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        地下水概念精選(五篇)

        發(fā)布時(shí)間:2024-01-04 15:10:45

        序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫(xiě)作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇地下水概念,期待它們能激發(fā)您的靈感。

        地下水概念

        篇1

        關(guān)鍵詞:微實(shí)踐;師生互動(dòng);實(shí)例教學(xué);能力培養(yǎng)

        由于學(xué)科歷史沿革不同,目前國(guó)內(nèi)的地下水科學(xué)有許多分支,其中屬于地質(zhì)科學(xué)分支的有水文地質(zhì)學(xué)、專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)學(xué)以及地下水勘測(cè)類(lèi)的科學(xué);屬于水文科學(xué)分支的有地下水水文學(xué),水資源評(píng)價(jià)、規(guī)劃和管理類(lèi)的科學(xué);地下水動(dòng)力學(xué)以及滲流理論及其應(yīng)用類(lèi)的學(xué)科可以劃歸流體力學(xué)的范疇。我國(guó)地下水水文學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)在歷代科研人員的共同努力下,已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,在理論研究和工作方法方面已大大縮短了和世界先進(jìn)水平的差距,并接近世界先進(jìn)水平。

        地下水水文學(xué)是水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)的必修課程和地下水方向的核心課程。課程主要的教學(xué)任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生從水文循環(huán)的基本原理出發(fā),在完整的水循環(huán)體系內(nèi)了解地下水的形成、儲(chǔ)存、運(yùn)動(dòng)、補(bǔ)給、排泄等特征的變化規(guī)律,并使學(xué)生初步掌握地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)資料整理與分析的基本方法、野外實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)資料整理與分析的基本方法、水量平衡原理及其應(yīng)用步驟、地下水資源評(píng)價(jià)的基本方法和水量平衡的基本分析方法,運(yùn)動(dòng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法,通過(guò)站網(wǎng)觀測(cè)資料和實(shí)驗(yàn)資料來(lái)了解地下水動(dòng)態(tài),并作出地下水資源的初步評(píng)價(jià)。

        由于地下水科學(xué)研究對(duì)象的特殊性,決定了野外實(shí)踐是其基本工作方法。因此,野外實(shí)踐是相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。從現(xiàn)階段已有的水文學(xué)與水資源工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案來(lái)看,地下水相關(guān)的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)顯然是不充分的。本文提出在水文學(xué)與水資源工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案穩(wěn)定不變的前提下,結(jié)合地下水科學(xué)的實(shí)際特點(diǎn),提出在課堂教學(xué)開(kāi)展“微實(shí)踐”的教學(xué)手段,并且結(jié)合個(gè)人教學(xué)經(jīng)歷,開(kāi)展試驗(yàn)性教學(xué)改革,分析了此次微實(shí)踐教學(xué)改革的效果,并對(duì)微實(shí)踐今后發(fā)展的方向提出了一些個(gè)人的看法。

        一、微實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)方案設(shè)計(jì)

        傳統(tǒng)高等教育培養(yǎng)人才的主要模式是課堂理論教學(xué)。“水文水資源”課程教學(xué)模式仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式,即單向灌輸。教材過(guò)分強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)完整的知識(shí)體系,偏重于培養(yǎng)學(xué)生的理論素養(yǎng)和知識(shí)水平。應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)理念與不斷發(fā)展的教學(xué)群體,譬如,多媒體手段等新興的教學(xué)手段逐漸成為授課教師關(guān)注的對(duì)象,并且得到了諸多有益的嘗試。然而實(shí)踐教學(xué)是水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量方面具有重要作用。作者提出可以在維持現(xiàn)有教學(xué)方案的前提下,適當(dāng)增加課堂微實(shí)踐的內(nèi)容,彌補(bǔ)以往地下水教學(xué)過(guò)程中理論有余、實(shí)踐不足的現(xiàn)狀。

        地下水水文學(xué)的基本概念與原理,從字面上理解并不困難,但是想要掌握并靈活運(yùn)用,卻并不容易。這里主要原因之一就是初學(xué)者缺乏地下水感性認(rèn)識(shí),同時(shí)地下水科學(xué)具有綜合性,只有結(jié)合具體問(wèn)題分析才能理解并掌握。地下水水文學(xué)課程中適宜于進(jìn)行課堂實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié)有水文地質(zhì)特性實(shí)驗(yàn)、地下水滲流規(guī)律實(shí)驗(yàn)以及潛水與承壓水的補(bǔ)給、徑流與排泄模擬實(shí)驗(yàn)。除此之外,包括抽水實(shí)驗(yàn)等的水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)雖然也是地下水水文學(xué)教學(xué)中的重難點(diǎn),但是在室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)的難度較大,因此,本次微實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)此知識(shí)點(diǎn)不予考慮。

        本次微實(shí)踐教學(xué)方案基于水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)和地下水動(dòng)力學(xué)基本原理的課內(nèi)實(shí)踐內(nèi)容,具體包括:(1)水文地質(zhì)性質(zhì)認(rèn)知實(shí)踐;(2)地下水滲流規(guī)律演示實(shí)踐;(3)潛水與承壓水的運(yùn)動(dòng)模擬實(shí)踐。共計(jì)三次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。微實(shí)踐課程目標(biāo):增強(qiáng)學(xué)生對(duì)含水介質(zhì)水理特性的感性認(rèn)識(shí),掌握地下水運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律,能夠較好地識(shí)記不同類(lèi)型的地下水補(bǔ)給、徑流與排泄的基本特征,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的基本科研素養(yǎng),并且訓(xùn)練學(xué)生基本的動(dòng)手實(shí)踐與計(jì)算分析能力,能夠獨(dú)立解決地下水水文學(xué)的基礎(chǔ)工程問(wèn)題。

        本次課程微實(shí)踐結(jié)合本人教學(xué)經(jīng)歷,在講授相關(guān)理論知識(shí)后,使用一定的課堂時(shí)間開(kāi)展相關(guān)內(nèi)容的演示與學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐。單次微實(shí)踐控制在一個(gè)課時(shí)之內(nèi),總計(jì)三次。為了準(zhǔn)確評(píng)估教學(xué)效果,采用學(xué)生自愿報(bào)名的方式。本次教學(xué)對(duì)象共計(jì)本科生147人,其中57人報(bào)名參加微實(shí)踐環(huán)節(jié)。

        二、實(shí)施效果對(duì)比分析

        根據(jù)參與微實(shí)踐環(huán)節(jié)與否,將授課學(xué)生分為兩組(實(shí)驗(yàn)組和普通組)。下面按照出勤情況(非實(shí)踐環(huán)節(jié)的課堂出勤情況)和課程總評(píng)分結(jié)果來(lái)對(duì)比微實(shí)踐教學(xué)效果。兩組學(xué)生的出勤結(jié)果見(jiàn)下表。整個(gè)課程教學(xué)期間,除去微實(shí)踐環(huán)節(jié),共計(jì)以課堂作業(yè)、提問(wèn)、點(diǎn)名等形式考察出勤情況4次,共計(jì)588人次。其中實(shí)到人次532人次,出勤率為90.48%。對(duì)比實(shí)驗(yàn)組與普通組的出勤結(jié)果可知實(shí)驗(yàn)組同學(xué)的總體出勤率和方差均要優(yōu)于普通組。

        下圖所示為兩組同學(xué)的課程總評(píng)分分布情況(上圖為實(shí)驗(yàn)組,下圖為普通組)。實(shí)驗(yàn)組同學(xué)平均分為88.45(100分制),標(biāo)準(zhǔn)偏差為7.433。普通組的平均分為83.13,較實(shí)驗(yàn)組低5.32分;標(biāo)準(zhǔn)偏差為14.14,比實(shí)驗(yàn)組的標(biāo)準(zhǔn)偏差高出90.23%。從直方圖分布來(lái)看,實(shí)驗(yàn)組的同學(xué)總評(píng)分更加集中,異常值(極小值)較少,而普通組的同學(xué)總評(píng)分中盡管也有部分同學(xué)取得了優(yōu)秀的總評(píng)成績(jī),但是仍有部分同學(xué)考核成績(jī)不理想。

        通過(guò)出勤情況和課程總評(píng)情況來(lái)看,實(shí)驗(yàn)組的同學(xué)普遍具有更高的參與課程的積極性,課程主要內(nèi)容的掌握情況也要高于普通組的同學(xué)。這里排除學(xué)生自愿參與的主觀篩選因素外,課程微實(shí)踐的主要教學(xué)效果可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:學(xué)生可以在感性認(rèn)識(shí)上增加對(duì)地下水基本知識(shí)的掌握,并且有利于提高學(xué)生利用地下水原理解決實(shí)際問(wèn)題的能力,同時(shí)通過(guò)這些實(shí)際能力的掌握與增強(qiáng),可以進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)地下水課程的興趣,提高自主學(xué)習(xí)的積極性。

