第七章 地下水资源评价
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地下水资源评估与利用地下水是一种重要的水资源,对于人类的生产、生活和生态环境都具有重要作用。
为了有效评估和科学利用地下水资源,保证其可持续发展,我们需要进行地下水资源评估和合理利用。
本文将以以下几个方面进行探讨。
一、地下水资源评估的方法地下水资源评估是指对地下水的量、质和可持续性进行定性和定量的研究和评估。
在评估中,通常采用以下几种方法:1.采样分析法:通过采集地下水样品,进行化学分析,评估地下水的水质状况。
2.地下水位观测法:通过长期观测地下水位变化,分析地下水的补给与消耗情况,评估地下水的资源量。
3.水文地质方法:通过地质剖面观测和水文地质剖面图绘制,评估地下水的储量和流动状况。
二、地下水资源利用的原则地下水资源利用应遵循以下几个原则:1.合理开发:根据地下水的资源量和质量特点,合理规划和开发地下水,确保不超过地下水可补给的范围。
2.节约用水:减少浪费,提高用水效率,采用节水技术和设备,保证地下水的合理利用。
3.生态保护:保护地下水的周边生态环境,避免对生态系统造成不可逆转的破坏。
三、地下水资源评估与利用案例以下是几个地下水资源评估与利用案例,供参考:1.我国某地区地下水资源评估:通过采集地下水样品,对其进行化学分析,评估该地区地下水的水质状况。
同时,通过长期观测地下水位变化,分析地下水的补给与消耗情况,评估该地区地下水的资源量和可持续性。
2.地下水资源利用规划案例:某城市在地下水资源利用规划中,采用了节水技术和设备,如设置水表,开展居民节水宣传等,有效减少了浪费,提高了用水效率。
同时,该城市加强了地下水周边生态环境的保护,实现了地下水资源的可持续利用。
3.地下水资源调查评价案例:某县政府进行了地下水资源调查评价,通过水文地质方法,绘制了地下水的储量和流动状况图,为该县地下水资源的开发利用提供了科学依据。
四、地下水资源评估与利用的挑战与对策在地下水资源评估与利用过程中,可能面临以下挑战:1.地下水污染:地下水受到农业、工业和生活废水的污染,需要加强污染源的控制和地下水保护工作。
地下水资源评价(groundwater resource eveluation)通过供水水文地质勘察,评定地下水中可供生产和生活开发利用的水量和水质的方法。
水量的评价要按照符合地下水的补给、径流、排泄条件的合理的地下水资源分类法进行。
水质的评价根据水的用途按不同的用水标准确定。
地下水资源分类法地下水资源分类有一分法(开采量)、二分法(天然资源和开采资源)、三分法(储存量、补给量和开采量)和四分法(静储量、动储量、调节储量和开采储量)等。
在中国,普遍使用的是储存量、补给量和开采量的三分法。
储存量储存在含水层中的重力水的总量(以体积计)。
储存量按埋藏条件分为潜水储存量和承压水储存量。
潜水储存量是给水度与含水层体积的乘积;承压水储存量是释水系数、含水层面积与水头降低值的乘积。
滞留于含水层中的重力水不是静止的,随着补给量的周期变化,储存量也相应地呈周期变化,但其变化在有些地区是十分迟缓的。
储存量的大小还与地下水的排泄量和地区的排泄基准面有关,在排泄基准面以下的储存量,在天然状态下即使没有补给也能长期保存。
对这一部分储存量,有人称之为永久储存量。
当含水层的补给大于排泄时,储存量增加,直至溢出地表使土地沼泽化;当含水层的补给小于排泄时,储存量减少,直至滞留或枯竭。
只有当含水层的补给和排泄保持动态平衡时,储存量才能保持常量。
对补给和排泄而言,储存量在含水层中起库容的调节作用。
补给量通过不同途径进入含水层的水量(以单位时间体积计)。
补给量按补给性质分为天然补给量和开采补给量,按补给方向分有垂直补给量和水平补给量。
对含水层的补给,常见的途径有:地下水径流的流入、降水的渗入、地表水的渗入、相邻含水层的补给和人工补给等。
可见补给量与气象、水文和人类活动的关系十分密切。
补给途径可以是天然条件下发生的,亦可以是在开采条件下诱发的。
天然补给量与开采补给量的主要区别在于后者是依靠人类的生产活动夺取的新的补给量。
补给量进入含水层后,一部分转化为储存量,滞留在含水层中;另一部分成为排泄量排出。
地下水资源评价内容我是一名地质工作者,这地下水资源评价啊,就像是一场在地下世界的寻宝之旅,只不过我们找的是珍贵无比的水资源。
就说上次我们去那个偏远山区进行地下水资源评价的事儿吧。
我和我的队友们,有经验丰富的老陈,还有刚参加工作的小孙,背着各种仪器设备就出发了。
到了目的地,那是一片青山绿水,但我们知道,这地下的水才是我们要深入探究的宝藏。
我们首先要做的就是地质勘查。
老陈拿着地质锤,在山坡上这儿敲敲,那儿敲敲,就像个寻宝的探险家。
小孙好奇地问:“陈师傅,您这敲敲打打就能知道地下有没有水啊?”老陈笑着说:“这可大有学问。
不同的岩石敲击的声音和反馈的手感不一样,通过这些我们能大致判断地层结构,而地层结构对地下水的储存和流动有着关键影响。
”我在旁边记录着老陈的发现,说道:“就像我们在找宝藏的入口,这地质结构就是那隐藏的线索。
”接下来就是打井勘探了。
这可是个大工程,我们请来了当地的几个村民帮忙。
打井机轰隆隆地响着,村民们好奇地围在旁边。
其中一个大叔问:“你们这井要打多深啊?”我回答说:“大叔,这得看地下水位的情况,我们得打到含水层才能确定地下水资源的相关信息。
”小孙在一旁看着钻井的进度,突然喊道:“看,这土的颜色变了,是不是快到含水层了?”老陈走过去,仔细看了看,说:“还不一定,得继续往下打,取些岩芯样本分析一下。
”岩芯样本取出来后,我们围在一起研究。
老陈拿着岩芯样本,像拿着稀世珍宝一样,对小孙说:“小孙,你看这岩芯的纹理和颜色,能反映出这里的沉积环境,也能帮助我们推测地下水的水质和水量。
比如这一层,颗粒比较粗,可能意味着这里的含水层渗透性比较好,水的储存量也许比较大。
