地下水概念精选(五篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的5篇地下水概念，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：微实践；师生互动；实例教学；能力培养

由于学科历史沿革不同，目前国内的地下水科学有许多分支，其中属于地质科学分支的有水文地质学、专门水文地质学以及地下水勘测类的科学；属于水文科学分支的有地下水水文学，水资源评价、规划和管理类的科学；地下水动力学以及渗流理论及其应用类的学科可以划归流体力学的范畴。我国地下水水文学、水文地质学在历代科研人员的共同努力下，已经取得了长足的发展，在理论研究和工作方法方面已大大缩短了和世界先进水平的差距，并接近世界先进水平。

地下水水文学是水文与水资源工程专业的必修课程和地下水方向的核心课程。课程主要的教学任务是培养学生从水文循环的基本原理出发，在完整的水循环体系内了解地下水的形成、储存、运动、补给、排泄等特征的变化规律，并使学生初步掌握地下水动态长期观测资料整理与分析的基本方法、野外实验设计与实验资料整理与分析的基本方法、水量平衡原理及其应用步骤、地下水资源评价的基本方法和水量平衡的基本分析方法，运动数理统计的方法，通过站网观测资料和实验资料来了解地下水动态，并作出地下水资源的初步评价。

由于地下水科学研究对象的特殊性，决定了野外实践是其基本工作方法。因此，野外实践是相关专业人才培养中的重要教学环节。从现阶段已有的水文学与水资源工程专业的培养方案来看，地下水相关的教学实践环节显然是不充分的。本文提出在水文学与水资源工程专业培养方案稳定不变的前提下，结合地下水科学的实际特点，提出在课堂教学开展“微实践”的教学手段，并且结合个人教学经历，开展试验性教学改革，分析了此次微实践教学改革的效果，并对微实践今后发展的方向提出了一些个人的看法。

一、微实践环节教学方案设计

传统高等教育培养人才的主要模式是课堂理论教学。“水文水资源”课程教学模式仍然采用传统的教学模式，即单向灌输。教材过分强调系统完整的知识体系，偏重于培养学生的理论素养和知识水平。应对传统教学理念与不断发展的教学群体，譬如，多媒体手段等新兴的教学手段逐渐成为授课教师关注的对象，并且得到了诸多有益的尝试。然而实践教学是水文与水资源工程专业人才培养的重要环节，在提高人才培养质量方面具有重要作用。作者提出可以在维持现有教学方案的前提下，适当增加课堂微实践的内容，弥补以往地下水教学过程中理论有余、实践不足的现状。

地下水水文学的基本概念与原理，从字面上理解并不困难，但是想要掌握并灵活运用，却并不容易。这里主要原因之一就是初学者缺乏地下水感性认识，同时地下水科学具有综合性，只有结合具体问题分析才能理解并掌握。地下水水文学课程中适宜于进行课堂实践教学的环节有水文地质特性实验、地下水渗流规律实验以及潜水与承压水的补给、径流与排泄模拟实验。除此之外，包括抽水实验等的水文地质实验虽然也是地下水水文学教学中的重难点，但是在室内模拟实验的难度较大，因此，本次微实践环节对此知识点不予考虑。

本次微实践教学方案基于水文地质学基础和地下水动力学基本原理的课内实践内容，具体包括：（1）水文地质性质认知实践；（2）地下水渗流规律演示实践；（3）潜水与承压水的运动模拟实践。共计三次实验活动。微实践课程目标：增强学生对含水介质水理特性的感性认识，掌握地下水运动的基本规律，能够较好地识记不同类型的地下水补给、径流与排泄的基本特征，培养学生理论联系实践的基本科研素养，并且训练学生基本的动手实践与计算分析能力，能够独立解决地下水水文学的基础工程问题。

本次课程微实践结合本人教学经历，在讲授相关理论知识后，使用一定的课堂时间开展相关内容的演示与学生动手实践。单次微实践控制在一个课时之内，总计三次。为了准确评估教学效果，采用学生自愿报名的方式。本次教学对象共计本科生147人，其中57人报名参加微实践环节。

二、实施效果对比分析

根据参与微实践环节与否，将授课学生分为两组（实验组和普通组）。下面按照出勤情况（非实践环节的课堂出勤情况）和课程总评分结果来对比微实践教学效果。两组学生的出勤结果见下表。整个课程教学期间，除去微实践环节，共计以课堂作业、提问、点名等形式考察出勤情况4次，共计588人次。其中实到人次532人次，出勤率为90.48%。对比实验组与普通组的出勤结果可知实验组同学的总体出勤率和方差均要优于普通组。

下图所示为两组同学的课程总评分分布情况（上图为实验组，下图为普通组）。实验组同学平均分为88.45（100分制），标准偏差为7.433。普通组的平均分为83.13，较实验组低5.32分；标准偏差为14.14，比实验组的标准偏差高出90.23%。从直方图分布来看，实验组的同学总评分更加集中，异常值（极小值）较少，而普通组的同学总评分中尽管也有部分同学取得了优秀的总评成绩，但是仍有部分同学考核成绩不理想。

通过出勤情况和课程总评情况来看，实验组的同学普遍具有更高的参与课程的积极性，课程主要内容的掌握情况也要高于普通组的同学。这里排除学生自愿参与的主观筛选因素外，课程微实践的主要教学效果可以体现在以下几个方面：学生可以在感性认识上增加对地下水基本知识的掌握，并且有利于提高学生利用地下水原理解决实际问题的能力，同时通过这些实际能力的掌握与增强，可以进一步增强学生对地下水课程的兴趣，提高自主学习的积极性。

三、微实践环节的发展前景

在教学理念的传承和发展过程中，地下水水文学（水文地质学）课程向来是秉承以学生为本、实验室与现场并重，突出能力考察的教学模式。目前纵观国内高校相关专业及课程现状，都是课堂教学远远多于实践教学。这往往是由于培养方案和培养经费等多方面的因素限制。随着信息化社会的快速发展，“微”字已经体现在我们生活学习的各个方面。通过我们开展的课程微实践活动，表明在不显著增加教学时间和经费的条件下，微实践可以有效提高教学效果。通过本次改革，作者对地下水课程课堂微实践的发展方向和注意要点做了初步的总结。

