地下水资源管理培训教材

'地下水资源管理培训教材地下水资源管理培训教材（试用稿） 水利部水资源管理中心2008年12月目录1第一章地下水资源管理概论1第一节地下水资源管理的涵义1一、地下水资源的概念1二、地下水资源管理的涵义2第二节我国地下水资源及其开发利用概况2一、我国地下水资源及其开发利用状况3二、地下水对保障饮水安全、经济安全和生态安全具有重要作用4第三节地下水资源管理主要内容<6第四节我国地下水资源管理历史沿革及工作进展<6一、我国地下水开发利用的历史<6二、我国现代地下水资源开发利用管理的发展8三、我国地下水管理工作进展9第五节当前我国地下水资源管理面临的挑战13第二章地下水资源管理基础知识 13第一节基本概念13一、岩土的空隙性14二、地下水在岩土中存在的形式15三、岩土的水力特性18第二节地下水的基本类型及其特征18一、不同埋藏条件下的地下水24二、不同含水介质中的地下水32第三节地下水物理性质与化学成分32一、地下水物理性质33二、地下水化学成分38第四节地热水38一、地热水的物理特征39二、地热水的化学特征40三、地热水的化学成分40四、我国地热水的基本类型及其分布特征40五、地热水的开发利用41第五节矿泉水41一、饮用矿泉水42二、我国饮用矿泉水标准43三、矿泉水的形成条件及其分布43第六节地下水运动的基本定律43一、渗流的基本概念44二、渗透基本定律4<6三、含水层中地下水稳定流运动47四、地下水向井的稳定流运动 49第七节地下水的转化、动态和均衡50一、地下水的转化系统50二、大气降水与地下水的相互转化51三、地表水与地下水的相互转化52四、地下水的其它转化52五、地下水的径流交替52六、地下水动态与均衡53七、人类活动对水资源的影响55第三章地下水资源调查评价55第一节区域地下水资源评价的任务与原则55一、工作回顾与简介55二、地下水资源评价的任务5<6三、地下水资源评价的原则57第二节区域地下水资源调查评价内容57一、地下水水量评价内容<61二、地下水水质评价内容<62第三节地下水资源量评价方法<62一、水均衡法<65二、解析法<6<6三、数值法<67四、随机模型法<68五、开采试验法<68六、地下水文分析法70第四节地下水水质评价方法简介71一、单因子评价方法 71二、综合指数法71三、人工神经网络模型71四、模糊综合评判法71五、灰色聚类法72第五节地下水资源量调查评价工作程序72一、准备工作72二、基本资料收集整理72三、评价区划分72四、水文地质参数的率定73五、地下水矿化度分区的确定73六、平原区地下水资源量计算73七、山丘区地下水资源量计算74八、评价分区汇总计算74九、评价成果的表达74十、地下水管理者在评价中的主要工作7<6第六节供水水文地质勘察7<6一、供水水文地质勘察概述78二、供水水文地质测绘82三、供水水文地质钻探84四、供水管井结构设计85五、水文地质试验89第四章地下水资源规划89第一节地下水资源开发利用规划的原则与内容90第二节地下水资源规划内容90一、地下水资源调查评价 91二、地下水资源开发利用现状评价91三、水资源需求预测92四、水资源供水潜力分析与预测92五、水资源供需平衡分析92六、未超采区地下水开发利用规划93七、超采区地下水保护规划93第三节地下水资源规划工作程序93一、规划大纲及技术细则的编写93二、规划编写的组织与协调94三、规划内容的编写94四、规划成果的咨询与完善94五、规划验收与鉴定94六、规划的报批与实施94第四节地下水资源规划编制94一、地下水资源调查评价95二、地下水资源开发利用现状评价95三、水资源供需分析95四、未超采区地下水开发利用规划9<6五、超采区地下水保护规划9<6第五节地下水功能区划9<6一、概述97二、地下水功能区划分原则97三、地下水功能区划分方法100四、地下水功能区管理政策101五、地下水功能区监督 102六、地下水功能区管理存在的问题与建议103第六节地下水资源规划组织实施103一、明确实施的主体103二、明确规划的实施重点103三、制定实施方案104四、规划实施的保障措施107第五章地下水资源保护107第一节概述108第二节地下水超采区治理108一、地下水超采区划定110二、地下水超采区治理方案和技术路线113第三节地下水水源地保护114一、城市集中供水水源地的保护114二、农村分散式供水水源地的保护115第四节矿产资源开发区地下水保护115一、排水利用11<6二、排水管理11<6三、水质保护11<6第五节地下水污染预防117一、地下水污染机理119二、地下水质保护理论基础122三、地下水污染预防的主要措施124第六节地下水人工补给124一、地下水人工补给的任务124二、地下水人工补给的作用 12<6三、地下水人工补给的类型12<6四、国外的地下水人工补给研究综述128五、国内的地下水人工补给研究综述129第六章地下水资源管理129第一节概述129一、目的与意义129二、地下水资源管理进程131第二节地下水取水总量与水位控制131一、地下水资源管理现状132二、地下水取水总量的确定133三、控制性关键水位13<6四、地下水管理分区140五、控制性关键水位的确定145第三节地下水红黄蓝管理策略145一、红黄蓝区145二、监督管理策略14<6第四节建设项目水资源（地下水取水）论证管理147第五节地下水取水许可管理148第六节地下水资源费征收管理148一、有关规定148二、水资源费经济杠杆作用149三、水资源费征收标准151第七章地下水取水工程管理151第一节概述151一、地下水资源开发利用现状 151二、地下水取水工程管理现状155第二节地下水取水工程施工监督管理155一、凿井资质管理15<6二、地下水取水工程设计与凿井施工方案审查157三、地下水取水工程竣工验收157第三节地下水取水工程取水许可登记与档案管理157一、地下水取水工程取水许可登记1<63二、地下水取水工程档案资料的管理1<64第四节地下水取水工程登记、普查与准入管理1<64一、地下水取水工程类型划分1<64二、地下水取水工程登记普查1<65三、加强地下水取水工程建设市场管理1<67四、地下水取水工程封存与压采管理1<67第五节地下水库工程建设与管理1<67一、地下水库工程的设计与建设1<69二、地下水库工程管理171第八章地下水监测与信息发布171第一节地下水监测必要性172第二节地下水监测站网布设与监测频次要求172一、监测站网布设原则及重点173二、监测站网分类、密度、频次及相关监测内容179第三节地下水信息发布及时间要求179一、地下水信息发布的必要性179二、地下水信息发布的内容180三、信息发布时间要求 180第四节做好地下水监测及信息发布工作的几点建议183第九章地下水资源管理新技术与方法183第一节概述183一、地下水资源管理技术与方法183二、地下水资源管理新技术与方法分类183第二节地下水资源调查评价新技术与方法183一、GIS技术在地下水资源评价中的应用184二、地下水环境质量评价的一种新方法———集对分析法185三、利用地下水CFC方法测定地下水年龄185四、利用同位素技术确定地下水循环深度18<6五、基于粒子群算法的地下水水质评价模型187六、遗传神经网络模型在地下水质量评价中的应用189七、体视化技术在地下水勘查评价中的应用190八、突变理论在地下水环境风险评价中的应用191九、地下水脆弱性评价方法194第三节地下水管理软件与模型197第四节地下水补源技术与地下水库197一、地下水人工回灌补源技术198二、地下水人工补给方法199三、地下水库200第五节地下水修复技术200一、地下水修复200二、地下水修复新技术207第六节地下水监测207一、地下水监测 208二、地下水监测技术与方法210第七节地下水勘查物探新技术210一、地下水勘查物探方法211二、地下水勘查物探新方法213第十章国外地下水资源开发利用与管理状况213第一节地下水开发利用状况213一、地下水开发状况214二、地下水利用状况215第二节地下水开发利用存在问题21<6一、地下水过量开采217二、地下水污染218三、地下水位偏高218第三节国外地下水管理的体制219一、韩国219二、荷兰220三、丹麦220四、土耳其220五、德国221六、美国221七、澳大利亚221八、英国221九、法国222第四节地下水资源管理的主要措施222一、技术措施224二、法律措施 22<6三、行政措施22<6四、经济措施227第五节地下水管理实例研究227一、地下水管理实例1：美国亚利桑那州地下水管理237二、地下水管理实例2：加拿大地下水资源管理240三、地下水管理实例3：墨西哥地下水管理242四、地下水管理实例4：以色列地下水管理第一章地下水资源管理概论第一节地下水资源管理的涵义水资源是不可替代的自然资源，是人类生存与社会发展的重要物质基础。在整个水资源系统中，地下水是极其重要的组成部分。我国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家，水资源与人口、耕地分布极不协调，特别是北方水少地多，水资源短缺，许多地区对地下水开发利用产生极大的依赖性。近年来，随着人口增长或经济发展，地下水开采不合理、污染严重以及由此引发的生态环境问题日趋加剧，受到了全社会的广泛关注。 国家高度重视地下水资源保护，近年来各级水行政主管部门积极理顺水资源管理体制，依法加强水资源统一管理，加强水资源评价规划等基础工作和地下水水资源论证和取水许可管理，推进地下水超采区治理，取得了初步的成效。但从总体上看，我国地下水资源管理依然较为薄弱，难以适应新形势下加强地下水保护的要求。因此，进一步加强地下水资源的管理是变化着的生态环境要求，也是我国经济社会发展的的必然趋势。在讨论地下水资源的管理之前，有必要了解地下水资源的概念和地下水资源管理的涵义。一、地下水资源的概念目前，世界上有关地下水资源的概念尚未统一，这里不去讨论这些问题。本文采用的地下水资源的概念是我国在地下水资源分类分级标准（GB15218-94）中的定义，即：埋藏于地表以下各种形式的重力水，其埋藏、富水性、水质等可为当前或未来的技术经济条件开发利用，具有现实或潜在的经济意义。地下水资源具有流动和可恢复的特点，是水资源的重要组成部分。地下水资源由补给资源和储存资源构成。地下水资源是水资源的组成部分，是构成并影响生态环境的重要因素。地下水资源分布广泛，不同区域富水性、补排关系、运动规律、供水价值差异很大，因此，管理上应有所侧重。