第六章 地下水资源管理与保护

单位面积可开采量减少。全国适宜开采或引用 地下水的地区平均地下水开采模数已由15万m3 /km2.a减少到6万m3/km2.a。其中南方平原区为 17.8万m3 /km2.a ，山区为6.4万m3 /km2.a；北 方平原区为6.6万m3/km2.a ，山区不足2.5万
m3/km2.a。
3.地下水资源变化的原因
利用地下水动态资料，推求论证有关水文地质参 数或其他参数；
依据地下水动态变化趋势，制定合理的地下水开 采方案； 通过对地下水质的监测，了解污染和盐化情况， 提出合理的防治对策。
3.地下水长期观测站网的建设
（1）观测站网规划的原则
（2）观测站网的布设
基本观测井网 专门观测井网
4.地下水动态观测内容
wk.baidu.com
2. 为专门目的服务的地下水资源管理内容
(1)为城市生活和工业用水服务的地下水资源管理
控制城市发展规模、调整产业布局，合理配置
水资源。
控制地下水过量开采、开发地下水库，进行水
资源的时空优化调蓄。
合理开发利用水资源，实行分质供水。
(2)为农业用水服务的地下水资源管理 ①井灌区用水管理
井灌区用水管理的核心内容是提高井灌效益、降低
VH
（6-3）
j
式中： e —能源单耗(kw﹒h /kt﹒m或kg/kt﹒m）;
E —某一时段消耗的电能或油料（ kw﹒h或
kg）;
V —同一时段的抽水总量（ t）;
Hi —抽水净扬程（m)。
灌溉成本：单位亩· 次的灌溉费用（元/亩· 次）。
C0 Cn ni
式中：Cn—灌溉成本（元/亩· 次）；
二、建立地下水动态监测体系
1.地下水动态长期观测的目的
为水利建设规划和抗旱、除涝、治碱提供设计
依据；
为地下水水源地建设和管理，为地下水资源评 价、保护和合理利用提供依据。
《地下水监测规范》
2.地下水动态长期观测的任务
通过对地下水动态监测资料的整理，发布地下水 情公报； 通过对地下水动态监测资料的分析，查明其补排 条件，对地下水进行合理调控；
6.3 地下水资源管理
一、地下水资源管理的目的
在掌握地下水资源分布、数量、质量的基
础上，通过人为对地下水资源的一种干预和组织， 使地下水资源得到合理开发和有效保护，以获得
最大的经济、社会和环境效益。
二、地下水资源管理的内容 1.基本内容
地下水位的控制与优化
地下水质保护、控制及分质供水 人工回灌与地下水库的建立与调蓄 健全的水资源管理机构和完善的水资源法规
南方地区地下水开采程度除上海超过90%，贵州、
江苏、重庆超过20%外，其它省（区、市）均小于
20%。
3.地下水供水比例与用水结构发生变化
供水比例：地下水占总供水量的比例呈先增长再到基
本稳定的趋势，1980年为14.0%，2000年为19.8%，2003 年为19.1%，2005年以来基本稳定在18.4%左右。 用水结构：农业灌溉用地下水占地下水总用水量的比 重呈递减趋势，已从80年代的88%下降到2008年的62%；
80年代增加到748亿m3，2000年达到1068亿m3， 2008年达到1071亿m3。其中北方地区地下水开采量
占全国开采量的76%。
2.地下水开采程度地区差异较大
地下水开采程度北方地区高于南方地区。 北方地区除青海省外，开采程度均超过20%。其中 天津市、河北省和北京市开采程度超过100%，开采 程度超过或接近70%的有山东、河南、山西、辽宁。
（1）水位观测
（2）开采量监测 （3）水质监测 （4）水温观测
4.地下水动态资料的整理与分析
（1）长期观测资料的整理内容 （2）长期观测资料的分析计算
利用地下水动态资料，计算水文及水文地质 参数； 进行地下水动态分析和预测。
直接后果：地下淡水的矿化度和氯离子浓度增高、
水质变差，从而失去了原有的利用价值。
（5）土壤次生盐碱化
在一些地表水资源比较丰富、引水条件较好的 半干旱、半湿润地区，由于大量引用地表水，进行 大定额溉灌，造成浅层地下水水位长期处于高水位 状态，强烈的蒸发作用，导致地下水中的盐分在土 壤中积累而使土壤盐碱化，这种现象称为土壤次生 盐碱化。