”小孙认真地听着,不时提出自己的疑问。
在进行抽水试验的时候,也发生了不少趣事。
我们把抽水泵放进井里,开始抽水。
小孙负责记录数据,他眼睛紧紧盯着仪表,嘴里念叨着:“这水位下降的速度怎么比预计的快呢?”我和老陈赶紧过去查看。
原来是抽水泵的功率设置得有点大了。
地下水资源评价原则与方法一、评价原则。
1. 可持续性原则。
这可持续性可重要啦!就像我们过日子,不能今天把钱都花光,明天就没饭吃了一样。
对于地下水资源,我们得想着以后呢。
不能一下子把地下水抽得太多,要保证它能一直为我们服务。
比如说,在干旱地区,如果过度开采地下水,以后可能就没水可用啦,那可就惨咯。
所以在评价的时候,得看看开采量是不是在地下水可以持续供应的范围内,要给地下水留条“活路”呀。
2. 系统性原则。
地下水可不是孤立存在的哦。
它就像一个大家庭里的一员,和地表水、土壤水还有大气降水都有着千丝万缕的联系呢。
就好比一家人,互相影响、互相帮忙。
所以在评价地下水资源的时候,不能只盯着地下水本身,得把它周围的这些“亲戚”都考虑进去。
比如说,地表水的多少可能会影响到地下水的补给,如果只看地下水,就可能得出错误的结论。
3. 科学性原则。
这科学性就像是我们做事得讲道理一样。
评价地下水资源得用科学的方法,不能瞎猜。
要通过实地调查、测量数据这些靠谱的方式来了解地下水的情况。
比如说,要知道地下水的储量,就得用专业的仪器去测量它的水位、水量,然后根据科学的公式去计算。
可不能像小孩子过家家,随便说个数就当是地下水资源量啦。
4. 实用性原则。
这个原则就是要让我们的评价有用处呀。
我们评价地下水资源不是为了好玩儿,而是为了能够在实际中对地下水进行合理的开发利用和保护。
如果评价出来的结果对实际的水资源管理没有帮助,那可就是白费劲啦。
就像我们做一件衣服,得能穿出去才行,不能做个只能看不能用的东西。
二、评价方法。
1. 水量均衡法。
这就像是算收支账一样。
把地下水的收入(比如降水入渗补给、地表水补给等)和支出(像人工开采、蒸发排泄等)都算清楚。
如果收入比支出多,那地下水可能就比较充足;要是支出太多,那可能就有问题啦。
就像我们每个月的工资和花销一样,得算明白才能知道自己的经济状况呢。
不过这个方法也有点麻烦,要把所有的收支项目都找全可不容易。
地下水资源评估与开发利用地下水资源是一个非常宝贵的自然资源,它对于社会的发展和人民的日常生活起着至关重要的作用。
但是,由于过度开采和环境污染等各种因素的影响,地下水资源质量和数量都受到了不同程度的影响。
因此,对地下水资源进行评估和开发利用变得尤为重要。
本文将从地下水资源的概念、特点、评估方法以及开发利用等方面进行探讨。
一、地下水资源的概念和特点地下水资源是指存在于地下的水体,包括自然形成的地下水和经人改造后形成的深部水井、水库及城市地下水等。
地下水具有以下特点:数量巨大,储量丰富;分布广泛,具有分散性、不均衡性;保水能力强,水质相对较好。
二、地下水资源评估方法地下水资源的评估方法主要包括四个方面:定量评估、定性评估、水文地质探测和水文监测。
其中,定量评估是最重要的一种评估方法,它主要是通过测量获取地下水的数量和质量信息,以评估储量和利用潜力;定性评估则主要是对地下水水质作出初步评估,以确定地下水是否可以安全使用。
水文地质探测主要是通过取样、测试、分析等手段来获取地下水储量及其分布情况;水文监测主要是评估地下水的长期变化情况。
三、地下水资源的开发利用地下水资源的开发利用主要包括三个方面:调查、规划和开发。
调查是指通过对地下水资源的评估和监测来获取相关信息,以便规划和开发;规划则是对地下水资源的利用方式、开发强度、保护措施等方面做出计划和安排,以保障地下水资源利用的科学性和可持续性;开发是指在规划的基础上采取适当的技术手段,开发地下水资源以满足人们的生产和生活需求。
四、地下水资源开发利用面临的问题地下水资源开发利用过程中也面临着一些问题,主要包括过度开采、水质污染、地下水与地表水之间的关系等。
特别是随着人们对地下水需求的不断增加和水资源的不断减少,如何合理规划和利用地下水资源将成为未来需要解决的难题。
五、结论地下水资源的评估和开发利用是一件非常复杂的工作,需要各部门协调合作,采用先进的技术和理念。
只有在科学评估的基础上,制定合理的规划,在保障水源安全的前提下,才能更好地实现地下水资源的有效利用和可持续发展。
地下水资源评价地下水水量评价:是对地下水源地或某一地区、某个含水层的补给量、储存量,允许开采量进行计算的基础上,对所用计算方法的适宜性、水文地质参数的可靠性、资源计算结果精度、开采资源保证程度所做出的全面评价;水资源调查评价工作,就是要回答一个地区或流域有多少水量包括地表水、地下水的地区分布、时间变化、质量标准、可靠程度;同时还要研究社会经济发展需要多少水量各种用水的现状,近期和远景预测,以及供需平衡存在的问题;地下水资源评价方法:用于确定地下水资源数量的方法很多,这里主要介绍一下4种评价方法:开采—试验法、补给疏干法、水文分析法、开采强度法;1、开采—试验法在地下水的非补给期或枯水期按接近取水工程设计的开采条件进行较长时间的抽水试验,然后根据抽水量、水位降深动态或开采条件下的水量均衡方程求解出水源地枯季补给量,并以此量作为水源地的允许开采量;1、1适用条件在水文地质条件复杂地区,如果一时很难查清补给条件而又急需做出评价是,则可打勘探开采孔,并按开采条件开采降深和开采量进行抽水试验,根据试验结果可以直接评价开采量,这种评价方法,对潜水或承压水,对新水源地或旧水源地扩建都能适用;对于含水性不均匀的岩溶地区最为常用;主要适用于中小型水源地;该方法的缺点是不能做区域性的水资源评价;1、2计算方法完全按开采条件抽水,最好从旱季开始,延续一至数月,从抽水到恢复水位进行全面贯彻,结果可能出现两种情形:1稳定状态:在长期抽水过程中,如果水位达到设计降深并趋于稳定状态,抽水量大于或等于需水量;抽停后,水位又能较快恢复到原始水位;则说明抽水量小于开采条件下的补给量,按需水量开采是有补给保证的,这时,实际的抽水量就是要求的开采量;2非稳定状态:如果水位达到设计降深并不稳定,继续下降;停抽后,虽然水位有所恢复,但始终达不到原始水位,测说明抽水量已经超过开采条件下的补给量,按需水量开采是没有保证的,这时,可按下列方法评价开采量:在水位持续下降过程中,只有大部分漏斗开始等幅下降,降速大小同抽水量成比例,则任意时段的水量均衡应满足下式:μF?S=(Q抽−Q补)tμF—单位储存量,m3S—t时段的水位降,mQ抽—平均抽水量m3d⁄Q补—开采条件下的补给量m3d⁄由此得出:Q 