1.微实践中做到师生互动

传统的实践教学方式通常是“老师讲实验，学生照着做”。在时间较短的微实践环节中，更加要打破这种传统乏味的单一模式。教师可以事先把实验任务布置给学生，在微实践环节中用较少的时间进行纲要性地演示。把剩余的时间留给学生，各个实验小组根据实验指导书，研究和解决在实验过程中出现的各种问题。教师对各组进行提问和点评，让学生带着压力去实验，有利于提高学生的实验能力，培养他们的创新精神和意识，尽量多给学生留下思考的时间和动手机会。

2.微实践中强调实例教学

在地下水水文学课程原有的教学模式中，教师按照教学大纲，将规定内容传授给学生，尤其是注重基础理论、基础知识的传授。经常有学生会问：老师，这个理论在今后的工作中如何应用？对于科研工作经验丰富的优秀教师或许可以轻松解决学生此类的疑问。而对于多数年轻教师，要想圆满地解决学生的疑惑还是存在一定的困难。在微实践环节，学生更加直接地面对地下水问题，那么如何将室内模拟模型中的地下水文过程与实际问题相结合，是教师必须事先做好功课的内容。而且教师在微实践环节将实验与实际问题的内在关联解答清楚，也是提高教学效果的重要手段。最为重要的是学生可以提出自己对实际问题的看法，而学生的这些看法可能就会给教师带来教学的灵感，从而使教师自身水平得到提高，以达到“教学相长”的效果。

3.微实践中重视能力的培养

理论联系实践是地下水研究中的重要方法论。实践环节丰富了学生的感性认识，然后更重要的是要培养学生能够在对水文现象感性认识上进行整理、归纳、总结和概括。因此，实践环节虽然有助于学生对抽象概念的掌握及理解，但这一点也不能被滥用，否则就会影响学生抽象思维能力的培养。实践教学不仅在于验证书本知识和巩固理论知识，而且要更加重视引导学生探讨学科理论的形成与发展。这是与学科理论形成过程相反的过程。在实践教学过程中可以针对不同的地下水现象作为知识兴趣点提出问题，培养学生独立思考问题的能力和团队协作精神。从这一角度来看，微实践教学环节应该重视从单一方法的培养到方法综合运用培养的高级阶段，也即是科研能力培养阶段。

创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。寻求在体制范围内的微创新、微实践是教育事业改革的新方向。本文以地下水水文学现状教学体系为出发点，提出在不改变原有教学大纲、教学目标的前提下，引入若干次体量小、灵活性强的微实践活动。通过教学实践对比分析，表明微实践对于增强学生学习积极性，提升理论知识掌握程度具有显著的效果。

本次研究仅是作者结合自身教学科研领域做的微小尝试，其中不乏许多不足之处。作者对于微实践教学环节中的师生互动、实例教学和能力培养方面的认识都还不够深入。微实践作为解决信息化时代知识爆炸这一问题的有益解决方案，值得更多的教育工作者思考和尝试。

参考文献：

[1]叶水庭.地下水水文学发展的历史与现状[J].河海大学科技情报，1987.

[2]张人权，梁杏，靳孟贵，等.当代水文地质学发展趋势与对策[J].水文地质工程地质，2005.

[3]崔淑卿，陈娟，杨苏荣.我国水文地质学发展与现状[J].内蒙古水利，2012.

[4]束龙仓，陶月赞.地下水水文学[M].北京：中国水利水电出版社，2009.

[5]梁四海，周训，方斌，等.“水文地质学”实践教学改革点滴体会[J].中国地质教育，2005.

[6]李铎，李方红，方晓峰.水文与水资源工程专业实践教学探索[J].石家庄经济学院学报，2008.

[7]张升堂.“水文水资源”课程实例教学研究[J].中国电力教育，2014.

[8]张红霞，范玉洁，郭纯青.地下水水文学教学中多媒体手段应用的合理性研究[J].当代教育理论与实践，2012.

[9]曹丽文，朴春德.“工程地质与水文地质”教学理念探索与实践[J].煤炭高等教育，2009.

篇2

[关键词]地下水环境 演化机制 地下水环境健康研究

[中图分类号] X532 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-256-2

1引言

地下水在生态和地质环境中具有不可替代的作用，地下水具有资源、生态、环境等多重属，它在维持生态环境的平衡方面起着十分重要的作用。针对人类活动对地下水环境的影响，以及如何解决地下水资源为人类发展提供持续的服务功能等问题，在地下水科学与工程研究领域已经开展了大量的深入研究，主要集中在环境水文地质问题、地下水环境演化、地下水的脆弱性评价、地下水可持续利用与管理方面。

2地下水环境概述

2.1地下水环境演化

干旱半干旱气候区地下水的形成、演化及各种影响因子，包括与人类活动的关系研究，是科学地开发利用地下水资源、保护生态环境，促进人与自然协调发展不可缺少的基础性工作，也是国际上水科学界研究的热点问题。早期的环境水文地质工作把重点集中在地下水污染的研究。20世纪70年代以后，随着工农业经济的快速发展，导致地下水系统水量衰减、水质恶化，人们主要集中于地下水循环特征，以及影响水的分布、可利用性和水质等因素的研究；至80年代，地下污染治理成为主要研究方向，并开始利用计算机技术开展污染物在地下水系统中迁移转化的数值模拟研究。20世纪80年代中期以来，随着人们对环境问题的日益重视，在可持续发展理念的指导下，人类在地下水的开发利用过程中越来越多的考虑资源、经济、社会、环境等制约因素，地下水资源的科学管理更多体现了经济、社会、环境协调发展的原则。90年代以来，地下水不合理开发引起了地面沉降、岩溶塌陷等生态环境问题，于是对地下水环境演化的问题，开始由传统的地下水流场、水化学场的理论研究转向重视人类工程活动的影响及其变异的研究，主要集中在人类活动对地下水环境演化进程、路径和方向的影响及其生态环境效应方面。研究地下水环境演化规律及其与地质环境、生态环境的相互制约作用，科学地总结地下水环境演化模式，可为生态环境的预测和充分合理地利用自然资源提供科学依据。