区域降水量发生了变化 人类工程活动使地下水补给量减少
部分地区水文地质参数发生了变化
地下水可开采资源的评价面积增大（地下淡水可
开采资源评价面积增加了近430万km2）
评价精度明显提高
二、地下水资源开发利用的特征 1.地下水开采量持续增长
20世纪70年代平均每年地下水开采量为572亿m3，
三、地下水资源超采引发的生态环境问题
地下水超采，其实质是破坏了地下水及其赋存介质天然状态下 固有的生成—赋存—运动之间的平衡关系。地下水原有补排平 衡关系的失调，必然要在新的条件(即开采条件)下寻求新的平 衡，在寻求新的平衡过程中，对原有的生态环境产生了一系列 影响。
地面沉降 地下水 超采引 发的生 态环境 问 题 地面塌陷
天津、西安、太原，天津塘沽个别点最大沉降量已达3.1m。
西安市钟楼累积下 沉了75.1cm，大雁塔什 字下沉225.2cm，大雁 塔向北倾斜88.4cm。
雁塔区地裂缝
后果：地面沉降使建筑 物基础下沉，公路、桥 梁开裂，地下管道断裂 等。
大雁塔倾斜
表6-1
（2） 地面塌陷
地面塌陷也是一种地面变形现象，多发生在隐 伏岩溶地下水开采区，因此，又称岩溶塌陷。由于 过量开采岩溶地下水，疏干或部分疏干了溶洞，受
2.地下水资源的变化趋势（与1984年成果比较）
北方地下水资源量减少，南方地下水资源量增加。 北方：多年平均地下水资源量减少122亿m3，可开采 量减少56亿m3; 南方：多年平均地下水资源量增加 242亿m3 ，可开采量增加643亿m3。
平原区地下水资源量减少，山区地下水资源量增加。 平原区：多年平均地下水资源量减少228亿m3，可开采 量减少309亿m3。山区：多年平均资源量增加348亿m3， 可开采量增加896亿m3。
甘肃民勤沙化状况
四、地下水环境污染严重
污染原因：由于
工业废水和生活污 水排放量的增加， 以及受农业大量使 用农药、化肥的影 响，使我国地下水 污环境受到染。
污染区域：地下水污染严重地区主要分布在城镇周 围、排污河道两侧、地表污染水体分布区及引污农 灌区等。 污染趋势：地下水环境污染呈现出由点向面、由城 市向农村扩展的趋势。
水源地超 采状况
全国240个大型、特大型地下 水源地中，有53个处于超采状 态，年平均超采地下水6.42亿 m3； 超采水源地个数最多和年平 均超采量最多的是山东省，仅 大型、特大型地下水水源地就 有13个超采，年均超采量近l亿 m3 ； 辽宁、江西、河北三省的大 型、特大型水源地年超采量都 在0.5亿m3以上。
(6-4)
C0—年费用（包括年运行管理费和折旧费）；
n —年内灌溉亩次(亩·次）。
i
三、地下水资源管理的方法
1.技术方法
水文地质勘察技术方法 地下水信息的现代化管理方法 地下水优化管理与决策技术方法
2.行政管理方法
3.法律管理方法
6.4 地下水资源保护
一、地下水资源保护的原则
开发利用与保护并重的原则 维护地下水资源多功能性的原则 流域管理与行政区域相结合的原则 地下水资源保护的经济原则 取水、用水及排水全过程的保护原则
泉水断流
海水入侵 土壤次生盐碱化
荒漠化
（1） 地面沉降
地面沉降是一种地面变形现象。地面沉降是由于开 采深层承压地下水，降低了开采含水层的水头压力，从 而导致粘土(淤泥)质隔水层及含水层中粘土(淤泥)质透
镜体被压缩，引起地面区域性下沉的现象。
全国有40多座城市由于不合理开采地下水而发生了地
面沉降，其中沉降中心累计最大沉降量超过2m的有上海、
土地盐碱化
（6）荒漠化
在内陆干旱区，人工生态林和下游荒漠河岸林及灌
丛是绿洲生态环境安全的屏障，这些植被的生长对土壤 水分状况和地下水位的变化反映敏感。
有研究资料表明，内陆干旱区沙枣生长的最佳地下
水位埋深为3ｍ，梭梭为3～5ｍ，柽柳为5ｍ，白刺、沙 拐枣为4ｍ，当地下水位埋深超过最佳地下水位埋深后， 土壤水分便会下降，植被根系因吸收不到地下水而逐渐 衰败，甚至死亡，进而导致土地沙化。
行政区域超采状况
全国有24个省(自治区、直辖市)存在地下水超采