抽=Q补+μFSt其中抽水量有两部分组成:一是开采条件下的补给量;二是含水层中消耗的储存量;在抽水过程中,如果抽水量小于补给量,则水位应发生等幅回升,这时St应取负号,故,Q 补=Q抽+μFSt其中μF取已求的平均值;St为等幅回升速度;停抽时,Q抽=0,由此得Q 补=μFSt根据以上所求的Q补,结合水文地质条件和需水量即可评价开采量,但由此求得的Q补评价是偏保守的,因为,旱季抽水只能确定一年中最小的补给量,所以Q补用年平均补给量或多年平均补给量进行评价;1、3 实例某水源地位于基岩裂隙水的富水地段,在面积内打了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1—1;表1—1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1中的资料可列出五个方程式:①3169=Q+μF补+μF②2773=Q补+μF③3262=Q补+μF④3071=Q补+μF⑤2804=Q补和μF值,结果见表1—2;为了全面考虑,把五个方程搭配联解,求出Q补表1—2从计算结果看,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;,数据及计算结果见表1—3;再利用水位恢复资料进行复核Q补表1—3从以上计算结果看,该水源地旱季的补给量在~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;2、补给疏干法根据水均衡的原理和以丰补欠的原则,把丰水期多余的地下水补给量即大于开采量的那一部分补给量平均分配到枯水期进行开采的资源评价方法;2、1适用条件补偿疏干法适用于蓄水范围不大,仅有季节性补给,且有一定储存量,能够其调节作用的季节性的调节水源地;在半干旱地区,降雨季节性分布极不均匀,雨季时间短、降雨集中,地下水开采在旱季以来于消耗含水层的储存量而在雨季以回填被疏干的地下库容的形式进行补给;开采量多少取决于允许降深范围如何最大限度地利用储存量的调节库容;采用这种评价方法时,它要求具备以下两个条件:一是可借用的储存量必须满足旱季的连续稳定开采;二是雨季补给必须在平衡当时开采的同时,保证能全部补偿借用的储存量而非部分补偿;2、2计算方法用补偿疏干法评价,要进行抽水试验,要求有两点:抽水量大小,必须造成动水位等幅下降,以便观测代表整个漏斗的下降值;抽水时间,应包括观测到整个漏斗的等幅上升值;在旱季漏斗斗幅下降过程中,任意时间段内储存量的变化值,应该等于该时段抽出的水体积,即:μFS=QtS—时段t内漏斗的等幅下降值;Q—为抽水量m3/dμF—单位储存量;μ—给水度;F—漏斗面积;当漏斗扩展全区时,μF值接近常量,则:μF=Q1ts=Q1(t1−t0)s1−s0Q1—旱季的定量抽水量;s0—水位急速下降结束时刻t0的水位降;s1—旱季末时刻的水位降;见下图—抽水试验过程图根据求出的μF值,分两步对开采量进行评价;1计算开采量,旱季可能借用的储存量,必须保证整个旱季连续开采,所以旱季末期形成的最大水位降深不得超过设计的允许降深;设允许降深为S max,s=S max−S0;旱季开采时间设为t开,则t=t开−t0;由此可以得出开采量:Q开=μF S max−S0t开−t0≈μF S max−S0t开因为t开t0,略去t0更安全些;用上式求出的Q开,可保证旱季连续开采,不会中断,但不一定有补给保证;2计算补给量和评价,等幅回升时的单位补偿量和水位下降时的单位储存量相等;设雨季抽水过程中测得水位回升值为S,经过时间为t,则单位时间内补偿的水体积为μF st ;如用t补表示雨季的总补给时间,则雨季补给的水体积为(μF st+Q2)t补;把这个体积分配为全年开采时:即得年平均补给量:Q 补=t补365(μFst+Q2)Q2—雨季开采量,为了供水安全,考虑到可能出现旱年系列时,应从多年气象周期出发,采用安全系数r=~;这时t补=rT补,T补为勘察年的时间补给时间;2、3实例某新建水源地,据勘探查明:含水层为厚层灰岩,呈条带状分布,面积约10km2;灰岩分布区有间歇性河,故岩溶水的补给来源主要是季节性河水渗漏和降水渗入;为了评价开采量,在整个旱季做了长期抽水试验,试验资料归纳如图1所示,勘察年的旱季时间t开=253天,两季补给时间为T补=112天,允许降深规定为S max=23m;解:按旱季抽水资料求出μF值,μF=Q1(t1−t0)s1−s0=1761.7(150−10)14.53−5=25880m3d⁄把允许降深作为旱季末期的最大降深,令t开=253天,则Q 开=μFS max−S0t开=2588023−5253=1841.2m3d⁄取安全系数r=,t补=rT补=0.7×112=88.6天,得出Q 补=t补365(μFst+Q2)=88.6365(25880×11.549+1900)=1963.32m3d⁄由此可得,Q补>Q开,故Q开=1841m3d⁄,是有补给保证又能取出来的开采量;3、水文分析法在查明水文地质条件的基础上,充分利用水文测流资料和测流控制区的含水层面积,直接求出地下径流模数,,即单位时间点位面积含水层的补给量或地下径流量;3、1 