        三、微實(shí)踐環(huán)節(jié)的發(fā)展前景

        在教學(xué)理念的傳承和發(fā)展過(guò)程中,地下水水文學(xué)(水文地質(zhì)學(xué))課程向來(lái)是秉承以學(xué)生為本、實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)場(chǎng)并重,突出能力考察的教學(xué)模式。目前縱觀國(guó)內(nèi)高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)及課程現(xiàn)狀,都是課堂教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于實(shí)踐教學(xué)。這往往是由于培養(yǎng)方案和培養(yǎng)經(jīng)費(fèi)等多方面的因素限制。隨著信息化社會(huì)的快速發(fā)展,“微”字已經(jīng)體現(xiàn)在我們生活學(xué)習(xí)的各個(gè)方面。通過(guò)我們開(kāi)展的課程微實(shí)踐活動(dòng),表明在不顯著增加教學(xué)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)的條件下,微實(shí)踐可以有效提高教學(xué)效果。通過(guò)本次改革,作者對(duì)地下水課程課堂微實(shí)踐的發(fā)展方向和注意要點(diǎn)做了初步的總結(jié)。

        1.微實(shí)踐中做到師生互動(dòng)

        傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方式通常是“老師講實(shí)驗(yàn),學(xué)生照著做”。在時(shí)間較短的微實(shí)踐環(huán)節(jié)中,更加要打破這種傳統(tǒng)乏味的單一模式。教師可以事先把實(shí)驗(yàn)任務(wù)布置給學(xué)生,在微實(shí)踐環(huán)節(jié)中用較少的時(shí)間進(jìn)行綱要性地演示。把剩余的時(shí)間留給學(xué)生,各個(gè)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),研究和解決在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。教師對(duì)各組進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng),讓學(xué)生帶著壓力去實(shí)驗(yàn),有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ囵B(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和意識(shí),盡量多給學(xué)生留下思考的時(shí)間和動(dòng)手機(jī)會(huì)。

        2.微實(shí)踐中強(qiáng)調(diào)實(shí)例教學(xué)

        在地下水水文學(xué)課程原有的教學(xué)模式中,教師按照教學(xué)大綱,將規(guī)定內(nèi)容傳授給學(xué)生,尤其是注重基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)的傳授。經(jīng)常有學(xué)生會(huì)問(wèn):老師,這個(gè)理論在今后的工作中如何應(yīng)用?對(duì)于科研工作經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)秀教師或許可以輕松解決學(xué)生此類(lèi)的疑問(wèn)。而對(duì)于多數(shù)年輕教師,要想圓滿地解決學(xué)生的疑惑還是存在一定的困難。在微實(shí)踐環(huán)節(jié),學(xué)生更加直接地面對(duì)地下水問(wèn)題,那么如何將室內(nèi)模擬模型中的地下水文過(guò)程與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合,是教師必須事先做好功課的內(nèi)容。而且教師在微實(shí)踐環(huán)節(jié)將實(shí)驗(yàn)與實(shí)際問(wèn)題的內(nèi)在關(guān)聯(lián)解答清楚,也是提高教學(xué)效果的重要手段。最為重要的是學(xué)生可以提出自己對(duì)實(shí)際問(wèn)題的看法,而學(xué)生的這些看法可能就會(huì)給教師帶來(lái)教學(xué)的靈感,從而使教師自身水平得到提高,以達(dá)到“教學(xué)相長(zhǎng)”的效果。

        3.微實(shí)踐中重視能力的培養(yǎng)

        理論聯(lián)系實(shí)踐是地下水研究中的重要方法論。實(shí)踐環(huán)節(jié)豐富了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),然后更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生能夠在對(duì)水文現(xiàn)象感性認(rèn)識(shí)上進(jìn)行整理、歸納、總結(jié)和概括。因此,實(shí)踐環(huán)節(jié)雖然有助于學(xué)生對(duì)抽象概念的掌握及理解,但這一點(diǎn)也不能被濫用,否則就會(huì)影響學(xué)生抽象思維能力的培養(yǎng)。實(shí)踐教學(xué)不僅在于驗(yàn)證書(shū)本知識(shí)和鞏固理論知識(shí),而且要更加重視引導(dǎo)學(xué)生探討學(xué)科理論的形成與發(fā)展。這是與學(xué)科理論形成過(guò)程相反的過(guò)程。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中可以針對(duì)不同的地下水現(xiàn)象作為知識(shí)興趣點(diǎn)提出問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。從這一角度來(lái)看,微實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)該重視從單一方法的培養(yǎng)到方法綜合運(yùn)用培養(yǎng)的高級(jí)階段,也即是科研能力培養(yǎng)階段。

        創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。尋求在體制范圍內(nèi)的微創(chuàng)新、微實(shí)踐是教育事業(yè)改革的新方向。本文以地下水水文學(xué)現(xiàn)狀教學(xué)體系為出發(fā)點(diǎn),提出在不改變?cè)薪虒W(xué)大綱、教學(xué)目標(biāo)的前提下,引入若干次體量小、靈活性強(qiáng)的微實(shí)踐活動(dòng)。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐對(duì)比分析,表明微實(shí)踐對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,提升理論知識(shí)掌握程度具有顯著的效果。

        本次研究?jī)H是作者結(jié)合自身教學(xué)科研領(lǐng)域做的微小嘗試,其中不乏許多不足之處。作者對(duì)于微實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中的師生互動(dòng)、實(shí)例教學(xué)和能力培養(yǎng)方面的認(rèn)識(shí)都還不夠深入。微實(shí)踐作為解決信息化時(shí)代知識(shí)爆炸這一問(wèn)題的有益解決方案,值得更多的教育工作者思考和嘗試。

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        篇2

        [關(guān)鍵詞]地下水環(huán)境 演化機(jī)制 地下水環(huán)境健康研究

        [中圖分類(lèi)號(hào)] X532 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2014)-8-256-2

        1引言

        地下水在生態(tài)和地質(zhì)環(huán)境中具有不可替代的作用,地下水具有資源、生態(tài)、環(huán)境等多重屬,它在維持生態(tài)環(huán)境的平衡方面起著十分重要的作用。針對(duì)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地下水環(huán)境的影響,以及如何解決地下水資源為人類(lèi)發(fā)展提供持續(xù)的服務(wù)功能等問(wèn)題,在地下水科學(xué)與工程研究領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)展了大量的深入研究,主要集中在環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題、地下水環(huán)境演化、地下水的脆弱性評(píng)價(jià)、地下水可持續(xù)利用與管理方面。

        2地下水環(huán)境概述

        2.1地下水環(huán)境演化

        干旱半干旱氣候區(qū)地下水的形成、演化及各種影響因子,包括與人類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系研究,是科學(xué)地開(kāi)發(fā)利用地下水資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)性工作,也是國(guó)際上水科學(xué)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。早期的環(huán)境水文地質(zhì)工作把重點(diǎn)集中在地下水污染的研究。20世紀(jì)70年代以后,隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,導(dǎo)致地下水系統(tǒng)水量衰減、水質(zhì)惡化,人們主要集中于地下水循環(huán)特征,以及影響水的分布、可利用性和水質(zhì)等因素的研究;至80年代,地下污染治理成為主要研究方向,并開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)展污染物在地下水系統(tǒng)中遷移轉(zhuǎn)化的數(shù)值模擬研究。20世紀(jì)80年代中期以來(lái),隨著人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日益重視,在可持續(xù)發(fā)展理念的指導(dǎo)下,人類(lèi)在地下水的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中越來(lái)越多的考慮資源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等制約因素,地下水資源的科學(xué)管理更多體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的原則。90年代以來(lái),地下水不合理開(kāi)發(fā)引起了地面沉降、巖溶塌陷等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,于是對(duì)地下水環(huán)境演化的問(wèn)題,開(kāi)始由傳統(tǒng)的地下水流場(chǎng)、水化學(xué)場(chǎng)的理論研究轉(zhuǎn)向重視人類(lèi)工程活動(dòng)的影響及其變異的研究,主要集中在人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地下水環(huán)境演化進(jìn)程、路徑和方向的影響及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)方面。研究地下水環(huán)境演化規(guī)律及其與地質(zhì)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的相互制約作用,科學(xué)地總結(jié)地下水環(huán)境演化模式,可為生態(tài)環(huán)境的預(yù)測(cè)和充分合理地利用自然資源提供科學(xué)依據(jù)。

        2.2地下水環(huán)境脆弱性

        地下水環(huán)境脆弱性是指地下水環(huán)境由于自然條件變化和人類(lèi)活動(dòng)影響遭受破壞帶來(lái)一系列問(wèn)題的敏感程度,它反映了地下水環(huán)境的自我防護(hù)能力,也是衡量地下水環(huán)境健康的重要因素。地下水環(huán)境的脆弱程度是衡量地下水環(huán)境對(duì)外界脅迫的恢復(fù)能力的重要指標(biāo)。“地下水脆弱性”是法國(guó)的Albinet等于1968年首次提出的[1],他們認(rèn)為地下水脆弱性是在自然條件下污染源從地表滲透與擴(kuò)散到地下水面的可能性。目前,國(guó)際上公認(rèn)的地下水脆弱性的定義是美國(guó)國(guó)家科學(xué)研究委員會(huì)于1993年提出的,地下水脆弱性是指污染物到達(dá)最上層含水層之上某特定位置的傾向性與可能性,據(jù)此可將地下水脆弱性分為本質(zhì)脆弱性和特殊脆弱性。國(guó)外許多學(xué)者較早地開(kāi)展了地下水脆弱性的研究,并取得了頗為豐碩的研究成果;國(guó)內(nèi)20世紀(jì)90年代中期才開(kāi)始地下水脆弱性研究,大多集中于地下水的本質(zhì)脆弱性方面,對(duì)于影響地下水特殊脆弱性的敏感因子考慮較少。由于地下水系統(tǒng)的復(fù)雜性和人們認(rèn)識(shí)的差異性,目前對(duì)地下水環(huán)境脆弱性的研究還存在許多問(wèn)題,有待進(jìn)一步完善。

