地下水资源计算与评价(10)

但对μ值往往难于准确测得，特别是裂隙、岩溶含水层的μ值更难准确确定。另一种方法是在抽水时用两次以上不同流量进行试验，用解联立方程的办法求出μF值，再计算抽水时的补给量。如有两次不同抽水量Q抽1，Q抽2，分别得到

?S1两个水位降速?t1?S2和?t2，可建立联立方程组：

联立解得

则

为了核对Q补的可靠性，可再按水位恢复资料进行检查。 用这种方法求得的旱季补给量作为允许开采量，是有充分保证的，但太保守。因为抽水是在旱季进行的，没有考虑雨季的降水补给量。因此，最好将抽水试验延续到雨季，用同样方法求出雨季的补给量，再分别按雨季时间T雨和旱季时间T旱平均分配到全年，即：

用这样的补给量作为允许开采量时，还应计算旱季末的最大水位降（Smax），看是否超过最大允许降深：

QQ旱 Q雨S0?SSSmax式中，S。为雨季末的水位降。右端第2项为旱季开采量超出旱季补给量引起的降深ΔS旱。 QQ旱补Q旱补Q雨补Q允开t 用这种方法求得的允许开采量，是既可靠又不保守的。但还应用多年的气象、水文资料论证其保证程度。不过，这种方法需进行相当长时间的抽水试验（需2个月以上），耗费人力物力较大。

另外，也可以根据旱季抽水资料和动态观测资料，计算旱季补给量和全年暂时储存量（调节储量），以这两者之和作为允许开采量。即；

检验最大水位降的公式为：

式中，Δh为水位年变幅；S0为雨季末的水位降。 3．实例

某水源地位于基岩裂隙水的富水地段。在0.2km2面积内打了12个钻孔，最大孔距不超过300m。在其中的三个孔中进行了四个多月的开采抽水试验，观测数据见表10一13。

这些数据表明，在水位急速下降阶段结束后，开始等幅持续下降，停抽或暂时中断抽水以及抽水量减少时，都发现水位有等幅回升现象。这说明抽水量大于补给量。利用表10—13中的资料可列出五个方程式：

用其中任意两个方程便可解出Q补和μF值。为了全面考虑，把五个方程搭配联解，求出Q补和μF值，结果见表10—14。

从计算结果来看，由不同时段组合所求出的补给量相差不大，但μF值变化较大，可能是由于裂隙发育不均，降落漏

斗扩展速度不匀所致。

再用水位恢复资料进行复核，数据及计算结果见表10—15。

从以上计算结果看，该水源地旱季的补给量在2600—2700 m3／d之间，以此作为开采量是完全有保证的。若不能满足需水量的要求，还可以利用年内暂时储存量，适当增大允许开采量。但还应考虑总的降深大小及评价开采后对环境的影响。

4．开采抽水试验法的特点及适用条件

用开采抽水试验法求得的允许开采量是最可靠而且准确的。无论是潜水还是承压水，是孔隙水还是裂隙水或岩溶水，是新水源地还是旧水源地，都能应用。但要花费较多的人力物力，且成本较高。它适用于水文地质条件较复杂，一时难以查清补给条件，而又急需作出评价时，或供水部门对水量的保证程度要求较高时的中小型水源地的水资源评价。对大型水源地，除采用开采抽水试验外，还应结合数值法来进行水位预报。开采抽水试验法也不能作区域性的水资源评价。 三、以水均衡理论为基础的方法

这里仅介绍水均衡法。水均衡法也称为水量平衡法，是全面研究某一地区（均衡区）在一定时间段（均衡期）内的地下水的补给量、储存量和消耗量之间的数量转化关系，通过平衡计算，评价地下水的允许开采量。它是根据物质（质量）守恒定律和物质转化原理分析地下水循环过程，计算地下水量。实际上，它不仅是地下水资源计算与评价方法主要类型之一，在某些情况下、它又是其他类型计算与评价方法的指导思想与验证的依据。 1．基本原理

对一个均衡区（地段或水文地质单元）的含水层来说，在任一时段Δt内补给量与消耗量之差，恒等于此含水层中水体积的变化量，此即物质不灭原理。据此可以建立水均衡方程式：

式中，μ和μ*分别为重力给水度和弹性释水系数（贮水系数）；Δh和ΔH分别为含水层厚度和水头变化值。

由前述对允许开采量的分析可知，如果是稳定型开采动态，则最大允许开采量为：

如果是合理的消耗型开采动态，则为：

式中，ΔQ消为减少的消耗量，即截取的补给量；ΔQ补为开采时增加的补给量；Smax为最大允许降深；T为开采年限，一般取50—100a。

补给量（Q补）和消耗量（Q消）的组成项目很多，并且要准确地测得这些数据往往也是困难的。但对某一个具体的地区来说，常常不是包含全部项目，有的甚至非常简单。例如，在我国西北干旱气候条件下的山前冲洪积扇地区，年降水量很少而蒸发强烈，雨水渗入补给（Q雨渗）几乎可以忽略不计。如果山区基岩裂隙也不发育，则侧向补给（Q流入）也可略去。当含水层为较单一的砂卵砾石层，无越流补给，也没有各种人工补给时，则地下水的补给量主要靠从山区流出的河水渗入补给（Q河渗）。开采后，由于水位降低，可以使消耗项中的蒸发（Q蒸发）、溢出（Q溢出）都变为零。在这种条件下，水均衡方程可简化为：

稳定型的最大允许开采量可用下式确定：

因此，在这里准确测定河流渗入量，是用水均衡法评价地下水资源的关键。

又如，我国南方的岩溶水地区，主要补给来源是Q雨渗和Q其次是侧向流入Q流入，消耗项中主要是Q溢出，其次是Q河渗，

流出及Q蒸发。只要采用恰当的开采方式，可以充分截取补给，减少消耗，则计算允许开采量的公式可简化为：

因此，在各种情况下，都应按具体条件建立具体的水均衡方程式。 2．计算步骤