地下水资源计算与评价精选PPT.ppt
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1、地下水资源计算与评价第1页,此课件共35页哦目目 录录1、地下水资源的特点及分类、地下水资源的特点及分类2、地下水水量的计算、地下水水量的计算3、地下水水量评价、地下水水量评价4、地下水水质评价、地下水水质评价第2页,此课件共35页哦 第一章第一章 地下水资源的特点及分类地下水资源的特点及分类1.1.地下水资源地下水资源 地下水资源是指对人类具有使用价值,而且在地下水资源是指对人类具有使用价值,而且在当今科技水平和社会经济条件下,能够开发的地下当今科技水平和社会经济条件下,能够开发的地下水。具有社会属性和自然属性。水。具有社会属性和自然属性。2.2.地下水资源的特点地下水资源的特点 系统性;系
2、统性;流动性;流动性;可恢复性;可恢复性;可调节可调节性性3.3.地下水资源的分类地下水资源的分类 补给量;补给量;存储量;存储量;允许开采量允许开采量第3页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算1.1.地下水补给量计算地下水补给量计算2.2.地下水储存量计算地下水储存量计算3.3.地下水允许开采量计算地下水允许开采量计算第4页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算1 地下水补给量的计算地下水补给量的计算(1 1)地下水径流量)地下水径流量进入含水层的地下水径流量,可按下列公式计算:进入含水层的地下水径流量,可按下列公式计算:Q=KQ=KI
3、IB BM M式中:式中:Q-Q-地下水径流量(地下水径流量(m m3 3/d/d););K-K-渗透系数(渗透系数(m/dm/d););I-I-天然状态或开采条件下的地下水水力坡度;天然状态或开采条件下的地下水水力坡度;B-B-计算断面的宽度(计算断面的宽度(m m)M M含水层厚度(含水层厚度(m m)。第5页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算1 地下水补给量的计算地下水补给量的计算(2 2)降水入渗补给量)降水入渗补给量降水入渗的补给量,可按下列公式计算:降水入渗的补给量,可按下列公式计算:1 1)当采用降水入渗系数计算时)当采用降水入渗系数计算时 Q=FQ
4、=FX/365X/365 式中:式中:Q-Q-日平均降水入渗补给量(日平均降水入渗补给量(m m3 3/d/d););F-F-降水入渗的面积();降水入渗的面积();-年平均降水入渗系数;年平均降水入渗系数;X-X-年降水量(年降水量(m m)。)。第6页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算1 地下水补给量的计算地下水补给量的计算2 2)在地下水径流条件较差、以垂直补给为主)在地下水径流条件较差、以垂直补给为主的潜水分布区,计算降水渗入补给量时的潜水分布区,计算降水渗入补给量时 Q=Q=F Fh/365h/365 式中:式中:h/365-h/365-年内每次降水后,
5、地下水水位年内每次降水后,地下水水位升幅之和(升幅之和(m m)。)。3 3)地下水径流条件良好的潜水分布区,可用数值)地下水径流条件良好的潜水分布区,可用数值法计算降水渗入补给量。法计算降水渗入补给量。第7页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算1 地下水补给量的计算地下水补给量的计算(3 3)农田灌溉水和人工漫灌水入渗补给量)农田灌溉水和人工漫灌水入渗补给量 根据灌入量、排放量减去蒸发量及其它消耗量根据灌入量、排放量减去蒸发量及其它消耗量进行计算。进行计算。(4 4)河、渠入渗补给量)河、渠入渗补给量 根据勘察区上下游断面的流量差或河渠渗入的根据勘察区上下游断面的
6、流量差或河渠渗入的有关公式确定。有关公式确定。第8页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算2 地下水存储量的计算地下水存储量的计算(1 1)潜水含水层的储水量)潜水含水层的储水量 W=W=V V式中:式中:W-W-地下水的储存量(地下水的储存量(m m3 3););-潜水含水层的给水度;潜水含水层的给水度;V-V-潜水含水层的体积(潜水含水层的体积(m m3 3)(2 2)承压水含水层的弹性储存量)承压水含水层的弹性储存量 W=FW=FS Sh h 式中:式中:W-W-地下水的弹性储存量(地下水的弹性储存量(m m3 3););F-F-含水层的面积(含水层的面积(m
7、m2 2););S-S-弹性释水系数;弹性释水系数;h-h-承压水含水层自顶板算起的压力水承压水含水层自顶板算起的压力水 头高度(头高度(m m)第9页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算3 地下水允许开采量的计算地下水允许开采量的计算 计算地下水的允许开采量是地下水资源评价的核计算地下水的允许开采量是地下水资源评价的核心问题。心问题。(1 1)以渗流理论为基础的方法)以渗流理论为基础的方法(包括解析法和数值法)(包括解析法和数值法).解析法解析法 即用即用地下水动力学地下水动力学中解析解的公式来计算求得允许中解析解的公式来计算求得允许开采量的方法。由于实际情况不能
8、完全符合选用公式的开采量的方法。由于实际情况不能完全符合选用公式的假定条件,常常是用解析公式计算出开采量,再用水均假定条件,常常是用解析公式计算出开采量,再用水均衡法计算补给量来论证其保证程度衡法计算补给量来论证其保证程度。选择公式选择公式,包括稳定流公式、非稳定流公式、承压井,包括稳定流公式、非稳定流公式、承压井公式、潜水井公式等公式、潜水井公式等第10页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算3 地下水允许开采量的计算地下水允许开采量的计算计算步骤计算步骤A A.通过勘探试验或实验取得计算所需的各种参数,如通过勘探试验或实验取得计算所需的各种参数,如渗透系数渗透系数