二、地下水资源管理的涵义（1）涵义 地下水资源管理是在充分了解地下水资源和开发利用状况以及动态变化的前提下，运用行政、法律、经济、技术、教育等手段，对地下水资源开发、利用和保护实施组织、协调、监督，实现地下水资源可持续利用和生态环境的有效保护。这里地下水资源状况是指资源的赋存、资源的数量和质量；开发利用状况不仅仅是开发利用量，还包括开发利用程度、机井密度与状况、开发利用中出现的问题等等；动态包括水质、水位和水量的变化。上述涵义可以理解为广义的地下水资源，它不仅包括浅层地下水和深层承压水，还包括矿泉水、地热水、微咸水和卤水等。（2）地下水管理工作内容地下水资源管理是水行政主管部门的重要工作之一，它涉及地下水资源的评价、规划、合理利用、科学分配、优化配置、地下水资源保护、超采区治理、地下水动态监测等工作。通过地下水资源管理的实施，实现科学合理的开发利用地下水资源，支撑经济社会可持续发展，保护水资源与生态环境，促进资源节约型环境友好型社会建设。地下水资源的评价、规划、监测工作技术性强，科学领域广，而且是随时空变化而变化的，因此带来了很多不确定因素；地下水资源的合理利用、科学分配、资源保护、开采出现问题的治理，主要是管理工作，同时又有科学问题；总的来说，地下水资源管理不仅仅社会学和管理学的问题，也涉及到了很多科学技术问题，但是，技术工作是管理的基础、是前期工作，基础工作越扎实，管理工作则易深入和有成效；反之，科学、高效的管理，不仅可以保障地下水资源的合理、持续利用，而且可以促进地下水科学与工程学科的发展。第二节我国地下水资源及其开发利用概况一、我国地下水资源及其开发利用状况 根据最新完成的全国水资源调查评价成果，我国地下水资源量为8219亿m3，其中矿化度不超过1g/L的地下水资源量为7972亿m3，矿化度1～2g/L的地下水资源量为247亿m3。在全国地下水资源量中，与地表水资源不重复的水量仅1037亿m3，其余大部分为地表水与地下水之间的重复计算量。地下水分布方面，北方地区占30％；南方地区占70％。在水资源的形成和消耗过程中，地表水与地下水相互转化，水量和水质相互影响。我国地下水资源的开发利用主要集中在平原区，而其地下水资源量虽仅17<65亿m3，但占其水资源总量的<62％。我国南北方地区地下水供水量占总供水量的组成差异较大，南方地区供水以地表水供水为主，北方地区地下水供水占有相当大的比例。长江、珠江、东南诸河、西南诸河4个水资源一级区地表水供水量均占其总供水量的95%以上。北方地区地下水供水量占其总供水量的37%，其中海河和辽河区地下水供水量分别占其总供水量的<6<6%和55%；松花江区占其总供水量的40%；黄河和淮河区分别占其总供水量的35%和33%；西北诸河区地下水供水也占一定的比例，有15%。松花江、辽河、海河、黄河和淮河5个水资源一级区地下水供水量占全国地下水供水量的80%。与八十年代初第一次水资源评价成果比较，我国地下水资源及其开发利用有以下几个特点：（1）水资源总量变化不大，部分区域变化较大。与第一次评价成果相比，全国地下水资源总量减少<62亿m3，减少了0>.75％，但部分区域变化较大。受降水量减少等因素影响，辽河平原区和松花江平原区分别增加7>.9％和9>.4％，海河平原区地下水资源量减少10％，淮河平原区减少<6％。（2）地下水供水量呈增长趋势，尤其北方地区增长较快。1980～2000年，全国供水量从4408亿m3增加到4800 m3，年均增长1>.23％；供水增量中，地表水73<6亿m3，占<60％，地下水45<6亿m3，占38％；南方主要以地表水为主，其增长量占总增长量91％；北方地下水供水量显著增加，年均增长2>.8％，东、中部增长最为显著。（3）开发利用总体比例上看北方利用率高。我国地下水开发主要集中在北方地区，南方地区开发利用地下水规模较小。1990～2000年间，我国北方浅层地下水开采率达到了43％，其中海河平原区113％，海河南系高达134％，海河北系104％，辽河和黄河平原区浅层地下水开采率达到74％和49％；山东半岛达到83％。（4）地下水污染问题较为突出。由于人类活动影响，全国浅层地下水污染呈加重趋势。二、地下水对保障饮水安全、经济安全和生态安全具有重要作用地下水是我国特别是北方地区重要供水水源，对保障饮水安全、经济安全和生态安全中发挥不可替代的作用。近20多年来，随着经济社会的快速发展，地下水供水量以年均2%的速度增长。据计算，全国农村生活地下水供水量为124亿m3，城镇生活地下水供水为95亿m3，分别占其总供水量的44％和27％。在全国<6<61个城市中，利用地下水供水的有400多个，地下水供水量占总供水量的23%，其中海河、辽河、黄河流域城市地下水供水量占总供水量超过50％以上。全国<6<61个建制市和174<6个县级城镇（含县城和其他县镇）集中式地下水水源地2150个，占水源地总数的47>.2％。 地下水是我国重要的灌溉水源，全国农业灌溉地下水取水量<6<6<6亿m3，占全国农田灌溉总取水量19％。在地下水实际开采量中，用于农田灌溉的量约占54>.3%，海河流域粮食主产区地下水灌溉用水占开采总量的<67％，对于保障我国粮食的稳产高产具有极其重要的意义。此外，由于地下水分布广和储量丰富，调节能力强，因而被用作应急和战备水源。地下水还具有重要的生态环境功能。地表水生态系统（河道基流、湿地、泉水等）和陆地非地带性植被都需要地下水的补给和调节。我国西北地区的平原天然绿洲更是需要地下水的支撑。地下水位的下降和水质的恶化对地表生态系统均会带来严重影响。此外，地下水尤其是深层地下水具有维持压力平衡、防止地面沉降和塌陷的作用。承压水水位下降过度导致黏土被压缩，导致地面沉降发生。地下水过度开发导致水位下降，还可引发海水入侵和咸淡水混合。地下水水位过高，还可引发土壤次生盐碱化。第三节地下水资源管理主要内容地下水资源管理是水资源管理的重要组成部分，主要指地下水资源权属管理和与权属管理有关的水资源开发、利用、节约保护的行政管理。包括运用法律、行政、经济、技术等手段对水资源的分配、开发、利用、调度和保护进行管理，以水资源可持续满足社会经济发展和生态环境保护的需要。地下水资源管理涉及内容很广，既包括《中华人民共和国水法》等有关法律法规确立的管理工作，同时也涉及与地下水管理有关的技术工作内容。就水行政管理方面来讲，地下水资源管理主要包括以下内容：地下水资源评价、地下水资源规划、地下水资源管理、地下水资源开发利用监督管理、地下水资源保护、地下水动态监测与信息发布等。（1）地下水资源调查评价 地下水资源调查评价是水资源管理的重要基础性工作，是制定地下水资源开发利用政策、编制工作的基础。地下水资源调查又称水文地质调查，其目的是查明天然及人为条件下地下水的形成、赋存和运移规律，地下水水质水量的变化规律，为地下水资源评价、开发利用、管理保护以及治理相关生态环境问题提供一手资料。地下水资源调查主要采用地质调查方法和水资源调查方法进行。地下水资源评价包括地下水资源数量评价、质量评价和开发利用评价。它要求在客观、科学、系统和实用的基础上，遵循地表水与地下水统一评价、水量水质统一评价、地下水资源利用和保护统一评价等原则。地下水数量评价主要分两种类型：一是为满足局部地区（水源地）供水为目的的水资源数量评价；二是为规划开发利用地下水资源而开展的水文地质单元或行政区划水资源评价。（2）地下水资源规划地下水资源规划是指在开发利用地下水资源活动中，对地下水资源开发利用目标及其功能在相互协调的前期下做出的总体部署和安排。其基本任务是：地下水资源及其开发利用调查评价，根据水资源配置方案和地下水开发利用与保护修复的要求，划分地下水功能区；编制地下水开发利用与保护的方案，研究提出地下水开发利用与保护的措施和工程布局；研究制定地下水管理政策框架。 水行政主管部门对于地下水规划组织编制及贯彻落实地下水资源规划，是地下水资源管理的重要内容。地下水资源规划的目的是科学评价和合理配置地下水资源，支撑经济社会可持续发展，改善生态环境，科学合理地利用地下水资源，实现水资源合理开发、经济社会发展与生态系统保护相协调。（3）地下水资源管理我国《宪法》第九条和《水法》第三条规定，水资源属于国家所有，即国家拥有水资源的所有权。《水法》第四十八条规定，直接从江河、湖泊或者地下水取用水资源的单位和个人，应当按照国家取水许可制度和水资源有偿使用制度的规定，向水行政主管部门或者流域管理机构申请领取取水许可证，并缴纳水资源费，取得取水权。由此可见，地下水水权包括地下水资源所有权和使用权，并对所有权和使用权实行分离管理。我们一般讲的水权，主要指水的使用权。按照水利部《水权制度建设框架》，地下水权属管理主要包括制度是界定、配置、调整、保护和行使水权，明确政府之间、政府和用水户之间，以及用水户之间的权、责、利关系，从法制、体制、机制等方面对水权进行规范和保障。结合地下水资源管理的特点，我国地下水资源权属管理主要包括：①水量分配将各水文地质单元或含水层的地下水资源可开采总量向行政区域进行逐级分配或将地下水年度计划开采总量逐级分配，确定行政区域生活、生产可消耗的地下水取水量份额或者取用水水量份额。②根据地下水可持续利用和生态环境保护要求，制定水资源配置政策，确定地下水配置原则和开采要求，实施地下水取水总量控制和取水水位控制，对地下水资源实行预警管理。③对直接从地下水取水的，实施地下水水资源论证和取水许可管理。 ④对地下水水资源费征收管理。包括取水计量监督、水资源费标准确定及征收管理等。⑤地下水取水水权交易监管。（4）地下水资源开发利用监督管理地下水开发利用监督管理主要指各级水行政主管部门对行政管理相对人开发利用地下水活动的监督管理。主要包括地下水取水工程建设监督管理、地下水取水工程登记及档案管理、地下水取水工程运行及报废监督管理等。（5）地下水资源保护地下水资源保护是指为防止和治理不恰当开发利用地下水资源或人类活动而造成地下水超采、污染或破坏，所采取的法律、行政、经济、技术等综合措施。主要包括地下水超采区治理、地下水水源地保护、矿产资源开发区地下水保护、地下水污染预防、地下水补给等。（<6）地下水动态监测与信息发布①地下水动态监测 地下水监测是开展地下水资源评价规划、合理开发利用和优化配置调度的重要基础工作。其地下水动态监测指标主要包括地下水水位、水温、水化学成分以及井、泉的流量等。地下水监测管理主要包括：一是制定地下水监测站网规划，完善地下水监测井网。在地下水超采区、大型漏斗区、重要水源地、地表水严重污染区和生态环境保护区，要建设一批国家重要地下水监测井。