        2.3地下水的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)

        地下水作為水資源的重要組成部分,其開(kāi)發(fā)利用必然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重大影響:地下水位過(guò)高會(huì)引發(fā)土壤鹽漬化和沼澤化;地下水位過(guò)低會(huì)引起土壤干化、沙化和天然植被退化,下墊面變化,減少地表徑流,包氣帶變厚,減少地下水的補(bǔ)給量。俄羅斯學(xué)者V.N.Ostrovski提出了“生態(tài)水文地質(zhì)學(xué)”的概念,將水文地質(zhì)的概念引入到生態(tài)系統(tǒng)中,他認(rèn)為:生態(tài)水文地質(zhì)學(xué)研究目的是控制地下水圈的體制以防止發(fā)生一些不可逆轉(zhuǎn)的對(duì)生態(tài)環(huán)境不利的影響,一方面要預(yù)防人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不利影響,另一方面要科學(xué)地預(yù)測(cè)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的影響[2]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者加強(qiáng)了地下水的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究,有學(xué)者提出了合理生態(tài)水位概念,研究了地下水位與植被生長(zhǎng)狀況的關(guān)系,研究了作物產(chǎn)量與地下水位埋深的關(guān)系。以協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo),建立地下水引起的表生生態(tài)效應(yīng)遞階層次評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,豐富水資源生態(tài)價(jià)值理論。這些研究表明,無(wú)論是對(duì)于整個(gè)區(qū)域的地表景觀格局變化,還是對(duì)于局部典型的生態(tài)系統(tǒng)的演化,維持適宜的地下水系統(tǒng)狀態(tài)都是很重要的。研究表明,無(wú)論是對(duì)于整個(gè)區(qū)域的地表景觀格局變化,還是對(duì)于局部典型的生態(tài)系統(tǒng)的演化,維持適宜的地下水系統(tǒng)狀態(tài)都是很重要的。地下水的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究主要是土壤水鹽運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、潛水水鹽動(dòng)態(tài)、潛水位埋深等與植物生長(zhǎng)關(guān)系。地下水位生態(tài)環(huán)境指標(biāo)是指與生態(tài)環(huán)境狀況密切聯(lián)系的地下水和與地下水有關(guān)的各種臨界指標(biāo)的總稱(chēng),主要包括土壤含水量、土壤允許含鹽量、地下水位適宜礦化度、地下水位臨界深度、潛水蒸發(fā)極限深度、潛水零補(bǔ)排差深度和地面控制沉降臨界水位等[3],這些指標(biāo)是地下水資源管理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要依據(jù)。地下水的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的研究,可為地下水環(huán)境生態(tài)功能紊亂的辨識(shí)、確定合理的健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系提供重要的理論依據(jù)。

        2.4地下水資源可持續(xù)利用與管理

        水資源的可持續(xù)利用與管理是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展極為重要的保障,水環(huán)境健康是水資源可持續(xù)利用的目標(biāo)與方向。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)水資源可持續(xù)性的研究方興未艾。有學(xué)者運(yùn)用總量控制來(lái)研究地下水的可持續(xù)性,從生態(tài)環(huán)境角度評(píng)價(jià)了地下水資源的可持續(xù)性。有學(xué)者運(yùn)用水、生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)理論研究地下水的承載力,從地下水資源承載力角度研究地下水資源的可持續(xù)性。地下水資源的可持續(xù)利用是指在確保地下水開(kāi)發(fā)利用不對(duì)生態(tài)環(huán)境造成危害的前提下,地下水在數(shù)量上和質(zhì)量上最大限度滿足當(dāng)前及長(zhǎng)遠(yuǎn)的需求。維持地下水環(huán)境狀態(tài)的健康是地下水資源可持續(xù)利用與管理的戰(zhàn)略方向,因此,地下水可持續(xù)利用與管理的研究為地下水環(huán)境健康的研究奠定了理論基礎(chǔ)。目前對(duì)于地下水資源的可持續(xù)性研究仍處于探索之中,現(xiàn)在還沒(méi)有一套公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。地下水可持續(xù)利用涉及到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)系統(tǒng)的方方面面,因而主要任務(wù)是在掌握廣泛資料的基礎(chǔ)上,找出適應(yīng)評(píng)價(jià)區(qū)域的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)體系。綜上所述,目前水文地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域開(kāi)展的地下水環(huán)境演化、地下水環(huán)境脆弱性、地下水的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)和地下水資源可持續(xù)利用與管理等方面的研究已經(jīng)為地下水環(huán)境健康的研究奠定了良好的理論基礎(chǔ)。但目前所進(jìn)行的水資源可持續(xù)利用的研究局限在對(duì)這種理念的理解、研究?jī)?nèi)容的拓展,同時(shí),地下水環(huán)境演化、地下水脆弱性、地下水生態(tài)環(huán)境效應(yīng)等方面的研究也局限在地下水環(huán)境問(wèn)題的某一方面,至今仍未進(jìn)行綜合性的研究與探討。由于地下水環(huán)境健康問(wèn)題的復(fù)雜性,以及影響因素的整體性與持續(xù)性,決定了我們必須從整體上來(lái)把握地下水環(huán)境健康的研究。

        3地下水環(huán)境健康研究現(xiàn)狀

        地下水環(huán)境健康作為水環(huán)境健康的組成部分,對(duì)于促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展具有舉足輕重的作用,然而,地下水環(huán)境健康理論的研究及其應(yīng)用仍未展開(kāi),其基本理論、評(píng)價(jià)體系與方法是需要進(jìn)一步探討的重要問(wèn)題。通過(guò)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康、水環(huán)境健康理論與研究方法的分析,人類(lèi)在對(duì)地下水的大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用以后,必須重新審視地下水的生態(tài)環(huán)境功能與資源價(jià)值,探求人與自然的和諧發(fā)展道路,維護(hù)地下水環(huán)境健康必將成為地下水資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境管理的重要戰(zhàn)略方向。對(duì)地下水環(huán)境健康理論體系的研究,有以下幾方面的發(fā)展趨勢(shì):(1)研究地下水環(huán)境的演化機(jī)制。在自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)的持續(xù)脅迫下,地下水環(huán)境始終處于發(fā)展和演化狀態(tài)。人類(lèi)活動(dòng)的強(qiáng)度決定了地下水環(huán)境演化的性質(zhì)與速度,是影響地下水環(huán)境健康的主導(dǎo)因素。開(kāi)展人類(lèi)活動(dòng)影響下地下水環(huán)境的演化機(jī)制可以深刻揭示地下水環(huán)境的劣變?cè)颍榈叵滤h(huán)境健康狀態(tài)的演變趨勢(shì)分析奠定理論基礎(chǔ)。(2)地下水環(huán)境健康的概念及評(píng)價(jià)體系的研究。地下水環(huán)境健康是生態(tài)系統(tǒng)健康的基礎(chǔ),是水環(huán)境健康的重要組成部分,維持地下水環(huán)境狀態(tài)的健康可促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的良性發(fā)展。地下水環(huán)境健康的內(nèi)涵是對(duì)地下水環(huán)境系統(tǒng)狀態(tài)和功能的總結(jié)與概括,是地下水環(huán)境健康評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)。地下水環(huán)境健康評(píng)價(jià)體系是實(shí)現(xiàn)地下水環(huán)境健康評(píng)價(jià)的先決條件,包括地下水環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)模型等。(3)地下水環(huán)境健康評(píng)價(jià)指標(biāo)研究。在地下水環(huán)境健康內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,結(jié)合地下水環(huán)境演化機(jī)制分析,概括地下水環(huán)境健康的驅(qū)動(dòng)因子和狀態(tài)響應(yīng),并利用主導(dǎo)性、獨(dú)立性的評(píng)價(jià)指標(biāo)表征地下水環(huán)境系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)因子和狀態(tài)響應(yīng),并構(gòu)建各評(píng)價(jià)指標(biāo)的健康等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),這一環(huán)節(jié)是聯(lián)系地下水環(huán)境健康理論與實(shí)踐的重要紐帶。(4)現(xiàn)論與先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。地下水環(huán)境健康的研究是在已經(jīng)發(fā)展成熟的地下水科學(xué)理論與技術(shù)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合、系統(tǒng)的研究,因此,在開(kāi)展地下水環(huán)境健康研究中,應(yīng)該綜合運(yùn)用現(xiàn)代系統(tǒng)理論和空間數(shù)據(jù)綜合采集技術(shù)、系統(tǒng)模擬預(yù)測(cè)技術(shù)和綜合評(píng)價(jià)技術(shù),以提高研究的實(shí)用性、科學(xué)性,也有利于推動(dòng)地下水綜合評(píng)價(jià)理論與方法的發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1]Doerfliger N,Jeannin P Y,Zwahlen F.Water vulnerability assessment in karst environments a new method of defining protection areas using a multi-attribute approach and GIs tools [J].Environment Geology,1999,39(2):165-l76.