2.2地下水环境脆弱性

地下水环境脆弱性是指地下水环境由于自然条件变化和人类活动影响遭受破坏带来一系列问题的敏感程度，它反映了地下水环境的自我防护能力，也是衡量地下水环境健康的重要因素。地下水环境的脆弱程度是衡量地下水环境对外界胁迫的恢复能力的重要指标。“地下水脆弱性”是法国的Albinet等于1968年首次提出的[1]，他们认为地下水脆弱性是在自然条件下污染源从地表渗透与扩散到地下水面的可能性。目前，国际上公认的地下水脆弱性的定义是美国国家科学研究委员会于1993年提出的，地下水脆弱性是指污染物到达最上层含水层之上某特定位置的倾向性与可能性，据此可将地下水脆弱性分为本质脆弱性和特殊脆弱性。国外许多学者较早地开展了地下水脆弱性的研究，并取得了颇为丰硕的研究成果；国内20世纪90年代中期才开始地下水脆弱性研究，大多集中于地下水的本质脆弱性方面，对于影响地下水特殊脆弱性的敏感因子考虑较少。由于地下水系统的复杂性和人们认识的差异性，目前对地下水环境脆弱性的研究还存在许多问题，有待进一步完善。

2.3地下水的生态环境效应

地下水作为水资源的重要组成部分，其开发利用必然会对生态环境产生重大影响：地下水位过高会引发土壤盐渍化和沼泽化；地下水位过低会引起土壤干化、沙化和天然植被退化，下垫面变化，减少地表径流，包气带变厚，减少地下水的补给量。俄罗斯学者V.N.Ostrovski提出了“生态水文地质学”的概念，将水文地质的概念引入到生态系统中，他认为：生态水文地质学研究目的是控制地下水圈的体制以防止发生一些不可逆转的对生态环境不利的影响，一方面要预防人类活动对生态环境产生的不利影响，另一方面要科学地预测人类活动对生态环境所产生的影响[2]。近年来，国内外学者加强了地下水的生态环境效应的研究，有学者提出了合理生态水位概念，研究了地下水位与植被生长状况的关系，研究了作物产量与地下水位埋深的关系。以协调发展为目标，建立地下水引起的表生生态效应递阶层次评价指标体系，丰富水资源生态价值理论。这些研究表明，无论是对于整个区域的地表景观格局变化，还是对于局部典型的生态系统的演化，维持适宜的地下水系统状态都是很重要的。研究表明，无论是对于整个区域的地表景观格局变化，还是对于局部典型的生态系统的演化，维持适宜的地下水系统状态都是很重要的。地下水的生态环境效应的研究主要是土壤水盐运动状态、潜水水盐动态、潜水位埋深等与植物生长关系。地下水位生态环境指标是指与生态环境状况密切联系的地下水和与地下水有关的各种临界指标的总称，主要包括土壤含水量、土壤允许含盐量、地下水位适宜矿化度、地下水位临界深度、潜水蒸发极限深度、潜水零补排差深度和地面控制沉降临界水位等[3]，这些指标是地下水资源管理和生态环境保护的重要依据。地下水的生态环境效应的研究，可为地下水环境生态功能紊乱的辨识、确定合理的健康评价指标体系提供重要的理论依据。

2.4地下水资源可持续利用与管理

水资源的可持续利用与管理是经济和社会可持续发展极为重要的保障，水环境健康是水资源可持续利用的目标与方向。近年来，国内外学者对水资源可持续性的研究方兴未艾。有学者运用总量控制来研究地下水的可持续性，从生态环境角度评价了地下水资源的可持续性。有学者运用水、生态、社会经济复合系统理论研究地下水的承载力，从地下水资源承载力角度研究地下水资源的可持续性。地下水资源的可持续利用是指在确保地下水开发利用不对生态环境造成危害的前提下，地下水在数量上和质量上最大限度满足当前及长远的需求。维持地下水环境状态的健康是地下水资源可持续利用与管理的战略方向，因此，地下水可持续利用与管理的研究为地下水环境健康的研究奠定了理论基础。目前对于地下水资源的可持续性研究仍处于探索之中，现在还没有一套公认的标准方法。地下水可持续利用涉及到社会、经济、生态系统的方方面面，因而主要任务是在掌握广泛资料的基础上，找出适应评价区域的评价标准、指标体系。综上所述，目前水文地质学领域开展的地下水环境演化、地下水环境脆弱性、地下水的生态环境效应和地下水资源可持续利用与管理等方面的研究已经为地下水环境健康的研究奠定了良好的理论基础。但目前所进行的水资源可持续利用的研究局限在对这种理念的理解、研究内容的拓展，同时，地下水环境演化、地下水脆弱性、地下水生态环境效应等方面的研究也局限在地下水环境问题的某一方面，至今仍未进行综合性的研究与探讨。由于地下水环境健康问题的复杂性，以及影响因素的整体性与持续性，决定了我们必须从整体上来把握地下水环境健康的研究。

3地下水环境健康研究现状

地下水环境健康作为水环境健康的组成部分，对于促进生态环境的良性发展具有举足轻重的作用，然而，地下水环境健康理论的研究及其应用仍未展开，其基本理论、评价体系与方法是需要进一步探讨的重要问题。通过对生态系统健康、水环境健康理论与研究方法的分析，人类在对地下水的大规模的开发利用以后，必须重新审视地下水的生态环境功能与资源价值，探求人与自然的和谐发展道路，维护地下水环境健康必将成为地下水资源可持续利用与生态环境管理的重要战略方向。对地下水环境健康理论体系的研究，有以下几方面的发展趋势：（1）研究地下水环境的演化机制。在自然环境和人类活动的持续胁迫下，地下水环境始终处于发展和演化状态。人类活动的强度决定了地下水环境演化的性质与速度，是影响地下水环境健康的主导因素。开展人类活动影响下地下水环境的演化机制可以深刻揭示地下水环境的劣变原因，并为地下水环境健康状态的演变趋势分析奠定理论基础。（2）地下水环境健康的概念及评价体系的研究。地下水环境健康是生态系统健康的基础，是水环境健康的重要组成部分，维持地下水环境状态的健康可促进生态系统的良性发展。地下水环境健康的内涵是对地下水环境系统状态和功能的总结与概括，是地下水环境健康评价的理论基础。地下水环境健康评价体系是实现地下水环境健康评价的先决条件，包括地下水环境评价指标体系、评价标准、评价方法、评价模型等。（3）地下水环境健康评价指标研究。在地下水环境健康内涵的基础上，结合地下水环境演化机制分析，概括地下水环境健康的驱动因子和状态响应，并利用主导性、独立性的评价指标表征地下水环境系统的驱动因子和状态响应，并构建各评价指标的健康等级标准，这一环节是联系地下水环境健康理论与实践的重要纽带。（4）现论与先进技术的应用。地下水环境健康的研究是在已经发展成熟的地下水科学理论与技术方法的基础上进行综合、系统的研究，因此，在开展地下水环境健康研究中，应该综合运用现代系统理论和空间数据综合采集技术、系统模拟预测技术和综合评价技术，以提高研究的实用性、科学性，也有利于推动地下水综合评价理论与方法的发展。