二是要做好地下水监测资料的分析。加强地下水动态分析，开展地下水预测预报，揭示地下水开发利用中存在的问题，提出地下水资源合理开发利用、管理和保护的建议和措施。②地下水资源信息发布地下水资源信息发布，是按照国家政府信息公开管理有关规定，向社会发布的地下水资源信息。主要包括：地下水动态、地下水资源信息、地下水资源开发利用及其管理状况、地下水资源管理监督检查状况等。目前，我国有关地下水资源信息发布主要形式是《中国北方平原区地下水通报》和各省、自治区、直辖市水行政主管部门发布的地下水通报。第四节我国地下水资源管理历史沿革及工作进展一、我国地下水开发利用的历史人类由逐水而居到凿井取用地下水是人类文明史的一大转折。我国最早从先秦时期劳动人民已开始开发地下水作为灌溉水源。《庄子·天地》和《说苑· 反质》都记载，春秋时期已经有了用桔槔提取地下水进行灌溉的技术。在原始公社末期，劳动人民就已经打出了深达六、七米、直径达两米的生活用水井。井的大量开掘也表现在凿井技术的进步上，其中瓦圈水井是这时凿井技术进步的一个标志。瓦圈水井是在土井内壁里砌筑一个井圈，井圈是由一节节的瓦圈叠砌起来的，节间也有子母榫扣。凿井时，随着井深的增加，将瓦井圈层层放入，井挖好后，井圈也随之筑成。井圈修好后再在井圈与井壁间的间隙中填土夯实，这种水井不仅施工较为安全，而且提高了井的坚固程度，还可以减少泥沙入井，延长井的使用时间。瓦圈水井的发明是水井技术的一次重大改革。随着井的大量开凿，劳动人民对地下水的性质也有了新的认识。《管子·地员》记载了地下水埋藏深度、地下水质和相应的地表土情况，以及在这种地表土上适于种植的作物品种等情况，可见当时对土壤性质、地下水质量、埋藏深度以及它们和其上种植作物的关系都有清晰而具体的认识。引泉水灌溉是属于地下水利用的一个方面，《水经注》中多处提到古代利用泉水灌溉，如山西汾阴(今山西万荣县西)引瀵水种稻，太原晋祠可能已引难老泉，善利泉溉田等。泉水灌溉的历史约比井灌更早，战国时期随着泉水利用的发展，对泉水的认识也有提高。二、我国现代地下水资源开发利用管理的发展（1）地下水开发利用管理阶段 新中国成立以后，经济和社会的发展对地下水开发利用提出了更大的需求。为适应大规模开发地下水需要，国家加强水文地质勘查工作，在北京、西安、包头、上海等城市建立了地下水供水水源地，农田灌溉机井建设也得到较大的发展。至20世纪六十年代末，全国配套机井总数超过50万眼，年开采地下水接近200亿m3。20世纪<60年代中期至70年代末，我国北方持续干旱，为加快发展农业，保障粮食自给自足，开始大规模打井。截止到1979年底，全国配套机井总数已达到229万眼，年开采地下水达400亿m3左右。这一时期，在计划经济为主的管理体制下，国家各有关部门围绕地下水水开发开展一系列管理工作，地下水勘查、凿井管理等得到了较快的发展。这一时期的地下水资源管理主要实行分级分部门管理的体制。自20世纪80年代起，随着改革开放政策的实施，我国经济社会得到了快速发展，地下水开发利用规模不断扩大，原有的分级分部门管理的地下水资源管理体制带来了一系列问题。①水资源缺乏合理配置。一些地区受自然条件限制，地表水源不足，过度开发地下水；有的地区地下水严重超采，地表水却大量闲置。有的地区将水质较好的地下水用于工业，水质较差的水源用于生活用水，没有落实优水优用的原则。②地下水资源管理粗放。一方面，地下水无限制开发，缺乏有效管理。另一方面，在水资源管理中，忽视地下水的特点管理地下水。地下水资源评价、规划、立法、监测、监督管理等基础工作滞后。③重开发、轻保护。忽视地下水的生态环境功能，引发一系列生态环境问题，对地下水水质保护缺乏有效的监管措施。因大量超采地下水而引发的地面沉降、地面塌陷、海水入侵、咸水入侵、荒漠化以及水质恶化等生态环境问题。为解决地下水资源保护存在的问题，从20世纪80年代初开始，山西、河北、辽宁、山东等省从加强水资源统一管理入手，完善水资源管理体制，实行水资源统一规划、统一调度、统一发放取水许可证，着力解决分部门分地区管理带来的问题。1988年颁布的《中华人民共和国水法》确立了国家对水资源实行分级分部门管理体制。各地开始推行地表水和地下水统一管理，逐步理顺水资源管理体制。至2000年前后，全国基本上理顺了水资源管理体制。 （2）地下水资源管理体系建立阶段1998年国务院机构改革，国务院将原地矿部、建设部承担的地下水管理职能划入水利部，实现了水资源统一规划、统一调度和统一管理。2002年新修订的《中华人民共和国水法》确立了流域与区域相结合的管理体制和国家水资源管理的基本制度。中国水资源管理制度主要包括以下几个方面。①国家对水资源实行流域管理与行政区域管理相结合的管理体制。国务院水行政主管部门负责全国水资源的统一管理和监督工作；国务院水行政主管部门在国家确定的重要江河、湖泊设立的流域管理机构，在所管辖的范围内行使法律、行政法规规定的和国务院水行政主管部门授予的水资源管理和监督职责；县级以上地方人民政府水行政主管部门按照规定的权限，负责本行政区域内水资源的统一管理和监督工作。国务院有关部门以及各级地方人民政府的有关部门按照职责分工，负责水资源开发、利用、节约和保护的有关工作。②水资源评价和规划制度。开发、利用、节约、保护水资源和防治水害，应当全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合利用、讲求效益。国家制定全国水资源战略规划；开发、利用、节约、保护水资源和防治水害，应当按照流域、区域统一制定规划，区域规划应当服从流域规划，专业规划应当服从综合规划；规划一经批准，必须严格执行。确立了流域综合规划的规划同意书制度。③水资源论证制度。新水法规定，国民经济和社会发展规划以及城市总体规划的编制、重大建设项目的布局，应当与当地水资源条件和防洪要求相适应，并进行科学论证；在水资源不足地区，应当对城市规模和建设耗水量大的工业、农业和服务业项目加以限制。④ 水中长期供求规划制度。依据水的供求现状、国民经济和社会发展规划、流域规划、区域规划，按照水资源供需协调、综合平衡、保护生态、厉行节约、合理开源的原则制定水中长期供求规划。⑤水资源配置和用水管理制度。包括流域水量分配方案制度、旱情紧急情况下的水量调度预案制度、总量控制和定额管理制度、计划用水和节约用水制度。⑥取水许可和水资源费征收管理制度。国家对直接从江河湖泊取水的，实行取水许可制度和水资源费制度。⑦水资源保护制度。包括水功能区划制度、入河排污口监督管理制度、水源保护区制度等。新《水法》的颁布实施，奠定了我国水资源的制度基础，为促进我国水资源合理开发利用和保护、推进我国水利工作从传统水利向可持续发展水利转变提供了法律保障。三、我国地下水管理工作进展（1）加强地下水开发利用规划工作按照国务院职能分工，1998年我部启动了全国地下水资源开发利用规划编制工作。经过两年多的努力，完成了《全国地下资源开发利用规划》编制，第一次在全国划分了地下水超采区、采补平衡区和潜力区，明确了地下水管理的目标和任务，为科学制定地下水管理战略，推进地下水超采区治理奠定了坚实的基础。2002年，水利部、国家发展改革委会同国土资源部、建设部、环保总局等七部门，组织开展了全国水资源综合规划编制工作，提出了新一轮全国水资源调查评价成果。开展了全国地下水功能区划定和《全国地下水利用与保护规划》编制工作。 （2）加强地下水管理与保护的政策法规体系建设出台了《关于加强地下水超采区水资源管理工作的意见》，明确了全国地下水超采区治理的目标、任务和工作计划。制定了《地下水超采区评价导则》。辽宁、新疆、江苏等省区颁布了地下水管理地方法规，部分省区制定了加强地下水保护的相关政策。（3）开展地下水保护行动试点并取得成效开展济南保泉行动和河南省地下水保护行动试点，济南趵突泉复涌，河南全面启动地下水保护。组织开展地下水保护行动试点基础工作，围绕推进地下水管理政策法规和制度建设开展了一大批基础工作。（4）地下水超采区治理取得积极进展组织地下水超采区的划定和治理，全国存在地下水超采问题的24个省区中，有1<6个省区划定地下水超采区，制定和实施了地下水压采行动计划。组织编制了《南水北调（东、中线）受水区地下水压采方案》。苏锡常地区全面实施地下水禁采，浙江杭嘉湖等地区地下水禁采、限采稳步推进，部分地区的地下水超采和水位持续下降的趋势得到遏制。（5）严格地下水开发利用管理对北方燃煤电厂建设实行了禁止利用地下水的政策。严格地下水开发利用，对地下水超采区严格地下水开发管理，防止扩大超采。颁布实施了《建设项目水资源论证管理办法》，规范、强化地下水取水许可管理。推行地下水开采总量控制和计划管理。（<6）运用经济杠杆促进水资源优化配置和合理开发 按照《水法》和《取水许可和水资源费征收管理条例》规定，北京、河北、山西、山东、辽宁、陕西、江苏等省（自治区、直辖市）大幅提高了地下水资源费征收标准，经济手段对地下水资源的合理配置与保护的调控作用不断增强。（7）地下水管理基础工作得到加强优化调整了全国地下水动态监测网络，编制完成了《全国地下水动态监测规划》。编发了《中国北方平原区地下水通报》，向社会公布地下水动态信息。组织开展了全国地下水功能区划定，全面启动《全国地下水利用与保护规划》编制。第五节当前我国地下水资源管理面临的挑战地下水的大规模开发，在保障经济社会快速发展的同时，也对资源、环境带来了一系列问题。对我国地下水资源可持续利用和生态环境保护带来了一系列严峻挑战。主要表现在：（1）地下水资源严重超采据统计，全国共有27个省级行政区发生地下水超采，年超采地下水117亿立方米。至2000年，全国地下水累计超采已达1531亿m3。地下水超采区从80年代初的5<6个发展到1<64个，面积从8>.7万平方公里扩展到18万平方公里，面积大于1000平方公里的超采区已达31个，其中严重超采区面积已达7>.2万平方公里，约占全国超采区面积的39%。特别是北方平原地区超采更为严重。海河流域平原区地下水超采区面积达10万km2，占平原区总面积的91%，累计超采量达975亿m3。20世纪90年代以来，地下水超采量呈持续上升趋势。 地下水大规模开发，导致地下水位持续下降，含水层疏干。我国华北地区已成为世界上最大的地下漏斗群，部分地区含水层几近疏干，地下水源面临枯竭，大量机井报废，造成农村饮水严重困难。许多地区却盲目大量开发深层承压水，如不加以严格控制管理，深层承压水将面临枯竭的危险。