        篇3

        地下水功能區(qū)劃是地下水利用與保護(hù)規(guī)劃中的重點(diǎn)也是亮點(diǎn)。

        根據(jù)《全國(guó)地下水利用與保護(hù)規(guī)劃》:地下水功能區(qū)劃是地下水利用與保護(hù)工作的基礎(chǔ)平臺(tái)。按照《關(guān)于開(kāi)展地下水功能區(qū)劃的通知》(水資源[2005]386號(hào))文件的要求,全國(guó)開(kāi)展了淺層地下水功能區(qū)劃工作,明確了淺層地下水的功能定位。對(duì)于深層承壓水,按照儲(chǔ)備為主的原則,不再劃分功能區(qū)。

        以地下水主導(dǎo)功能為基礎(chǔ),劃分全國(guó)地下水功能區(qū);根據(jù)地下水功能區(qū)的主導(dǎo)功能,兼顧其他功能要求,確定各功能區(qū)維系供水安全的水位、開(kāi)采總量控制指標(biāo)和水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)。本次規(guī)劃在第二次水資源評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了淺層地下水功能區(qū)的劃分,按兩級(jí)劃分為三大區(qū)類(lèi)。地下水功能區(qū)按兩級(jí)劃分。

        一級(jí)功能區(qū):地下水一級(jí)功能區(qū)劃分為開(kāi)發(fā)區(qū)、保護(hù)區(qū)、保留區(qū)共3類(lèi),主要協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水和生態(tài)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系,體現(xiàn)國(guó)家對(duì)地下水資源合理開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)的總體部署。

        二級(jí)功能區(qū):在地下水一級(jí)功能區(qū)的框架內(nèi),根據(jù)地下水的主導(dǎo)功能,劃分為8類(lèi)地下水二級(jí)功能區(qū)。其中,開(kāi)發(fā)區(qū)劃分為集中式供水水源區(qū)和分散式開(kāi)發(fā)利用區(qū)共兩類(lèi)地下水二級(jí)功能區(qū),保護(hù)區(qū)劃分為生態(tài)脆弱區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)和地下水水源涵養(yǎng)區(qū)共3類(lèi)地下水二級(jí)功能區(qū),保留區(qū)劃分為不宜開(kāi)采區(qū)、儲(chǔ)備區(qū)和應(yīng)急水源區(qū)共3類(lèi)地下水二級(jí)功能區(qū)。地下水二級(jí)功能區(qū)主要協(xié)調(diào)地區(qū)之間、用水部門(mén)之間和不同地下水功能之間的關(guān)系。

        我國(guó)淺層地下水功能區(qū)劃呈山丘區(qū)以保護(hù)區(qū)為主、平原區(qū)以開(kāi)發(fā)區(qū)為主的顯著特點(diǎn)。地下水二級(jí)功能區(qū)界線不能跨水資源二級(jí)區(qū),基本規(guī)劃單元面積太小時(shí),根據(jù)情況可進(jìn)行適當(dāng)歸并。

        在地下水功能區(qū)劃工作的基礎(chǔ)上,水利部于2007年下發(fā)了《關(guān)于做好全國(guó)地下水利用與保護(hù)規(guī)劃編制工作的通知》(辦規(guī)計(jì)函[2007]409號(hào)),要求編制地下水利用與保護(hù)規(guī)劃。

        1.2地下水功能區(qū)與地表水功能區(qū)的差異

        流域綜合規(guī)劃修編涉及到各個(gè)方面,其中有水功能區(qū)和地下水功能區(qū)關(guān)系密切。

        地下水功能區(qū)劃分是針對(duì)流域面上的地下水,是編制淺層地下水利用與保護(hù)規(guī)劃的基礎(chǔ),規(guī)劃編制主要以地下水功能區(qū)為單元,根據(jù)其功能狀況,提出分區(qū)分類(lèi)開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)修復(fù)規(guī)劃方案。

        地下水功能區(qū)以流域的地下水資源量與可開(kāi)采量和水質(zhì)功能定義,水功能區(qū)劃分地表水水資源狀況來(lái)定義。

        地下水功能區(qū)區(qū)劃采用水資源評(píng)價(jià)地表水資源評(píng)價(jià)的面積和分區(qū)一致,即采用流域全覆蓋的方式進(jìn)行,包括不透水面積、水面面積及沙漠區(qū)面積等。水功能區(qū)以干流支流為主河段為單元,已經(jīng)水利部的批復(fù),待國(guó)務(wù)院批復(fù)。

        水功能區(qū)劃分是針對(duì)流域干支流河流,指為滿足水資源合理開(kāi)發(fā)和有效保護(hù)的需求,根據(jù)水資源的自然條件、功能要求、開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀,按照流域綜合規(guī)劃、水資源保護(hù)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求,在相應(yīng)水域按其主導(dǎo)功能劃定并執(zhí)行相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的特定區(qū)域。

        依據(jù)同為水利部水資源不同的批文,分區(qū)不同:一級(jí)區(qū)為3類(lèi)與4類(lèi),二級(jí)區(qū)8類(lèi)與7類(lèi)。

        水利部水資源[2003]233號(hào)文“水功能區(qū)管理辦法”第三條:水功能區(qū)分為水功能一級(jí)區(qū)和水功能二級(jí)區(qū)。水功能一級(jí)區(qū)分為保護(hù)區(qū)、緩沖區(qū)、開(kāi)發(fā)利用區(qū)和保留區(qū)4類(lèi)。水功能二級(jí)區(qū)在水功能一級(jí)區(qū)劃定的開(kāi)發(fā)利用區(qū)中劃分,分為飲用水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂(lè)用水區(qū)、過(guò)渡區(qū)和排污控制區(qū)7類(lèi)。

        1.3地下水功能區(qū)需完善

        如何與水功能區(qū)相互協(xié)調(diào)是地下水功能區(qū)需要面臨的問(wèn)題。

        其實(shí)所謂的水功能區(qū)實(shí)際是應(yīng)該準(zhǔn)確表達(dá)為:地表水(江河、湖泊、水庫(kù)、運(yùn)河、渠道等地表水體)大部分干流河段與主要支流水域相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的特定區(qū)域的水功能區(qū)。

        水功能區(qū)是沿河道(湖泊)的一條線,地下水是河道外的流域片。

        在水資源開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)烈的地區(qū)地表水與地下水的交換也強(qiáng)烈,重復(fù)利用量就越大。

        無(wú)論地表水功能區(qū)與地下水功能區(qū)都與環(huán)保部門(mén)有著密切的聯(lián)系,特別是地表水,在中國(guó)素有“九龍治水”之稱(chēng)的多頭治水管理模式中,水利部門(mén)和環(huán)保部門(mén)是兩個(gè)重要的行業(yè)管理部門(mén),而在水的管理權(quán)限中,最主要的就是水質(zhì)和水量這兩大部分。治水的工作概括為:水利部門(mén)主要管水量,即水資源的利用;環(huán)保部門(mén)主要管水質(zhì),即水污染。目前我國(guó)已經(jīng)形成了這樣一個(gè)部門(mén)分割體制:“環(huán)保部門(mén)不下河,水利部門(mén)不上岸”。

        管理體制設(shè)置上,充分發(fā)揮現(xiàn)有流域水資源保護(hù)機(jī)構(gòu)的作用,建立流域管理與區(qū)域管理相結(jié)構(gòu)的體制。

        2009年3.22世界水日提出的口號(hào)是:“地下水——看不見(jiàn)的資源。”地下水一旦由于開(kāi)發(fā)和保護(hù)不當(dāng)而遭受污染,不但其自凈能力極弱,而且會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響,直接對(duì)人類(lèi)及其活動(dòng)造成危害。因此加強(qiáng)對(duì)珍貴的地下水資源保護(hù)具有非常重要的意義。

        地下水功能區(qū)保留區(qū)中的應(yīng)急水源區(qū)或儲(chǔ)備區(qū)也可歸于開(kāi)發(fā)區(qū),應(yīng)急水源區(qū)應(yīng)進(jìn)行一些基礎(chǔ)設(shè)備的投資,真正起到應(yīng)急的作用。