适用条件在水文地质勘察的基础上,需查明地下水的天然补给量,作为有保证的区域地下水资源,评价区域地下水资源的方法较多,但目前国内采用研究地表径流的水文分析发比较成功;尤其在水文地质条件复杂、研究程度又相对较低的岩溶水或裂隙水分布区,用这种方法评价比较简单有效;3、2 计算方法根据地下径流模数,可以间接推算区域地下水的天然补给量或地下径流量:Q=M?FQ—地下径流量,m3s⁄M—地下径流模数,m3s?km2⁄F—含水层面积,km2由此可知,地下径流模数是评价区域地下水资源的重要指标,它受区域地下水的补给、径流、排泄条件所控制;因此结合不同的水文地质特征采用不同的方法进行评价:1、地下河系发育的岩溶区根据这种水文地质特征,可选择有控制性的暗河出口或泉群,测定其枯水期流量,同时圈定对应的地下流域面积,取流量和地下流域面积之比,就是要求的地下径流模数;2、地表河系发育的非岩溶区对于裂隙水或岩溶裂隙水和积极交替带的孔隙水,补给量形成地下径流后,直接排入河谷变成河水流量的组成部分,故可充分利用水文站现成的河流水文图来确定地下径流模数;河水通常是由大气降水和地下水补给,在枯水期,河水流量几乎全由地下水维持,而洪水期河水流量的大部分为降水补给,地下水补给量相对减少,甚至河水倒流补给地下水,因此,利用河流水文图时,必须从实际水文地质条件出发,将地下径流量分割出来;目前,分割界限常由经验确定;①对岩性单一,集水面积较小的水文站,在流量过程图上涨部分的起涨点至退水部分的退水转折点之间连线,把该线以下部分作为基流量;②对岩性非均一,集水面积大的水文站,以枯水期平均流量代表基流量;③在没有水文站时,也可沿河流上下游断面布置简易测流法,由上下游断面的流量差可求的控制区的地下径流量和相应的地下径流模数;④当一个含水层和另一个模数已知的含水层一起被河流排泄时,可按下式计算未知含水层的模数,M2=Q−M1F1F2M2—未知含水层的径流模数,m3s?km2⁄;F2—对应M2的含水层面积,km2;Q—含水综合体排泄地段上的基流量,m3s⁄;M1和F1—已知的含水层面积和径流模数;3、3实例我国广西水文地质队,在地苏、大化等岩溶地区采用水文分析评价地下水资源,同时用实测流量进行了检验;结果,平均准确度达86%;具体见表3—1;表3—14、开采强度法:在大范围的平原开采区,可将井位分布较均匀、水井流量相差不大的区域概化成一个或几个规则形状的开采区,将分散井群的总流量概化为开采强度;然后按非稳定流的面积井公式去推算设计水位降深条件下的开采量或给定开采量条件下某一时刻开采区中心的水位降深;这种方法即为开采强度法; 4、1 适用条件在井数很多,井位分散、开采面积很大的地区这是农业供水的特点,采用开采强度法计算开采量比较方便; 4、2 计算方法以无界承压含水层中的矩形开采区为例,在矩形开采区内,以ξη点为中心,取一微面积dF=d ξd η,并把它看成开采量为dQ 的一个井点,在此点井作用下,开采区内外将形成水位降深的非稳定场,对任一点Ax 、y 引起的水位降ds,用点函数表示:ds =dQ 4πT ∫e τ−r 24aτt 0dτT —导水系数; A —导压系数; t —时间;r —点井到A 点的距离; A 点的总水位降:S (x,y,t )=ε4μ∗a ∫(∫e −(x−ξ)24aτ√πτl xl x∮e −(y−π)24aτ√πτl x−l y)t0dτ开采强度公式:S (x ,y ,t )=εt 4μ∗[S ∗(α1,β1)+S x (α1,β2)+S x (α2,β1)+S x (α2,β2)] α1=x 2√at , α2=x 2√at , β1=2√at ,β2=2√atS x(α,β)=∫φ(√τ̅)φ(√τ̅)1dτ̅,φ(z)=√xe z2dzz——几分概率S∗(α,β )的数值查表;在资源评价中,人们最关心的地方时开采区的中心降深最大的部位,这里最易超过允许降深引起掉泵停产,故令x=y=0,=S x(α,β),则S(t)=εtμ∗S x(α,β)其中α=x2√at,β=y2√at,如果浅水层厚度H过大,而水位将S相对较小,即SH<时,则可以直接近似用于无界含水层,计算结果不会过分歪曲实际;如果<SH <时,要用12h c(H2−h2)代替S,用给水度μ代替μ∗,结果得:H2−h2=εt2μh c[S x(α1,β1)+S x(α1,β3)+S x(α2,β1)+S x(α2,β2)]H2−h02=εt2μh c S x(α,β)其中的h c=12(H−h),表示开采漏斗内浅水层的平均厚度;h表示任一点的动水位;h代表开采区中心的动水位;4、3 实例河北省冀县、枣强、衡水地区,位于河北平原中部,有巨厚的第四纪沉积层,形成良好的储水条件;其中有两个承压水含水组,是目前工农业供水的主要开采层;上部含水组在地表下150—250m,下部含水组在250—350m之间;二含水组均为中细砂组成;随着工农业的发展,开采量逐年扩大,已经形成以衡水为中心的巨大开采漏斗;实践证明,由于距补给区很远,主要消耗弹性储存量,所以形成非稳定开采动态:历年水位下降大于水位回升,每年平均下降,开采量已经失去补给保证;同时,下部含水组的水位下降快而回升慢,水位高于上部含水组,两组的开采漏斗也不重合;所以,两个含水组之间的水力联系并不明显,而有一定的独立性;为了满足农田水利化20—30%的规划要求,应对两个含水组中的地下水资源作出评价;为了简单起见,本例仅摘录上部含水组的计算结果,说明计算和评价方法;上部含水组的历年开采资料统计在表4—1中;表4—1在边界条件没有完全查清以前,现有开采面积虽已超过1000km2以上,但同河北平原面积相比还是很小的一部分,而且离补给区很远,含水层可视为无限大;所以,仍属局部开采区,采用开采强度法计算比较合适;1确定水文地质参数;把表4—1中第一和第二两行中的数据带入公式得: 6.7=0.000212×222μ∗S x2×√a×2222×√×2227.05=0.000212×505μ∗S