Question

大区域地下水均衡研究应注意的问题

Answer 1

从供水角度出发，可供长期开采利用的水量（允许开采量），是含水系统从外界获得的多年平均补给量。对于大的含水系统，除了统一求算补给量外，有时往往还需要分别求算含水系统各部分的补给量。此时要注意避免上、下游之间，潜水、承压水之间，以及地表水与地下水之间水量的重复计算。

图7-8表示了一个堆积平原含水系统，它可区分为包含潜水的山前冲洪积平原及包含潜水及承压水的冲积湖积平原两大部分。天然条件下如考虑多年的水量均衡，地下水储存量的变化值可认为是零。含水系统各部分的水量均衡方程式如下（等号左侧为收入项，等号右侧为支出项）：

图7-8 堆积平原含水系统地下水均衡模式

1—透水基岩；2—不透水基岩；3—粘性土；4—砂砾石；5—潜水位；6—泉；7—均衡收支项

山前平原潜水：

水文地质学基础

冲积平原潜水：

水文地质学基础

冲积平原承压水：

水文地质学基础

式中：X_f1，X_f2分别为山前平原及冲积平原降水入渗补给潜水水量；Y_f1，Y_f2分别为山前平原及冲积平原地表水渗入补给潜水水量；W₁，W₂，W₃分别为山前平原上、下游断面及冲积平原下游断面地下水流入（流出）量；Z_u1，Z_u2分别为山前平原及冲积平原潜水蒸发量；其余符号同前。

整个含水系统的水量均衡方程式为

水文地质学基础

如果简单地将含水系统各部分均衡式中水量收入项累加，则显然比整个系统的水量收入项多了W₂及Q_t两项。分别求算的结果比统一求算偏大。

从图7-8中很容易看出，冲积平原承压水并没有独立的补给项。它的收入项W₂，就是山前平原潜水支出项之一。将式（7-11）改写为

水文地质学基础

可知，W₂是由山前平原补给量的一部分转化而来。冲积平原潜水的收入项Q_t同样也可以通过改写式（7-13）得出

水文地质学基础

显然，Q_t是由W₂的一部分转化而来，归根到底，是由山前平原潜水补给量转化的。

W₂，Q_t都属于堆积平原含水系统内部发生的水量转换，而不是含水系统与外部之间发生的水量转换。

在开采条件下，含水系统内部及其与外界之间的水量转换，将发生一系列变化。假定单独开采山前平原的潜水，则此部分水量均衡将产生以下变化：

（1）随着潜水位下降，地下水将不再溢出成泉，Q_d＝0；

（2）与冲积平原间水头差变小，W₂减小；

（3）随着潜水位下降，蒸发减弱，Z_u1变小；

（4）与山区地下水水头差变大，W₁增加；

（5）地表水与地下水水头差变大，Y_f1增大；

（6）潜水浅埋带水位变深，有利于降水入渗，可能使X_f1增大。开采的结果是山前平原潜水补给量增加，天然排泄量减少。与此同时，对地表水及邻区地下水的均衡产生下列影响：

（1）W₂减少及相应的Q_t减少，使冲积平原承压水及潜水补给量减少；

（2）W₁增大，使山区地下水排泄量增大；

（3）X_f1及Y_f1增大，使地表径流量减少，从而使冲积平原潜水收入项Y_f2变小。

综上所述，进行大区域水均衡研究时，必须仔细查清上、下游，潜水和承压水，地表水与地下水之间的水量转换关系，否则将导致水量重复计算，人为地夸大可开采利用的水资源量。

复习参考题

1. 何谓地下水的动态和均衡？二者有何关系？

2. 地下水的动态受哪些因素的影响？在同一松散沉积物地区，沉积物颗粒的粗细对地下水动态有何不同的影响？

3. 地下水动态的基本类型有几种？它们的特征如何？

4. 潜水均衡方程式是如何建立的？

5. 大区域地下水均衡研究应注意的问题有哪些？你是怎么认识的？

6. 根据自己的体会，谈谈人类活动对地下水动态和均衡的负面影响。