开采系数与水位下降速率、地面沉降速率及地下水质量的相关性，建立一组预测地下水开采与环境关系的相关方程或关系图来分析地下水依靠环境容量可扩大的开采资源量。

（1）地下水开采与水位下降的关系

根据年地下水开采系数与水位下降速率的统计关系，绘制相关曲线（图1），并根据当地的水文地质条件和国民经济规划确定地下水位下降速率。

图1地下水开采系数与水位平均年下降速率关系示意图

（2）地下水开采与地面沉降关系

根据地下水开采系数与地面沉降速率资料，分析地面沉降区的地下水开采系数与地面沉降速率的相关关系，绘制相关关系图（图2），并根据具体情况确定允许地面沉降量。

图2地下水开采系数与地面沉降速率关系示意图

（3）地下水开采与地下水质量的关系

地下水质量除与污染物源分布有关外，还与地下水开采程度有关。

人为开采改变了地下水的流向和流速，使得劣质水向开采区汇集，从而水质变差。

根据水质全分析结果分析不同评价区的地下水质量与地下水开采的关系（图3）。

图3地下水开采系数与水质的关系示意图

6.3.1.3咸水、微咸水的可扩大开采资源量分析

低矿化度（1—3g/L）的微咸水可以灌溉，它的土壤含盐量的平衡值在0.1%左右，作物能正常生长。

3—5g/L咸水的短期灌溉，不会使土壤含盐量小于0.1%的耕地土壤含盐量超过作物的耐盐极限值，作物可以正常发育、生长。

如果长期灌溉3—5g/L咸水，土壤的含盐量势必超过作物的耐盐值。

因此，3—5g/L咸水直接利用只能作为应急用水。

但也可通过与淡水的适当比例混合，使其全盐量、盐害量和碱害量降至安全值进行灌溉，兴利除弊。

表1幼苗耐盐能力表

对作物影响

危害类型

正常生长

受抑制

影响很大或死亡

盐、碱害量计算

盐害

全盐量（%）

<0.1

0.1—0.3

>0.3

盐害：

当rNa>（rCl+rSO4），则盐害量等于rCl+rSO4

当rNa<（rCl+rSO4）,则盐害量等于rNa

盐害

（meq/100g）

<1.4

1.4—3.2

>3.2

碱害（meq/100g）

<0.5

0.5—1.0

>1.0

碱害=（rHCO3+rCO3—rCa+rMg）值为负值时，则盐害起主导作用

根据这一结果评价咸水和微咸水可利用资源量。

6.3.2地下水利用潜力评价

地下水利用潜力主要分析农业灌溉节水量和污水处理回用量两方面的情况。

6.3.2.1农业灌溉节水量分析

根据现有的灌溉方式、灌溉定额，考虑技术进步和国民经济规划，分析节水潜力。

6.3.2.2污水处理回用量分析

污水处理回用量统计多年平均工业废水排放量、各煤矿排水量等。

7地下水潜力评价成果

7.1综合研究报告

综合研究报告包括水文地质条件、环境地质问题评价、地下水资源评价、地下水潜力评价等。

7.2图件

编制地下水综合潜力图。

在地下水综合潜力图中，需要着重表述地下水综合潜力模数、地下水潜力系数（α）和地下水潜力挖掘方式等内容。

7.3地下水潜力系数（α）分级

（1）α<1，无地下水潜力区；

（2）1≤α<1.2，地下水潜力一般区；

（3）1.2≤α<1.4，地下水潜力较大区；

（4）α≥1.4，地下水潜力大区。

7.4地下水潜力模数分级

（1）5～10万m3/km2·a；

（2）3～5万m3/km2·a；

（3）1～3万m3/km2·a；

（4）0～1万m3/km2·a；

（5）-1～0万m3/km2·a；

（6）-3～-1万m3/km2·a；

（7）-5～-3万m3/km2·a；

（8）-10～-5万m3/km2·a；

（9）<-10万m3/km2·a。

地下水综合潜力模数分级可采用相对分级方法进行。

地下水开采盈余量分析表

地下水系统区

一级地下水系统

二级地下水系统

三级地下水系统

四级地下水系统

面积

（km2）

开采量

（亿m3/a）

开采模数

（万m3/km2）

开采资源

（亿m3/a）

开采资源模数

（万m3/km2）

开采

系数

开采盈余量

（亿m3/a）

开采盈余

量模数

（万m3/km2）

农业灌溉节水量表

地下水系统区

一级地下水系统

二级地下水系统

三级地下水系统

四级地下水系统

纯井灌溉区

井渠双灌区

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

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）

地下水综合潜力表（资源单位：

亿m3/a，模数单位：

万m3/km2·a）

地下水系统区

一级地下水系统

二级地下水系统

三级地下水系统

四级地下水系统

面积（km2）

地下水开采潜力

地下水利用潜力

地下水综合潜力

地下水综合潜力模数

地下水潜力

系数（α）

开采

盈余量

依靠环境容量可扩大的开采资源量

微咸水可扩大的开采资源量

合计

农业灌溉

节水量

污水处理

回用量

合计