x(2×√a×5052×√×505)+(0.000132−0.000212)×283μ∗S2×√a×2832×√×283可得上部含水组的参数:α=7.5×104m2d⁄,μ∗=2,计算1986—1973年的开采量,验证所求参数的可靠性;分两种情况计算:①开采区有同一开采强度的1986—1970年;开采面积为44km2;见表4—1中的图示1;1968年,t=222日,a=×104m2d,lx=5500m,ly=2000m;求得公式中的α=2√αt =2×√7.5×222×104=0.372β=l2√at=0.2362查的S x(α,β)=0.272由此可得6.7=ε68×2220.00258×0.272ε68=0.0002该年总开采量为ε68×t×F=0.0002×222×44=196.33万m2y⁄;当年的统计开采量为×a;二者相比,计算的比实际的偏小%;同理,可求得1969年和1970年的开采量,列入表4—2中;②开采区有不同开采强度的1971—1973年;开采面积为1316km2,见表4—1中2所示;这时开采强度不但历年不同,不同地段也不一样;所以对1971年来说,虚线地段的中心水位降,按迭加原理为:S71=ε68t1194μ∗S x(x′2×√atl′2×√at+(ε69−ε68)(t1194−t222)μ∗S x(x′2×√atl′2×√at)+(ε70−ε69)(t1194−t505)μ∗S x(x′2×√atl′2×√at)+(ε71−ε70)(t1194−t890)2μ∗[S x(x′2×√a(t1194−t890)l′−y2×√a(t1194−t890))+S x(x′2×√a(t−t)l′+y2×√a(t−t))]由此式可求出εη1;同理也可求出εη2和εη3;换成年总开采量后,结果也列入表4—2中;表中数字比较证明,计算结果和统计结果资料很相近,最大误差均在10%以内;可见,所求参数和采用的公式基本上符合本区的实际情况;3,按规划的需水量预测漏斗中心水位降深,根据规划要求,水利化程度为20%,灌溉标准为200-300m3/y 亩时,需水量和预测的水位降深,列入表4—3中;表4—3目前采用的取水工具,主要是吸程60m 的深井泵,去掉平均埋深后,允许降深以50m 左右为宜;从表中数字可见,从1977年开始以后的水位降深均以超过允许降深,部分井将发生抽空吊泵,除非更换设备,否则不可能保持正常开采;4,按控制降深50m 计算开采量和回灌量;为了保持正常开采,要用人工补给法控制水位降深;按规划要求,在1980年前,漏斗中心水位应当控制在50m 以内;因此,每年平均允许下降约3m;计算结果列入表4—4中;表4—4从历年规划的需水量中减去上表中的开采量,即得历年缺少的水量,这就是应当进行的回灌量;计算结果列入表4—5中;表4—5结果表明,1980年前必需的回灌量占需水量的31—64%;按这个比例进行回灌,才能保证规划的需水量;否则,就要中断开采;但是,按这个比例回灌能否成功,还有待实践研究;。
第七章地下水资源评价第一节概述“地下水资源”指有利用价值得、本身又具有不断更替能力得各种地下水量得总称,它属于地球整个水资源得一部分。
地下水有利用价值必定包括水质与水量两个方面,地下水能够构成资源首先就是因为它有利用价值,这就是由质来决定得;而其来源多少则就是由量来体现。
所谓地下水资源评价主要指在水质评价得前提下对水量得评价。
地下水资源评价就是供水水文地质勘察得根本性任务,它要求在一定得天然及人工条件下,对地下水水量及水质作出定量评价。
其中主要解决两个问题,即符合给定水质条件下得允许开采量与补给得保证程度。
地下水资源评价具体内容包括下列几个方面:1.地下水水质评价:即根据不同用户得要求,就是否会产生严重恶化等方面得预测。
2.地下水量评价:根据水文地质条件与拟订得需水量,确定开采方案及开采量;并应探讨其补给保正程度以及就是否需要进行人工补给等。
3.开采技术条件得评价:主要指开采期内水位下降值就是否会超过技术允许得范围;地下水对取水构筑物就是否可能出现腐蚀作用以及水井可能得使用年限等。
4.评价开采地下水时可能产生得影响:如对邻近现有得取水工程、其它水利工程经济效益得干扰与地面沉降等。
5.开采时就是否需要特殊得地下水资源保护措施(包括水源地卫生防护措施)。
第二节地下水资源得组成一、地下水资源分类地下水资源分类得目得不仅仅就是为了进一步弄清地下水资源得一些基本概念,更重要得就是使分类能客观地反映地下水资源形成得基本规律以及它得经济意义,便于我们在实践中对它进行研究与定量评价。
正确地进行地下水资源分类,对供水水文地质勘测、试验与长期观察工作有直接得指导意义,同时也就是地下水资源评价得基础理论之一。
为此,长期以来国内外不少学者对地下水资源分类进行了不少研究,提出了各种各样分类方案。
下面就国内外常见得地下水资源分类作一些简要介绍。
(一)国外地下水资源分类1.前苏联普洛特尼柯夫储量分类普氏分类将地下水储量分成静储量、调节储量、动储量与开采储量四大类。
地下水资源评估与管理地下水是人类赖以生存的重要资源之一。
它广泛应用于农业灌溉、城市供水以及工业生产等领域。
然而,随着人口的增加和经济的发展,对地下水的需求也越来越大,给地下水资源带来了巨大的压力。
因此,地下水资源评估与管理显得尤为重要。
地下水资源评估是指对地下水储量、水质和开发利用潜力等进行科学、客观的量化分析和评价。
它是制定科学合理的地下水资源开发利用方案的基础,也是保护地下水资源的重要手段之一。
首先,地下水资源评估需要通过采集大量的地下水数据来进行分析。
这些地下水数据包括地下水位、地下水流量、地下水化学成分等。
通过对这些数据进行收集和整理,可以建立地下水系统的模型,从而准确地评估地下水资源的储量和开发潜力。
其次,地下水资源评估需要考虑地下水的可持续性。
地下水是一个有限资源,开采速度过快将导致地下水位下降、地下水质恶化等问题。