        2005年11月松花江污染事件哈爾濱宣布停水4天時(shí),為保證市民生活用水,哈爾濱市啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,從黑龍江省內(nèi)各市縣調(diào)水,由各區(qū)對(duì)口送水,大慶石油管理局鉆井總公司鉆井隊(duì)來(lái)到哈爾濱幫助在哈的大專(zhuān)院校、供水供熱企業(yè)新打約100口深水井,哈爾濱市啟動(dòng)市區(qū)386口備用水源井。單一以松花江地表水為主的供水的哈爾濱市,2009年總庫(kù)容5.23億立方米常年一類(lèi)水體的磨盤(pán)山水源地供水工程全線竣工通水,哈爾濱供水格局實(shí)現(xiàn)了由松花江水源向磨盤(pán)山水源的重大轉(zhuǎn)變,主城區(qū)市民即將全部飲用來(lái)自磨盤(pán)山的優(yōu)質(zhì)水。磨盤(pán)山供水工程滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后,哈爾濱市以松花江水為水源的各水廠將作為備用水源,城市供水將變?yōu)椤耙还┮粋洹钡母窬郑蠂?guó)家關(guān)于城市多水源保障體系的要求。

        2.深層承壓水與淺層水

        2.1公報(bào)概念深層承壓水與淺層水

        地下水資源量指地下水體(含水層重力水)的動(dòng)態(tài)水量,用補(bǔ)給量或排泄量作為定量依據(jù)。“中國(guó)水資源公報(bào)編制技術(shù)大綱”中:地下水源供水量是指水井工程的開(kāi)采量,按淺層水、深層水、微咸水分別統(tǒng)計(jì)。淺層水指與當(dāng)?shù)亟邓⒌乇硭w有直接補(bǔ)排關(guān)系的地下水;深層水指承壓地下水。坎兒井的供水量計(jì)入淺層水中。混合開(kāi)采井的開(kāi)采量,根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r按比例劃分為淺層淡水和深層承壓水,并在備注中說(shuō)明。

        由于水資源公報(bào)中的深層水根據(jù)各省區(qū)實(shí)際按照大致深度劃分,有的省區(qū)按100m或80m埋深,而內(nèi)蒙古草原采用50m。因此,與本次深層承壓水概念上有較大區(qū)別,一些省區(qū)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)或較少深層承壓水。各省(自治區(qū)、直轄市)基于“水資源公報(bào)”成果上報(bào)的深層承壓水現(xiàn)狀實(shí)際開(kāi)采量包含了部分易于補(bǔ)給更新的承壓水和巖溶水。

        2.2本次規(guī)劃采用概念

        本次將與當(dāng)?shù)卮髿饨邓偷乇硭w有直接水力聯(lián)系的潛水以及與潛水有密切水力聯(lián)系的承壓水統(tǒng)稱(chēng)為淺層地下水,將埋藏相對(duì)較深、與當(dāng)?shù)卮髿饨邓偷乇硭w沒(méi)有直接水力聯(lián)系而難于補(bǔ)給的地下水稱(chēng)為深層承壓水。

        淺層地下水廣泛分布于我國(guó)山丘區(qū)和平原區(qū),深層承壓水則主要分布于松嫩平原、黃淮海平原和長(zhǎng)江三角洲平原。

        為解決在地下水利用與保護(hù)規(guī)劃中深層承壓水實(shí)際開(kāi)采量統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)的問(wèn)題,根據(jù)全國(guó)水資源綜合規(guī)劃對(duì)淺層地下水和深層承壓水的界定,并結(jié)合國(guó)土資源部的研究成果,對(duì)有關(guān)概念做進(jìn)一步明確:淺層地下水包括潛水、易于補(bǔ)給和更新的承壓水,以及巖溶水;深層承壓水是指極難更新補(bǔ)給,基本不參與現(xiàn)代水循環(huán)的承壓水。

        2.3極難更新的深層承壓水近似可以看做“礦藏水”

        本次規(guī)劃采用2005年為現(xiàn)狀年依據(jù)2005年全國(guó)和流域以及各省區(qū)的地下水現(xiàn)狀供水量并對(duì)深層承壓水進(jìn)行了調(diào)整。

        全國(guó)水資源綜合規(guī)劃的專(zhuān)題:《深層承壓水量計(jì)算方法研究專(zhuān)題報(bào)告》認(rèn)為深層承壓水除分布于松嫩平原、華北平原(黃、淮、海平原)、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)外,準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地、柴達(dá)木盆地、河西走廊、鄂爾多斯盆地和四川盆地等大盆地也存有深層承壓水。由于山前平原的中深層承壓水易于接受山前側(cè)滲補(bǔ)給,且多與潛水有較密切的水力聯(lián)系,松嫩高平原的中深層承壓水亦具有山前平原之特性,故兩類(lèi)地貌區(qū)的地下水開(kāi)采量均劃入淺層地下水。所以,僅在松嫩低平原、大盆地中部、華北平原的中東部平原以及長(zhǎng)江三角洲地區(qū)統(tǒng)計(jì)深層承壓水實(shí)際開(kāi)采量。

        水利部公報(bào)編制組在2009年7月中國(guó)水資源公報(bào)編制匯總協(xié)調(diào)工作會(huì)議上提出的“水資源公報(bào)編制有關(guān)技術(shù)問(wèn)題”要求注意公報(bào)與相關(guān)成果,特別是水資源綜合規(guī)劃的比較分析和協(xié)調(diào),確定淺層、深層承壓地下水供水量的最新概念:淺層地下水包括潛水、易于補(bǔ)給和更新的承壓水,以及巖溶水;山丘盆地、山前平原、松嫩高平原。深層承壓水是指極難更新補(bǔ)給,基本不參與水循環(huán)的承壓水。僅統(tǒng)計(jì)松嫩低平原、大盆地中部、華北平原中東部、以及長(zhǎng)江三角洲地區(qū)等。

        “中國(guó)水資源公報(bào)”的深層承壓水新概念實(shí)施,需等本次規(guī)劃批復(fù)后正式行文。

        本次規(guī)劃經(jīng)過(guò)多次匯總后確定采用極難更新的地下水作為深層承壓水。

        由于省區(qū)長(zhǎng)期應(yīng)用的概念與這次的無(wú)法很快統(tǒng)一,因此,部分省區(qū)仍保留原深層承壓水的概念,比如河南省涉及四大流域,但省上已經(jīng)批復(fù)規(guī)劃。

        深層承壓水讓省區(qū)接受需要一定的時(shí)間,與當(dāng)?shù)卮髿饨邓⒌乇硭w沒(méi)有直接補(bǔ)排關(guān)系的地下水,地質(zhì)歷史時(shí)期累積形成的地下水資源量,含水系統(tǒng)中不可再生和恢復(fù)的、不能持續(xù)利用的水量,“極難更新的深層地下承壓水”儲(chǔ)存資源可以解釋為埋藏較深的類(lèi)似于礦藏的這類(lèi)水,當(dāng)然“礦藏水”不能完全理解為深層承壓水,較容易理解。

        我國(guó)礦藏水開(kāi)采量占總儲(chǔ)量比例不大。深層承壓水既然是“礦藏水”,也像煤炭一樣一次性資源,作為戰(zhàn)略儲(chǔ)備不難理解。作者也傾向于既然是礦藏也是可以適量開(kāi)采的,比如污染嚴(yán)重地區(qū)解決飲水安全,以及特殊行業(yè)的用途。

        3.功能區(qū)保護(hù)指標(biāo)

        3.1開(kāi)采量、水質(zhì)和水位

        根據(jù)地下水的功能要求、現(xiàn)狀情況、水資源配置方案以及未來(lái)利用保護(hù)的需要與可能,合理確定各功能區(qū)的地下水保護(hù)目標(biāo),包括地下水開(kāi)發(fā)利用的總量控制目標(biāo)即目標(biāo)開(kāi)采量、維系供水安全的水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)以及維持良好生態(tài)環(huán)境的合理生態(tài)水位控制目標(biāo)。

        功能區(qū)保護(hù)指標(biāo):水質(zhì)、開(kāi)采量和水位三類(lèi)。

        水質(zhì)要根據(jù)主導(dǎo)功能的水質(zhì)要求,嚴(yán)格控制,避免地下水水質(zhì)惡化。

        地下水開(kāi)采量以可開(kāi)采量和開(kāi)采區(qū)地下水補(bǔ)給條件來(lái)合理確定,實(shí)現(xiàn)區(qū)域地下水的采補(bǔ)平衡。

        地下水水位要根據(jù)地下水功能區(qū)生態(tài)與環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的要求,合理確定。

        地下水保護(hù)指標(biāo),加強(qiáng)保護(hù)、控制目標(biāo)不低于現(xiàn)狀;地下水超采區(qū)治理采取三方面措施:節(jié)約、替換、增源;加強(qiáng)節(jié)水,減少和控制地下水開(kāi)采量替代水源建設(shè)。對(duì)于地下水超采量通過(guò)水資源配置替換為地表水,壓縮地下水開(kāi)采。增加地下水補(bǔ)給量,提高地下水的可開(kāi)采量。

        3.2水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)

        水質(zhì)類(lèi)別按照I、II、III、IV、V填報(bào),選擇功能區(qū)代表性井的水質(zhì)平均狀況作為功能區(qū)水質(zhì)狀況;如集中供水水源區(qū)按照開(kāi)采井的水質(zhì)濃度數(shù)據(jù)平均確定,分散式開(kāi)發(fā)利用區(qū)按照典型井的平均水質(zhì)代表功能區(qū)水質(zhì)。