参考文献

[1]Doerfliger N，Jeannin P Y，Zwahlen F.Water vulnerability assessment in karst environments a new method of defining protection areas using a multi-attribute approach and GIs tools [J].Environment Geology，1999，39（2）：165-l76.

篇3

地下水功能区划是地下水利用与保护规划中的重点也是亮点。

根据《全国地下水利用与保护规划》：地下水功能区划是地下水利用与保护工作的基础平台。按照《关于开展地下水功能区划的通知》（水资源[2005]386号）文件的要求，全国开展了浅层地下水功能区划工作，明确了浅层地下水的功能定位。对于深层承压水，按照储备为主的原则，不再划分功能区。

以地下水主导功能为基础，划分全国地下水功能区；根据地下水功能区的主导功能，兼顾其他功能要求，确定各功能区维系供水安全的水位、开采总量控制指标和水质保护目标。本次规划在第二次水资源评价的基础上，进行了浅层地下水功能区的划分，按两级划分为三大区类。地下水功能区按两级划分。

一级功能区：地下水一级功能区划分为开发区、保护区、保留区共3类，主要协调经济社会发展用水和生态与环境保护的关系，体现国家对地下水资源合理开发利用和保护的总体部署。

二级功能区：在地下水一级功能区的框架内，根据地下水的主导功能，划分为8类地下水二级功能区。其中，开发区划分为集中式供水水源区和分散式开发利用区共两类地下水二级功能区，保护区划分为生态脆弱区、地质灾害易发区和地下水水源涵养区共3类地下水二级功能区，保留区划分为不宜开采区、储备区和应急水源区共3类地下水二级功能区。地下水二级功能区主要协调地区之间、用水部门之间和不同地下水功能之间的关系。

我国浅层地下水功能区划呈山丘区以保护区为主、平原区以开发区为主的显著特点。地下水二级功能区界线不能跨水资源二级区，基本规划单元面积太小时，根据情况可进行适当归并。

在地下水功能区划工作的基础上，水利部于2007年下发了《关于做好全国地下水利用与保护规划编制工作的通知》（办规计函[2007]409号），要求编制地下水利用与保护规划。

1.2地下水功能区与地表水功能区的差异

流域综合规划修编涉及到各个方面，其中有水功能区和地下水功能区关系密切。

地下水功能区划分是针对流域面上的地下水，是编制浅层地下水利用与保护规划的基础，规划编制主要以地下水功能区为单元，根据其功能状况，提出分区分类开发利用与保护修复规划方案。

地下水功能区以流域的地下水资源量与可开采量和水质功能定义，水功能区划分地表水水资源状况来定义。

地下水功能区区划采用水资源评价地表水资源评价的面积和分区一致，即采用流域全覆盖的方式进行，包括不透水面积、水面面积及沙漠区面积等。水功能区以干流支流为主河段为单元，已经水利部的批复，待国务院批复。

水功能区划分是针对流域干支流河流，指为满足水资源合理开发和有效保护的需求，根据水资源的自然条件、功能要求、开发利用现状，按照流域综合规划、水资源保护规划和经济社会发展要求，在相应水域按其主导功能划定并执行相应质量标准的特定区域。

依据同为水利部水资源不同的批文，分区不同：一级区为3类与4类，二级区8类与7类。

水利部水资源[2003]233号文“水功能区管理办法”第三条：水功能区分为水功能一级区和水功能二级区。水功能一级区分为保护区、缓冲区、开发利用区和保留区4类。水功能二级区在水功能一级区划定的开发利用区中划分，分为饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区和排污控制区7类。

1.3地下水功能区需完善

如何与水功能区相互协调是地下水功能区需要面临的问题。

其实所谓的水功能区实际是应该准确表达为：地表水（江河、湖泊、水库、运河、渠道等地表水体）大部分干流河段与主要支流水域相应质量标准的特定区域的水功能区。

水功能区是沿河道（湖泊）的一条线，地下水是河道外的流域片。

在水资源开发利用强烈的地区地表水与地下水的交换也强烈，重复利用量就越大。

无论地表水功能区与地下水功能区都与环保部门有着密切的联系，特别是地表水，在中国素有“九龙治水”之称的多头治水管理模式中，水利部门和环保部门是两个重要的行业管理部门，而在水的管理权限中，最主要的就是水质和水量这两大部分。治水的工作概括为：水利部门主要管水量，即水资源的利用；环保部门主要管水质，即水污染。目前我国已经形成了这样一个部门分割体制：“环保部门不下河，水利部门不上岸”。

管理体制设置上，充分发挥现有流域水资源保护机构的作用，建立流域管理与区域管理相结构的体制。

2009年3.22世界水日提出的口号是：“地下水——看不见的资源。”地下水一旦由于开发和保护不当而遭受污染，不但其自净能力极弱，而且会对生态环境造成严重影响，直接对人类及其活动造成危害。因此加强对珍贵的地下水资源保护具有非常重要的意义。

