地下水水量

作者&投稿:当涂沈 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
地下水的水量与水质~

研究区内民丰以东地区的研究程度较低,只能粗略地估计地下水水量。尼雅河与喀拉米兰河之间约150km长,山前倾斜平原约60km宽,取含水层有效厚度200m,给水度0.12,则地下水储存量约为2160×108m3/a。
区内有8条河流从山区每年带来8×108m3水,按65%入渗补给地下水计(根据克里雅河研究结果),约为5×108m3/a(表4—1)。

表4-1 河流流量

溢出带是地下水的排泄区,尼雅河、牙通古孜河和安迪尔河均为地下水以泉的形式排出后形成的河流。当河流从溢出带中经过时,地下水补给河流,过溢出带后向沙漠渗漏补给地下水的长度并不大,主要以蒸发的形式消耗。
前人研究表明,大沙漠内地下水的补给来源主要来自沙漠南边平原区的地下径流,其次为流入沙漠中的时令河汛期河水;后者影响范围不大,只限于河床附近地带数公里范围内。大气降水的补给作用是微不足道的,因为大沙漠内年降水量仅十数毫米至数十毫米,在一般情况下,降雨很快即被地表干燥的沙层所吸收而渗透不到地下含水层中。
如按水力坡度1‰,渗透系数1.2m/d,则侧向补给量为0.16×108m3/a。
本次研究利用前人的勘探资料,结合本次实际调查结果,对安迪尔河一带的潜水水化学特征有以下认识。
南侧昆仑山区为区域地下水的形成区,大气降水和地表水与地下水对山区基岩长期处于淋滤状态。由于山区地形高差大、水交替运移较快,故上游山区地下水水质一般较好,矿化度<1.00g/L。如:莫里切河矿化度0.68g/L,氟含量0.51mg/L,水化学类型为SO4·HCO3·Cl—Na·Mg水;安迪尔河矿化度0.90g/L,氟含量1.00mg/L左右,为Cl·SO4·HCO3-Na·Mg水。山区河流在冬季枯水期以汇集山区地下水为其主要径流量,故山口带河水水质状况实质上反映了山区地下水和地表水水化学成分的共同特点,尤其是反映了山区地下水水化学特征。
山前倾斜平原地下水的化学特征与入渗补给带地表水水质密切相关。山前平原潜水含水层补给、径流条件较好,潜水水质与山口带地表水水化学特征基本一致。倾斜平原下缘溢出带地下水含盐量略有增大,喀拉米兰河和莫里切河溢出带潜水的埋深0~2m,矿化度1.00~2.00g/L,氟含量1.00~2.50mg/L,水化学类型为Cl·SO4-Na水。安迪尔河溢出带潜水矿化度1.00~1.40g/L,为Cl·HCO3-Na·Mg水。牙通古孜河倾斜平原潜水水质较差,矿化度2.00g/L左右,水化学类型为Cl·SO4-Na·(Mg)水。尼雅河、牙通古孜河和安迪尔河均由沿河溢出的泉水汇集而成,因此,河水的水化学特征反映了该地区潜水的水化学情况。尼雅河和安迪尔河矿化度较低,而其中间的牙通古孜河的矿化度较高,这说明牙通古孜桥(取样点)以南地区潜水的水质较差。
冲积平原至沙漠边缘区地下水的化学特征变化较大。从溢出带往北20~30km,潜水矿化度出现一个急剧升高的过程,潜水矿化度从1.00~2.00g/L升高至5.00~10.00g/L。安迪尔河古河道溢出带泉水含盐量达19.00g/L,而安迪尔河与牙通古孜河中间地带潜水的矿化度则大于10.00g/L,细土平原表层形成了15~20cm厚的重盐碱土。
从冲积平原中部往北到沙漠南缘,潜水的埋深增大,如安迪尔一带该值为8~10m,沙漠边缘区则为10~15m;而矿化度则略显偏低,为3.00~5.00g/L,局部达5.00~10.00g/L;至于水化学类型却仍以CI·SO4-Na·(Mg)水为主。
本次研究还沿尼雅河进行了调查,总的规律是地表水和潜水的矿化度由南向北逐渐增高,但尼雅河古河道起点处(大麻扎)的井水位为12m,矿化度只有1.50g/L。浅部地下水与深部地下水的水质存在较大差别。