        以集中式供水水源區(qū)保護(hù)目標(biāo)為例加以說(shuō)明水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn):具有生活供水功能,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不低于Ⅲ類(lèi)水的標(biāo)準(zhǔn)值,現(xiàn)狀水質(zhì)優(yōu)于Ⅲ類(lèi)水時(shí),以現(xiàn)狀水質(zhì)作為控制目標(biāo);工業(yè)供水功能的集中式供水水源區(qū),以現(xiàn)狀水質(zhì)為控制目標(biāo)。

        集中式生活水源區(qū)根據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93),地下水礦化度不大于1g/L;集中式工業(yè)用水區(qū)地下水水質(zhì)不劣于IV類(lèi)水;分散式農(nóng)業(yè)用水區(qū)地下水水質(zhì)不劣于V類(lèi)水。

        水質(zhì)要求不發(fā)生地下水污染或發(fā)生惡化,影響到功能區(qū)的正常使用功能。針對(duì)不同地區(qū),依據(jù)地下水水質(zhì)狀況和污染源治理情況,提出不同階段地下水開(kāi)發(fā)利用與資源量保護(hù)的規(guī)劃目標(biāo)。在水質(zhì)目標(biāo)控制中未受污染的區(qū)域保持水質(zhì)現(xiàn)狀,經(jīng)過(guò)改水、替換、調(diào)水補(bǔ)源等措施提高水質(zhì);受到污染的區(qū)域治理保護(hù)達(dá)到原來(lái)的水質(zhì)狀況。

        3.2開(kāi)采量控制方案與水位目標(biāo)

        地下水開(kāi)發(fā)利用量要求以可開(kāi)采量和開(kāi)采區(qū)地下水補(bǔ)給條件來(lái)合理確定,目的是實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)利用區(qū)的地下水采補(bǔ)平衡,實(shí)現(xiàn)地下水的良性循環(huán);地下水水位是維持地下水生態(tài)環(huán)境功能的重要指標(biāo),不能太低,也不宜過(guò)高,要根據(jù)各功能區(qū)的實(shí)際保護(hù)目標(biāo)要求,合理確定。可開(kāi)采量根據(jù)地下水資源調(diào)查評(píng)價(jià)成果進(jìn)行核定。

        水量標(biāo)準(zhǔn):年均開(kāi)采量不大于可開(kāi)采量。

        在全國(guó)水資源綜合規(guī)劃成果的框架內(nèi),不同水平年的地下水開(kāi)采量控制方案。按照分區(qū)規(guī)劃、有壓有增的原則,超采區(qū)壓采量是規(guī)劃的難點(diǎn)重點(diǎn)。

        集中式供水水源區(qū)大部分為城市工業(yè)和生活供水,在當(dāng)?shù)氐乇硭⒖缌饔蛘{(diào)水、再生水利用等方面有相對(duì)良好的水資源條件,故未來(lái)以壓采為重點(diǎn)。

        除了淺層地下水開(kāi)采量控制方案外,還要進(jìn)行深層承壓水開(kāi)采量控制方案。規(guī)劃報(bào)告中列出了重點(diǎn)地區(qū)地下水開(kāi)采量控制方案:黃淮海平原(由海河一般平原、淮河一般平原及黃河下游平原)、黃河中上游能源基地(山西、陜北、寧夏和內(nèi)蒙鄂爾多斯高原是我國(guó)重要能源化工基地)、長(zhǎng)三角地區(qū)(包括江蘇的蘇州、無(wú)錫、常州、泰州四地市和浙江杭嘉湖地區(qū)以及上海市)、東北平原(東北松嫩平原、三江平原和遼河中下游平原)、西北內(nèi)陸河(西起帕米爾高原國(guó)境線,東至大興安嶺,北起國(guó)境線,南迄岡底斯山分水嶺)。

        地下水水位由于全國(guó)無(wú)法統(tǒng)一統(tǒng)計(jì)最后采用以埋深來(lái)代替,并且應(yīng)有一個(gè)高低數(shù)據(jù),即一個(gè)區(qū)間值;超采區(qū)一般壓采,“退出開(kāi)采”,中心埋深回升;鹽漬化如寧蒙河套及黃河下游沿岸的引黃灌區(qū)需要抽取地下水來(lái)降低水位,保持一定的埋深;荒漠化地區(qū)依據(jù)植被的生存要求,要保持一定的水位埋深。如華北深層承壓水水位埋深一般不應(yīng)大于50米,胡楊林地的地下水埋深條件是保持不大于8m的埋深等。

        4.重復(fù)水量(巖溶水、傍河井、泉水等)

        4.1地下水分類(lèi)與開(kāi)采概念

        本次規(guī)劃中的地下水是指賦存于地面以下巖土空隙中的飽和重力水。根據(jù)我國(guó)各地區(qū)地下水含水層介質(zhì)、埋藏條件的不同,可將地下水劃分為不同的類(lèi)型。

        按照埋藏條件,可將地下水劃分為潛水、承壓水兩種類(lèi)型。

        根據(jù)含水層介質(zhì)的不同,可將地下水劃分為松散巖類(lèi)孔隙水、碳酸鹽巖類(lèi)巖溶水、基巖裂隙水共3種類(lèi)型。地下水指埋藏在地下孔隙、裂隙、溶洞等含水層介質(zhì)中儲(chǔ)存運(yùn)移的水體。

        巖溶水主要賦存在碳酸鹽巖的溶洞和裂隙中,南方巖溶主要以溶洞甚至地下暗河的形式發(fā)育,如貴州、廣西等地是南方巖溶較發(fā)育的省份。北方寒武或奧陶系巖溶水則多呈現(xiàn)溶隙特點(diǎn),出水量大,開(kāi)采條件好,水質(zhì)優(yōu)良,是一些城市的重要水源,如河北和山西的太行山一帶和山東部分地區(qū)巖溶水分布較廣泛。

        地下水開(kāi)采:采用抽水設(shè)備取用地下水稱(chēng)為地下水開(kāi)采;包括溶洞甚至地下暗河、坎兒井、傍河井、泉水出露的使用等實(shí)際是地表水的利用,與此關(guān)系密切的還包括礦井水的利用。

        水資源開(kāi)發(fā)利用程度越高,地表水與地下水利用中交換越劇烈,重復(fù)利用水量就越多。

        4.2巖溶水等地下與地表重復(fù)利用水量

        對(duì)部分比較明確的重復(fù)利用水量如巖溶水等,在評(píng)價(jià)中沒(méi)有涉及本次規(guī)劃允許部分省區(qū)保留。傍河井開(kāi)采如關(guān)中渭河以及鄭州黃河大堤內(nèi)外的自來(lái)水井群等,其利用的實(shí)際是地表水量。

        西南喀斯特巖溶發(fā)育強(qiáng)烈的中心區(qū)域,地表涵養(yǎng)水源能力較弱,水資源開(kāi)發(fā)利用難度較大,工程性缺水問(wèn)題十分突出。巖溶山區(qū)由于地表和地下形成的雙重空間結(jié)構(gòu),巖溶地下水較豐富,巖溶大泉及地下暗河是貴州巖溶地下水賦存的主要形式,打深井解決農(nóng)村居民飲水安全,巖溶水利用采用泉水出露后修建集水設(shè)施。

        貴州省大約利用量為28億m3,全國(guó)近60億重復(fù)利用水量。

        4.3提高水資源耗水率與污水重復(fù)利用水量

        根據(jù)“中國(guó)水資源公報(bào)”2007年全國(guó)總用水(供水)量5819億m3,用水消耗總量3022億m3,全國(guó)綜合耗水率(消耗量占用水量的百分比)為52%,廢污水排放總量750億t;廢污水排放量是指工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活等用水戶排放的水量,但不包括火電直流冷卻水排放量和礦坑排水量。

        水資源開(kāi)發(fā)利用率(總供水占當(dāng)年水資源總量)為23%;其中,地表水源供水量占81.2%,地下水源供水量占18.4%,其他水源供水量占0.4%。供水與耗水相差近2800億m3、提高其他水源如污水資源化、雨水利用和海水淡化量和用水耗水率,將有近1000億m3潛力,減少大量新鮮水資源量的使用。

        按照取水水源不同分為地表水源、地下水源和其他水源三大類(lèi)。其他水源供水量包括污水處理再利用、雨水利用和海水淡化利用。污水處理再利用量是指經(jīng)過(guò)城市污水處理廠集中處理后的污水回用量,不包括工業(yè)企業(yè)內(nèi)部廢污水處理的重復(fù)利用量。中水又稱(chēng)再生水、回用水,是指城市污水和工業(yè)廢水經(jīng)凈化處理,水質(zhì)改善后達(dá)到國(guó)家城市污水再生利用標(biāo)準(zhǔn),可在一定范圍內(nèi)使用的非飲用水。如果能將這些廢污水通過(guò)處理轉(zhuǎn)化為中水無(wú)疑將是一塊巨大的資源。提高污水處理率,增加污水利用量,污水資源化邁入進(jìn)行大量使用階段。