地下水功能区保留区中的应急水源区或储备区也可归于开发区，应急水源区应进行一些基础设备的投资，真正起到应急的作用。

2005年11月松花江污染事件哈尔滨宣布停水4天时，为保证市民生活用水，哈尔滨市启动应急预案，从黑龙江省内各市县调水，由各区对口送水，大庆石油管理局钻井总公司钻井队来到哈尔滨帮助在哈的大专院校、供水供热企业新打约100口深水井，哈尔滨市启动市区386口备用水源井。单一以松花江地表水为主的供水的哈尔滨市，2009年总库容5.23亿立方米常年一类水体的磨盘山水源地供水工程全线竣工通水，哈尔滨供水格局实现了由松花江水源向磨盘山水源的重大转变，主城区市民即将全部饮用来自磨盘山的优质水。磨盘山供水工程满负荷运转后，哈尔滨市以松花江水为水源的各水厂将作为备用水源，城市供水将变为“一供一备”的格局，正符合国家关于城市多水源保障体系的要求。

2.深层承压水与浅层水

2.1公报概念深层承压水与浅层水

地下水资源量指地下水体（含水层重力水）的动态水量，用补给量或排泄量作为定量依据。“中国水资源公报编制技术大纲”中：地下水源供水量是指水井工程的开采量，按浅层水、深层水、微咸水分别统计。浅层水指与当地降水、地表水体有直接补排关系的地下水；深层水指承压地下水。坎儿井的供水量计入浅层水中。混合开采井的开采量，根据当地情况按比例划分为浅层淡水和深层承压水，并在备注中说明。

由于水资源公报中的深层水根据各省区实际按照大致深度划分，有的省区按100m或80m埋深，而内蒙古草原采用50m。因此，与本次深层承压水概念上有较大区别，一些省区没有统计或较少深层承压水。各省（自治区、直辖市）基于“水资源公报”成果上报的深层承压水现状实际开采量包含了部分易于补给更新的承压水和岩溶水。

2.2本次规划采用概念

本次将与当地大气降水和地表水体有直接水力联系的潜水以及与潜水有密切水力联系的承压水统称为浅层地下水，将埋藏相对较深、与当地大气降水和地表水体没有直接水力联系而难于补给的地下水称为深层承压水。

浅层地下水广泛分布于我国山丘区和平原区，深层承压水则主要分布于松嫩平原、黄淮海平原和长江三角洲平原。

为解决在地下水利用与保护规划中深层承压水实际开采量统计不准的问题，根据全国水资源综合规划对浅层地下水和深层承压水的界定，并结合国土资源部的研究成果，对有关概念做进一步明确：浅层地下水包括潜水、易于补给和更新的承压水，以及岩溶水；深层承压水是指极难更新补给，基本不参与现代水循环的承压水。

2.3极难更新的深层承压水近似可以看做“矿藏水”

本次规划采用2005年为现状年依据2005年全国和流域以及各省区的地下水现状供水量并对深层承压水进行了调整。

全国水资源综合规划的专题：《深层承压水量计算方法研究专题报告》认为深层承压水除分布于松嫩平原、华北平原（黄、淮、海平原）、长江三角洲地区外，准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、河西走廊、鄂尔多斯盆地和四川盆地等大盆地也存有深层承压水。由于山前平原的中深层承压水易于接受山前侧渗补给，且多与潜水有较密切的水力联系，松嫩高平原的中深层承压水亦具有山前平原之特性，故两类地貌区的地下水开采量均划入浅层地下水。所以，仅在松嫩低平原、大盆地中部、华北平原的中东部平原以及长江三角洲地区统计深层承压水实际开采量。

水利部公报编制组在2009年7月中国水资源公报编制汇总协调工作会议上提出的“水资源公报编制有关技术问题”要求注意公报与相关成果，特别是水资源综合规划的比较分析和协调，确定浅层、深层承压地下水供水量的最新概念：浅层地下水包括潜水、易于补给和更新的承压水，以及岩溶水；山丘盆地、山前平原、松嫩高平原。深层承压水是指极难更新补给，基本不参与水循环的承压水。仅统计松嫩低平原、大盆地中部、华北平原中东部、以及长江三角洲地区等。

“中国水资源公报”的深层承压水新概念实施，需等本次规划批复后正式行文。

本次规划经过多次汇总后确定采用极难更新的地下水作为深层承压水。

由于省区长期应用的概念与这次的无法很快统一，因此，部分省区仍保留原深层承压水的概念，比如河南省涉及四大流域，但省上已经批复规划。

深层承压水让省区接受需要一定的时间，与当地大气降水、地表水体没有直接补排关系的地下水，地质历史时期累积形成的地下水资源量，含水系统中不可再生和恢复的、不能持续利用的水量，“极难更新的深层地下承压水”储存资源可以解释为埋藏较深的类似于矿藏的这类水，当然“矿藏水”不能完全理解为深层承压水，较容易理解。

我国矿藏水开采量占总储量比例不大。深层承压水既然是“矿藏水”，也像煤炭一样一次性资源，作为战略储备不难理解。作者也倾向于既然是矿藏也是可以适量开采的，比如污染严重地区解决饮水安全，以及特殊行业的用途。

3.功能区保护指标

3.1开采量、水质和水位

根据地下水的功能要求、现状情况、水资源配置方案以及未来利用保护的需要与可能，合理确定各功能区的地下水保护目标，包括地下水开发利用的总量控制目标即目标开采量、维系供水安全的水质保护目标以及维持良好生态环境的合理生态水位控制目标。

功能区保护指标：水质、开采量和水位三类。

水质要根据主导功能的水质要求，严格控制，避免地下水水质恶化。

地下水开采量以可开采量和开采区地下水补给条件来合理确定，实现区域地下水的采补平衡。

地下水水位要根据地下水功能区生态与环境保护目标的要求，合理确定。

地下水保护指标，加强保护、控制目标不低于现状；地下水超采区治理采取三方面措施：节约、替换、增源；加强节水，减少和控制地下水开采量替代水源建设。对于地下水超采量通过水资源配置替换为地表水，压缩地下水开采。增加地下水补给量，提高地下水的可开采量。

3.2水质保护目标

水质类别按照I、II、III、IV、V填报，选择功能区代表性井的水质平均状况作为功能区水质状况；如集中供水水源区按照开采井的水质浓度数据平均确定，分散式开发利用区按照典型井的平均水质代表功能区水质。