1、水资源现状 北京市多年平均降水 585mm ,年均降水总量 98.28亿m 3 ,形 成地表径流 17.72亿m 3 ,地下水资源25.59亿m 3 ,当地自产一次水资源总量37.39亿m 3 。 境内五大水系除北运河发源于本市外,其他四条水系均发源于境外的河北、山西和内蒙古。多年平均入境水量 16.06亿m 3 ,出境水量14.52亿m 3 。 北京属资源型重度缺水地区, 属 111个特贫水城市之一,是水库存水量全国下降最快的三个城市之一。人均水资源占有量不足 300立方米 ,是世界人均水资源量的 1/30、全国人均水资源量的1/8, 远远低于国际人均 1000m 3 的缺水下限。水资源紧缺已成为制约经济社会可持续发展的第一瓶颈。 2003年北京市总用水量35亿m 3 ,地表水、地下水、其它水源用量分别为8.33、25.42、1.25亿m 3 ,分别占全市总用水量的24%、73%、3%。 工业、生活、农业、河湖环境用水分别为 7.96、12.43、13.66、0.95亿m 3 ,分别占全市总用水量的23%、35%、39%、3%。 地下水长期超采,使用率由 2000年的67%上升到2003年的76%,致使水位年均下降 1.29米 ,水环境和水生态平衡受到威胁;全市每年仍有 4亿方污水直接排放,再生水利用率也不足 40%;大量宝贵的水资源还未有效利用,不仅污染城乡环境,也加剧了水资源紧缺的局面。 2、用水特点 城市生活用水水平呈上升趋势,由 1980年的 194L /人 · d,增加到2003年的 316L /人 · d,年增长率2.2%。 工业用水呈现负增长趋势。万元产值用水量由 1980年的 279m 3 /万元下降到2003年的 21m 3 /万元,万元产值用水量的下降率11%。 农业用水由 1980年的31.8亿m 3 降到2003年的13.66亿m 3 ,降低了57%。 2003年用水总量35亿m 3 ,比1980年降低了27%。用水构成发生较大变化,农业用水比例由1980年的65%下降到2003年的39%;生活用水的比例由8%增加到35%;工业用水量比例有所减少。 环境用水在总 用水 中所占比重很小, 2003年仅占全市总用水量的3%。不断恶化的生态环境状况表明,近些年表面上的水资源供需水平衡是以牺牲环境为代价的。 3、节水潜力 北京市万元 GDP取水量由1995年的 322 m 3 /万元下降到2002年的 108 m 3 /万元,我国 平均 水平的 23%,在国内属领先水平,只低于天津市。但与国外节水水平还有一定差距。 市区生活用水中,公共建筑用水占 55%,公共建筑用水构成中机关、院校、部队、宾馆饭店、医院用水量所占比例较高,还有节水潜力。居民住宅节水中淋浴及个人洗漱、冲厕、衣物洗涤及市政绿化节水潜力较大。 工业节水方面,工业用水量和增加值投入产出较好的产业是电子信息产业、机电产业;较差的产业是冶金、石油化工和建材产业;市区一般工业用水结构中,高耗水行业还占据一定比例。从节水潜力看,电力行业用水,复用率提高的潜力已不大,但万元产值用水还有一定提升空间;冶金行业节水水平有进一步提高的可能性;机电、建材、交通运输设备制造业已具备较高节水水平,节水潜力不是很大,在复用率上还有一定提升空间。 参考资料: http://210.73.64.56:6666/rwbj/yjzs/qmjy/zydqxz/t355847.htm

地下水水量监测主要是测量地下水(或地下热水)孔(井)及泉的水量。方法主要有容积法、堰测法、差压法、叶轮式孔口瞬时流量计法、喷水钻孔法、流速仪法和浮标法。

一、容积法

容积法主要使用量水箱、水塔、蓄水池及时钟等设备。通过记录量水箱、水塔和蓄水池中水位上升高度及相应的时间t,计算涌水量Q。

Q=V/t

式中:Q—涌水量(m3/s);V—容器的体积(m3);t—装水相应时间(s)。

1.方法一

主要仪器设备:1m3容积的量水箱、秒表;

适用条件:涌水量较小,且有管状引水设备的井(孔);

使用方法:记录量水箱水位上升高度及相应的时间t,反复2~3次,取平均值计算涌水量Q;

优缺点:水箱大时较准确,但比较笨重。

2.方法二

主要仪器设备:有水塔、蓄水池和水位观测设备室,另配计时钟表等即可;

适用条件:在备有水塔(并有水位标尺)的自备水源井采用;

使用方法:记录水塔或蓄水池中水位上升高度及上水时间t,计算涌水量Q;

优缺点:这种方法测时短,精度差,反复观测取其平均值需较长时间。

二、堰测法

使用堰测法时,堰箱水位波动较大,影响观测精度,所以堰测法只适用于涌水量较大的水文环境。测量过堰水位h时,应在堰口上游≥3h处进行。涌水量Q可以通过观测过堰水位进行计算获得,也可以根据水头高度(即过堰水位),查堰流量表获得。