（2）地下水超采诱发严重的环境地质问题由于过量开采深层承压水，我国沿海河口三角洲地区、东部和南部沿海地区、华北和东北平原地区、河谷平原和山间盆地均发生了地面沉降。截止2000年，全国地面沉降总面积超过<6万平方公里，其中海河平原地面沉降量大于200mm的面积达到48550平方公里。苏州、无锡、常州、上海、嘉兴地面沉降面积超过了9000平方公里，最大降深达2<630mm。天津、上海、西安、太原等城市地面沉降中心累积沉降量超过了2000mm。地面沉降使原有地面高程下降，降低了防洪（潮）标准，加大了洪涝和风暴潮灾害的威胁；造成建筑物出现裂缝甚至倒塌，地下管线断裂，威胁人民生命财产安全。地下水超采在隐伏岩溶区引发了地面塌陷。全国发生地面塌陷已超过2500多处，总面积超过2300平方公里，最大塌陷深度超过30米。沿海地区过量开采地下水，还引发了海（咸）水入侵。据初步统计，我国发生海水入侵面积已超过1500平方公里，主要分布在渤海和黄海沿岸。辽宁环渤海地区海水入侵面积达700平方公里以上，山东半岛滨海地区海水入侵面积达<600平方公里以上。部分地区还发生了咸水入侵，使地下水矿化度增高、水质变差，给工农业生产、饮水安全及生态环境造成了危害。（3）加剧了土地沙化荒漠化趋势 我国西北内陆河地区由于地下水位持续下降，导致天然绿洲退缩和严重退化，土地沙化面积不断扩大。如石羊河流域由于地表径流减少，大量开发地下水，地下水位持续下降，造成河流区外围土地严重沙化，大量土地弃耕，产生大量生态难民。新疆塔里木流域由于过渡开发利用，导致地下水补给减少，地下水位下降，草场覆灭，大量土地废耕，绿色走廊消失。（4）地下水污染日渐加剧，水质恶化据全国水资源调查评价成果，在评价的197万平方公里平原区面积中，Ⅰ类和Ⅱ类水质的面积仅为5%，Ⅲ类水质面积占35%，IV和V类水质面积占<60%。太湖流域、辽河、淮河、海河区地下水污染最为严重。据对全国115个地下水水源地水质评价分析，水质不合格的比例达35%，部分地区水源地甚至检出有毒有机物。地下水一旦污染，治理非常困难，不仅代价高昂，而且时间长久，难以治理，应引起高度警觉和重视。（5）采矿等开发建设活动造成地下水严重破坏我国西北、华北、华中、西南等许多地区煤水共生，煤炭开采业发达。煤炭开采不仅疏干了含水层，采矿过程中形成的巷道和开采后形成的采空区，严重的破坏了地表水、地下水运移、赋存的天然状态，造成河水断流、地下水位下降、泉水流量锐减甚至干涸、水污染加重等。 据调查，山西采煤对水资源的破坏面积已达20352平方公里，占全省总面积的13％。其中，严重破坏区面积占全省面积的1>.7％；一般破坏区面积占全省面积的<6>.5％，影响区面积占全省面积的4>.9％；山西每挖１吨煤损耗2>.48吨的水资源，全省每年采煤破坏水资源达12亿m3，采煤排水引起矿区水位下降，导致泉水流量下降或断流，导致近<600万人以及几十万头大牲畜饮水严重困难。我国地下水资源管理工作虽然取得了一系列进展，但仍难以满足资源与环境保护要求。展望未来，我国地下水资源管理必须强化基础，进一步完善管理制度，依法推进地下水资源管理和保护，不断完善管理手段，提高管理水平，更好地满足经济社会发展和谐社会和生态文明建设需要。第二章地下水资源管理基础知识地下水资源管理基础知识是地下水资源管理工作的理论基础，是地下水资源管理人员应掌握的基础知识。我国地下水资源管理工作虽然起步较晚，但得到了各级政府的高度重视，并取得了显著成绩，为加强地下水基础管理工作，进一步提高我国地下水资源管理水平，真正做到对地下水资源进行合理开发利用、有效保护和科学管理，提高管理人员业务素质和管理能力。为此，特编写地下水资源管理基础知识供管理人员学习和使用。地下水资源管理基础知识包括基本概念、地下水的形成、地下水的基本类型及特征、地热水及矿泉水的相关知识、地下水物理性质与化学成分、有关地下水参数计算公式、地下水动态、均衡和人类活动对地下水资源的影响。第一节基本概念 地下水：凡是赋存和运动于地表以下岩（土）层中的重力水都称之为地下水。它与大气降水、地表水共同组成自然界水循环系统。一、岩土的空隙性岩石空隙的多少、大小、连通程度和分布状况等统称为岩土的空隙性。地下水一部分赋存于地壳的岩（土）空隙中，一部分赋存于岩石“骨架”中（即矿物晶体内部或其间）。本文重点介绍是岩（土）空隙中的水（重力水）将岩（土）中的空隙作为地下水储存场所与运动通道来研究时，可将空隙分为三大类：（1）孔隙：松散岩土是由大小不等的碎屑颗粒组成的，在颗粒与颗粒结合体之间普遍存在着孔状空隙，称为孔隙。孔隙体积的多少用孔隙度表示。孔隙度是指某一体积岩土（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例，可以百分数或小数表示即（2-1-1）式中：—岩土的孔隙度：—岩土中孔隙的体积；—包括孔隙在内的岩土体积。 岩土孔隙度的大小主要取决于颗粒排列情况及颗粒分选程度。此外颗粒形状及颗粒胶结程度也是影响孔隙度的主要因素。（2）裂隙：固体的坚硬岩石，一般不存在或只保留少量的颗粒间的孔隙，而主要发育各种应力作用下岩石不破裂后形成的裂缝状空隙，称为裂隙。裂隙按其成因可分为风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙，裂隙的性质及其发育规律与裂隙成固有密切关系。裂隙的多少用裂隙表示，即（2-1-2）式中：—岩石中裂隙的体积；—岩石总体积。（3）溶隙：可溶性岩石（如岩盐、石膏、石灰度等）在地表水和地下水长期溶蚀下会形成空洞，这种空隙称为溶隙（穴）。衡量溶隙多少的定量指标称溶隙率，以Kk表示，即（2-1-3）式中—岩石中溶隙的体积；—岩石总体积。 溶隙发育的规模十分悬殊，较之孔隙和裂隙有很大的不均匀性。大的溶洞宽、高可达几十米乃至上百米，小的溶孔仅数毫米。固此，在岩石溶发育地区，往上即使在相距极的两处，其岩溶率可相差较大。例如在同一岩性成分的可溶岩层中，溶蚀带的溶隙率可达百分之几十，而其附近未溶蚀的段的岩溶率则可接近于零。二、地下水在岩土中存在的形式（一）液态水1>.结合水：受到固相表面的吸引力大于其自身重力的那部分水，称之为结合水。2>.重力水：距离固相表面更远的水分子，重力对它们的影响大于固体表面对它的吸引力，因此能在重力作用下运移，这部分水就是重力水。3>.毛细水：松散岩土中细小孔隙通道可构成毛细管，在毛细力的作用下，地下水沿着细小孔隙上升到一定高度，这种既受重力又受毛细力作用的水，成为毛细水。（1）支持毛细水：由于毛细力作用，水从地下水面沿细小岩土孔隙上升到一定高度，形成一个毛细水带，通常称为上升毛细水，因毛细水带中的毛细水有地下水面支持，故也称为支持毛细水。（2）悬着毛细水：在不受地下水补给的情况下，地表上层土壤由于降雨或灌水，借藉毛细管作用所能保持的地表入渗水分，称为悬着毛细水。 （3）孔角毛细水：包气带中，在土壤颗粒接触间隙，由于构成毛细管而形成弯液面，从而使水分得以滞留在孔角上，称之为孔角毛细水。（二）气态水气态水系指以水蒸气状态存在于非饱和含水岩土空隙中的水。（三）固态水当岩土温度低于0℃时，岩土空隙中的液态即凝结为固态水，此时赋存地下水的岩土称为冻土。三、岩土的水力特性岩石（土）的水力特性是指水分贮存和运移有关的岩石（土）性质。主要有容水性、持水性、给水性和透水性。（1）容水性：岩石（土）能够容纳一定水量的性质称为岩石（土）的容水性。在数量上，容水性以容水度来表示。容水度是指岩土样能容纳的最大水量体积和岩土样总体积之比。在数量上容水度近似地等于孔隙度。（2）持水性：饱水的岩石（土），在重力排水后，其内部仍能保持一部分水量的性质叫岩（土）的持水性。通常用持水度作为岩石（土）样持水性的数量指标。（3）给水性：饱水岩土在重力作用下通过自由流出的方式释放水分的性能常称为岩土的给水性（或释水性）。表征给水性大小的数量指标是给水度μo （4）透水性：岩土透水性是指岩土允许水分透过的性能。度量岩土透水性的指标是渗透系数。地下水资源：含水层中具有利用价值的地下水量称之为地下水资源。地下水资源包括质和量，两个方面。对地下水资源量的分析计算，在建国初期，我国沿用前苏联普洛特尼柯夫提出的储量概念。普氏分类将地下水储量分成静储量、动储量、调节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（永久储量）是指潜水位变动带以下潜水层的水体积和承压水层的全部水体积。因为此体积只随地质年代发生变化，故称静储量，也称永久储量。（2）动储量指通过含水层某一横断面上的地下水天然流量。（3）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。（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山来的地下水量。 普氏分类法采用“储量”的概念，含有静态不变的涵义，适用于固体矿产。固然，以埋藏条件来说，地下水储存于多孔介质之中，它与其它矿产储藏于岩体之内一样，可是它们又有很大的差异，例如地下水的流动性，可恢复性和调节性以及由这些性质所表现出来的量，在固体矿产中都不存在。地下水的水质、水量、水位、水温都是不断变化的，在这方面与地表水却很相似，而且两者同处在一个大的水循环体系之中，既相互联系又相互转化，有时很难分割，地下蓄水构造与地表水库相似，水文地质单元与地表水流域相似。所以70年代初期将水文学中“水资源”的概念应用于地下水量计算与评价中。按照<<现代汉语词典>>的解释，所谓“资源”是指“生产资料或生活资料的天然来源”这里包括质和量两个方面的涵义，地下水能够成为资源，道先是因为它有使用价值，这取决于水质，来源的多少则由数量来体现。关于“水资源”的各种量的概念，国内外都已研究得很详尽，已有成熟的定义，可以直接使用，这样有利于“三水”转化的综合评价、开发利用和科学管理。地下水资源一般划分以下三类，见表2-1-1。表2-1-1地下水资源分类表补给资源量天然补给量垂向补给量大气降水入渗补给量、地表水体渗漏补给量、越流补给量开采补给量 越流补给量；地下水分水岭，地下水水力梯度增大的补给量；外移增加的补给量；地表水体补给增加量储存资源量容积储存量弹性储存量开采资源量天然消耗量地下水径流排泄量、潜水蒸发量、泉水溢出量允许开采量（技术条件允许、经济可行、长期开采不发生水量减水，水位不持续下降，不产生水质恶化等现象）。多年平均补给量含水层：能导水的饱水岩层称为含水层。含水层不但储存地下水，而且地下水可以在其中运移。