因此,评估地下水资源的可持续性非常重要。
可持续性评估需要综合考虑地下水补给量、地下水消耗量以及地下水的保护措施等因素,以确定合理的地下水开采量,保障地下水资源的可持续利用。
另外,地下水资源评估还需要考虑地下水的水质问题。
地下水水质的好坏直接关系到人类健康和生态系统的稳定运行。
因此,在地下水资源评估过程中,对地下水的水质进行评估和监测也是非常重要的。
通过地下水水质评估,可以及早发现和预防地下水污染问题,保障地下水的安全利用。
最后,地下水资源评估还需要综合考虑地下水开发利用对环境的影响。
地下水开采过程中,常常会引起地层沉降、地表下陷等问题,给周围环境造成一定的影响。
因此,评估地下水资源的开采利用需充分考虑这些环境影响因素,制定相应的环境保护措施,以减少对环境的不良影响。
综上所述,地下水资源评估与管理对于保障地下水资源的可持续利用和保护具有重要意义。
只有通过科学、客观的评估和管理,才能更好地满足人们对地下水的需求,并确保地下水资源的可持续发展。
因此,地下水资源评估与管理应得到广泛重视,并加强相关技术研究和政策制定,以推动地下水资源的可持续利用和保护。
地下水资源的管理与评价地下水是一种重要的水资源,它是地球表面以下的水体,来源于降雨、河流、湖泊等地表水源的渗透和滞留,在土壤与岩石的间隙和裂缝中聚集而成。
由于地下水的分布地域广泛、质量稳定、储量巨大、开发利用方便等诸多优点,近年来在生活饮用、农业、工业以及生态环境保护中发挥着越来越重要的作用。
因此,对地下水资源的管理与评价显得尤为关键。
一、地下水资源的管理地下水资源的管理主要包括三个方面:水资源的保护、水资源的调配、水资源的开发利用。
在地下水资源保护方面,应加强水资源保护意识,采取必要的措施,避免水资源的过度开发和污染,保护地下水源地生态环境。
对于那些岩溶水、河谷平原地区、人口密集区等特殊地质地理环境区域,应及时进行调查研究,加强监测,建立预警系统,并采取有针对性的措施,保障其地下水资源的可持续利用。
在地下水资源调配方面,应加强水资源统筹管理,采用先进的外围取水、导水、汇水技术,加快水资源重点区域向非重点区域的调配和供应,通过北方向南调取水,南水北调,实现水资源的合理利用。
在地下水资源开发利用方面,必须坚持节水优先、效益优先、可持续利用的原则。
采用科学的、技术先进的开采方式和一系列保护措施,避免对地下水资源的过度开发和污染。
同时,应引导和鼓励新的水资源开发和利用途径,如海水淡化、水电站等新型水资源工程,为地下水资源的利用提供有效保障。
二、地下水资源的评价地下水资源评价是指通过对地下水利用价值的分析评估,对相应的地下水资源进行评价,全面了解其水源状况、水质状况、开发利用状况等,为制定地下水资源合理利用计划、保障水资源的可持续利用提供科学依据。
地下水资源的评价方法主要包括直接观测法、模型仿真法和统计方法等。
其中直接观测法是通过对井水和河流水质进行取样,然后分析水质指标来评价地下水资源;模型仿真法是通过建立数学模型对地下水资源进行评价;统计方法是在分析地下水水质、水量等数据的基础上,运用相关科研技术和数学模型对地下水资源进行全面评价。
地下水资源量的计算与评价地下水资源量的计算与评价是地下水资源管理和保护的重要内容。
地下水是深层地下岩石或土壤中的水,是人类生活和经济发展中的重要水源。
因此,准确计算和评价地下水资源量非常重要,可以为地下水资源的合理利用和管理提供科学依据。
地下水资源量的计算方法主要有以下几种:水平积分法、垂直积分法和水力地质参数法。
水平积分法通过采集地下水位点的水位数据,利用“裂隙扩散公式”计算水文地质实体的含水量和含水层面积,进而推算地下水资源量。
垂直积分法则通过采集地下水位点的水位和泵水后的水位数据,运用“压水法”计算含水层单位面积的蓄水量,进而推算地下水资源量。
水力地质参数法则通过测定含水层储水系数、有效含水量系数等水文地质参数,结合地下水位变化数据计算地下水资源量。
在评价地下水资源量时,需要考虑地下水资源的可再生性和可持续性。
常用的评价指标包括地下水资源开发利用率、地下水资源埋深、抽水速率和地下水位变化等。
地下水资源开发利用率是指地下水资源开采量与可用地下水资源量之比,反映了地下水资源的开采利用程度。
地下水资源埋深是指水文地质实体下地下水位的深度,可用来判断地下水资源的开发难度和成本。
抽水速率是指单位时间内从地下水位点抽取的水量,与地下水资源量的关系可以反映地下水资源的可持续性。
地下水位变化是指地下水位在一定时间内的变化情况,通过监测和分析地下水位变化,可以推断地下水资源的补给和衰退情况。
地下水资源量的计算与评价还需要考虑地质、气候等自然条件对地下水资源的影响。
地质条件包括地下水位点的地下岩石类型、构造特征和裂隙发育情况等,地下水位点的地下岩石类型不同,地下水资源的储量和可利用程度也会有所不同。
气候条件包括地下水位点所在地区的降水和蒸发等气候因素,气候条件对地下水资源的充沛程度和补给速率有直接影响。
总之,地下水资源量的科学计算与评价是地下水资源管理和保护的重要基础,需要运用适当的计算方法和评价指标,并结合自然条件进行综合分析,为地下水资源的合理开发和利用提供科学依据。
地下水资源评价概念嘿,朋友!你知道啥是地下水资源评价不?这可不是个简单的事儿,就像你要搞清楚一个神秘宝藏的价值一样。
咱先来说说,地下水资源,那可是藏在大地深处的宝贝。
想象一下,大地就像一个巨大的水库,而地下水就是水库里的水。
可这水有多少,水质咋样,能不能持续供应咱们的需求,这就得靠地下水资源评价来搞明白啦。
你想想,如果不搞清楚地下水资源的情况,就盲目地开采利用,那不就像个没头的苍蝇乱撞嘛!说不定哪天就把这珍贵的资源给弄枯竭了,那可真是得不偿失。
地下水资源评价可不是随便看看就行的,它得综合好多方面呢。