堰测法通过使用三角堰(图2-10)、梯形堰(图2-11)和矩形堰(图2-12)观测水位并查算表得知涌水量。

图2-10 三角堰示意图

B—渠道宽度;b—堰口宽度;p—堰高;h—过堰水位(或水头高度)

图2-11 梯形堰示意图

B—渠道宽度;D—水头测量断面;b—堰口宽度;h—过堰水位(或水头高度)

图2-12 矩形堰示意图

B—渠道宽度;b—堰口宽度;p—堰高;h—过堰水位(或水头高度)

1.三角堰

适用条件:在涌水量较小时采用三角堰;

主要仪器设备:量水三角堰箱;

涌水量计算公式:Q=

(式中:h—过堰水位(cm);c—随h变化的系数,其值查表21);

使用方法:观测过堰水位,计算涌水量Q;或根据水头高度,查三角堰流量查算表(表2-2)。

表2-1 三角堰法计算公式中系数c值选取表

注:数据来源于中国地质调查局主编的《水文地质手册(第二版)》(2012)。

表2-2 三角堰水头高度与流量查算表

续表

注:数据来源于中国地质调查局主编的《水文地质手册(第二版)》(2012)。

2.梯形堰

适用条件:在涌水量较大时采用梯形堰;

主要仪器设备:量水梯形堰;

涌水量计算公式:

(式中:h—过堰水位(cm);b—堰切口底宽(cm));

使用方法:观测过堰水位,计算涌水量Q;或查梯形堰流量查算表(表2-3)。

适用条件:在涌水量很大时采用矩形堰。

3.矩形堰

主要仪器设备:量水矩形堰;

涌水量计算公式:Q=0.01838×

(式中:h—过堰水位(cm);b—堰切口底宽(cm));

使用方法:观测过堰水位,计算涌水量Q;或查矩形堰流量查算表(表2-4,表2-5)。

表2-3 梯形堰水头高度与流量查算表(堰底宽b=1m)

续表

注:数据来源于中国地质调查局主编的《水文地质手册(第二版)》(2012)。

表2-4 矩形堰水头高度与流量查算表

续表

注:数据来源于中国地质调查局主编的《水文地质手册(第二版)》(2012)。

表2-5 b=50cm时矩形堰水头高度与流量查算表

注:数据来源于中国地质调查局主编《水文地质手册(第二版)》(2012)。

三、叶轮式孔口瞬时流量计法

设备组成:叶轮式孔口瞬时流量计有探头部分和仪表部分。探头部分由叶轮、磁棒、感应线圈组成;仪表部分由表头、晶体管电路、电源构成。

涌水量(m3/h)=读数(格)×格值(不同管径应预先标定出“管径-格值关系曲线”)。

适用条件:①适用管径:仪器的测试范围取决于叶轮直径的大小,现试制的叶轮式孔口瞬时流量计,适用于测量3″~6″出水管的瞬时流量;②适用温度:-10~45℃;③测量误差:与标准三角堰箱对比,误差﹤5%;④适用电源:4F45-2型6 V电池3节;⑤质量:约2.5kg;体积:25cm×19cm×11cm。

四、喷水钻孔法

喷水钻孔法通过测量套管内径和水头喷出高度来计算涌水量:

Q=396d2h

式中:d—套管内径(mm);h—涌水高度(mm)。

由于喷水钻孔法难以测得准确的水头喷出高度,所以测量精度较差。

五、流速仪法

流速仪主要有旋杯式流速仪和旋桨式流速仪(图2-13,图2-14)。该测量法宜在流量较大的井、泉或测明渠流量时采用。井、泉流量测量,应在井、泉出水口设置明渠,选择顺直的渠段,用流速仪测量断面上各点的流速,计算水流量。其流量计算公式:

地质环境监测技术方法及其应用

式中:ƒt—测流断面分割的面积(m2),由相邻测线深的平均值与其间水平距离相乘而得;υt—相应部分平均流速(m/s)。

图2-13 旋杯式流速仪

图2-14 旋桨式流速仪

六、浮标法

浮标法通过计算水流断面面积和水流速度的乘积来测量。流量计算公式为

Q=K×A×V

式中:K—浮标系数;A—水流横断面积(m2);V—水面流速(m/s)。

水面流速计算公式为

V=L/t

式中:L—上下断面的距离(m);t—浮标流经上下断面经历的时间(s)。

在井、泉出水口有明渠时,选择顺直的渠段投放浮标;投放浮标数目,视渠道宽度而定。宽度﹤3m时,投放1~2个;宽度为3~5m时,投放2~3个;宽度为5~10m时,每隔3m投放一个;一般河道K=0.8~0.9;普通渠道水深为0.3~1.0m时,K=0.55~0.75;长满草的土渠中,K=0.45~0.65。

