中国典型地下水位控制管理研究
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166 中国水运 第15卷
均量的1/s。由于水资源的开发利用不科学、缺乏合理性,
尤其是长期的超量开采,该地区的水资源开采过程中的地下
水环境问题相对比较严重,因此严格控制地下水位。
2.华北平原下水位管控策略
(1)地下含水层调蓄与合适水位判定
实践中,地下水位埋深至H0时,降雨会使地下水上的
土壤变得饱和;对于没有地表径流的地区而言,深度达到上
面埋深,随降雨量上述埋深也会不断的增大;如果埋深逐渐
增大到潜水埋深H 1位置点,则年降雨入渗补系数以及补给
量等,都非常的稳定,此时潜水埋深确定为下临界深度H1。
如果某个地区的潜水埋深超过了H1,则该区域的年降雨入渗 补系数以及补给量均不受降雨埋深影响。当水位埋深在2至
3m之间时,年降水量不超过550mm,此时降水量、入渗
系数,二者之问呈线性关系;如果当年的有效降水量达到了
560 ̄630mm,则降水的入渗系数就会最大;如果当年的降
水量超过了630mm,则降水入渗系数随降水量的不断增大
而减小;如果水位埋深处于3 ̄5m,则降水量以及降水入渗
系数二者之间的变化规律大致相同。通过理论分析和试验,
可得到相应的变化趋势,如图2所示。
I1 {ⅢI ●0tN) 7IIl 摹l,o■J,‘■,mm 图2降水量、降水入渗系数以及水位埋深之间的关系示意图 (2)严重超采区危急水位确定
根据地下水超采区评价导则,地下水年均超采系数超过
0.3、地下水位年均持续下降速率超过lm时,即为严重超采
区,应将其界定为危急水位。危急水位确定过程中,可采用
三地下水开采系数法、临界水位埋深法以及综合指数法。以
地下水开采系数法为例,实践中开采系数可用k表示,其主
要是用来对地下水开采潜力进行评价的指标参数,同时也可
作为某区地下水超采程度判断的一个重要指标。上述系数, 即开采量(Q开)与地下水可开采量(Q可)之差,与可开
采量之比;以采补平衡为原则,若开采系数大约0.3,说明
这一地区的地下水已经严重超采。
k: 二 Q可
对于临界水位法而言,水位埋深直接反映了该地区地下
水超采情况,确定临界水位、超采级别,相对比较复杂。实
践中,应当查清水文地质条件,对含水层结构、水力性质以
及开采现状和地下水环境类型进行综合分析,然后充分考虑
年内、年际以及多年周期变化特点。临界水位埋深确定过程
中,建议采用数值模拟法对临界水位埋深的准确性、科学性
进行验证。
一般而言,临界水位埋深、超采级别二者之间的关系分 析时,建议参考以下模式进行具体确定。
临界水位埋深( ) ≤D. Dl<D≤D2 D2<D D3 >D^
上式中自上而下分别表示未超采、采补平衡、一般超采
和严重超采。就华北平原而言,D 代表临界水位1以下的水
位埋深;D 代表临界水位超过lm的水位埋深;D。代表临
界水位超过3m的水位埋深。 对于综合指数法而言,该种方法同时还需要充分考虑评
价年内的地下水开采状况,以及因地下水过量开采而造成的
地质环境问题。实践中可以看到,将每一种方法的优点结合
起来,可以有效克服单一指数法的不足。在地下水位评价与
控制过程中,将同一评价单元内的评价指标值根据权重叠加,
可以得到基本评价单元的地下水超采指数,然后对各单元指
数进行综合分析。以下是地下水超采综合指数法模型:
P =∑ ・bj
=1 代表第i基本单元地下水超采指数,i代表评价单元 个数;a 代表第j个评价因子在第i评价单元赋值;b 代表
第j个评价因子权重。对于华北平原而言,当wi<4时,为
未超采区;当4 Wi<34时,为一般超采区;当34 Wi<334
时,为中度超采区;当wl 334时,为严重超采区。综合分
析,地下水超采指数We=334时的地下水位为严重超采区临
界水位,在地下水位控制与管理过程中,应当保持水位在此 数之上,利用地下水库调蓄方法和手段,逐渐恢复地下水位,
使地下水资源功能得以有效发挥。需要强调的是:单一指数
法在应用过程中更加着重于某个指标,严重忽略了其他相关
因素,而且总体影响效应不佳;地下水位评价时,建议同时
选用两种以上指数方法进行综合分析。
结语:本文以华北平原地区为典型,就其地下水现状及
对环境地质产生的影响进行了分析,指出了地下水危急、适
宜水位。其中,山前平原适宜地水位埋深为10m,危急水位
年均地下水超采系数在0.3左右;中东部浅层适宜水位埋深
在2至3m之间,深层控制地面沉降水位埋深以50m左右
为宜。在地下水位控制管理过程中,应当综合考虑各种影响
因素,采用综合分析方法对其进行分析研究,针对性地制定
系统的管控方案,只有这样才能有效控制地下水。
参考文献
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