        5.規(guī)劃保障措施

        5.1工程措施

        地下水利用與保護(hù)規(guī)劃的主要措施包括地下水超采治理、地下水污染治理、地下水涵養(yǎng)與修復(fù)、城鄉(xiāng)供水保障和地下水監(jiān)測(cè)工程。除供水措施屬于利用外,其他措施都屬于保護(hù)方面的內(nèi)容。

        超采治理是本次規(guī)劃的重點(diǎn)。超采治理的主要措施是壓縮地下水開(kāi)采量,使地下水系統(tǒng)逐步通過(guò)自然修復(fù),實(shí)現(xiàn)地下水水資源的良性循環(huán)和相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。

        5.2管理措施

        地下水資源管理措施主要包括法制建設(shè)、制度建設(shè)、能力建設(shè)、機(jī)制和體制等方面內(nèi)容。

        編制《地下水資源管理?xiàng)l例》和《地下水資源管理辦法》,并完善地下水功能區(qū)劃。

        地下水功能區(qū)劃應(yīng)列入地下水資源管理?xiàng)l例中,作為地下水利用和保護(hù)的重要管理依據(jù),賦予地下水功能區(qū)應(yīng)有的法律地位。建立和完善地下水功能區(qū)管理制度,分區(qū)分類(lèi)指導(dǎo)地下水的開(kāi)發(fā)利用和保護(hù)涵養(yǎng)。建立分區(qū)地下水總量控制與定額管理制度,完善地下水取水許可管理和水資源有償使用制度。

        5.3跨流域調(diào)水將修復(fù)地下水環(huán)境

        根據(jù)本次規(guī)劃結(jié)果,2020年,全國(guó)將從跨流域調(diào)水工程中,利用118億m3的水量來(lái)支持地下水超采治理,壓縮相應(yīng)的地下水開(kāi)采量,其中2014年?yáng)|、中南水北調(diào)工程是海河和淮河流域直接受水區(qū),替代的水量也最多,近70億m3。西北地區(qū)利用跨流域調(diào)水進(jìn)行地下水治理的替代水量達(dá)29億m3。

        作者通過(guò)對(duì)黃河流域1919年至2008年天然徑流量滑動(dòng)平均分析將在2013年后將結(jié)束自1986年以來(lái)較長(zhǎng)時(shí)段的枯水少水年,有可能出現(xiàn)一個(gè)平水年時(shí)期,也將對(duì)水資源利用緊張有所緩解。

        污水資源化的全面使用,結(jié)合跨流域調(diào)水使相關(guān)地區(qū)壓采與環(huán)境修復(fù)成了可能,因此,2015年將是北方地下水利用一個(gè)一級(jí)“拐點(diǎn)”。

        5.4規(guī)劃實(shí)施極大提高地下水綜合管理水平

        在本次地下水利用與保護(hù)規(guī)劃基礎(chǔ)上,制定并實(shí)施地下水保護(hù)的實(shí)施方案,落實(shí)地下水利用與保護(hù)規(guī)劃的有關(guān)措施,確保規(guī)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

        在地下水利用與保護(hù)實(shí)施方案中,要建立監(jiān)測(cè)和評(píng)估制度,建立適應(yīng)性管理為原則的動(dòng)態(tài)機(jī)制,及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題,提出解決對(duì)策,保證規(guī)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

        地下水功能區(qū)的劃分與實(shí)施,以集中水源地與重點(diǎn)地區(qū)控制方案為管理重點(diǎn),建立監(jiān)測(cè)監(jiān)督有效體系,對(duì)每個(gè)地下水水源地的總量、水位、水質(zhì)動(dòng)態(tài)管理,甚至對(duì)重要地區(qū)的地下含水層的管理,以及充分發(fā)揮廣大用水戶或自律協(xié)會(huì)的節(jié)水管水自覺(jué)性,規(guī)劃實(shí)施必將使我國(guó)地下水綜合管理水平大幅提高,緊追世界先進(jìn)管理水平。

        5.5建議

        本次規(guī)劃堅(jiān)持大原則下省區(qū)保留差異性,遺留問(wèn)題留待今后工作中進(jìn)一步完善。建議2015年作為基準(zhǔn)年進(jìn)行規(guī)劃的修訂,并且提前到該年之前開(kāi)始工作避免規(guī)劃中基準(zhǔn)年變動(dòng)帶來(lái)的不必要的麻煩。

        篇4

        近些年,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理的概念被提出。歐美國(guó)家基本都在走這條路。但是它帶來(lái)的另外一個(gè)問(wèn)題是政府要出面加強(qiáng)管理。另外,利用地下水分層分布的特點(diǎn)杜絕一部分地下水污染是我國(guó)可實(shí)施的重要手段。

        地下水是我國(guó)淡水資源的重要組成部分,占全國(guó)水資源總量的1/3。隨著人口的增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,地下水資源出現(xiàn)了嚴(yán)重危機(jī),主要表現(xiàn)在地下水的超量開(kāi)采和污染加劇兩個(gè)方面。有機(jī)污染物地下水資源的“癌細(xì)胞”

        有關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,約有64%的城市地下水受到嚴(yán)重污染,33%的城市地下水受到輕度污染。我國(guó)地下水污染范圍日益擴(kuò)大,全國(guó)2/3城市地下水水質(zhì)普遍下降,局部地段水質(zhì)惡化,300多個(gè)城市由于地下水污染造成供水緊張;從地下水中檢測(cè)出的污染物成分越來(lái)越多、越來(lái)越復(fù)雜,僅京津唐地區(qū)地下水中檢測(cè)出的有機(jī)污染物種類(lèi)就已達(dá)百余種之多;而且污染程度和深度也在不斷增加,有些地區(qū)深層地下水中已有污染物被檢出。

        在城市,地下水中的有機(jī)污染物主要來(lái)自垃圾填埋場(chǎng)、加油站、生活污水和工業(yè)廢水。在農(nóng)村,農(nóng)業(yè)活動(dòng)――主要是大量使用化肥――對(duì)地下水造成了嚴(yán)重的威脅。我國(guó)化肥用量實(shí)在到了令人觸目驚心的地步,目前我國(guó)化肥的生產(chǎn)和使用量已列居全球第一,從上世紀(jì)70年代初的百萬(wàn)噸左右快速增加到五千萬(wàn)噸的量級(jí)。但是,化肥的實(shí)際利用率非常低,它們中未被植物吸收利用的部分會(huì)隨地表徑流進(jìn)入地表水體或通過(guò)滲透進(jìn)入地下水。

        除此之外,由于地下水超采造成的大面積的地下水位漏斗,更加速了淺層受污染的地下水向深層流動(dòng)。地下水污染已經(jīng)嚴(yán)重威脅公眾健康,加強(qiáng)治理迫在眉睫。

        地下水污染防重于治

        在日本,針對(duì)空氣污染、水污染的法律叫“防治法”,而針對(duì)土壤污染的叫“對(duì)策法”。這是因?yàn)樗麄円呀?jīng)認(rèn)識(shí)到被污染了的土壤和地下水是很難完全被修復(fù)的。

        美國(guó)從1980年起就雄心勃勃地要治理地下水中的有機(jī)物污染,但是幾十年的實(shí)踐表明,要完全治理幾乎是不可能的,于是,近些年,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理的概念被提出。具體來(lái)說(shuō),某個(gè)地方的地下水有污染,在制定污染治理目標(biāo)的時(shí)候,并不需要將所有被污染的地下水都治理干凈,而只要保證取用地下水的地方的水質(zhì)符合飲水標(biāo)準(zhǔn)就可以了。歐美國(guó)家基本都在走這條路。但是它帶來(lái)的另外一個(gè)問(wèn)題是政府要出面加強(qiáng)管理。這個(gè)治理目標(biāo)和方案要有具體污染點(diǎn)的特色,而不是一個(gè)普適的標(biāo)準(zhǔn)。如果具體情況(比如土地使用的形態(tài)、地下水開(kāi)采利用的方式等)發(fā)生了變化,那么就需要重新進(jìn)行評(píng)價(jià),必要的話,要進(jìn)行更進(jìn)一步的治理。要對(duì)土地建立更加詳細(xì)的賬本,以前關(guān)于土地的賬本是不包括環(huán)境質(zhì)量調(diào)查結(jié)果的,現(xiàn)在有了。咨詢公司可以從政府相關(guān)部門(mén)查到,歷史上這塊土地做過(guò)哪些環(huán)境調(diào)查,調(diào)查的結(jié)果是什么?如果發(fā)現(xiàn)了有毒有害物質(zhì),是什么物質(zhì)?濃度多少?標(biāo)準(zhǔn)是多少?是否超標(biāo)?要改變土地的使用形態(tài),必須考慮土地的環(huán)境質(zhì)量。這個(gè)地方能不能作為居民生活區(qū)用地?如果不能作為生活區(qū)建設(shè)用地,是否可以作為商業(yè)區(qū)用地?建商業(yè)區(qū)不行那可不可以建工廠?……管理措施跟上了,環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)就可以適當(dāng)放寬,這也是我國(guó)將來(lái)的一條出路,以我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,要完全修復(fù)已經(jīng)被污染了的土壤和地下水是不現(xiàn)實(shí)的。