以集中式供水水源区保护目标为例加以说明水质标准：具有生活供水功能，水质标准不低于Ⅲ类水的标准值，现状水质优于Ⅲ类水时，以现状水质作为控制目标；工业供水功能的集中式供水水源区，以现状水质为控制目标。

集中式生活水源区根据《地下水质量标准》（GB/T14848-93），地下水矿化度不大于1g/L；集中式工业用水区地下水水质不劣于IV类水；分散式农业用水区地下水水质不劣于V类水。

水质要求不发生地下水污染或发生恶化，影响到功能区的正常使用功能。针对不同地区，依据地下水水质状况和污染源治理情况，提出不同阶段地下水开发利用与资源量保护的规划目标。在水质目标控制中未受污染的区域保持水质现状，经过改水、替换、调水补源等措施提高水质；受到污染的区域治理保护达到原来的水质状况。

3.2开采量控制方案与水位目标

地下水开发利用量要求以可开采量和开采区地下水补给条件来合理确定，目的是实现开发利用区的地下水采补平衡，实现地下水的良性循环；地下水水位是维持地下水生态环境功能的重要指标，不能太低，也不宜过高，要根据各功能区的实际保护目标要求，合理确定。可开采量根据地下水资源调查评价成果进行核定。

水量标准：年均开采量不大于可开采量。

在全国水资源综合规划成果的框架内，不同水平年的地下水开采量控制方案。按照分区规划、有压有增的原则，超采区压采量是规划的难点重点。

集中式供水水源区大部分为城市工业和生活供水，在当地地表水、跨流域调水、再生水利用等方面有相对良好的水资源条件，故未来以压采为重点。

除了浅层地下水开采量控制方案外，还要进行深层承压水开采量控制方案。规划报告中列出了重点地区地下水开采量控制方案：黄淮海平原（由海河一般平原、淮河一般平原及黄河下游平原）、黄河中上游能源基地（山西、陕北、宁夏和内蒙鄂尔多斯高原是我国重要能源化工基地）、长三角地区（包括江苏的苏州、无锡、常州、泰州四地市和浙江杭嘉湖地区以及上海市）、东北平原（东北松嫩平原、三江平原和辽河中下游平原）、西北内陆河（西起帕米尔高原国境线，东至大兴安岭，北起国境线，南迄冈底斯山分水岭）。

地下水水位由于全国无法统一统计最后采用以埋深来代替，并且应有一个高低数据，即一个区间值；超采区一般压采，“退出开采”，中心埋深回升；盐渍化如宁蒙河套及黄河下游沿岸的引黄灌区需要抽取地下水来降低水位，保持一定的埋深；荒漠化地区依据植被的生存要求，要保持一定的水位埋深。如华北深层承压水水位埋深一般不应大于50米，胡杨林地的地下水埋深条件是保持不大于8m的埋深等。

4.重复水量（岩溶水、傍河井、泉水等）

4.1地下水分类与开采概念

本次规划中的地下水是指赋存于地面以下岩土空隙中的饱和重力水。根据我国各地区地下水含水层介质、埋藏条件的不同，可将地下水划分为不同的类型。

按照埋藏条件，可将地下水划分为潜水、承压水两种类型。

根据含水层介质的不同，可将地下水划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶水、基岩裂隙水共3种类型。地下水指埋藏在地下孔隙、裂隙、溶洞等含水层介质中储存运移的水体。

岩溶水主要赋存在碳酸盐岩的溶洞和裂隙中，南方岩溶主要以溶洞甚至地下暗河的形式发育，如贵州、广西等地是南方岩溶较发育的省份。北方寒武或奥陶系岩溶水则多呈现溶隙特点，出水量大，开采条件好，水质优良，是一些城市的重要水源，如河北和山西的太行山一带和山东部分地区岩溶水分布较广泛。

地下水开采：采用抽水设备取用地下水称为地下水开采；包括溶洞甚至地下暗河、坎儿井、傍河井、泉水出露的使用等实际是地表水的利用，与此关系密切的还包括矿井水的利用。

水资源开发利用程度越高，地表水与地下水利用中交换越剧烈，重复利用水量就越多。

4.2岩溶水等地下与地表重复利用水量

对部分比较明确的重复利用水量如岩溶水等，在评价中没有涉及本次规划允许部分省区保留。傍河井开采如关中渭河以及郑州黄河大堤内外的自来水井群等，其利用的实际是地表水量。

西南喀斯特岩溶发育强烈的中心区域，地表涵养水源能力较弱，水资源开发利用难度较大，工程性缺水问题十分突出。岩溶山区由于地表和地下形成的双重空间结构，岩溶地下水较丰富，岩溶大泉及地下暗河是贵州岩溶地下水赋存的主要形式，打深井解决农村居民饮水安全，岩溶水利用采用泉水出露后修建集水设施。

贵州省大约利用量为28亿m3，全国近60亿重复利用水量。

4.3提高水资源耗水率与污水重复利用水量

根据“中国水资源公报”2007年全国总用水（供水）量5819亿m3，用水消耗总量3022亿m3，全国综合耗水率（消耗量占用水量的百分比）为52%，废污水排放总量750亿t；废污水排放量是指工业、第三产业和城镇居民生活等用水户排放的水量，但不包括火电直流冷却水排放量和矿坑排水量。

水资源开发利用率（总供水占当年水资源总量）为23%；其中，地表水源供水量占81.2%，地下水源供水量占18.4%，其他水源供水量占0.4%。供水与耗水相差近2800亿m3、提高其他水源如污水资源化、雨水利用和海水淡化量和用水耗水率，将有近1000亿m3潜力，减少大量新鲜水资源量的使用。

按照取水水源不同分为地表水源、地下水源和其他水源三大类。其他水源供水量包括污水处理再利用、雨水利用和海水淡化利用。污水处理再利用量是指经过城市污水处理厂集中处理后的污水回用量，不包括工业企业内部废污水处理的重复利用量。中水又称再生水、回用水，是指城市污水和工业废水经净化处理，水质改善后达到国家城市污水再生利用标准，可在一定范围内使用的非饮用水。如果能将这些废污水通过处理转化为中水无疑将是一块巨大的资源。提高污水处理率，增加污水利用量，污水资源化迈入进行大量使用阶段。

