探究如何進行地下水資源的調查與評價

■　李玉芳

（新疆地礦局第一水文工程地質大隊新疆烏魯木齊830091）

探究如何進行地下水資源的調查與評價

■李玉芳

（新疆地礦局第一水文工程地質大隊新疆烏魯木齊830091）

水資源評價方法不僅能反映區域的產水特點，還能體現它的時代變化特征。本文闡述了如何在新疆地區進行地下水的調查與評價。

新疆地下水資源評價

地下水資源評價的主要任務包括水質評價和水量評價。水質評價是根據不同的要求采用不同的方法。根據用水部門對水質的要求，進行水質分析，評價其可用性并提出開采區水質監測與防護措施。水量評價是通過計算水量，確定允許開采量，并對能否滿足用水部門的要求做出科學評價。同時水資源評價方法受區域水資源形成條件和區域水資源開發利用程度的影響，它不僅能反映區域的產水特點，還能體現它的時代變化特征。同時為了開發利用地下水資源，也需要對水文地質勘察工作進行深入剖析。

1　水文地質調查

1.1水文地質調查的常用基本方法

根據目前的的水文地質調查情況，我們總結出了集中比較常用的方法，主要有：水文地質物探技術、水文地質鉆探技術、水文地質測繪技術以及地下水動態觀測技術。水文地質物探技術主要是根據地下水、含水層面以及非含水層面之間的不同，使用地球物理的方法判斷水文地質特征的手段。該技術的使用設備比較簡單，并且非常容易操作，成本也比較低，工作效率比較高，能夠快速的勘察出特定地區的地貌，是當前水文地質調查研究中不可缺少的技術手段之一；水文地質鉆探主要是通過利用一定的鉆探工程技術，對地表下較深層次的水源情況進行勘察的工作，是地下水源探尋的最直接的技術手段，也是地下水開采的常用方法，但是，該技術方法的使用成本比較高；水文地質測繪技術是進行水源地質調查的首要環節，該技術的使用精度要求比較高，并且能夠對地表中的地下水及其相關的水文地質現象進行探查，主要的工作內容是進行實地觀察、測量、描述以及對調查情況進行綜合性的分析等，并按照一定的標準，把它們以圖紙的形式表現出來，并對水文地質規律進行總結。該技術成果能夠運用于各種水文地質勘探、動態觀測以及試驗等；另外，因為水源具有流動、不斷變化的特點，為了能夠更精確的調查出水質的情況，需要對水源的運行規律進行一定的探查，通常人們主要是根據主要含水層的變化進行勘測。

1.2水文地質調查注意事項

注意地下水的動態類型，地下水按照水力特征和埋藏條件分類可分為潛水、上層滯水、承壓水三種。那么依據賦存介質特點主要分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和巖溶水。一般水文地質勘測中常做的實驗就是抽水的實驗，經過4個小時的持續穩定以后，從而估算出滲透系數，對于一些比較重要的工程項目一定要進行至少兩次的抽水試驗，可以安排多個觀測孔進行觀測，對于水質和水位高低進行最大限度地試驗調查，從而準確探測水位高低和水質成分。計算工程的涌水量時我們一般會采用的計算方法是大井法計算。通過不定期的觀測和地下水位高低的檢測，在其達到靜止狀態后，靜止一天的時間然后進行檢測，對地下水的靜止水位和其變化的幅度進行準確記錄。另外，在水文地質勘測過程中，一定做好安全防范措施，保障施工人員的安全，科技是第一生產力，要實施科教興國和人才興國，就必須堅持以人為本的原則，要做好安全防范措施，提高員工知識文化水平和素質。另外要堅持地下水調查評價的原則，即地下水環境現狀調查與評價工作應遵循資料搜集與現場調查相結合、項目所在場地調查與類比考察相結合、現狀監測與長期動態資料分析相結合的原則；地下水環境現狀調查與評價工作的深度應滿足相應的工作級別要求。當現有資料不能滿足要求時，應組織現場監測及環境水文地質勘察與試驗。對一級評價，還可選用不同歷史時期地形圖以及航空、衛星圖片進行遙感圖像解譯配合地面現狀調查與評價；對于地面工程建設項目應監測潛水含水層以及與其有水力聯系的含水層，兼顧地表水體，對于地下工程建設項目應監測受其影響的相關含水層。對于改、擴建I類建設項目，必要時監測范圍還應擴展到包氣帶。