构成含水层，必须具备下列条件： （1）透水的空间条件，地下水的分布与岩石的空隙性和水力特性密切相关，空隙愈大，数量愈多，连通性愈好，则透水性强，重力水易于入渗，水量丰富；（2）储水的地质构造条件，并不是所有的透水岩层都能成为含水层，还必须具备保存住水的地质构造条件，即下部要有隔水层托住重力水，并在水平方向具有某种隔水边界，使之不至于完全流失。透水岩层必须与隔水岩层组合起来才能成为含水层；（3）水源补给条件，当上述条件满足后，还要有足够的水源，使储水空间能不断地获得补给，方能成为含水层。隔水层：隔水层是指那些不能贮水又不透水的岩层。或透过和给出水数量很少的岩层。划分含水层和隔水层的标志并不在于岩层是否含水，关键在于含水的性质。空隙细小的岩层，所含的几乎全是结合水，而结合水在通常条件下是不是能运动的，这类岩层起着阻隔水通过的作用，所以构成隔水层。空隙较大的岩层，则含有重力水，在重力作用下能透过和给出水，即构成含水层。含水层和隔水层的划分又是相对的，并不存在截然的界限。例如，粗砂层中的泥质粉砂夹层，由于粗砂的透水和给水能力比泥质的粉砂强，相对而言，后者可视为隔水层。而同样的泥质粉砂若夹在粘土地层中，由于其透水和给水的能力比粘土强，又当视为含水层了。 含水层和隔水层在一定条件下还可能相互转化。例如，在通常条件下，粘土层由于饱含结合水而不能透水和给水，起着隔水层的作用。但在较大水头差的作用下，部分结合水发生运动，也能透过和给出一定数量的水，在这种情况下再称其为隔水层便不恰当了。实际上，粘土层往往在水力条件发生不大的变化时，就由隔水层转化为含水层，这种转化在实际中是很普通的，对于这类兼具隔水和透水性能的岩层，一般就称为半含水—半隔水层。含水层只是个形象的名称，对松散岩土是比较合适的，因为松散岩土多呈层状，其间孔隙的分布连续而均匀，因此赋存的地下水也呈连续均匀的层状分布。但对坚硬岩石中的裂隙及可溶性岩石中的溶隙，由于空隙发育的不均匀性，其中地下水并非为层状为布，而只在岩层的某些部位，有若干裂隙、溶隙发育且互相连通时，才分布有水。例如（1）当一条大的断层穿越不同岩性的地层时，只有在断裂带中水的分布连续且比较均匀。（2）又如在岩溶化的地层中，只有在溶隙发育的部位才含有水，而并非整个岩层都含有水。因此，在这样一些情况下，将含水岩体统称为“含水层”是不恰当的，通常就称其为含水系统。所谓系统，是针对地下水的赋存和运移而言，即指岩体中在一定程度上和在一定范围内相互连通的空隙。在一个系统中的地下水，可将其看成一个整体，具有统一的水力联系，即当这个系统的某些部位接受外界水补给时，整个系统的水量就将增加；而当系统中任何一处向外排水或人为取水时，则整个含水系统的水量减少。水文地质单元：具有统一补给边界和补给、径流、排泄条件的地下水系统称之为水文地质单元。一个水文地质单元可以是一个联合的或单式的蓄水构造或完整的地下水域，也可是一个联合的蓄水构造或完整的地下水域，也可以是二者结合的水文地质体。一个完整的水文地质单元应包含以下四个基本要素：（1）含水层或含水带它们是地下水储存和径流的场所，如岩溶含水层，裂隙含水层、断层含水带等； （2）隔水层或隔水围岩作为边界条件对地下水的储存起约束作用；（3）补给区地下水接受补给的地区，一般位于地下水径流的上游，地势较高的地方；（4）排泄区是排泄地下水的地区，一般位于地下水径流下游或地势较低的地方。地下水域是指地下水流系统的集水范围，是水文地质单元的一种，如地下水集中排泄的地方就是一个地下水流系统。地下水的循环：自然界的水以气态、液态和固态分布于地球的大气圈、水圈和岩石圈中，各相应圈中的水称为大气水、地表水和地下水。它们彼此之间都有着密切的转化关系，这种关系主要是通过水的循环来实现。水从海面蒸发，凝结降水至陆地，再以蒸发及径流等形式返回海洋，即完成一次循环—称为大循环或外循环。当海面蒸发又降至海面或由陆地江、河、湖蒸发及植物蒸腾又降至陆地，则称为小循环或内循环。地下水不仅可以参与小的水循环，也同样可以参与大的水循环，即大气降水至地面，一部分产生地表径流形成地表水，同时有一部分大气降水经地面入渗形成地下水；地下水再以径流或蒸发的形式，转化为地表水或大气水。大气水、地表水、地下水就是这样不断地进行着循环，而为人类所利用。图2-1-1自然界水循环示意图 第二节地下水的基本类型及其特征一、不同埋藏条件下的地下水地下水的形成和分布是千差万别的，但是它的存在总离不开地质环境。在水文地质剖面上，以地下水面为界，可分成包气带和饱水带（或称饱和带）。自地表到地下水面之间的岩（土）层为包气带，空隙中既有空气，又含有地下水，这部分地下水称为包气带水；在地下水面以下的岩（土）层为饱水带，这一带的空隙中充满地下水，按埋藏条件的不同又可分为潜水和承压水。（一）包气带水包气带水存在于包气带中，可分为非重力水和重力水两种。非重力水主要是指结合水和毛细水，这种水不能直接被人们取用,它是植物的补给水源。包气带中往往有不透水或弱透水的粘性土“透镜体”，其上截留有从地表涌入的重力水。它分布的范围不广，当地气候对其影响较大，久旱则枯竭，雨后又出现，是一种临时性的地下水，通常称之为上层滞水（图2-2-1）。包气带表层的含水量，由于受气象的影响，处于经常变动状态，往下含水量变化趋于稳定。垂直剖面上含水量的分布可分成三个层次：水分积极交替层、过渡层、毛细水层。 图2-2-1上层滞水（二）潜水潜水是指埋藏在饱水带中第一个连续分布的隔水层以上具有自由表面的重力水（图2-2-2）。一般埋深不大，便于开采，是主要的地下水开采水源。图2-2-2潜水埋藏示意图潜水的自由水面称为潜水面；从潜水面到隔水层顶面的垂直距离称为潜水层的厚度（Ｈ）；从地面到潜水面的垂直距离称为潜水埋藏深度，简称潜水埋深（Ｚ）；从潜水面到参考基准面的垂直距离称为潜水位（h）（图2-2-3）。图2-2-3潜水位示意图1>.潜水的基本特征潜水的基本特征相对于承压水而言，表现在以下三个方面：（1）由于潜水面之上，无连续稳定的隔水层存在，因此潜水具有自由表面。当用钻孔揭露潜水含水层时，初见水位与稳定水位相一致； （2）潜水含水层通过包气带，与地面相通，因而潜水分布区都可以接受大气降水的补给。补给区和分布区相一致，因此气象因素与地表水文因素的变化将影响潜水的动态；（3）潜水在重力作用下，由潜水位较高的地方向潜水位较低的地方流动，即由势能大的地方向势能小的地方运移，其运移的速度取决于势能梯度（水力坡度）和含水层的透水性。综上所述，潜水的基本特点是与大气圈及地表水圈联系密切，积极参与水循环。2>.潜水的补给和排泄潜水是大陆水循环系统的一个组成部分，它不断地获得补给，形成径流，又不断地排泄消耗。（1）潜水的补给大气降水垂直渗入是潜水最主要的补给来源，潜水获得降水渗入补给后，潜水位升高，旱季少雨，水位则下降。地表水（包括河流、湖泊和水库）的入渗也是潜水补给的重要来源，在干旱地区，如果离开了河水的补给，潜水就会很快枯竭。河水对潜水的补给，在河流下游最为突出（图2-2-4）。 图2-2-4下游河水渗漏例如我国著名的黄河下游黄泛平原现代河床高出两岸地面，大量的河水下渗补给潜水；在河流中游，河水位与潜水位的关系随季节而变。洪水期河水水位比潜水位高，河水补给潜水，枯水期则相反；在河流上游，河谷深切，潜水位常年高于河水位，潜水向河流排泄；在山前地带，堆积作用加强，河床抬高，潜水位埋深较大，因而冲洪积扇经常是河水补给潜水。潜水另一个补给是越流补给。当下部承压含水层测压水头高于潜水位时，承压水能越过透水性弱的相对隔水层（弱透水层）补给潜水，这就是越流补给。相对隔水层越薄，两含水层之间水头差越大，则越流补给量越多。还有一种越流是下部承压水直接通过“天窗”（相对隔水层的间断部分）补给潜水（图2-2-5）。图2-2-5越层补给示意图凝结水也是潜水的一项补给来源，凝结水补给潜水主要在高山和沙漠地区昼夜温差大的地区比较明显。 除上述天然补给外，潜水还得到人工补给，如水库、渠系、田间地区的渗漏补给。不仅如此，有些地区还专门修建一些工程将大气降水、地表水引入或注入地下，这就是人工回灌补给地下水。（2）潜水的排泄潜水的排泄包括排泄方式和影响排泄的条件。潜水的排泄方式可分成垂直排泄和水平排泄。潜水的垂直排泄一个重要途径是潜水蒸发，尤其在河流的中下游平原地区，地形平坦，沉积物颗粒细小，地下水埋藏浅，径流缓慢，蒸发成为潜水天然消耗的主要途径。潜水垂直排泄的另一个途径是人工开采。有些地区人工开采量远远超过潜水蒸发量，已成为当地潜水垂直排泄最主要的方式。我国地下水年开采量由1979年的4×108m3增加到2004年的1032×108m3，短短二十余年的时间开采量变成原来的258倍。2007年我国地下水开采量已达？×108m3。虽然其中一部分取自深层地下水，还有部分要回归地下水，但是人工开采量已成为平原地区最主要的排泄方式。潜水垂直排泄的再一个途径是越流排泄，当潜水面高于相邻承压含水层的压力面时，潜水有可能透过弱透水层渗入下部承压含水层。潜水的排泄条件：潜水的排泄主要受地形和埋深条件的控制，气候和岩性条件也有一定的影响。 地形条件是指地形切割程度和排泄基准面的相对位置。地形的切割程度包括切割深度和水文网密度。河床切割深度越大，河网越密，则潜水水平排泄条件越好。例如山区河流深切，泉水很多，潜水大量地泄入河谷；在平原地区地势平坦，河床淤积增高，潜水只能以垂直排泄为主。潜水水平排泄，一是沿水平方向流出含水层，在地表出露，形成下降泉（图2-2-<6）。图2-2-<6下降泉排泄基准面是指排泄潜水的河流、湖泊的枯水位平面。排泄基准面与潜水补给区的高差越大，地下水的排泄条件越好。潜水埋藏越浅，土的颗粒越细，气候越干燥，则潜水的蒸发强度越大。随着埋深的增大，蒸发相应减少。（3）潜水的径流潜水不断地从补给区流向排泄区形成地下径流。由于地下径流是在一定的补给、运动、排泄条件下形成的，所以，控制和影响地下水补给、运动、排泄的各种因素也是影响地下径流的因素，如降水、蒸发、岩石透水性、地形、切割程度等。 地下径流的流向总趋势是由补给区流到排泄区，从高水位处流向低水位处。但实际情况是复杂的，根据其流线形态可分成散流型、汇流型、缓流型和畅流型。①散流型地下水流线在平面上呈放射状分布，如山前冲洪积扇中的潜水流从出山口流出后以扇形（放射状）散开。②汇流型与散流型相反，流线由分散趋向集中。如小型山间盆地潜水汇集于出山口；岩溶水集中于泉口溢出等。③缓流型流线平行，水力坡度很小，径流微弱，水交替以垂直方向为主，如河流中下游沉积平原中的孔隙水。这种地下水矿化度高，水质较差。