5.规划保障措施

5.1工程措施

地下水利用与保护规划的主要措施包括地下水超采治理、地下水污染治理、地下水涵养与修复、城乡供水保障和地下水监测工程。除供水措施属于利用外，其他措施都属于保护方面的内容。

超采治理是本次规划的重点。超采治理的主要措施是压缩地下水开采量，使地下水系统逐步通过自然修复，实现地下水水资源的良性循环和相关生态系统的修复。

5.2管理措施

地下水资源管理措施主要包括法制建设、制度建设、能力建设、机制和体制等方面内容。

编制《地下水资源管理条例》和《地下水资源管理办法》，并完善地下水功能区划。

地下水功能区划应列入地下水资源管理条例中，作为地下水利用和保护的重要管理依据，赋予地下水功能区应有的法律地位。建立和完善地下水功能区管理制度，分区分类指导地下水的开发利用和保护涵养。建立分区地下水总量控制与定额管理制度，完善地下水取水许可管理和水资源有偿使用制度。

5.3跨流域调水将修复地下水环境

根据本次规划结果，2020年，全国将从跨流域调水工程中，利用118亿m3的水量来支持地下水超采治理，压缩相应的地下水开采量，其中2014年东、中南水北调工程是海河和淮河流域直接受水区，替代的水量也最多，近70亿m3。西北地区利用跨流域调水进行地下水治理的替代水量达29亿m3。

作者通过对黄河流域1919年至2008年天然径流量滑动平均分析将在2013年后将结束自1986年以来较长时段的枯水少水年，有可能出现一个平水年时期，也将对水资源利用紧张有所缓解。

污水资源化的全面使用，结合跨流域调水使相关地区压采与环境修复成了可能，因此，2015年将是北方地下水利用一个一级“拐点”。

5.4规划实施极大提高地下水综合管理水平

在本次地下水利用与保护规划基础上，制定并实施地下水保护的实施方案，落实地下水利用与保护规划的有关措施，确保规划目标的实现。

在地下水利用与保护实施方案中，要建立监测和评估制度，建立适应性管理为原则的动态机制，及时发现实施过程中出现的新问题，提出解决对策，保证规划目标的实现。

地下水功能区的划分与实施，以集中水源地与重点地区控制方案为管理重点，建立监测监督有效体系，对每个地下水水源地的总量、水位、水质动态管理，甚至对重要地区的地下含水层的管理，以及充分发挥广大用水户或自律协会的节水管水自觉性，规划实施必将使我国地下水综合管理水平大幅提高，紧追世界先进管理水平。

5.5建议

本次规划坚持大原则下省区保留差异性，遗留问题留待今后工作中进一步完善。建议2015年作为基准年进行规划的修订,并且提前到该年之前开始工作避免规划中基准年变动带来的不必要的麻烦。

篇4

近些年，环境风险评价和环境风险管理的概念被提出。欧美国家基本都在走这条路。但是它带来的另外一个问题是政府要出面加强管理。另外，利用地下水分层分布的特点杜绝一部分地下水污染是我国可实施的重要手段。

地下水是我国淡水资源的重要组成部分，占全国水资源总量的1/3。随着人口的增长、经济的发展和城市化进程的加快，地下水资源出现了严重危机，主要表现在地下水的超量开采和污染加剧两个方面。有机污染物地下水资源的“癌细胞”

有关监测数据表明，约有64％的城市地下水受到严重污染，33％的城市地下水受到轻度污染。我国地下水污染范围日益扩大，全国2/3城市地下水水质普遍下降，局部地段水质恶化，300多个城市由于地下水污染造成供水紧张；从地下水中检测出的污染物成分越来越多、越来越复杂，仅京津唐地区地下水中检测出的有机污染物种类就已达百余种之多；而且污染程度和深度也在不断增加，有些地区深层地下水中已有污染物被检出。

在城市，地下水中的有机污染物主要来自垃圾填埋场、加油站、生活污水和工业废水。在农村，农业活动――主要是大量使用化肥――对地下水造成了严重的威胁。我国化肥用量实在到了令人触目惊心的地步，目前我国化肥的生产和使用量已列居全球第一，从上世纪70年代初的百万吨左右快速增加到五千万吨的量级。但是，化肥的实际利用率非常低，它们中未被植物吸收利用的部分会随地表径流进入地表水体或通过渗透进入地下水。

除此之外，由于地下水超采造成的大面积的地下水位漏斗，更加速了浅层受污染的地下水向深层流动。地下水污染已经严重威胁公众健康，加强治理迫在眉睫。

地下水污染防重于治

在日本，针对空气污染、水污染的法律叫“防治法”，而针对土壤污染的叫“对策法”。这是因为他们已经认识到被污染了的土壤和地下水是很难完全被修复的。

美国从1980年起就雄心勃勃地要治理地下水中的有机物污染，但是几十年的实践表明，要完全治理几乎是不可能的，于是，近些年，环境风险评价和环境风险管理的概念被提出。具体来说，某个地方的地下水有污染，在制定污染治理目标的时候，并不需要将所有被污染的地下水都治理干净，而只要保证取用地下水的地方的水质符合饮水标准就可以了。欧美国家基本都在走这条路。但是它带来的另外一个问题是政府要出面加强管理。这个治理目标和方案要有具体污染点的特色，而不是一个普适的标准。如果具体情况(比如土地使用的形态、地下水开采利用的方式等)发生了变化，那么就需要重新进行评价，必要的话，要进行更进一步的治理。要对土地建立更加详细的账本，以前关于土地的账本是不包括环境质量调查结果的，现在有了。咨询公司可以从政府相关部门查到，历史上这块土地做过哪些环境调查，调查的结果是什么?如果发现了有毒有害物质，是什么物质?浓度多少?标准是多少?是否超标?要改变土地的使用形态，必须考虑土地的环境质量。这个地方能不能作为居民生活区用地?如果不能作为生活区建设用地，是否可以作为商业区用地?建商业区不行那可不可以建工厂?……管理措施跟上了，环境标准就可以适当放宽，这也是我国将来的一条出路，以我国目前的经济实力，要完全修复已经被污染了的土壤和地下水是不现实的。

