9 地下水水量评价
9.1 一般规定
9.1.3、9.1.4 本规范采用补给量、储存量和允许开采量的地下水资源分类方法,突出了补给量在地下水资源评价中的重要性。
地下水水量评价的目的就是计算允许开采量的值,并论证其补给的保证程度。勘察区地下水的形成以及补给、径流和排泄的过程,有着自己的内在规律和外部的影响条件,因此,地下水水量的评价是多因素综合评价的结果,一般应根据需水量、勘察阶段、开采方案等要求和具体的水文地质条件、外部环境影响,在充分考虑地下水的补给量和可开采储存量的调节能力的基础上,最终确定合理的允许开采量。对于有些勘察区,计算的地下水储存量很大,往往会造成地下水很丰富的错觉,其实不一定每个工程都要计算,只有在补给量不足时,才应计算可开采储存量,同时要论证其开采后的可恢复性,以发挥以丰补歉的调节作用。虽然储存量愈大,调节能力也愈强,但究竟能动用多少,仍取决于补给量的大小。也就是说,不管是否动用储存量,允许开采量的大小最终取决于补给量的大小(含开采条件下补给量的增加量和排泄量的减少量),如果计算时段的开采量超过补给量,则开采量会逐渐减少,按此量建设的水源地不能成为稳定的开采水源。
9.1.5 计算和评价地下水允许开采量的所有方法均涉及到计算时段的选择。例如,采用水均衡法时,要选择均衡期;采用数值模拟进行地下水预报时,要设定预报期等;即计算和评价地下水允许开采量的精度与计算时段的选择有着密切的关系。本规范分三种不同情况对如何选择计算时段作了规定:
1 采用“多年平均”作为计算时段。实际工作中常用的方法有三种:一是采用平水年(P=50%)的丰、平、枯水季作为计算时段;二是采用勘察年份的前几年(如取前5年);三是采用典型年组合,如取丰水年(P=25%)、平水年(P=50%)、枯水年(P=75%)三年作为计算时段(如农田供水)。其中采用后两种者较多。
2 采用需水保证率年份作为计算时段。在调节能力有限,不考虑储存量或储存量很小时,常用此方法。如以岩溶泉作供水水源时,以其流量频率曲线为依据,按需水保证率(P=95%或97%)要求直接进行评价;又如对仅具有当年调节能力的孔隙潜水水源地,采用需水保证率年份的丰、平、枯水季作为计算时段。
3 采用连续枯水年组或设计枯水年组作为计算时段。此方法常用于傍河水源地地下水资源的评价。此类水源地地下水的补给以大气降水、上游地表径流及开采条件下的河水入渗补给为主,但由于水源地面积小,前两项补给量有限,而河水补给量往往占允许开采量的70%~80%,因此合理确定河水补给量是正确评价允许开采量的依据。为此,须分析地表径流实测系列资料,选取对供水最不利的连续枯水年组作为计算时段,计算已知河流年径流量递减系列中各年河流年径流量的经验频率,然后绘制经验频率过程线,在P=50%以下过程线所包围的面积最大者为最不利的枯水时段。设计枯水年组取决于河流实测系列资料,而河流流量除本身所具有的周期性变化规律以外,还受地表水利用规划(修建水库、调水等)的影响,因此,在计算过程中应全面考虑。
9.1.6 本条文强调在地下水水量评价时,应进行水均衡分析,意在明确地下水补给量、排泄量与储存量之间的关系。
水均衡是指均衡计算区或评价计算区内地下水总补给量(Qtr)与总排泄量(Qtd)的均衡关系,可以进行多年平均水均衡分析,也可以进行逐年的水均衡分析。地下水总补给量、总排泄量和地下水蓄变量三者之间的水均衡关系,可以表示为:
式中:Qtr——地下水总补给量(万m3);
Qtd——地下水总排泄量(万m3);
±△Q——地下水储存量变化量(万m3);
X——绝对均衡差(万m3);
δ——相对均衡差,无量纲。
当X=0(亦即δ=0)时,可近似判断Qtr、Qtd、△Q三项计算成果基本合理;|X|值或|δ|值较小时,可近似判断计算成果的计算误差较小;|X|值或|δ|值较大时,可近似判断计算成果的计算误差较大,亦即计算精确程度较低。
为提高计算成果的可靠性,一般要求对平原区各个评价计算区逐一进行水均衡分析,当评价计算区的|δ|>10%时,要求对该评价计算区各项补给量、排泄量和地下水蓄变量进行核算,必要时,对某个或某些计算参数作合理调整,直至其|δ|≤10%为止。