1.3應用地理信息制作水文地質圖

綜合水文地質圖的編制是把區域地下水調查工作中所獲得的各種水文地質現象和資料，用各種代表符號的方式，反映在一定比例尺縮小的圖紙上所編制的一種具綜合內容的地質-水文地質圖件。該文件可以要充分、客觀地反映實際情況，并力爭具有科學性、地區性、綜合性、實用性、藝術性。為提高編圖精度，要求綜合水文地質圖在野外工作階段及時確定含水巖組的分布界線及各類水點的位置和富水性界線等。水文地質圖的表示方法分單層和多層，單層結構含水巖組，其表示采用底色法，按照不同的色序表示不同含水巖組類型及其分布，在同一巖組類型中以顏色的深淺或色調線條的不同方向表示該巖組的富水性的強弱。下伏含水巖組的頂板埋深可用等值線表示。多層結構含水巖組的表示方法，松散巖類孔隙水多層結構含水巖組，一般分為潛水和承壓水或淺層水與深層水上、下兩層的雙層結構或上、中、下三層結構。

2　區域性水文地質調查項目中應用的地下水資源評價方法

2.1水量均衡法和實驗法

水均衡法是根據開采地段內，地下水動力平衡的基本原理，來預計其總的“可能涌水量”的一種方法。該法適用于地下水埋藏較淺，地下水的補給和排泄條件易于查清楚的地區。對于干旱或半干旱山前洪積平原和喀斯特地區，某些河谷地區以及封閉的自流盆地，使用效果一般都比較好。水量均衡法是地下水資源評價的基本方法，由于其原理簡單；需要的含水層參數較少，可操作性強，能夠充分利用長系列的水位動態資料和開采量資料。對于精度要求較低、水文地質勘探資料較少區域而言，是一種有效的地下水資源評價方法。在地下水資源評價中均衡法的使用比較普遍，均衡法可粗可精，適應性強，許多情況下都能運用。試驗法是通過模擬試驗來評價地下水資源的，這是因為缺少當地的水文地質信息，并且還急需對地下水進行開采。所以智能進行模擬試驗，通過模擬的抽水試驗來對地下水資源進行評價。這種通過實際抽水試驗確定地下水允許開采量的方法被稱為開采試驗法。在枯水季節按開采條件進行試驗性開采抽水，一般抽水延續一至數月。地下水動態從抽水開始到水位恢復進行全面觀測。可能出現穩定狀態和非穩定狀態兩種情況。可采用打井或利用現有井按需要的開采流量進行抽水試驗，依據試驗結果計算地下水允許開采量。

2.2相關分析法

地下水資源的形成是一個復雜的過程，期間會受到很多因素的影響，也不能夠用清楚明白的模型來表述它們之間的直接或間接關系。在實際運用確定性模型的求解過程中，很多情況下是人為地把某些因素加以刪減或簡化。因此用確定性模型來評價有一定的局限性。如果水源地已有一段開采時間，并有系列觀測資料，這就可以根據概率統計的原理，利用已有的觀測資料建立起開采量與其影響因素之間的隨機性模型，這就是統計分析法。概率統計分析法有很多種，目前應用比較普遍的是相關分析法。相關分析法適用于有多年開采歷史資料的穩定開采水源擴大開采規模時的地下水資源評價。相關分析法建立在數理統計理論的基礎上，考慮了一些隨機因素的影響，便于解決一些復雜條件的水文地質問題，理論嚴謹。此方法需要長系列地下水動態觀測資料，對數據一致性要求較高，預報時段不能太長。根據現實物理背景下得出的統計規律，不能反應實際的地下水運動機理。

圖1　地下水資源評價模式概述

3　今后如何更好地進行地下水資源調查與評價

3.1建立水資源評價模型

為方便現在和以后對水資源做出評價，所以要分別建立反映降水、土壤水與地下水轉化機制及下滲、蒸發等水循環過程，引水、開采等水資源開發利用活動的水資源評價模型。對植被情況，不透水面積，耕作條件及水資源利用水平等因素均可以用調參數形式體現在結構化水資源評價模型中，通過參數調整，反映產流條件及水資源利用水平，并根據社會經濟發展及氣候長期變化預計估算未來產流條件變化及水資源利用情況。還應研制較為通用的結構化模型，根據不同地區自然地理條件和水文地質條件，增減不同的模型組件，使模型參數具有物理背景和可比性，通過試點流域，實驗站資料等率定分區模型參數。如東疆地區煤炭基地地下水勘查活動，目的在于查明東疆地下水文地質條件，重新評價地下水資源及開發利用潛力，并結合哈密煤炭基地建設和當地經濟發展對水資源的需求，提出水資源開發利用優化配置方案。