篇5

[关键字]水源地 FEFLOW 模型 评价

[中图分类号]

U212

[文献码]　B

[文章编号]　1000-405X（2012）-10-72-1

关于FEFLOW软件利用的研究，在国内外越来收到重视，有限元地下水系统是一种交互式的、以图形为基础的地下水模拟系统，可用水对有压或者无压的地下水水资源的三维（3D）和二维（2D）、区域和断面（水平、垂直或轴对称断面）、流体密度耦合以及温盐线或者非耦合的、变饱和的瞬间水流、化学物质以及热传导进行模拟。关于采用FEFLOW软件对地下水流、化学物质等等方面研究已有很多[1]。其中国内冯尚友、夏军和陈家琦等也都分别进行了相关研究报道[2-4]。

1　模拟区水文地质概况

模拟区位于燕山山脉沉降带东南端，东西构造带与华夏系构造的复合部位，为燕山联合弧的凸出部分，都山复背斜西侧。因河流切割褶皱断裂等原因，形成重叠山峰，许多穹窿构造和小盆地。境内地层发育完整，除上奥陶、志留、泥盆、白垩、侏罗下统以及三迭地层外均有明显出露，尤以太古界、元古界及中生界侏罗系火山岩出露广泛。

根据含水介质将拟建水源地所在区域划分为两个水文地质区：基岩裂隙水区和松散岩层孔隙水区。

2　模拟区地下水动态变化

模拟区地下水主要为潜水，受降水影响较大。模拟区地下水位随季节变化比较明显，非汛期1～5月份、10～12月份由于降水较少，地下水补给不足，地下水位逐步下降，6～9月份，降水量逐渐增多，地下水补给比较充分，地下水位逐渐回升。从年际变化来看，本区域地下水长期处于动态平衡状态，无明显的持续下降现象，即使在枯水年或枯水季节，地下水位有所下降，但在丰水年或丰水季节会得到迅速补充。

3　地下水数值模拟模型的建立

为建立研究区地下水数值模拟模型，首先要对实际的水文地质条件加以概化，建立水文地质概念模型。模拟区东西长1930m，平均宽度500m，面积0.97km2。模拟区的目标含水层是潜水含水层，在垂直方向上，上层为粉质粘土，以下是颗粒粗大的砂卵砾石，为潜水含水层，这两层为第四纪沉积物；砂卵砾石层以下为风化程度不同的砂砾岩，视为潜水含水层底板。模拟区上下游边界均概化为流量边界；两侧与基岩山区相连，概化为零流量边界。补给项包括河流渗漏补给、河谷地下径流流入、两岸基岩山区地下水补给和河谷区域降雨入渗补给。排泄项包括地下水开采、河流排泄、河谷地下径流流出、潜水蒸发。模型的含水层内部结构概化为均质、水平方向上各向同性，水流服从达西定律。

4　建立数学模型

根据上述水文地质概念模型，建立相应的数学模型：

式中：K：含水层渗透系数；

H：潜水水位；

B：潜水含水层底板标高；

W：单位体积流量，用以代表流进源或流出汇的水量；

μ：给水度；

H0：初始水位；

H1：计算期间边界处的地下水水位；

t：时间；

D：模拟区范围；

Г2：第二类流量边界。

5　模型参数率定

根据水文地质概念模型，采用FEFLOW软件建立数值模拟模型，利用抽水试验期间的水位观测资料，对模型进行识别，使数值模型符合实际的水文地质条件。根据拟建水源地进行的抽水试验期间的水位动态观测资料，将模型的识别时段定为抽水试验期。运行模型后，通过比较地下水观测孔处的计算水位和观测水位，来调整模型的主要水文地质参数，例如：河床沉积物的渗透系数，含水层的渗透系数等，使得计算水位和观测水位拟合情况较好，考虑到傍河取水水源地调节特征，强调水源地整个流场趋势拟合。

抽水试验期间两观测孔地下水位过程线拟合良好，区内所有观测点水位与模拟水位均匀分布在45°相关线两侧，且偏离数值在±0.5m以内。说明地下水数值模型模拟结果较好，所建立的数学模型正确，可以代表该拟建水源地的水文地质条件，并可以将模型用于拟建水源地的地下水资源评价与预测。

6　模型的灵敏度分析

拟合优度目标函数等值线在代表含水层渗透系数变化的水平方向梯度较大，在代表河床沉积物渗透系数变化的垂直方向则相对较小，说明含水层渗透系数相对更敏感。同时发现目标函数有明显的极值点，说明模型总体反应灵敏。

7　地下水数值模拟与评价

作为傍河取水水源地，地下水补给量与开采强度密切相关。以2020年本区域对水资源的需求量为参考，利用率定出的模型，结合搜集整理的近10年资料，进行不同开采强度条件下的逐日数值模拟，通过对模拟结果进行分析，确定开采强度Q=2.60万m3/d。

根据计算结果分析评价，在开采强度条件下，水源地10年平均地下水资源量（按补给量计）为1018.6万m3。在总补给量中，河流入渗补给量占79.8%；基岩山区侧向补给量占13.5%，河床潜流流入量占5.6%，降雨入渗补给量占1.1%。说明该河段河谷含水层地下水与河流地表水联系密切。可以将数值模拟的开采量做为可开采量。

8　结论

本文根据地球物理勘探、抽水实验数据，采用FEFLOW软件在某水源地建立了地下水数值模型，根据率定计算水位和观测水位进行对比，验证了模型的正确性。对模拟结果进行分析，确定了研究区的稳定可靠的开采强度，根据预测，到2020年，水源地模型模拟区内用水量小于开采强度，为区域未来水平年经济快速发展提供了水资源保证。水源地取水的可靠性将随着上游用水的增加而逐渐减弱，这是需要引起重视的问题。

参考文献

[1]　王玉明.　地下水资源评价中随机模型的应用[J].　河南水利，　2006，　8：　34.

[2]　冯尚友，　刘国权.　水资源可持续利用的框架[J].　水科学进展，　1997，　8（4）　：　302　-307.