问题。河北省超采面积最大，达66973km2，占该省 平原区面积的91.6%；超采区面积超过10000km2的还 有甘肃、河南、山西、山东等四省；超采区面积在 1000～10000km2的有新疆、江苏、上海、安徽、北 京、天津、黑龙江、辽宁、内蒙古、陕西和浙江等 11个省(自治区、直辖市)；超采区面积在100～ 1000km2之间的有宁夏、海南、江西、云南、广东和 吉林省；广西和湖北省的超采面积不到l00km2。
重力作用，溶洞之上的松散覆盖物塌落，地面形成
坑、槽、沟等塌陷现象，即为地面塌陷 。
地面塌陷具有突发性，所以破坏性很大，往往 造成人身伤亡和重大经济损失，尤其是在人群密集 区及交通枢纽地带，危害特别大。
城市地面塌陷
（3）泉水断流
由于地下水超采，地下水位大幅度下降，使泉水
断流。
（4）海水入侵
海水入侵是海 岸地区地下淡水超
工业和生活用地下水的比重明显上升，80年代工业和生
活用地下水的比重为12.0%，到1999年工业用地下水的比 重为18%，生活用地下水的比重为20%。
城市地下水开采：全国有400多个城市开采利
用地下水，在城市用水总量中，地下水占30%。 北方城市以开采地下水为主，华北、西北城 市利用地下水比例分别高达72%和66%。
机泵的维修管理

加强水泵的运行管理 加强动力机的管理 提高管路效率 检修保养机泵各个部件
③ 机井管理的技术经济指标
机井完好率：完好机井数占机井总数的百分比。
N1 Ea Na
×100％
（6-1）
Ea—机井完好率(100％)； N1 —机井完好数（眼）； Na —机井总数(眼）。
二、地下水资源超采严重
地下水超采是指一定地域内多年平均地下水实际 开采量超过了多年平均地下水可开采量，并造成了地 下水位多年持续下降的现象。 严重超采区判断的依据：
实际开采系数大于1.2；
年平均地下水位下降速率大于1.5m；
引起地面沉降，且沉降速率大于10mm/a； 发生了海(咸)水入侵或荒漠化现象。
设备完好率：完好设备数占配套设备的百分比。
Eb N2 ×100％ Nb
(6-2)
式中：Eb—设备完好率(100％)； N1 —完好设备数（台）；
Nb —配套设备数数(台）。
能源单耗：从井中提水1kt﹒m时所消耗的能源数 量(电能kw﹒h /kt﹒m，油料 kg/kt﹒m)。
e 1000 E
6.2 地下水资源开发利用中存在的问题
一、地下水资源紧缺和水资源浪费并存
近20年来，全国用水量急剧增长，地下水开采量
平均以每年25亿m3的速度增加。目前，全国600多座
城市中有一半左右不同程度地存在缺水问题，但水 资源浪费问题仍相当突出，我国的万元工业产值耗 水量一般是发达国家的10-20倍；每公斤粮食的耗水 量是发达国家的2-3倍。
灌溉成本。需要做好以下几方面的工作：
实行计划用水，充分发挥井灌工程效益
加强机井配套，提高抽水设备装置效率 提高田间工程标准，以实现节水灌溉 选用合理的灌水方法,提高井灌效益 建立健全井灌区管理体制，实行水资源统一管理
② 机井的管理与养护
机井管理的责任制
机井的养护

建立健全机井技术档案 做好机井运行记录、防止井台沉陷 定期进行维护性抽水 定期进行维护性清淤
量开采而造成的海
水向陆地流动的地 下径流。
海水入侵示意图
原理：在天然条件下，沿海地区的地下淡水和咸水
建立了水动力平衡。伸入陆地的楔形咸水和淡水体形
成天然的交界面。如果大量开采地下淡水，则会由于 降落漏斗的扩大使天然地下水位降低，破坏了咸淡水 体之间的平衡，为了达到新的平衡，淡水和咸水界面 就会向陆地方向推移，造成淡水体的污染。
第六章
地下水资源管理与保护
6.1 我国地下水资源开发利用现状
一、全国地下水资源概况(新一轮地下水资源评价成果）
1.地下水资源量
全国多年平均地下资源量为8837亿m3（淡水），约 占全国水资源总量的1/3，其中山区为6561亿m3 ， 平原区为2276亿m3 ； 多年平均地下水可开采量为3527亿m3 ，其中山 区为1966亿m3 ，平原区为1561亿m3 。