3.2定期的地下水資源調查與評價

新疆地下水補給量中有86%是地表水轉化形成的，地下水補給量與地表水的用水量、用水結構、用水效率等關系十分密切，地下水補給量、可開采量以及開發利用中存在的問題等都是動態變化的。隨著經濟社會高速發展、水利工程建設的快速發展和地表水利用效率的提高，這種變化更加劇烈。因此，應定期開展地下水資源調查與評價工作，及時調整地下水資源補給量及可開采量，發現利用中存在的問題，為合理利用、有效保護，為政府部門科學決策提供科學依據。地下水資源調查與評價工作要統一部署、規范技術要求、嚴把質量關，使評價工作真正落到實處、達到預期目的。

3.3統一技術標準指導評價工作

需要統一技術標準指導評價工作，也就是在根據相關需求的情況下，分區開展水資源評價工作，并采取一致的水文系列，這樣一方面為當地經濟可持續發展和水資源持續利用提供科學依據，另一方面在需要時可以匯總成全國水資源評價成果。充分利用國家水文數據庫系統，研制水資源評價系統與水文數據庫、水資源數據庫的接口，提高水資源評價工作的現代化水平。同時開展關鍵性技術攻關，加強技術研究，積極開展關鍵性技術攻關，盡早建成通用水資源評價模型系統，廣泛采用新技術與新方法，盡早建成通用計算機系統，為水資源評價提供技術支持。充分利用地理信息系統對空間數據及屬性數據的管理、分析功能，實現GIS與水資源評價模型、水文及水資源管理數據庫的集成，建立基于GIS平臺上的水資源評價信息系統，從根本上改變水資源評價的手工操作狀況。另外，積極穩妥地推進地下水監測站網建設，地下水監測站網的規劃、建設是地下水監測工作的基礎，投入多，內容復雜、技術難度大，前期工作要求高，應該按照相應建設程序，分輕重緩急，逐步實施。

3.4應用遙感技術進行地下水資源調查

遙感技術的出現在客觀上可以克服傳統調查技術存在的缺陷，實現了水文地質大范圍內的時間和空間調查差異，并且突破了土壤含水量以及可降水量測量等方面存在的難題。遙感技術能夠提高降水量勘察信息的質量，在一定程度上實現了信息的自動收集和記錄。并且，氣象衛星能夠對云層的變化情況進行全天候的動態觀測，可以為氣象預報提供相對準確的參考信息。新疆這邊的實際工作中，遙感在水文地質調查項目中的應用主要是在地貌、水體以及含水巖體方面，需要應用遙感圖像進行解譯，勾勒出地質界線或者地下水淺埋帶，效果跟解譯人員的技術或者經驗有關系。所以說現階遙感技術段還屬于探索階段，因此在實際工作過程中，遙感的應用效果還不夠理想。但我相信隨著遙感技術的發展和廣大水文地質工作者的不懈努力,以及政府部門日益加大的支持,廣泛利用遙感技術進行水文地質環境調查研究是必然趨勢,將貫穿于水文地質環境調查、監測、預警、評估的全過程。

4　結束語

在通過完善地下水調查，我們可以全面掌握相關信息，為水資源的評價提供有力參考。掌握所勘察地區的地下水情況，可以影響到相關部門對國民經濟的發展規劃和決策，所以廣大水資源工作者應本著實事求是的原則認真進行該項工作。應正確地從宏觀角度來預測水資源量的發展趨勢，地下水資源評價結果應直接與計算參數、技術方法、取用的需水指標、長系列的水文資料以及地下水開采的經濟技術條件和不同水資源豐枯年景不同用水保證率來綜合考慮。所以在對區域地下水資源評價成果的鑒定驗收工作時不應簡單地從資源總量上考察、檢驗，更重要的是要分析研究評價的技術方法、思路和手段，只有這樣才能得到符合區域實際的地下水資源量，才能對區域的現狀及中長期地下水資源量做出正確的評價，從而為水資源的開發利用規劃及行政主管部門的正確決策提供可靠的科學依據。

[1]王柳囈，遙感技術在水質監測中的應用及發展趨勢探討[J].消費電子，2013（28）.

[2]魏麗，水資源應用分析[J].科技創新與應用，2013.

[3]陶川，對水文地質工程中勘查技術應用的探討[J].中國科技縱橫，2013 （18）.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-257-1