水文地质学基础第十三章地下水资源.ppt

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1、LOGO第十三章第十三章 地下水资源地下水资源 Groundwater ResourceFundamentals of Hydrogeoloy 水文地质学基础水文地质学基础主讲教师：张卫民主讲教师：张卫民本章内容本章内容 13.1 地下水资源的概念地下水资源的概念13.2 地下水资源的特性地下水资源的特性13.3 地下水资源的分类地下水资源的分类13.4 地下水资源的供水意义地下水资源的供水意义Company Logo13.1 地下水资源的概念地下水资源的概念v资源：资源：是自然界存在，可被人类利用的一切是自然界存在，可被人类利用的一切分可再生的和不可再生的，地下水为可再生资源分可再生的和不可

2、再生的，地下水为可再生资源 v地下水是一种宝贵的、可再生的淡水资源地下水是一种宝贵的、可再生的淡水资源v地下水与地表水资源相比的优越之处有：地下水与地表水资源相比的优越之处有：空间分布：空间分布：广而均匀（地表水分布局限）广而均匀（地表水分布局限）时间调节性：时间调节性：地下含水系统是天然水库，动态稳定地下含水系统是天然水库，动态稳定水水质质：水水质质优优，洁洁净净，水水温温恒恒定定，不不易易受受到到污污染染，但但污染后很难治理。污染后很难治理。可可利利用用性性：一一次次性性利利用用投投资资小小，运运用用费费用用高高、管管理理难难、易产生环境问题。易产生环境问题。Company Logo地下水

3、资源概念的由来地下水资源概念的由来v1915年年美美国国首首次次提提出出以以含含水水层层或或盆盆地地为为单单元元的的安安全全抽抽水水量量概概念念：“所所谓谓安安全全抽抽水水量量，是是在在不不致致引引起起含含水水层层发发生生危危险险的的涸涸竭竭的的情情况况下下，能能正正常常而而持持续续地地抽抽水水的的界界限限水水量量”柴崎达雄，柴崎达雄，1982。v后后来来发发现现，开开采采地地下下水水会会引引起起诸诸如如：地地面面沉沉降降、海海水水入入侵、咸水入侵等造成巨大经济损失的环境损害。侵、咸水入侵等造成巨大经济损失的环境损害。v安安全全抽抽水水量量的的定定义义修修改改：“能能从从某某一一地地下下水水盆

4、盆地地中中连连续续地地、不不至至于于引引起起不不良良结结果果地地抽抽取取的的地地下下水水量量”柴柴崎崎达达雄，雄，1982）。v允允许许利利用用的的地地下下水水资资源源量量，不不仅仅受受到到自自然然条条件件的的制制约约，还受到技术、经济、社会乃至法律条件的制约还受到技术、经济、社会乃至法律条件的制约。Company Logo13.2 地下水资源的特征地下水资源的特征13.2.1 系统性系统性形形 成：成：地下水资源是按系统形成与分布的地下水资源是按系统形成与分布的系系统统内内：地地下下水水是是一一个个统统一一的的整整体体（有有水水力力联联系系的的），系系统统内内部部任任何何一一部部分分的的输输

5、入入或或输输出出（补补给给或或抽抽水水），都都会会影影响响（波波及及）整个系统整个系统系统性看：系统性看：地下水地下水资源量资源量原则上等于含水系统的补给量原则上等于含水系统的补给量资资源源量量按按系系统统计计算算：以以系系统统为为单单元元统统筹筹规规划划利利用用，开开发发与与管管理理难点：难点：系统边界不易确定；边界有叠置，边界垮行政区域系统边界不易确定；边界有叠置，边界垮行政区域问问题题：造造成成重重复复计计算算水水量量，人人为为夸夸大大水水量量，开开采采过过渡渡，难难以以管管理（不同行政区）理（不同行政区）Company Logo13.2 地下水资源的特征地下水资源的特征v13.2.2

