淺談地下水水源地可采量估算方法

毛建國，宋仁亮，2

（1.安徽省地質礦產勘查局第一水文工程地質勘查院，蚌埠 233000；2.合肥工業大學資源與環境工程學院，合肥 230009）

淺談地下水水源地可采量估算方法

毛建國1，宋仁亮1，2

（1.安徽省地質礦產勘查局第一水文工程地質勘查院，蚌埠 233000；2.合肥工業大學資源與環境工程學院，合肥 230009）

根據不同類型地下水特征，探討安徽省各種類型地下水水源地在建設項目論證階段和初勘階段的可采量估算方法。總結不同水文地質條件下各類型地下水資源模數經驗值。

地下水水源地；可采儲量；估算方法

1 引言

地下水水源地的可采量（允許開采量）是地下水資源評價中重要數據之一。但是，在不同的勘查階段或者不同的水文地質條件下，其計算的精度要求和方法也不盡相同。目前比較常見的計算方法有：水均衡法、開采試驗法、概率統計法、開采系數法和實際開采量調查法等。但這幾種方法，都需要投入較大的工作量和資金，需要經過較長的時間周期，對于普查階段和論證階段的水源地建設項目而言，不是太實用。為此，筆者通過安徽省主要城市1∶20萬水文地質普查和部分城市1∶5萬水工環勘查資料研究，尋找出一種簡便易行的計算地下水開采量的方法，即“估算法”。

2 估算法概念

本文提出的“估算法”實質是過去的徑流模數法，有所不同的是，它是以比擬法為基礎，以安徽省1/20萬水文地質普查資料和部分城市1∶5萬水、工、環勘查資料為依托，進行經驗換算，其計算公式如下：

式中，Q為地下水水源地可采量（m3/d）；F為地下水水源地面積（km2）；n為地下水可開采模數（m3/a·km2）（符號用“m2”，區別于徑流模數法）。

3 估算法基本水文地質條件

地下水水源地可采量的計算與地下水水源地的基本類型、邊界條件以及含水層的埋藏深度等水文地質條件是息息相關的。因此，本節就相關的水文地質條件簡述如下：

3.1 水源地地下水類型

按照我國水文地質編圖分類和地下水賦存介質的不同，安徽省地下水類型可分為：松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖裂隙巖溶水、碎屑松散巖類孔隙水、巖漿巖類裂隙水和變質巖類裂隙水五大類。為便于估算，本文將地下水類型概化為三大類，即：

（1）松散巖類孔隙水水源地：含水層巖性多為松散的粉砂、細砂、中粗砂和砂礫等。

（2）裂隙巖溶水水源地：含水層巖性多為碳酸鹽巖，包括碳酸鹽巖夾碎屑巖。

（3）基巖裂隙水水源地：含水層巖性多為碎屑巖、變質巖和火成巖，包括碎屑巖夾碳酸鹽巖。

根據埋藏條件不同，松散巖類孔隙水水源地可分為淺層（10～40m，淮北平原區為20～50m）和深（中深）層（40～100m，淮北平原區稱中深層，為50～150m）；基巖裂隙水和裂隙巖溶水水源地可分為裸露型（出露地表）、隱伏型（100m以淺）和埋藏型（100m 以深）。

3.2 水源地單井涌水量 m3/d（泉流量l/s）

根據安徽省主要城市1∶20萬水文地質普查成果，依據單井涌水量和泉流量大小，將地下水的富水程度綜合劃分為4個級別，即：

強富水：＞3 000m3/d（＞100l/s）

富 水：1 000～3 000m3/d（10～100l/s）

中等富水：100～1 000m3/d（1.0～10l/s）

弱富水：10～100m3/d（0.1～1.0l/s）

3.3 水源地水量估算中需要考慮的幾個條件

（1）邊界條件：對于傍河型（補給邊界）水源地，考慮到地表水的補給，在估算水源地開采量時，地下水可采水資源模數，應增加一個級別；對于隔水邊界則應降低一個級別。

（2）超采區：對于超采地區的水源地，考慮地下水補給量的減少，在估算水源地開采量時，地下水可采水資源模數應降低一個級別。

（3）第四系松散層厚度：對于松散厚度小于30 m的地區，考慮地下水賦存空間有限，補給量不足，在估算水源地開采量時，可采水資源模數應降低一個級別。

（4）松散巖類孔隙水：深層（或中深層）地下水相對淺層而言，因補給條件差，徑流緩慢，所以可采水資源模數降低一個級別。含水層底板深度截止在150m，主要基于安徽省地下水的現狀。因為安徽五大水文地質區，除淮北平原區外，其他4個區含水層底板的深度不超過150m。另外，淮北平原區150 m以下含水層主要是接受較遠方的補給，徑流極其緩慢，與本區的降水基本不發生水力聯系，類似于無法調節的靜儲量，也不適用本方法來計算開采量。