        篇5

        [關(guān)鍵字]水源地 FEFLOW 模型 評(píng)價(jià)

        [中圖分類(lèi)號(hào)]

        U212

        [文獻(xiàn)碼] B

        [文章編號(hào)] 1000-405X(2012)-10-72-1

        關(guān)于FEFLOW軟件利用的研究,在國(guó)內(nèi)外越來(lái)收到重視,有限元地下水系統(tǒng)是一種交互式的、以圖形為基礎(chǔ)的地下水模擬系統(tǒng),可用水對(duì)有壓或者無(wú)壓的地下水水資源的三維(3D)和二維(2D)、區(qū)域和斷面(水平、垂直或軸對(duì)稱(chēng)斷面)、流體密度耦合以及溫鹽線或者非耦合的、變飽和的瞬間水流、化學(xué)物質(zhì)以及熱傳導(dǎo)進(jìn)行模擬。關(guān)于采用FEFLOW軟件對(duì)地下水流、化學(xué)物質(zhì)等等方面研究已有很多[1]。其中國(guó)內(nèi)馮尚友、夏軍和陳家琦等也都分別進(jìn)行了相關(guān)研究報(bào)道[2-4]。

        1 模擬區(qū)水文地質(zhì)概況

        模擬區(qū)位于燕山山脈沉降帶東南端,東西構(gòu)造帶與華夏系構(gòu)造的復(fù)合部位,為燕山聯(lián)合弧的凸出部分,都山復(fù)背斜西側(cè)。因河流切割褶皺斷裂等原因,形成重疊山峰,許多穹窿構(gòu)造和小盆地。境內(nèi)地層發(fā)育完整,除上奧陶、志留、泥盆、白堊、侏羅下統(tǒng)以及三迭地層外均有明顯出露,尤以太古界、元古界及中生界侏羅系火山巖出露廣泛。

        根據(jù)含水介質(zhì)將擬建水源地所在區(qū)域劃分為兩個(gè)水文地質(zhì)區(qū):基巖裂隙水區(qū)和松散巖層孔隙水區(qū)。

        2 模擬區(qū)地下水動(dòng)態(tài)變化

        模擬區(qū)地下水主要為潛水,受降水影響較大。模擬區(qū)地下水位隨季節(jié)變化比較明顯,非汛期1~5月份、10~12月份由于降水較少,地下水補(bǔ)給不足,地下水位逐步下降,6~9月份,降水量逐漸增多,地下水補(bǔ)給比較充分,地下水位逐漸回升。從年際變化來(lái)看,本區(qū)域地下水長(zhǎng)期處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),無(wú)明顯的持續(xù)下降現(xiàn)象,即使在枯水年或枯水季節(jié),地下水位有所下降,但在豐水年或豐水季節(jié)會(huì)得到迅速補(bǔ)充。

        3 地下水?dāng)?shù)值模擬模型的建立

        為建立研究區(qū)地下水?dāng)?shù)值模擬模型,首先要對(duì)實(shí)際的水文地質(zhì)條件加以概化,建立水文地質(zhì)概念模型。模擬區(qū)東西長(zhǎng)1930m,平均寬度500m,面積0.97km2。模擬區(qū)的目標(biāo)含水層是潛水含水層,在垂直方向上,上層為粉質(zhì)粘土,以下是顆粒粗大的砂卵礫石,為潛水含水層,這兩層為第四紀(jì)沉積物;砂卵礫石層以下為風(fēng)化程度不同的砂礫巖,視為潛水含水層底板。模擬區(qū)上下游邊界均概化為流量邊界;兩側(cè)與基巖山區(qū)相連,概化為零流量邊界。補(bǔ)給項(xiàng)包括河流滲漏補(bǔ)給、河谷地下徑流流入、兩岸基巖山區(qū)地下水補(bǔ)給和河谷區(qū)域降雨入滲補(bǔ)給。排泄項(xiàng)包括地下水開(kāi)采、河流排泄、河谷地下徑流流出、潛水蒸發(fā)。模型的含水層內(nèi)部結(jié)構(gòu)概化為均質(zhì)、水平方向上各向同性,水流服從達(dá)西定律。

        4 建立數(shù)學(xué)模型

        根據(jù)上述水文地質(zhì)概念模型,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型:

        式中:K:含水層滲透系數(shù);

        H:潛水水位;

        B:潛水含水層底板標(biāo)高;

        W:?jiǎn)挝惑w積流量,用以代表流進(jìn)源或流出匯的水量;

        μ:給水度;

        H0:初始水位;

        H1:計(jì)算期間邊界處的地下水水位;

        t:時(shí)間;

        D:模擬區(qū)范圍;

        Г2:第二類(lèi)流量邊界。

        5 模型參數(shù)率定

        根據(jù)水文地質(zhì)概念模型,采用FEFLOW軟件建立數(shù)值模擬模型,利用抽水試驗(yàn)期間的水位觀測(cè)資料,對(duì)模型進(jìn)行識(shí)別,使數(shù)值模型符合實(shí)際的水文地質(zhì)條件。根據(jù)擬建水源地進(jìn)行的抽水試驗(yàn)期間的水位動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料,將模型的識(shí)別時(shí)段定為抽水試驗(yàn)期。運(yùn)行模型后,通過(guò)比較地下水觀測(cè)孔處的計(jì)算水位和觀測(cè)水位,來(lái)調(diào)整模型的主要水文地質(zhì)參數(shù),例如:河床沉積物的滲透系數(shù),含水層的滲透系數(shù)等,使得計(jì)算水位和觀測(cè)水位擬合情況較好,考慮到傍河取水水源地調(diào)節(jié)特征,強(qiáng)調(diào)水源地整個(gè)流場(chǎng)趨勢(shì)擬合。

        抽水試驗(yàn)期間兩觀測(cè)孔地下水位過(guò)程線擬合良好,區(qū)內(nèi)所有觀測(cè)點(diǎn)水位與模擬水位均勻分布在45°相關(guān)線兩側(cè),且偏離數(shù)值在±0.5m以內(nèi)。說(shuō)明地下水?dāng)?shù)值模型模擬結(jié)果較好,所建立的數(shù)學(xué)模型正確,可以代表該擬建水源地的水文地質(zhì)條件,并可以將模型用于擬建水源地的地下水資源評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)。

        6 模型的靈敏度分析

        擬合優(yōu)度目標(biāo)函數(shù)等值線在代表含水層滲透系數(shù)變化的水平方向梯度較大,在代表河床沉積物滲透系數(shù)變化的垂直方向則相對(duì)較小,說(shuō)明含水層滲透系數(shù)相對(duì)更敏感。同時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)有明顯的極值點(diǎn),說(shuō)明模型總體反應(yīng)靈敏。

        7 地下水?dāng)?shù)值模擬與評(píng)價(jià)

        作為傍河取水水源地,地下水補(bǔ)給量與開(kāi)采強(qiáng)度密切相關(guān)。以2020年本區(qū)域?qū)λY源的需求量為參考,利用率定出的模型,結(jié)合搜集整理的近10年資料,進(jìn)行不同開(kāi)采強(qiáng)度條件下的逐日數(shù)值模擬,通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析,確定開(kāi)采強(qiáng)度Q=2.60萬(wàn)m3/d。

        根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析評(píng)價(jià),在開(kāi)采強(qiáng)度條件下,水源地10年平均地下水資源量(按補(bǔ)給量計(jì))為1018.6萬(wàn)m3。在總補(bǔ)給量中,河流入滲補(bǔ)給量占79.8%;基巖山區(qū)側(cè)向補(bǔ)給量占13.5%,河床潛流流入量占5.6%,降雨入滲補(bǔ)給量占1.1%。說(shuō)明該河段河谷含水層地下水與河流地表水聯(lián)系密切。可以將數(shù)值模擬的開(kāi)采量做為可開(kāi)采量。

        8 結(jié)論

        本文根據(jù)地球物理勘探、抽水實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),采用FEFLOW軟件在某水源地建立了地下水?dāng)?shù)值模型,根據(jù)率定計(jì)算水位和觀測(cè)水位進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模型的正確性。對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析,確定了研究區(qū)的穩(wěn)定可靠的開(kāi)采強(qiáng)度,根據(jù)預(yù)測(cè),到2020年,水源地模型模擬區(qū)內(nèi)用水量小于開(kāi)采強(qiáng)度,為區(qū)域未來(lái)水平年經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供了水資源保證。水源地取水的可靠性將隨著上游用水的增加而逐漸減弱,這是需要引起重視的問(wèn)題。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 王玉明. 地下水資源評(píng)價(jià)中隨機(jī)模型的應(yīng)用[J]. 河南水利, 2006, 8: 34.

        [2] 馮尚友, 劉國(guó)權(quán). 水資源可持續(xù)利用的框架[J]. 水科學(xué)進(jìn)展, 1997, 8(4) : 302 -307.

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