[发明专利]一种地下水安全开采量调节计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及水资源评价和水资源配置方法技术领域，具体是一种地下水安全开采量调节计算方法。

背景技术

地下水是宝贵的资源，在我国很多地方，特别是北方地区是生活和生产的重要水源。自上世纪八十年代以来，我国地下水开采量显著增加，水资源供求矛盾日益突出，由于长时间过度开采，地下水位持续下降，原有地下水系统的平衡遭到破坏，已形成大范围地下水位降落漏斗区，地下水资源面临枯竭的危险，对社会经济发展产生了严重的制约作用。同时，随着人类活动的影响，地下水补径排条件也发生了较大变化，所以如何确定地下水安全开采量，对合理开发利用与保护地下水资源，维持生态环境健康发展和地质环境稳定，以及保障经济社会的可持续发展具有重要的指导意义。

在已有地下水安全开采量评价成果中，对自然、社会、经济、技术和生态环境约束处理，一般是根据研究区历史动态资料和生态环境演变趋势，定性分析安全开采量的阈值范围。这类方法往往局限在特定地区的定性分析，存在以下缺陷：一、不能给出水资源管理者明确的临界信息；二、通用性不足，不利于方法推广和应用；三、这类方法往往将自然循环条件作为定值，一旦对各区的净补给量计算完毕，则不再进行更新，忽略了人工开采条件下的地下水演变影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下水安全开采量调节计算方法，该方法能明确地下水安全开采量的临界信息，有利于地下水资源的可持续开发利用，通用性强、利于推广应用，并且可以提高评价精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种地下水安全开采量调节计算方法，包括以下步骤：

S1、将待评价区域地下水系统进行分区；

S2、以待评价区域气候变化周期为依据，同时结合人类活动对地下水补给条件的影响强度和变化规律，确定地下水均衡期的时限；

S3、建立地下水系统及各分区水量均衡的相应数据库，计算地下水系统及各分区的净补给量、可利用储存量与激发补给量，确定地下水系统及各分区最大开采资源量；

S4、确定各分区的地下水安全开采系数η，从而根据公式计算得到地下水安全开采量W_安开=ηW_开资=η（W_天补+W_激补），公式中W_安开为地下水安全开采量、W_开资为最大开采资源量、W_天补为天然补给量、W_激补为激发补给量；

将天然补给资源量、激发补给资源量、可利用储存资源量与激发补给所消耗的储存量之和定义为最大开采资源量，可以认为最大开采资源量是理论上的最大可开采资源量。

在含水层系统满足可接受条件下，确定可利用储存量；按照地下水资源评价中以水位预测为主线的原则，确定可利用储存量的过程即是临界水位的确定过程。参照抽水试验最大降深的设计原则，对于孔隙潜水含水层而言，一般认为可利用储量为三分之一至一半含水层厚度的地下水储存量；对孔隙承压含水层则认为不能使地下水测压水位低于承压含水层顶板；岩溶裂隙水的可利用储存资源量确定较为复杂，主要考虑水泵提水高度、最低限制开采水位和岩溶塌陷等约束。针对不同地区，该部分资源量的确定受到经济、社会、技术、生态环境和地质环境的共同作用。若记一定时期内，仅考虑满足生态环境条件下的最大可利用储存量为W_生态，仅考虑满足地质环境要求的最大可利用储存量为W_地质，仅考虑满足经济技术水平的最大可利用储存量为W_技术，则实际地下水可利用储存量W_可储应以不破坏上述三个临界水位为标准，取三者的最小值：

W_可储=Min（W_生态、W_地质、W_技术）

另外记天然补给量为W_天补，激发补给量为W_激补，产生激发补给量所消耗的储存资源量为W_激储，以水均衡原理分析地下水系统的收支项，可以将最大开采资源量W_开资表述为：W_开资=W_天补+W_激补+W_可储-W_激储；

S5、通过地下水安全开采能力评价模型，可以计算得到该系统内任意分区的安全开采能力指标η^*，计算校正系数k=η/η^*；