④畅流型如河谷潜水、地下暗河中的岩溶水。它们的流线在平面上大致平行，但水力坡度较大，径流畅通，水交替以侧向为主。蒸发微弱，一般水质较好，矿化度低，是良好的地下淡水资源。 但是，野外实际情况错综复杂，不一定是单一的径流形态，往往是过渡的或复合的类型。（三）承压水承压水是指充满于两个隔水层（弱透水层）之间的含水层中的地下水。上部隔水层（弱透水层）的底面称为隔水项板，下部隔水层的项面（弱透水层）称为隔水底板。如果其间含水层充满了地下水，这种含水层称为承压含水层（图2-2-7）。如果含水层未能被地下水充满，其中地下水性质则与浅水相似，称为无压层间水。图2-2-7承压水示意图承压含水层隔水顶板到底板的垂直距离称为含水层厚度（M）；当钻孔刚开始凿穿隔水顶板时，在钻孔中出现的水位称为承压水初见水位（Ｈ１），这个水位等于隔水顶板的高程；如果继续钻进，承压水将沿钻孔上升，最后稳定的水位即为该处的测压水位或称承压水位（Ｈ2）（图2-2-8）；自隔水顶板到测压水面之间的垂直距离称为该处的测压管高度（h），它表示该点隔水顶板所承受的水压力值。测压水位高于地表时，钻孔能自喷出水。图2-2-8承压水测压水位1>.承压水的基本特征 承压水与潜水相比，主要特征有：（1）承压含水层具有连续完整的隔水顶板，而没有自由水面，钻孔中的稳定水位高于初见水位；（2）承压水补给区与分布区不一致，补给区位于承压水的一侧，排泄区在另一侧。由于受上部隔水层的限制，承压分布区的水量、水质、水温受气候影响较小，季节性变化与年际变化都不大，它的动态具有相对稳定性；（3）承压性是承压水的最重要的一个特征。由于补给区位置较高，水从补给区进入分布区后，受到上部覆盖层的约束，使地下水承受压力，水也以一定的压力反作用于隔水顶板上。这一点，钻孔中的测压水位高于隔水顶板是最好的见证。2>.承压水的补给、排泄承压水的补给来源，主要也是大气降水和地表水。补给范围越广，则水量越大，且流量稳定。当上下顶底板为弱透水层时，只要有足够的水头差，也可以通过弱透水层与其上下的水体发生水力联系，获得越流补给。承压水的排泄，主要以上升泉的形式在排泄区溢出。与地表水体（如河、湖、海洋）相通时即转化成地表水，如与潜水含水层沟通，则以补给潜水方式排泄承压水。 承压水的补给和排泄是通过径流来完成的，径流条件受补给区和排泄区的水头差、含水层的透水性等因素所影响。当补给区和排泄区的水头差越大，含水层透水性越强，则径流畅通，反之则差。承压含水层补给区的形成、排泄区的出露、径流的畅通与否在很大程度上受地质构造因素的控制。在分析承压水的补给、排泄、径流的关系时，必须抓住地质构造这一环节，然后综合因素进行分析，才能得出正确的结论。3>.承压含水层形成条件由隔水层与含水层组合而成的能够富集地下水的地质构造形体称为蓄水构造。承压水的蓄水构造，有下列三个基本要素：（1）上、下相对隔水层，构成承压蓄水构造的隔水边界；（2）透水的岩层或岩体，构成承压蓄水构造的含水介质；（3）补给区水位高于排泄区，形成地下水流的承压性。按地质构造的不同，大体上承压蓄水构造有：承压向斜蓄水构造和承压单斜蓄水构造、承压断裂蓄水构造。二、不同含水介质中的地下水 赋存地下水的岩土称含水介质。含水介质内部的空隙已如前述，按其性质可分为孔隙、裂隙和溶隙。据此，将赋存于其中的地下水亦相应分为孔隙水、裂隙水和岩溶水（喀斯特水）等三类。由于含水介质的岩层所受的地质历程和地质作用不同，因此赋存其间的地下水的富集程度和分布规律也各异。（一）孔隙水孔隙水是指埋藏和运动于松散沉积物颗粒间孔隙中的重力水。在我国东部及北部河谷地区和山前倾斜平原，如松辽平原、黄淮海平原、江汉平原、河流三角洲等地区，广泛分布着各种成因类型的第四纪未胶结的沉积物，其中埋藏着丰富的地下水，已成为这些地区具有十分重要意义的工农业供水水源。孔隙水的基本特征是分布较均匀，呈层状，含水层内水力联系密切，具有统一的潜水面或测压面，这是孔隙含水层中孔隙分布较均匀、连通性较好所致。但孔隙水的这些特征是相对的，由于含水层所处的地貌单元、岩性成因类型和水文气象条件不同，还是有较大的差异。因此，孔隙水可分成以下几类：1>.河谷地下水河流所流经的谷地，呈带状的地形，第四系松散沉积物发育的地区为河谷地区，包括谷坡、阶地、河漫滩和河床。河谷地区的沉积物：一是山麓地带坡积物；二是谷地内部山口的小型冲洪积锥沉积物；三是阶地、牛轭湖、古河道等沉积物；四是河床相和河漫滩相组合而成二元结构沉积层，这是河谷主要堆积物。 河谷沉积物中砂砾石分选性比较好，磨圆度高，孔隙度大，透水性强时就成为良好的透水介质，谷底一般是不透水的基岩，形成隔水层。这样上部是透水介质，下部为隔水层，接纳降水和河水的补给后即组合成含水层。一般情况下，河谷地下水埋藏不深，径流交替强烈，水质较好。其富水条件取决于集水面积，松散沉积物空间展布及其透水性大小等。2>.山前倾斜平原地区地下水在我国松辽平原、黄淮海平原等周边山麓地带，广泛分布冲洪积成因的扇形堆积物，其中有丰富的地下水资源。它们是这样形成的：山区洪流流出山口后，地形开阔，坡度骤降，流速猛减，大量的推移质和悬移质堆积下来，在山前地带形成围绕山麓倾斜的扇形堆积体，这就是冲洪积扇。各个出山口的扇与扇相连，在平面上宛如“衣裙”那样分布，就形成沿山麓分布的山前倾斜平原。山前地带受现代构造运动的影响，通常是山区上升，平原下降。在山前地带堆积很厚的向平原倾斜的沉积物构成良好的含水介质，冲洪积扇上部粗粒物质（如砂砾、卵石）接受降水和地表水的渗入，由不透水或弱透水的基岩衬托而形成良好的蓄水条件。从扇顶到边缘纵向变化的总规律是地形坡度由陡变缓，岩性由粗变细；沉积层次由少变多，径流条件由强变弱，水质由好变差。典型的冲洪积扇可分为三个水文地质带。⑴径流带 此带位于扇的上游地段，沉积物以粗粒土为主，如卵石、砾石、砂等，透水性强，厚度大，潜水埋藏深。地下水补给来源一是地表河水的渗漏；二是山区地下水径流的流入；三是大气降水的入渗，此带是冲洪积扇地下水的主要补给区。由于此带岩土透水性强，径流畅通，水平交替强烈，蒸发作用很小，潜水矿化作用以溶滤为主，因此，此带又称溶滤带，矿化度一般底于1g/L，水化学类型以重碳酸型水为主。⑵溢出带此带位于冲洪积扇的中部，宽度较小，与上、下带无明显的界限。其水文地质特征是岩性由砂砾石逐渐过渡为细砂、亚砂土和亚粘土。含水层延伸远近不一，与亚粘土层交错沉积。潜水渗入此地带后，由于颗粒变细，透水性变差，水平径流不畅，地下水被迫提高，埋深变浅，在粘性土阻挡处，沿扇形分布，溢出地表，形成沼泽或洼地。华北平原上的白洋淀等都是在这种洼地的基础上形成的湖泊。溢出带潜水由于埋藏浅易蒸发，尤其在干旱和半干旱地区更为强烈，使潜水浓缩，矿化度增高，一般为1-3g/L。水化学类型为重碳酸-硫酸或氯化物-硫酸型水。⑶垂直交替带位于冲洪积扇的下游边缘，表层大部分是细粒土（如亚粘土、粘土），透水性极弱，径流缓慢，潜水主要消耗蒸发，并接受下部承压水的顶托补给，故称为垂直交替带。潜水受蒸发作用而强烈浓缩，矿化度高达10g/L，有时竟达30g/L以上，发生土壤次生盐渍化。水化学类型为氯化物型水。在溢出带和垂直交替带的下部往往有水质良好的承压含水层，甚至能从钻孔中喷出地表。这种承压含水层是由于含水砂层被粘土层交错穿插而趋于尖灭所致，承压水水质一般为淡水，矿化度小于1g/L。3>.冲积平原地下水在大河下游一般都形成冲积平原，它是在地壳沉降时期，河水所携带的物质不断堆积而成的。沉降幅度大，堆积深厚；沉降幅度小，则堆积浅薄。 冲积平原的沉积物以冲积物为主，有河床相（砂、砂砾石）；河漫滩相（细粒土）、牛轭湖相和湖沼相沉积（淤泥和淤泥质土）。粗粒的砂、砂砾石是冲积平原的透水介质；河漫滩相和湖沼相沉积物的透水性差，给水性甚小，它们构成相对隔水层。冲积平原地下水的形成和分布除受岩性和地形条件的控制外，还受水文、气象等因素的影响。平原河流的沉积物的岩性特点是颗粒细小，即使靠近河槽部位也多为中、细砂或粉砂，再加地形坡度平缓，因此，地下水埋藏浅，径流缓慢，垂直交替在数量上占相当大的比重，在我国北方干旱和半干旱地区，甚至成为主要的天然排泄方式。这是平原区地下水重要的动态特征。沉降幅度较大的平原，河流发育过程中，又往往多次泛滥并改道以及冲积扇的重迭，使粗细沉积物互相迭置，呈现多层结构，具有粗细相间的多次沉积韵律。在垂直剖面上，大部分含水层有承压性，形成有若干承压含水层。例如我国黄淮海平原等大型平原都具有多元结构含水层。沉降幅度较小，相对稳定的冲积平原，冲积层一般以二元结构为基本特点，下部为河床相冲积物，透水性强，富水性好；上层较细，属河漫滩相。例如我国南方长江、钱塘江、珠江下游冲积层厚度一般较薄，只有20~50m左右，这是因为第四纪时期地壳沉降较小，所以河流下游仍有基岩孤山零星分布，经河流搬运的粗粒风化物（如砂砾、卵石等）堆积成透水性较强的冲积层。南方气候湿润、补给充沛，这些砂砾层常成为富水性良好的地下含水层，其上部覆盖着厚层粘性土层。 4>.滨海平原地下水我国滨海平原主要分布在渤海、黄海和东海的滨海地带以及黄海、长江三角洲等地。它由河流平原所携带的冲积物和海相沉积物交互沉积而成。滨海平原地下水最重要的特征是矿化度高，从平原到滨海的方向上，地下水矿化度由0>.5~1>.0g/L，渐变为1~3g/L，甚至大于30g/L。总的趋势是咸水层厚度愈靠近海岸愈大。这是滨海地区地下水径流滞缓，盐分积聚和海水入侵影响的结果。滨海平原的深部往往有淡水体，一种是冲淡型，另一种是封存型。滨海平原的表层，现代河流沿线，可能获得淡水补给，形成浅层河道带淡水（矿化度小于1g/L）。因此，在这些地方的垂直剖面上构成了浅部淡水——浅中部咸水——深部淡水的多层次水文地质结构。5>.黄土地下水黄土（包括黄土状土层）是第四纪形成的风成堆积物，我国黄土主要在黄河中游的山西、陕西、宁夏和甘肃及其邻近省区，连续延展，成为完整统一的地表覆盖层。一般厚达数十米，陕西和陇东局部地区达150米左右。 黄土地下水的积聚和分布是与黄土岩性特征和地貌条件分不开的。黄土以粉砂颗粒（粒径为0>.005~0>.05mm）为主，占土样总重量的<60%以上，这种粒组所形成的孔隙极其微小，所以，黄土的透水性和给水性很弱，持水性较强。但在它的堆积过程中，有多次间断和成壤作用，土中富含的盐类易被溶解，从而在内部形成许多空洞和垂直裂隙，为地下水的蓄集和运移提供了有利条件。黄土中的孔洞和裂隙在垂直方向上特别发育，而水平方向上发育较差。据有关研究资料表明，垂直方向的渗透系数比水平方向上的大50~100倍。