地下水超采评价综述

地下水超采评价综述

超采定义

地下水超采：在某一开采水平下，多年平均地下水开采量超过多年平均的地下水可开采量，从而造成地下水位持续下降、水质恶化及水源地产水量减少或其他环境问题的现象。

地下水超采区：某一范围内，在某一时期，地下水实际开采量超过了该范围内的地下水可开采量造成地下水水位持续下降的区域；或因过量开采地下水引发了环境地质灾害或生态环境恶化现象的区域。

超采的衡量标准

衡量标准大体可分为3类：①地下水变异,如地下水水质恶化、地下水位升降形成负效应(包括含水层疏干、泉流量衰减等);

②地面变形,如地面沉降、地面塌陷、地裂缝;

③土地退化,如土地沙漠化、盐碱(渍)化。

地下水超采区的分类

一、根据地下水开发利用目标含水层组的地下水类型，将地下水超采区划分为如下三类: 1 裂隙水超采区;2 岩溶水超采区;3 孔隙水超采区。

二、根据一般基岩、碳酸盐岩的埋藏特征，将裂隙水超采区和岩溶水超采区分别划分为裸露型和隐伏型两种。

三、根据松散岩土含水层组在垂直方向上分层发育的特征、自上而下的序次及地下水承压与否，将孔隙水超采区划分为浅层地下水超采区和深层承压水超采区两种。

应根据地下水超采区在开发利用时期的年均地下水水位

持续下降速率、年均地下水超采系数以及环境地质灾害或生态环境恶化的程度，将各级地下水超采区分别划分出一般超采区和严重超采区两种，并在严重超采区中划分出禁采区。 在各级浅层地下水超采区、裂隙水超采区和岩溶水超采区中，符合下列条件之一的区域，确定为严重超采区:

1 年均地下水超采系数大于0.3;

2 孔隙水年均地下水水位持续下降速率大于 1.Om，裂隙水或岩溶水年均地下水水位持续下降速率大于 1.5m;

3 需要保护的名泉年均泉水流量衰减率大于0.1;

4 发生了地面塌陷，且 100km2面积上的年均地面塌陷点多于 2个，或坍塌岩土的体积大于 2m'的地面塌陷点年均多于 1个;

5 发生了地裂缝，且 100km2面积上年均地裂缝多于 2条，或同时达到长度大于 lom、地表面撕裂宽度大于 5cm,深度大于0.5m的地裂缝年均多于 1条;

6 发生了地下水水质污染，且污染后的地下水水质劣于污染前1个类级以上，或污染后的地下水已不能满足生活饮用水的水质要求;

7 因地下水开发利用引发了海水入侵现象;

8 因地下水开发利用引发了咸水入侵现象;

9 因地下水开发利用引发了土地沙化现象。

在各级深层承压水超采区中，符合下列条件之一的区域，确定为严重超采区:

1 年均地下水水位持续下降速率大于 2m;

2 年均地面沉降速率大于l0mm;

3 发生了地下水水质污染，且污染后的地下水水质劣于污染，前 1个类级以上，或污染后的地下水已不能满足生活饮用水的水质要求。

在地下水严重超采区中，符合下列条件之一的区域，确定为禁采区 :

1 浅层地下水水位低于相应地下水开发利用目标含水层组厚度的4/5;

2 需要保护的名泉泉水流量累计衰减率大于0.6，或年均累计停止喷涌时间多于 100山 3 100km，面积上年均地面塌陷点多于 10个，或 100km“面积上坍塌岩土体积大于 2m'的地面塌陷点年均多于 5个;

4 100kmz面积上年均地裂缝多于10条，或同时达到长度大于 l0m、地表面撕裂宽度大于5cm,深度大于 。.5m的地裂缝年均多于 5条 ;

5 海水入侵造成地下水的氯离子含量大于1000mg/L;

6 咸水入侵造成地下水矿化度大于3000mg/L;

7 原野荒芜造成植被覆盖率减少 50%以上;