（5）裂隙巖溶水和基巖裂隙水：隱伏型地下水可采水資源模數增大一個級別，主要考慮上覆第四系松散巖類孔隙水的補給。當然，裸露型的巖溶暗河除外。埋藏型裂隙巖溶水沒有增降級別，主要是考慮，它與隱伏型相比，隨著深度的增加，巖溶發育程度逐漸減弱，同時補給徑流條件也相對變差。基巖裂隙水埋藏深度截止到100m，不再分埋藏型，也是從安徽五大水文地質區考慮的。除淮北平原區外，其他4個區埋深均不超過100m，而淮北平原區超過100m埋深的地下水基本無開采意義。

（6）水源地開采量計算：對于同一水源地，既有淺層地下水，也有深層（或中深層）地下水。在縱向上，地下水可采水資源模數以開采層來取值，不能淺層、深層（或中深層）分別取值、計算，再合計。如兩層含水層同時開采（混合開采），地下水可采水資源模數應按淺層取值，計算開采量。上述各項內容列于表1。

4 不同類型地下水徑流模數的取值說明

不同類型地下水水源地可采水資源模數換算表（表1），是依據安徽省主要市（縣）1∶20萬水文地質普查成果，同時參考部分主要城市1∶5萬水、工、環勘查資料，再根據實際情況進行取舍，最終選擇區間值。不同類型地下水可采水資源模數選擇見表2。

5 不同類型地下水單井涌水量與富水級別的取值說明

單井涌水量與地下水的富水級別劃分，因勘查精度不同，而有所區別。但概括起來有7級：極強富水、強富水、富水、中等富水、弱富水、貧水、極貧水。其中：貧水和極貧水，因對水源地建設無意義，故不再列出；極強富水，因少見，而并入強富水，也不再單列。

地下水的富水級別與不同類型地下水可采水資源模數的對應取值關系（表1），根據安徽省省內主要城市1∶20萬水文地質普查和部分城市1∶5萬勘查資料綜合研究而定。

6 估算法的計算步驟

對于新建或擴建的地下水水源地，在項目論證階段或普查階段均可利用估算法來初步計算水源地的可開采量，以便爭取時間和減少人力、財力。其計算步驟如下：

第一步，選擇估算公式，Q＝F·n。

表1 不同類型地下水水源地可采水資源模數換算表Table 1 Conversion of recoverable reserve modulus for types of groundwater sources （104 m3/a·km2）

表2 不同類型地下水可采水資源模數選擇表Table 2 Options of recoverable reserve modulus for types of groundwater sources （104 m3/a·km2）

第二步，根據地下水水源地區域1∶20萬水文地質普查資料，了解水文地質條件，如水源地的地下水類型、埋藏條件、鉆孔單井涌水量（泉流量）的大小和邊界條件等。

第三步，計算出水源地面積（F），可在圖上量取和實地測量。

第四步，依據上述條件，再對照《不同類型地下水水源地可采水資源模數換算表》，查找對應的地下水水源地可采資源模數（n），將查得的相應數據代入估算公式（Q＝F·n），最終計算出可采量（Q）。

7 結論

地下水水源地估算法，是以比擬法和地下水徑流模數法為基礎，以安徽省1∶20萬水文地質普查中地下水開采資源模數為依據。所總結出的不同水文地質條件下，不同類型地下水開采資源模數的經驗值，在估算法中的運用，對于處在項目論證階段和初勘階段的安徽地區或其他地區類似的地下水水源地的開采量計算，具有一定的參考價值。

［1］安徽省地質局323地質隊.安徽省1∶50萬水文地質圖說明書［R］.蚌埠市：安徽省地質局323地質隊，1979.

［2］安徽省地礦局第一、第二水文地質工程地質隊.安徽省主要城市各幅1∶20萬水文地質普查報告［R］.蚌埠市、蕪湖：安徽省地礦局第一（第二）水文地質工程地質隊，20世紀70、80年代.

［3］安徽省地礦局水文地質總站.安徽省地下水資源評價階段報告［R］.蚌埠市：安徽省地礦局水文地質總站，1984.

［4］曹建華，等.專門水文地質手冊［M］.北京：中國科學出版社，2007.

ESTIMATION METHOD OF THE RECOVERABLE RESERVES OF GROUNDWATER

Mao Jian－guo1，Song Ren－liang1，2
（1.No.1Hydrological Engineering Geological Exploration Institute，Bureau of Geology and Mineral Resources of Anhui Province，Bengbu 233000，China；2.School of Resources and Environment Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China）

According to the characteristics of different types of groundwater，this article discussed the estimation method of the Anhui province’s various types of groundwater recoverable reserves in the project verification phase and the preliminary phase.In different hydrogeological conditions，summarized the modulus experience the resources about all types of groundwater resources.

groundwater source；recoverable reserves；estimation method

P641.7

A

1006－4362（2011）03－0110－03

2011－05－16 改回日期：2011－07－28

毛建國（1959－ ），男，浙江奉化人，大專學歷，水工環地質工程師，長期從事水工環地質專業技術研究和施工管理工作。