比如说,得看看地下水的储存量,这就好比你家里的米缸,得知道里面到底有多少米,心里才有底不是?还得研究地下水的补给情况,这就像你每个月的工资收入,得清楚来源稳不稳定。
而且啊,水质也特别重要。
要是这地下水被污染了,那就算量再多,也没法用啊,这就跟一堆烂掉的水果,就算数量再多,也没法吃是一个道理。
再说了,评价地下水资源还得考虑到周边的环境因素。
就像一个人的健康状况会受到周围环境的影响一样,地下水也会受到周边的地质、地形、气候等因素的左右。
那怎么进行地下水资源评价呢?这可得有专业的知识和方法。
得去实地考察,采集水样,分析数据。
这可不是一件轻松的活儿,得花费大量的时间和精力。
有人可能会说,费这么大劲评价地下水资源有啥用?这用处可大了去啦!它能帮助咱们合理规划用水,避免浪费和过度开采。
还能为工农业生产提供可靠的水资源保障,让发展更有后劲。
总之,地下水资源评价是一项极其重要且复杂的工作,关乎着咱们的生活和未来。
咱们可不能掉以轻心,得重视起来,保护好这藏在地下的宝贵财富!。
第七章地下水资源评价第一节概述“地下水资源”指有利用价值的、本身又具有不断更替能力的各种地下水量的总称,它属于地球整个水资源的一部分。
地下水有利用价值必定包括水质和水量两个方面,地下水能够构成资源首先是因为它有利用价值,这是由质来决定的;而其来源多少则是由量来体现。
所谓地下水资源评价主要指在水质评价的前提下对水量的评价。
地下水资源评价是供水水文地质勘察的根本性任务,它要求在一定的天然及人工条件下,对地下水水量及水质作出定量评价。
其中主要解决两个问题,即符合给定水质条件下的允许开采量和补给的保证程度。
地下水资源评价具体内容包括下列几个方面:1.地下水水质评价:即根据不同用户的要求,是否会产生严重恶化等方面的预测。
2.地下水量评价:根据水文地质条件和拟订的需水量,确定开采方案及开采量;并应探讨其补给保正程度以及是否需要进行人工补给等。
3.开采技术条件的评价:主要指开采期内水位下降值是否会超过技术允许的范围;地下水对取水构筑物是否可能出现腐蚀作用以及水井可能的使用年限等。
4.评价开采地下水时可能产生的影响:如对邻近现有的取水工程、其它水利工程经济效益的干扰和地面沉降等。
5.开采时是否需要特殊的地下水资源保护措施(包括水源地卫生防护措施)。
第二节地下水资源的组成一、地下水资源分类地下水资源分类的目的不仅仅是为了进一步弄清地下水资源的一些基本概念,更重要的是使分类能客观地反映地下水资源形成的基本规律以及它的经济意义,便于我们在实践中对它进行研究和定量评价。
正确地进行地下水资源分类,对供水水文地质勘测、试验和长期观察工作有直接的指导意义,同时也是地下水资源评价的基础理论之一。
为此,长期以来国内外不少学者对地下水资源分类进行了不少研究,提出了各种各样分类方案。
下面就国内外常见的地下水资源分类作一些简要介绍。
(一)国外地下水资源分类1.前苏联普洛特尼柯夫储量分类普氏分类将地下水储量分成静储量、调节储量、动储量和开采储量四大类。
前三者合称为天然储量,它表示天然状态下含水层中未经取水设备扰动的地下水总量。
(1)静储量:一般指储存于地下水最低水位以下含水层中的重力水的体积。
亦即当含水层全部疏干后所能获得的地下水量,数值上等于含水层的体积与给水度的乘积。
hF=Qμ(7-1))(静式中:μ为含水层的给水度;h为最低地下水位以下的含水层平均厚度;F为含水层的分布面积。
(2)调节储量:指存在于地下水位年变动带(即年最高水位与最低水位之间)内的含水层中重力水的体积,亦即疏干该带时所获得的地下水量。
Q∆=μhF(7-2)(调)∆为地下水位的年变幅;其余符号同前。
式中:h(3)动储量:指通过含水层某一横断面上的地下水天然流量。
ωQ=KJ(7-3)(动)式中:K为含水层的平均渗透系数;J为地下水流的平均水力坡度;ω为过水断面的面积。
(4)开采储量:指在一定的经济技术条件下,使在整个开采期间不发生明显的水量减少或水质恶化等不良现象,用取水工程从含水层中所能开采出来的地下水量。
2.前苏联宾德曼(Н.Н.Биндеман)等人提出的地下水储量和资源分类前苏联宾德曼等人1973年将地下水储量和资源划分为:①天然的;②人工的;③诱导(引入)的;④开采的四大类,现分别简述如下:天然储量(natural reserve):指天然条件下含水层中重力水的体积。
承压含水层中由弹性释放而获得的那一部分水量又称弹性储量。
天然资源(natural resources),即在天然条件下通过大气降水入渗、河流的渗透、上覆或下伏含水层的越流以及来自邻区的水平迳流等方式进入含水层中的水量。
它可根据含水层水均衡中所有收入项的总和或消耗项的总和来确定。
人工储量(artificial reserve):由灌溉渠道与水库渗漏、灌溉回归水、地下水人工补给等因素储藏在含水层中的水量。
人工资源(artificial resources):利用渠道和水库的渗漏,加强地下水的再补给后能够进入含水层的水量。
诱导资源(drawn resources):当地下水补给区与排泄区(包括人工排泄)一致的情况下,开采后产生或强化河、湖的渗透、相邻(通常是上部或下部)含水层的越流,同一含水层内分水岭的迁移而使地下水补给增加的那部分水量。
宾德曼认为开采储量(exploitation reserve)与开采资源(exploitation resources)是同义词。
3.法国的地下水储量和资源分类法国常称的地下水储量是指储存于含水层空隙中的重力水体积,是一个单纯的物理量。
而地下水资源是指从含水层中能提取出来的水量,它不仅与储量有关,而且又受一定技术经济条件的限制,所以资源又赋予经济的概念。
研究储量为确定资源服务,由此,他们将地下水储量分为地质储量、天然储量、调节储量及开采储量四类。
而把地下水资源划分为理论潜在资源、实际潜在资源与可采资源三种。
4.美国、日本等国家将地下水资源作为水资源的一个组成部分来考虑,他们从地下水资源的开采及管理出发,着重研究开采资源。