6、可恢复性可恢复性v天然可再生的资源均具有可恢复性天然可再生的资源均具有可恢复性v地地下下水水资资源源是是通通过过水水文文循循环环使使水水量量恢恢复复、水水质质更更新新的的，循循环过程是通过补给与排泄两个环节完成的。环过程是通过补给与排泄两个环节完成的。v恢复能力的强弱与恢复能力的强弱与水文循环的交替速度有关：水文循环的交替速度有关：图示条件：比较哪个含水系统更优？图示条件：比较哪个含水系统更优？v一一个个恢恢复复性性很很差差的的含含水水系系统统，其其规规模模再再大大，储储备备水水量量再再多多，也会被用完（枯竭）也会被用完（枯竭）而而“无以为继无以为继”。因此，可恢复性是供水水源的必需条件。因此

7、，可恢复性是供水水源的必需条件。可恢复性Company Logo可恢复性图可恢复性图v恢复能力的强弱与恢复能力的强弱与水文循环的交替速度有关：水文循环的交替速度有关：图示条件哪个含水层系统图示条件哪个含水层系统可恢复性更优可恢复性更优？Company Logo13.2 地下水资源的特征地下水资源的特征v 13.2.3 可调节性可调节性v表表现现在在地地下下含含水水系系统统本本身身就就是是一一个个地地下下水水库库具具有水库的功能，有水库的功能，地下水库是天然形成的：地下水库是天然形成的：含水介质对水流起到阻滞作用含水介质对水流起到阻滞作用延长过水时间延长过水时间地质构造形成的地质构造形成的“蓄水

8、池蓄水池”，向斜盆地，断块盆地，向斜盆地，断块盆地v 调节能力大小取决于：调节能力大小取决于：地质构造的规模（容积大小地质构造的规模（容积大小-B-B）；）；含水介质的储水能力含水介质的储水能力 给水度给水度，含水层厚度，含水层厚度m mBCompany Logo13.3 地下水资源的分类地下水资源的分类v含水系统含水系统有着两类水量：有着两类水量：经常与外界交换的水量经常与外界交换的水量 补给资源（补给资源（A）保持于含水系统中的水量保持于含水系统中的水量 储存资源（储存资源（B）BACompany Logo13.3.1 地下水资源地下水资源补给资源补给资源 补给资源：补给资源：可以恢复与再

9、生的，是与外界系统经常发生可以恢复与再生的，是与外界系统经常发生交替的水量。交替的水量。影响因素：受气候等因素影响，年与季节的变化影响因素：受气候等因素影响，年与季节的变化 量纲：量纲：流量单位流量单位m3/a 决定含水系统中地下水资源的可恢复性决定含水系统中地下水资源的可恢复性 数值大小数值大小=含水系统的地下水多年平均年补给量含水系统的地下水多年平均年补给量BACompany Logo13.3.1 地下水资源地下水资源储存资源储存资源 储储存存资资源源：不不可可以以恢恢复复的的，是是历历史史形形成成的的不不参参与与水水循循环环交交替的，基本不变的水。替的，基本不变的水。影影响响因因素素：含

10、含水水系系统统的的空空间间形形态态（地地质质构构造造天天然然的的地地下水库库容）下水库库容）量纲：量纲：体积单位体积单位 m3决定含水系统中地下水资源的可调节性决定含水系统中地下水资源的可调节性数数值值大大小小=含含水水系系统统的的地地下下水水多多年年平平均均低低水水位位的的重重力力水水体积，即水的空间体积体积，即水的空间体积（给水度（给水度）BACompany Logo补给资源与储存资源的比喻补给资源与储存资源的比喻比喻比喻1：一个家庭的收入：一个家庭的收入：补给补给 工资收入（元工资收入（元/月）；月）；储存储存 存款存款比喻比喻2：学校人数：学校人数：补给补给 招生数（千人招生数（千人/