浮标法属于经验法,浮标系数K值较难确定,选用经验数值时,误差较大。仅适用于没有其他仪器设备测量水量时,粗略估算涌水量时使用。

七、差压法

差压法测定水量主要包括圆缺孔板仪、缩径管、孔板流量计几种测量手段(表2-6)。相关查算表及系数值详见中国地质调查局主编的《水文地质手册(第二版)》(2012)。

表2-6 差压法测量地下水流量观测仪器设备、方法和条件

注:数据来源于中国地质调查局主编的《水文地质手册(第二版)》(2012)。



基本概念
答:(一)地下水资源分类及发展 在本次研究中,考虑到人类活动已经使地下水循环条件发生了明显变化,地下水的天然补给、径流、排泄水文过程发生显著变化,因此根据国家标准《水文地质术语》(GB/T 14157-93)和前面讨论的有关理念,采用如下基本概念。 地下水资源是指含水层中具有利用价值的地下水水量。我国关于地下水资源的分...

地下水水量水质可行性分析
答:10.4.2.1 地下水水量可行性分析 水量均衡法计算结果与模型预测结果均表明:在2011年地下水开采条件下,地下水系统处于负均衡状态,2020年研究区潜水地下水位下降2m左右;在以2011年的基础上,以农业开采量减少10%,工业及生活开采量增加20%开采,地下水系统处于负均衡状态, 2020年研究区潜水地下水位下降...

地下水允许开采量(可开采量)的分级
答:②根据一个水文年以上的地下水动态资料和群孔抽水试验或开采性抽水试验,验证水文地质计算参数,掌握含水层的补给条件及供水能力;③结合具体的开采方案,建立或完善数值模型,计算和评价补给量,确定地下水允许开采量;④预测开采条件下地下水的水位、水量、水质可能发生的变化;⑤提出不使地下水水量减少和水质变差的保护措施...

地下水占地球水量的百分比?
答:全球水资源储量 储存于地球的总出水量约为1386*10^7亿立方米,其中海洋水位1338*10^7亿立方米,约占全球总水量的95.5%。在余下的水量中地表水占1.78%,地下水占1.69%。人类主要利用的淡水与35*10^7亿立方米,在全球总出水量中只占2.53%。他们少部分分布在湖泊,河流,土壤和地表以下的浅层地下...

内蒙古高原地下水系统
答:构造上属中新生代断坳盆地,堆积了较厚的河湖相砂、泥岩层,构成第四系孔隙潜水-承压含水系统和古近系、新近系孔隙-裂隙承压含水系统。 第四系孔隙潜水-承压含水系统:自盆地中心向盆地边缘(由东向西),第四系含水层厚度变薄,水量变小,地下水位埋深一般小于5m。沙漠腹地,东部含水层厚150m左右,局部地段可达220m,...

地球地下水的储量
答:储存于地球的总储水量约 1386×10亿立方米,其中海洋水为1338×10亿立方米,约占全球总水量的96.5%。在余下的水量中地表水占1.78%,地下水占1.69%。人类主要利用的淡水约 35×10亿立方米,在全球总储水量中只占2.53%。它们少部分分布在湖泊、河流、土壤和地表以下浅层地下水中,大部分则以冰川、...

地下水水量演化预测
答:为了分析研究区地下水水量的演化趋势,并使该区域地下水资源能够进一步统一合理的调度管理,本次研究建立了该区的地下水水量模型,在对模型进行识别和验证之后,对不同开采方案下地下水位的变化进行了预测预报。 10.2.2.1 水文地质概念模型 (1)计算区范围 研究区在丰润区中北部,北部边界为到七树庄镇,南部边界为到三女...

地下水占全球淡水的几分之几?
答:地球上的淡水总量约为3.8亿亿吨,是地球总水量的2.8%。然而,如此有限的淡水量却以固态、液态和气态的几种形式存在于陆地的冰川、地下水、地表水和水蒸汽中,其比例分布是:极地冰川占有地球淡水总量的75%,而这些淡水资源几乎无法利用;地下水占地球淡水总量的22.6%,为8600万亿吨,但一半的地下水...

地下水量均衡计算
答:式中:Q补为地下水总补给量,104m3·a-1;Q排为地下水总排泄量,104m3·a-1;μ为水位变动带给水度;F为均衡区面积,km2; H 为水位变幅,m; t为均衡时间段长,a;Q降水为降水入渗补给量,104m3·a-1;Q侧补为侧向径流补给量,104m3·a-1;Q河渗为河流渗漏补给量,104m3·a-1;Q回渗为渠道渗漏及灌溉回...

120米深水井的储水量
答:10方。根据查询知乎网信息显示:120米深井的正常水量是10方。深水井是指获取深度地下水的井,通常在干旱地区如中国西北比较常见,主要用以获取深层地下水(即地下20米以下的水)。