因开采量常随着地区经济发展需要、采水单位的经济效益、取水设备能力、开采时地下水水质及水量允许变化的范围及法律等各种因素变化而变化,因此它不是一个常量。
根据不同具体条件,各种不同的开采量术语名目繁多。
有安全开采量(safe yield)、疏干性开采量(depletive yield)、持续开采量(sustained yield)、延缓常年开采量(deferred perennial yield)、最大常年开采量(maximum perennial yield)等。
(三)我国地下水资源分类1.1979年《供水水文地质勘察规范》中的分类方法我国水文地质工作者通过多年实践,1979年提出地下水资源分类方案,即供水水文地质勘察规范中提出的地下水资源分类。
该方案将地下水资源划分为储存量、补给量和允许开采量三大类。
前已指出,地下水是在不断补给和消耗中形成和发展的。
天然状态下,地下水补给和消耗处于不断变化的动平衡中。
人工开采以后,地下水从天然动态向开采动态转化,达到开采条件下的新的平衡。
所以开采前后,任何时刻任何地段地下水普遍地由补给量、储存量和排泄量三部分组成。
1)补给量:指天然状态或开采条件下,单位时间从下列途径进入含水层(带)的水量:①大气降水渗入;②地表水渗入;③地下水迳流的流入;④越流补给;⑤人工补给。
补给量通常用单位时间内获得的水体积表示之(如立方米/天,或亿立方米/年)。
一般说,补给量是一个变量,它既随外界补给源的变化而不同,又可随排泄基准面或开采量的变化而变化,当补给源和排泄基准面(或开采量)相对稳定时,补给量基本上是一个常量。
补给量根据天然和开采条件的不同,分为“天然补给量”和“开采补给量”两种。
前者是指天然条件下在含水层或含水带中循环流动的地下水量;而后者为开采条件下,地下水补给与循环条件改变后所增加的补给量。
“开采补给量”的大小主要决定于取水建筑、补给边界的导水能力、地下水流域的大小和其补给水源的性质等因素。
由于人工开采后,增大了井域内的水力坡度,产生比天然条件下更为强烈的地下水循环,因此,绝大多数情况下“开采补给量”比“天然补给量”总要大得多。
2)储存量: 指储存于含水层内水位变动带以下的重力水体积,通常用立方米表示。
季节水位变动带内的地下水量是补给量的一部分,不应计入储存量内。
潜水含水层中,储存量的变化主要反映为水体积的变化,所以称之为“容积储存量”储Q '。
V Q ⋅='μ储(7-4) 式中V 为潜水含水层内水位变动带以下的体积;μ为含水层的给水度。
而承压含水层中,通过开采减压能释放出来的水量又称“弹性储存量”储Q ''。
FSh Q =''储(7-5) 式中F 为含水层的分布面积;h 为承压含水层自顶板算起的测压高度;S 为承压含水层的贮水系数。
3)允许开采量:指通过技术经济合理的取水构筑物,在整个开采期内出水量不明显减少,地下水动水位不超过设计要求,水质和水温变化在允许范围内,不影响已建水源地正常开采,不发生危害性的工程地质现象等前提下,单位时间内从水文地质单元或取水地段中能够取得的出水量。
通常用单位时间的水体积表示,如立方米/日。
允许开采量不是任意的一个量,它代表一定范围均衡单元内的含水层中,单位时间内以最优取水方案可以取出的最大水量。
建国初期,我国曾广泛采用前苏联普洛特尼柯夫1946年提出的地下水储量分类。
此分类反映了天然状态下地下水资源组成的一般规律,分类名称简单易记,单项计算也比较方便,因而在当时勘探工作中曾起过一定作用。
但经过多年的生产实践,普遍感到该分类中的储量概念和计算原理不能确切地反映地下水的形成和运动规律,特别是不能反映在开采条件下地下水开采资源的组成及各种组成成分在开采资源中的所起的作用。
我国广大水文地质工作者于1979年提出的“供水水文地质勘察规范”地下水资源分类方案具有下列特点:(I)分类抓住了来水过程地下水运动的主要矛盾。
补给与排泄或补给与开采是地下水运动中的一对对立面,储存量在运动中起着某种调节或缓冲的作用,因此补给量、储存量、开采量的划分从量上反映了地下水运动组成的三个基本方面。
三个计算量概念明确,关系清楚。
(2)分类突出了地下水补给量的计算,因为补给量是构成地下水开采资源最基本的组分。
同时又注意了开采前后补给与排泄间数量的变化。
(3)由于在开采条件下,分类考虑了地表水和大气降水等对地下水补给的增加量、人工补给量以及排泄的减少量,因此使地下水资源评价成果比过去更接近于实际值。
(4)紧密结合地下水开采方案进行地下水资源评价。
但是该分类也有一些不足之处。
大家知道,补给量、储存量的划分与研究,最终都是为更确切地获得开采量服务的;但分类对开采量的定义比较概念化,影响允许开采量的众多的因素在实践中常常不能同时考虑。
因此有必要针对不同情况对开采量再作进一步研究。
其次,分类所提出的各个术语没有规定相应的确定其量的方法,特别是开采量的计算,这就会在实践中缺少统一的评价标准。
2.《地下水资源分类分级标准》(GB15218-94)中的分类 中华人民共和国国家标准《地下水资源分类分级标准》(GB15218-94)中,将地下水资源划分为允许开采资源和尚难利用资源两类。
允许开采资源的含义与《供水水文地质勘察规范》对允许开采资源的定义相同,这里就不再赘述。
尚难利用的资源是具有潜在经济意义的地下水资源。
指在当前的技术经济条件下,在一个地区开采地下水,将在技术、经济、环境或法规方面出现难以克服的问题和限制,目前难以利用的地下水资源。
这此问题有:地下水的补给资源和储存资源有限,在整个开采期出水量得不到保证;建井区或水源地位置偏远,输水工程耗资巨大;含水层埋藏过深,施工水井工程耗资过高;含水层的导水性很差,单井出水量过小;地下水的水质或水温不符合要求;新建水源地对原有水源地采水量或泉水流量产生过大的削减;地下水开采后,将会产生危害性的环境地质问题;建设取水构筑物,在地质或法规方面存在难以克服的问题或限制等。