11、年）；年）；储存：储存：在校生在校生 总人数总人数 比喻比喻3：地表水库：地表水库：补给补给 入库水量（入库水量（m3/m3/年）；年）；储存：储存：库容量库容量 正常水位正常水位 Company Logo本章内容本章内容 13.1 地下水资源的概念地下水资源的概念13.2 地下水资源的特性地下水资源的特性13.3 地下水资源的分类地下水资源的分类13.4 地下水资源的供水意义地下水资源的供水意义Company Logo13.4 地下水资源的供水意义地下水资源的供水意义供水水源的一般要求：供水水源的一般要求：长期持续性（永续发展的需要）长期持续性（永续发展的需要）多年性多年性均衡稳定性（短期考

12、虑）均衡稳定性（短期考虑）时时供水时时供水一个含水系统能够一个含水系统能够长期持续长期持续提供的水量是多少？提供的水量是多少？补给资源补给资源13.4.1 补给资源的供水意义补给资源的供水意义原则上：原则上：含水系统的多年平均补给资源含水系统的多年平均补给资源=含水系统的含水系统的多年平均补给量多年平均补给量在某些特殊情况下在某些特殊情况下可以大于补给量：可以大于补给量：1）大气降水入渗增加；）大气降水入渗增加；2）河流入渗补给增加）河流入渗补给增加不同类型含水系统的补给条件不同，供水意义也不同不同类型含水系统的补给条件不同，供水意义也不同不同条件的含水系统Company Logo不同类型含水

13、系统的供水（不同类型含水系统的供水（或排水或排水）意义）意义v试比较下图不同含水系统试比较下图不同含水系统ae的供水意义。的供水意义。Company Logo13.4.1 补给资源的供水意义补给资源的供水意义v注意：注意：河流入渗增加的代价河流入渗增加的代价牺牲地表水资源牺牲地表水资源从从“水资源水资源”角度出发，此量是不存在的角度出发，此量是不存在的v承压水模拟演示实验中：承压水模拟演示实验中：抽取地下水抽取地下水承压水从外界获得的补给量增加了。承压水从外界获得的补给量增加了。这也是旁河取水的道理。这也是旁河取水的道理。Company Logo13.4.2 储存资源的供水意义储存资源的供水意

14、义v储存资源的供水意义储存资源的供水意义起着调节作用起着调节作用保证供水保证供水均衡稳定性均衡稳定性当一个含水系统的补给资源很大，但动态很不稳定时，当一个含水系统的补给资源很大，但动态很不稳定时，作为供水源地，储存资源就起到很大的调节作用作为供水源地，储存资源就起到很大的调节作用旱季借用储存资源的水，腾空库容，雨季再补充偿还旱季借用储存资源的水，腾空库容，雨季再补充偿还没有储存资源再丰富的补给资源也无法利用没有储存资源再丰富的补给资源也无法利用白白流白白流走！走！v 补给与储存资源的关系：补给与储存资源的关系：有借有还有借有还有借不还（超量使用）有借不还（超量使用）最终导致水资源消耗贻尽（枯竭

15、）最终导致水资源消耗贻尽（枯竭）或产生不良结果或产生不良结果有借有还有借有还本章思考题本章思考题Company Logo补给与储存资源的关系：补给与储存资源的关系：有借有还有借有还 地下水库地下水库调蓄补给量调蓄补给量地下水库地下水库地下水库地下水库储存储存储存储存输入输入补给补给流流量量时间时间输出输出利用利用流流量量时间时间Company Logo思考题：比较两含水层的供水意义思考题：比较两含水层的供水意义A补给区补给区B补给区补给区分析比较：分析比较：1）补给条件）补给条件2）储存资源）储存资源第十三章结束第十三章结束Company Logo本章内容本章内容 13.1 地下水资源的概念地下水资源的概念13.2 地下水资源的特性地下水资源的特性13.3 地下水资源的分类地下水资源的分类13.4 地下水资源的供水意义地下水资源的供水意义Company Logo