9、K K、含水层厚度、含水层厚度M M、导水系数、导水系数T T、重力给水度、重力给水度和和弹性给水度弹性给水度*、水头分布、水头分布H H等。等。B B.拟定开采方案,确定计算公式。拟定开采方案,确定计算公式。C C.计算开采量,检查水位降深。计算开采量,检查水位降深。D D.进行评价,当未考虑补给条件时,应计算地下水的补给量,进行评价,当未考虑补给条件时,应计算地下水的补给量,论证开采量的保证程度。论证开采量的保证程度。解析法的适用条件解析法的适用条件适用于含水层均质和各向同性、边界条件较简单、可概适用于含水层均质和各向同性、边界条件较简单、可概化为计算公式要求的模式。化为计算公式要求的模式
10、。第11页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算3 地下水允许开采量的计算地下水允许开采量的计算.数值法数值法在地下水资源评价中常用的数值法有两种,即在地下水资源评价中常用的数值法有两种,即有限单有限单元法元法和和有限差分法有限差分法。计算步骤计算步骤A.A.建立水文地质概念模型建立水文地质概念模型B.B.建立计算区的数学模型建立计算区的数学模型这里指的是用这里指的是用偏微分方程及其定解条件偏微分方程及其定解条件构成的数学模型,构成的数学模型,定解条件包括边界条件和初始条件。定解条件包括边界条件和初始条件。C.C.从空间和时间上离散计算域从空间和时间上离散计算域D.D
11、.校正数学模型,用实际测得的水头值来校正模型方程、校正数学模型,用实际测得的水头值来校正模型方程、参数和边界条件。参数和边界条件。第12页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算3 地下水允许开采量的计算地下水允许开采量的计算E.E.验证数学模型验证数学模型验证器可靠性,将计算值与实际观测值进行比较。验证器可靠性,将计算值与实际观测值进行比较。F.F.模拟预报,进行水资源评价模拟预报,进行水资源评价修改后的模型可以用来预报开采方案下的水位降深的时修改后的模型可以用来预报开采方案下的水位降深的时空分布、预报合理的开采量,间接计算出补给量等,根空分布、预报合理的开采量,间接
12、计算出补给量等,根据计算成果,可以做出全面的地下水评价。据计算成果,可以做出全面的地下水评价。(2 2)主要以观测资料统计理论为基础的方法)主要以观测资料统计理论为基础的方法(回归分析法、系统理论法和开采抽水实验法)(回归分析法、系统理论法和开采抽水实验法).回归分析法回归分析法 开采区开采量和降深的关系、开采量和降雨量开采区开采量和降深的关系、开采量和降雨量第13页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算3 地下水允许开采量的计算地下水允许开采量的计算的关系,开采量和地表水侧渗量或灌水回渗量的关系虽然的关系,开采量和地表水侧渗量或灌水回渗量的关系虽然相互依赖,但变量关
13、系不确定,这种关系统称为相关关系。相互依赖,但变量关系不确定,这种关系统称为相关关系。根据研究的变量数目和相关性质不同,可分为:根据研究的变量数目和相关性质不同,可分为:1 1)一元线性相关分析;)一元线性相关分析;2 2)多元线性相关分析;)多元线性相关分析;3 3)多元非线性相关分析。)多元非线性相关分析。.系统理论法(黑箱法)系统理论法(黑箱法)系统理论法适用条件系统理论法适用条件1 1)水文地质单元是稳定的)水文地质单元是稳定的第14页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算3 地下水允许开采量的计算地下水允许开采量的计算2 2)单元区的主要补给源是大气降水,可
14、视为单项输入)单元区的主要补给源是大气降水,可视为单项输入3 3)地下水的排泄方式单一而集中,可视作单项输出)地下水的排泄方式单一而集中,可视作单项输出其中其中 表示表示tntn以前降雨形成的径流,以前降雨形成的径流,绝大部分已经排除含水层,尚有很小的径流量参与其绝大部分已经排除含水层,尚有很小的径流量参与其中,所以中,所以 很小。很小。第15页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算3 地下水允许开采量的计算地下水允许开采量的计算评价方法评价方法应用数学模型评价地下水资源时,通常分两步工作:一应用数学模型评价地下水资源时,通常分两步工作:一是确定权函数,二是利用确定的
15、权函数预报流量或开采是确定权函数,二是利用确定的权函数预报流量或开采量。量。流量预报流量预报在上式中,如果忽略很小量在上式中,如果忽略很小量 ,则得:,则得:这时的这时的W Wi i已在第一步确定,所以上式就是一般的预报已在第一步确定,所以上式就是一般的预报方程。方程。第16页,此课件共35页哦第二章第二章 地下水水量的计算地下水水量的计算3 地下水允许开采量的计算地下水允许开采量的计算.开采抽水实验法开采抽水实验法开采实验法适用条件开采实验法适用条件含水层分布面积不大,试验期的下降漏斗有可能扩展到所定边界;含水含水层分布面积不大,试验期的下降漏斗有可能扩展到所定边界;含水层厚度较大,在试验期
16、或开采期有一定储存量可起调节作用;已知含水层厚度较大,在试验期或开采期有一定储存量可起调节作用;已知含水层的可能补给源,常年补给或季节补给,但具体补给条件很复杂。层的可能补给源,常年补给或季节补给,但具体补给条件很复杂。开采实验和方法的确定开采实验和方法的确定主要取决于含水层的可能补给源主要取决于含水层的可能补给源在常年补给为主地区,可做旱季变量开采试验,利用时段均衡关系解出补在常年补给为主地区,可做旱季变量开采试验,利用时段均衡关系解出补给量做为评价依据。给量做为评价依据。在季节补给为主地区,宜做跨季定量抽水试验,利用补偿疏干原理求在季节补给为主地区,宜做跨季定量抽水试验,利用补偿疏干原理求
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