地下水资源的合理规划步骤和效益分析

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地下水资源的合理规划步骤和效益分析

  摘要:本文在阐述地下水资源特征及其分类的基础上,对地下水资源的合理规划步骤和效益分析进行论述。

  关键词:地下水资源;步骤;效益;合理规划

  一、地下水资源的特征

  1.1 供水的连续性

  供水水源必须能够长期不间断的供应一定数量的水,否则,供水水源便不可靠,工农业生产与生活就会受到影响。一般来说,含水层本身储存的水量是很大的,并且可从大气降水、地表水等获得补给。因此,在一定限度内可以长期连续地从含水层中开采地下水。如果开采量不超过可开采资源量,其保证率可达到100%。即使在枯水年完全可以靠含水层中储存量而不间断供水,这是江河水所不具备的。

  1.2 分布的均匀性

  地表水的分布局限于水系,距离稍远,使用受到限制。地下水除在水系附近存在外,还在远离水系的山区和平原广泛分布,可以就地就近开采,尤其适合于生活用水和农田灌溉,以及小型工业供水,这一点在河流附近也可以体现出来。而地表水在汛期和非汛期可供利用的水量往往相差数十倍,甚至数百倍,而不同季节从含水层中可提取的水量一般无较大差异。

  1.3 水质的优越性

  作为饮用水源地下水的水质优越于地表水,地表水的矿化度比较低,这种低矿化度的水,并不是理想的饮用水。地下水受降水或地表水渗入以及在含水层中运移时,与岩土接触时,矿化度可增加到1克左右,是人体所需要的。另外,降水在空气中以及降落到地表以后,都会混入一些悬浮的杂质,甚至沾染细菌,在向地下渗入的过程中,能够滤去杂质和细菌,达到自然净化。

  1.4 形成的复杂性

  地下水资源的形成过程及其分布情况远比地表水资源复杂。地下水主要补给来源有:降水入渗、江河水渗漏、地下径流以及凝结水,或其他含水层的越流补给,人类活动产生的补给等,如水库水,灌溉水等。由于各地的水文、气象及水文地质条件不同,补给来源存在着较大的差异,给分析与评价地下水资源带来了很多问题。同时,地下水的补给、排泄以及在含水层中的运移情况,都不能直接观察,需要通过长期观测资料进行分析推断,这无疑增加了评价与开采地下水等工作的复杂性。

  二、地下水资源的分类

  地下水资源划分为天然资源、可开采资源与储存资源。天然资源是指地下水在天然条件下通过各种途径,直接或间接地接受降水、地表水、凝结水、地下侧向流入等补给量的总和,用多年平均值表示。在天然状态下,地下水在多年中保持平衡,其多年平均补给量等于多年平均排泄量。因此,天然资源也可用多年平均排泄量(各项排泄量的总和)来表示;可开采资源是指实际能开采利用的地下水资源,即在设计的开采期内,在经济合理的开采条件下,开采过程中不发生水质恶化或地面沉降、水源枯竭等现象,并对生态平衡不会造成不利影响的情况下,有保证的可供开采的地下水资源是由天然资源、补充资源(指开采条件下新增加的补给量)和可动用的储存资源以及人工补给量等组成;储存资源包括容积储存量和弹性储存量。前者一般指最低水位以下含水层(包括弱透水层)中储存的重力水总体积,相当于静储量。后者则是承压水或弱透水层,由于水头降低(引起岩层压缩和水的膨胀)而释放出的水量。

  三、地下水资源系统分析的步骤

  3.1 确定目标

  根据当地实际情况和发展的需要确定规划目标,是系统分析中的一个重要环节。目标确定后还要将其用目标函数及约束条件的形式表达出来,以便进行方案比较。

  3.2 收集资料

  主要收集有关地下水资源评价的成果、开发利用地下水资源工程的效益情况、各用水单位、产值、利润及废水排放情况,各种农业作物种植面积、产量,灌溉效益实例,以及地下水动态观测与开发利用地下水有关的环境危害等资料。

  3.3 制定方案

  要制定出可以满足或实现所确定目标的各种可能方案。并对每一种方案进行详细的分析,推算各方案的费用、效益及其实用性。

  最后按一定准则进行排列比较,选出合理的规划方案。

  四、地下水资源的开发利用目标

  地下水资源的开发利用目标就是确定地下水资源开发利用的范围、程度和要达到的效益,这是进行经济分析和决策的重要环节。

  4.1 增加国民经济收入

  使有限的地下水资源发挥出最大的经济效益。具体表现为净效益最大、投资最小或投资还本年限最低等。

  4.2 控制地下水位

  用于地下水严重超采、水位迅速下降的地区,也可用于地下水埋藏浅、地表次生盐渍化逐年加重的地区。具体表现为在满足工农业与生活用水的条件下,地下水位下降速度最小或潜水位埋深最佳等。

  4.3 防止地下水污染

  局部地区地下水已受到一定程度的污染,因此,以防止地下水污染及水质恶化为目标,确保地下水资源可持续利用。

  五、效益分析方法

  5.1 费用效益分析方法

  当效益水准限定时,选取费用最小方案。当费用限定时,选用效益最高方案。当费用与效益均不限定时,取净效益最大方案。

  5.2 投资效益分析方法

  投资相同时,取效益最大方案。效益相同时,取投资最小方案。投资较大时,如投资较多的方案所追加的投资,能够在规定的某一标准年限内由节约的运行费全部抵偿时,则选用投资较多的方案。

  5.3 水位下降分析方法

  用于深层地下水资源的开发利用或出现水位降落,又能满足正常情况下工农业生产和生活最低限度的用水,应选择在满足区内地下水总开采量的条件下,地下水位下降速度最小的方案。

  总之,仅对地下水资源进行合理规划是不科学的,必须对地下水与地表水进行统一规划、联合调度、科学分配,才能使有限的水资源在国民经济建设中发挥出最大的作用。

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