8 污染后的地下水水质已达到 V类水;

9 最大累计地面沉降量大于 2000mm。

地下水超采的确定问题

地下水超采,必然造成地下水位下降和地下水降落漏斗的形成。对地下水超采现象的确定不能简单以地下水水位下降、地下水降落漏斗形成、开采量大于补给量单一标准来确定。在综合上述因素外,还要考虑地下水开采深度及地下水埋深的因素。地下水的埋深在一定程度上反映地下水开采水平,故可以通过对地下水开采随地下水埋深的变化,地下水资源随地下水埋深的变化研究,说明地下水埋深变化是确定地下水超采的重要因素。通过地下水变值理论研究,得到下面的结论:

假设研究流域为闭合流域,这种条件下的地下水资源随地下水埋深变化的规律为:

地下水埋深= 0时,地下水多年平均补给量= 0;

0

地下水埋深>最佳埋深时,地下水多年平均补给量

从以上结论可以看出,地下水埋深同地下水补给量有着直接的关系, 在实际工作中,应通过研究,准确计算地下水最佳埋深,科学运用地下水埋深和地下水补给量的关系,合理划定地下水超采区。

地下水超采指标

地下水超采系数：在同一范围内某时间段的地下水开采量、地下水可开采量两者之差与地下水可开采量的比值。 Q开Q可开kQ可开

k－地下水超采系数；Q开－地下水开发利用时期内年均地下水开采量（104m3/a）；Q可开－地下水开发利用时期内年均地下水可开采量（104m3/a）。

地下水水位下降速率：某一时段内地下水水位下降幅度与该时间段的比值。

HH2 v1

T

-年均地下水水位持续下降速率（m/a）；H1-地下水开发利用时期之初地下水水位（m）；H2-地下水开发利用时期之末地下水水位（m）；T-地下水开发利用时期年数（a）。

浅层地下水含水层（组）疏干率：在同一范围内开采前或初期含水层（组）厚度、某开采时段末的含水层（组）实际厚度两者之差与开采前或初期含水层（组）厚度的比值。

HH1 0100% H0

－浅层地下水含水层（组）疏干率（％）；H0－地下水开采前或初期含水层（组）厚度（m）；H1－地下水开采时段末的含水层（组）实际厚度（m）。

深层地下水承压水头消减率：同一范围内，开采前或初期承压水头高度、某开采时段末的承压水头实际高度两者之差与开采前或初期承压水头高度的比值。

承压水头高度指承压水水头高出承压水含水层顶板的距离。

H1 'H0100% H0

 '－深层承压水水头消减率（％）；H0 ' －地下水开采前或初期承压水头高度（m）；H1 ' －地下水开采时段末的承压水头实际高度（m）。

地面沉降速率：在某一段时间段地面沉降量与该时间段的比值。

h v沉 t

沉－年均地面沉降速率（mm/a）；h－t时间段内的地面沉降量（mm）；t－时间段（a）。 年均泉水流量衰减率：需要保护的名泉泉水流量衰减指在地下水开发利用这一人为因素作用下，造成需要保护的名泉泉水流量逐渐减少的现象。

Q泉Q泉 t1t2 v泉Q泉(t2t1)t1

v泉 －t1 ～ t2期间年均泉水流量衰减率； Q泉t1 － t1年均泉水流量（m3/s）；Q泉t2 － t2年均泉水流量（m3/s）；t1 －初始计算年份；t2 －截止计算年份。

其他指标

地面塌陷情况

地裂缝情况

海（咸）水入侵速率

土壤沙化

评价方法

p1.综合指数法模型 Wiaijbj j1

Wi－第i基本单元的地下水超采指数；i=1,…,n, n为评价单元个数，n=8693（浅层）；7732（深层）； aij－第j评价因子在第i评价单元的赋值；j－评价因子序号，j=1,…,p, p－评价因子数；bj－第j个评价因子的权重。 

专家打分法确定权重，均为1/3.

2.单因子系数法

超采系数法

水位下降速率法

浅层疏干率法