这种性质有利于接受大气降水、灌溉水的渗入、从而在黄土中形成地下水。黄土岩性愈往下愈坚实，孔隙随深度加大而减弱。在离石黄土（为黄土的主体层）的下部埋藏着多层古土壤层和钙质结核层，透水性较弱，成为相对隔水层（弱透水层），常托住渗入水形成上层滞水和潜水。黄土地貌在景观上的表现很别致。它在新构造运动的影响下，地盘上升，起伏连绵的黄土层被流水强烈侵蚀，造成沟谷纵横，地形破碎，切割成无数块段。其中经现代沟谷切割后存留下来，范围较大的桌状地形称为塬；呈长条状的垅岗称为梁；浑园形的土丘称为峁。这种塬、梁、峁与沟谷相间的地貌，使潜水埋藏很深，往往有数十米，个别地方达100米左右。图2-2-9黄土地貌依据黄土地貌特点，黄土含水层地下水可划分为黄土塬地下水和梁、峁地下水两种类型：⑴黄土塬地下水 塬区地面宽阔平坦，受水面积较大，降落到塬面上的雨水有相当数量渗入黄土层中，遇到相对隔水层便蓄集起来。由于塬周被沟谷深切，潜水在塬边沟谷中以下降泉的形式排泄。沟谷往往切割到相对隔水层以下很深的部位，泉水出露点的标高可能高于沟谷水面，形成悬挂泉。一个黄土塬就是一个独立的水文地质单元。黄土塬区中心部位潜水埋藏浅、沟边水位埋藏深，补给区和径流区也就是贮存区和排泄区，这是黄土塬潜水基本的埋藏特征。黄土潜水的动态特征是无明显的补给期和非补给期之分，因而无明显的季节性变化。⑵梁峁区局部分布黄土地下水梁、峁区潜水分布于黄土塬以外的广大地区，但由于水文网切割强烈，地形破碎，潜水受大气降水补给面积很小，又因梁、峁坡度大，入渗系数很小，因而潜水的补给和蓄存条件极差，成为缺水区。但在梁峁之间宽浅沟谷，往往含有潜水，埋深十余米，成为当地居民的可贵水源。（二）裂隙水裂隙水是指埋藏在第四纪以前的坚硬和半坚硬岩层裂隙中的地下水。岩石中的大小裂隙互相切割、交叉、构成疏密相间的裂隙网脉，地下水就赋存在大大小小的裂隙网脉中。大的破碎带或溶洞，地下水在其中流动快，储存量也丰富。而细小的裂隙网脉，地下水在其中流动慢，水量少。基岩裂隙水主要分布和运动在这些大的张开的裂隙发育带中。 基岩含水和隔水边界的分布，在多数情况下，不受岩层和岩体形态控制。我们知道，松散沉积物含水层、隔水层一般与岩层边界是一致的，但在基岩中，不仅有与岩层层位相一致的层间裂隙含水层，还有完全不受层位限制的含水破碎带，它切穿不同的岩层。在基岩裂隙水的研究中，除了使用“含水层”这一术语外，还应当确立“含水带”的概念，而且含水带是基岩地下水分布的主要形式。凡是地下水埋藏分布与岩层分布一致者称为含水层；凡是不受岩层层位限制的而主要受地质构造控制的含水形式，均称为含水带。1>.基岩裂隙水特征（1）不均匀性基岩裂隙水的埋藏和分布具有不均匀性。在岩层裂隙发育的部位上，透水性强，含水也多；裂隙不发育的地方，透水性差，含水也少。在基岩地下水勘探中有时会遇到这种情况，两个钻孔相距不远，出水量却相差悬殊。这种不均匀性就是裂隙水与孔隙水在埋藏和分布特征方面最主要的区别之一。（2）方向性由地质构造作用控制的断裂破碎带总是沿一定方向延伸，因此赋存其中的裂隙水也具有一定的方向性。在山区找水过程中，对含水层（或含水带）倾角和倾向判断错误，常常是导致水井开凿失败的主要原因。 （3）分段、分带性在同一含水裂隙带中裂隙水的富集程度也是千差万别的，各种方向的大断裂常常互相交叉，在交叉部位，裂隙特别发育，从而出现构造裂隙发育状况的分段差异，形成裂隙水的成带分布与分段集中的特性。2>.基岩裂隙水分类基岩裂隙水的形成、分布和运动受岩性、地质构造和地貌条件的控制，裂隙是地下水赖以赋存的地质基础。传统上按照岩石中裂隙的成因，分成成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙，这些裂隙虽有各自发生发展的地质历史，但是在漫长的地质年代中，不可能不受到构造作用和风化作用的改造和破坏，而形成各种各样的裂隙组合。根据裂隙组合的特点，可将裂隙水划分为网状裂隙水、层状裂隙水和脉状裂隙水三种类型。（1）网状裂隙水网状裂隙水主要分布在基岩的表层风化带中。网状裂隙水往往具有潜水的特征，有统一的潜水面。其补给来源主要是大气降水和冰雪融化后入渗的水分。网状裂隙水水质较好，一般多为低矿化的重碳酸钙型淡水。（2）层状裂隙水 层状裂隙水是指埋藏和运动在与岩层分布相一致的呈层状裂隙带中的地下水。层状裂隙水形成和水量的大小与岩性有密切关系。自然界岩石由于组成的矿物在力学性质上的不同，可分为柔性和脆性两类，前者如页岩、泥岩、等受力后主要发生塑性形变、裂隙微小而闭合，对地下水贮存和运动有意义的有效裂隙数量很少，因而它们常成隔水层；而后者如石灰岩、砂岩等受力后，塑性形变阶段很短暂，容易发生脆性断裂，产生张开性裂隙。当柔性岩层与脆性互层时，在地壳运动过程中，柔性岩层能塑性延展，而脆性岩层塑变很弱，形成应力集中作用于脆性岩层，从而产生密集的张开性裂隙，成为储水空间。层状裂隙水的富集与运移是受地质构造与地貌条件的控制。层状裂隙水一般在平缓的向斜要比陡立的向斜富水，因为在宽缓向斜翼部容易接受较大的降水补给，径流条件也好。层状裂隙的水质，随埋深的不同而变，一般在浅部主要为重碳酸型水，向下逐渐过渡为重碳酸－硫酸盐型水，再向下深部为氯化物型水，总矿化度随深度而增高。（3）脉状裂隙水 脉状裂隙水赋存于呈脉状分布的断层破碎带和岩浆岩侵入体与围岩的接触带以及岩脉裂隙带中,尤其是构造断裂带是山区找水的主要方向之一>.脉状裂隙水常随断裂带和侵入体接触带的延伸方向分布,具有一定的方向性；它往往切穿不同时代、不同岩性的地层；在断裂交叉部位，局部应力集中，裂隙密集，岩石破碎，通常是富水地段，其它部位可能含水较少，脉状含水带的富水性在空间分布上具有不均匀特征。脉状裂隙水的补给源较远,循环深度较大，水量和水位稳定，有时具有承压性。（三）岩溶水凡是埋藏和运动于可溶性岩石中的重力水统称岩溶水。可溶性岩类中的碳酸盐岩在我国分布广泛，裸露面积约125万Km2，约占全国总面积的1/8，如果包括覆盖和深埋的面积，则达200万Km2以上，差不多全国各个大区都有碳酸盐岩分布，尤以广西、贵州和云南东部分布广泛。碳酸盐岩地区最引人注目的是它特异的地貌，又称喀斯特地貌，如峰丛、峰林、孤峰、残丘、溶蚀洼地、落水洞、溶洞和地下暗河等，特别是长期处于湿热环境的我国南方，这种岩溶地貌特别发育，它不仅以风景优美引人入胜，而且以其贮存汇集大量的地下水，对工农业生产、人民生活具有十分重要的意义，为人们所重视。1>.岩溶发育的基本条件岩溶地貌是水和岩石相互作用的结果。具有可溶性和透水性的岩石是它发育的物质基础，水的溶蚀性和流动性是必不可少的条件。（1）岩石的可溶性 岩石的可溶性取决于岩石的成分和结构。岩石的成分是指岩石的矿物成分，通常所说的碳酸盐岩主要是以方解石（）或白云岩（）组成的岩石，前者称为石灰岩。后者为白云岩。这两种矿物都是可溶于水的，有一定的溶解度和溶解速度。在一般自然条件下，如果岩石中的水能不断循环交替，溶解度和溶解速度相比，后者对岩溶的发育起着更显著的作用。例如，对四川东部下三迭统嘉陵江灰岩经化学分析表明：纯质灰岩的溶解速度是白云岩的2～3倍，其中岩溶发育强烈。岩石结构对岩溶作用具有更大的意义。岩石结构是指组成岩石的矿物颗粒（或晶粒）大小、形状、排列以及岩石胶结情况。结晶结构的灰岩，一般是晶粒愈小，溶解度越大，细晶质和隐晶质的溶解度高于粗晶质。碎屑结构的灰岩，原始粒间存在孔隙，碎屑颗粒愈大，孔隙也愈大，这些孔隙成为溶孔发育的基础。岩石的胶结物质不仅直接影响岩溶发育，而且影响岩溶的形态类型。岩溶形态类型大致可分为以溶蚀裂隙为主的岩溶类型和以蜂窝状溶孔为主的岩溶类型。（2）岩石的透水性 岩石的透水性取决于它的空隙性，对可溶性岩石来说，裂隙比孔隙更为重要，而裂隙的发育主要受岩性和地质构造控制。质地较纯的灰岩，脆性大，产生张开性裂隙，透水性好，有利于岩溶发育；泥灰岩等柔性岩石，裂隙虽多，但一般为闭合的、透水性差，甚至因残留粘性土物质而将裂隙堵塞，不利于岩溶发育。地壳构造运动产生各种褶皱和断裂，导致岩石破碎，为水进入可溶性岩石内部提供了原始通路，增大了水与岩石的接触面和岩溶发育的可能性。岩溶发育的基本格局大都是沿节理裂隙发育带和构造断裂带分布的。（3）水的溶蚀性水的溶蚀力是岩溶发育必不可少的条件。纯水的溶蚀力是极其微弱的。当水中含有时溶蚀力将大为提高。含有的水对可溶性灰岩的溶蚀作用可用下列化学反应式表达：被溶解的，以和离子状态随水流走，从而使灰岩受到溶蚀,使裂隙、溶孔等不断扩大，结果,在岩石内形成各种形状与大小的洞穴和廊道。上述化学式呈可逆反应，当（相对）平衡时，呈游离状态的，一部分始终保持化学式的平衡，这部分称为平衡；满足平衡后所多余的，则称为侵蚀性，因为它将溶蚀。当水中的含量低于平衡状态应有的数量时，上述化学反应将反向移动而发生沉淀，即产生石钟乳等灰华堆积。水的溶蚀力强弱，主要决定于水中侵蚀性的含量，它在水中含量愈高，灰岩被溶蚀的速度愈快。的来源较复杂，目前我们所了解，一是来自大气，二是来自土壤层，三是火山活动时，在高温条件下被分解成为和。（4）水的流动性 水的溶蚀性依赖水的流动性，水的流动交替是岩溶发育必不可少的条件。水的流动性应具备下列三个条件：一是地形高差，即补给区与排泄区之间要有足够的高度差；二是岩石透水；三是补给水源。2>.岩溶水的基本特征在大面积巨厚的碳酸盐岩分布区，由于岩溶分布和发育的不均匀，有的地方成为岩溶发育带，另一些地方岩溶不发育。岩溶发育带成为含水空间，岩溶不发育带则可视为相对隔水边界，再加上补给条件就构成岩溶蓄水构造。岩溶蓄水构造中的地下水在分布、流动方式和动态等方面与孔隙水、裂隙水相比，它具有不同的特征。（1）岩溶水的分布具有不均匀性；（2）岩溶水的流动方式基本上可分为网络状渗流和洞穴性管道流。3>.岩溶水的水文动态岩溶水的水量、水位的动态呈现明显的不稳定性，它的水位过程线和流量过程线，常呈尖峰与尖谷，这在孔隙水中是没有的。岩溶水的上述动态特点，主要是由于气候因素的影响，其次是岩溶地区地表水转化成地下水的速度较快所造成。第三节地下水物理性质与化学成分 地下水作为资源包括质和量两个方面的涵义，水质不好的地下水，不但失去资源的经济价值，而且会酿成公害，危害人民身体健康。所以，对地下水水质进行调查、分析、评价是很重要的。地下水水质调查包括对其物理性质、化学成分和微生物存在状况等方面的测定，然后根据生活饮用水，农田灌溉用水以及工业用水的水质标准，进行水质综合评价。一、地下水物理性质地下水的物理性质，包括比重、温度、透明度、颜色、嗅味、导电性和放射性等。（1）温度地下水的温度主要受太阳热与地热的影响，并随自然地理、地质条件以及循环深度的不同而变化。（2）比重地下水的比重决定于其中所溶解盐类的含量。地下水的比重一般为1左右，水中溶解盐类愈多，其比重愈大。（3）透明度 地下水的透明度与水中矿物质、有机质、胶体物质的含量有关。常见的地下水含量一般是透明的。按透明度可将地下水分为四级：透明、半透明、微透明和不透明。（4）颜色地下水的颜色取决于某些化学成分及杂质的存在，通常地下水是无色的。含有低价铁和硫化氢的水呈翠绿色，含氧化铁的水呈红褐色。（5）气味地下水的气味取决于所含气体成分和有机质。例如，硫化氢气体使水具有“臭鸡蛋味”，腐植质使地下水具有“沼泽气味”。嗅味的强弱与水温有关，一般低温下，不易辨别，而在40℃左右气味最显著。（<6）口味地下水的味道与它的化学成分有关。含有时，地下水清凉可口，含氯化钠的水具有咸味，含有机质的水稍有甜味。测定口味时应将水加热至20～30℃进行测定。（7）导电性地下水导电性直接由所含电解质数量与性质而定。离子含量愈多，离子价愈高，则水的导电性愈强。除此之外，也与温度有关。（8）放射性 地下水在不同程度上多少都具有放射性，但一般地下水的放射性极微弱。埋藏并运动于放射性矿体及酸性岩浆岩地区的地下水，其放射性相应增强。二、地下水化学成分（一）地下水化学成分地下水化学成分系指地下水所溶解的盐分和气体。从理论上讲，地下水可以含有地壳中所有元素。现已查明，地下水中有<60多种元素分别呈离子状态、胶体状态、气体状态存在于地下水中。这些元素中分布最广、含量较多的离子有七种，分别为：EMBEDEquation>.DSMT4EMBEDEquation>.DSMT4，这些成分决定着地下水化学成分的基本类型和特点。含量较少的有：EMBEDEquation>.DSMT4EMBEDEquation>.DSMT4等，气体成分有EMBEDEquation>.DSMT4以及镭的射气（氡）等。1>.氯离子（）氯离子是地下水中分布最广的离子，几乎所有地下水中都含有氯离子。但其含量变化很大，每升水从几毫克至几百毫克不等。其来源有二：一为无机成因，来自岩盐矿床及含氯沉积岩的溶解，岩浆岩中含氯矿物如方纳石、氯磷灰石的风化和分解；二为有机成因，即来自废水、污水、动物的排泄等。因此，居民及工业点附近地下水中氯离子含量较多。2>.硫酸根离子（） 也是广泛存在于地下水中的化学成分，其含量仅次于，每升水的含量由不足1毫克至几百毫克不等。主要来自石膏和硫酸盐岩的溶解。3>.重碳酸根离子（）在地下水中分布很广，但其绝对含量不高，一般每升水中仅含1克左右，主要来自碳酸盐的溶解。在地下水中的主要阳离子成分中，由于氯化物的溶解度高，因此其含量很大，每升水中含量可达几百克，而碳酸盐的溶解度很小，只有在水中有，存在时，才较易溶于水，因此，在含盐量大的水中，以占优势，在含盐量小的地下水中，相对的的才显得占有重要地位。当在地下水中成为主要成分时，水中总的含盐量很低，属于地下淡水。4>.钠离子（）是地下水中分布很广且含量较高的阳离子，其最大含量可达每升100克以上。地下水中的来源，一是岩盐矿床的溶解；二是岩浆岩、变质岩中含钠矿物的风化溶解。在地下水中主要与伴存，有时也与硫酸根离子、重碳酸根离子共生。5>.钾离子（） 的来源，基本上与相同，钾盐的溶解度也很大，但在地下水中的含量不多，这是因为容易被粘性土颗粒吸附和植物吸收，而且在原生矿物风化过程中易于形成次生矿物。<6>.钙离子（）地下水中主要来自碳酸盐岩的溶解，它也象重碳酸根离子一样，分布广泛，但绝对含量不高，两者常伴生。7>.镁离子（）地下水中分布也很广泛，但绝对含量也不高，其主要来源为白云岩以及基性岩含镁矿物的风化和分解。镁盐的溶解度高于钙盐，可是在地下水中的含量低于，主要原因是更易被粘性土颗粒和植物摄取。Mg2+在地下水中也是跟重碳酸根离子伴生。地下水中除含有上述离子之外，还含有许多气体，常见的有等。和主要来源于大气，因此，在浅层上部地下水中它们的含量较大，愈往深处，含量愈低。人们常将和含量较多的地下水认作来自大气降水入渗补给的一个标志。（二）地下水的化学性质地下水的化学性质包括氢离子浓度、总硬度和矿化度等。 1>.氢离子浓度（PH值）水的酸碱性决定于水中含量和含量的对比关系。当水中浓度大于浓度时，水呈酸性；反之，则呈碱性。通常用PH值来反映水中浓度。当PH值小于7时为酸性，PH值大于7时为碱性，PH值等于7时为中性。在自然界中地下水多呈弱酸性、中性或弱碱性，强酸性和强碱性是少见的。对混凝土具有侵蚀性，因此，研究地下水的PH值具有重要的意义。表2-3-1水的酸碱度分类表酸碱度强酸性弱酸性中性弱碱性强碱性PH值<55～777～9>9 2>.硬度含和较多的水叫硬水，其中含和的水叫暂时硬水。水经煮沸后，水中的和将与生成或而沉淀下来。含钙、镁的硫酸盐或氯化物的水叫永久硬水。在药物、印染等工业上，使用硬水会影响质量，若用硬水供给锅炉使用，会生成很坚硬的锅垢，既浪费燃料而且有引起锅炉爆炸的危险。化学上，以硬度作为水中所含钙镁离子数量的指标。水的硬度可分为三种，即总硬度、暂时硬度和永久硬度。水中所含和的总量称为总硬度。将水煮沸后，由于形成碳酸盐沉淀，使水失去一部分和，这部分和的数量称为暂时硬度。总硬度与暂时硬度之差称为永久硬度，即水经煮沸后仍存留的和的含量。硬度的表示方法很多，目前，我国常用德国度来表示。一个德国度相当于1升水中含有10mg的。在化学分析中通常是以和含量的毫克/升或毫克当量/升表示的。当1升水中含有1毫克当量的（即20>.04mg/l的）或含有1毫克当量的（即12>.1<6mg/l的）时，就等于2>.8德国度。根据硬度数值可将地下水分成5种类型。表2-3-2水按硬度分类类型Ca+Mg德国度极软水 <1>.5<4>.2软水1>.5～3>.04>.2～8>.4微硬水3>.0～<6>.08>.4～1<6>.8硬水<6>.0～9>.01<6>.8～25>.2极硬水>9>.0>25>.23>.总矿化度 水中所含的离子、分子和各种化合物的（不含气体）的总量称为总矿化度，以g/l表示。总矿化度表示水中所含盐分的多寡，是评价水质好坏的重要指标。水的总矿化度通常以105～110℃时将水蒸干后所得的干涸残余物的重量来衡量。也可以根据水质分析的资料，用离子、化合物等含量计算（即用阴阳离子的总和）而得。但计算时，重碳酸根离子只能用它含量的一半，因为当水被蒸干时，一部分重碳酸根离子将分解成为逸走，逸走的数量接近其含量的一半。这两种方法所得的总矿化度都是近似值，这是由于水中有些物质不是都能分析得出，而且在蒸发条件下，某些物质可挥发掉，有机物将会被氧化等缘故。根据地下水总矿化度大小，可将地下水分为5类（表2-3-3）。水的总矿化度与化学成分有密切关系，低矿化淡水常以重碳酸根离子为主要成分，高矿化度则以氯离子为主要成分。表2-3-3地下水按矿化度分类水的分类干涸残余物g/l淡水≤1>.0微咸水1～3>.0 咸水3～10>.0盐水10～50卤水>50（三）地下水化学分析类型及分析项目为了判别地下水的水质，采取水样进行化学成分分析。在实际工作中，根据目的和要求不同，对水质分析的项目和方法也有所不同，在一般性的地下水调查中，主要有简分析、全分析和专项分析三类。简分析要求在野外进行，以了解工作区内各含水层的化学成分的概貌。这种分析，一般项目少，精度要求低，简便快捷，技术容易掌握。简分析项目中要求定量测定的有：EMBEDEquation>.DSMT4含量和PH值；全分析的目的主要在于提高简分析的精度，并增加一些分析项目，以便对简分析资料进行复查，全分析除测定必要的物理性质外，一般包括下列项目：EMBEDEquation>.DSMT4，侵蚀性、游离、游离O2、PH、总硬度、永久硬度、暂时硬度、耗氧量、总矿化度。 专项分析系指某一专门目的而进行的某些项目的水化学分析。如为了评价饮用水质的好坏，需进行有毒成分As、Pb、F、Cd等的分析。、污染分析：地下水污染物种类繁多，按其性质，大致可分为三类：（1）化学污染物化学污染物分为两为类，一是无机污染物，一是有机污染物。无机污染物中是最普遍、浓度最高、污染面积最大的污染物，其次是、硬度（和）、、及总溶解固体（TDS）等。无机污染物的微量组分主要是F-和As（非金属）、Cr、Hg和Pb（重金属）等。有机污染物目前已在地下水中发现有100多种，其中经常出现的是卤代烃类挥发性有机物，诸如二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯乙烷、氯仿等。（2）生物污染物它们包括细菌、病毒和寄生虫三类，以前两类为主。在人和动物类粪便中有400多种细菌，已鉴定出的病毒细菌100多种，它们都有可能进入含水层。但由于监测手段所限，目前地下水中发现的细菌和病毒仅20多种。（3）放射性污染物主要是Ra-22<6、Sr-90、Pu-239、Cs-137等。 （四）地下水环境质量评价对地下水水化学成分分析以后，必须对水质进行评价，不同的用途，对水质的要求是不同的，因而水质评价标准也是有所不同。1>.生活饮用水水质评价生活饮用水应是无色、无味、无臭、不能含有水生物及人类嫌恶的物质。从化学成分上，要求有毒的成分如铅、锌、砷、汞不得超过规定的标准。1升水中，大肠杆菌不得超过3个，细菌总数不得超过100个。生活饮用水评价参照国标GB5749-200<6。2>.农田灌溉用水的水质评价农田灌溉用水的地下水水质评价主要从水温、矿化度及水中盐类成分三个方面来考虑。灌溉用水的水温一般不宜过低或过高，北方小麦作物要求水温一般在10～15℃为宜，南方水稻则要求在15～20℃为宜。矿化度过高的水对农作物和土壤都会产生有害的影响，一般灌溉用水的矿化度以不超过1>.7g/l为好,但是,往往很难达到这个要求,目前最大允许值不超过5g/l。 水中盐类成分不同，对农作物有不同的影响，有些盐类，如和对作物生长并无害处，有的甚至有益，如硝酸盐和磷酸盐具有肥效。对农作物生长危害最大的是钠盐，尤其以危害最大，它腐蚀作物的根部，使作物死亡，同是破坏土壤的团粒结构，其次是，它使土壤盐化，对于易透水的土壤来说，钠盐的允许含量一般是应小于1g/l，含量应小于5g/l，如果两者同时存在，则其允许值应更低一些。3>.地下水环境质量评价地下水环境质量评价主要包括以下三个方面：地下水污染现状评价，地下水（环境）质量评价及地下水（环境）质量影响的评价。（1）地下水污染现状评价评价目的旨在说明地下水的污染程度及范围，并不说明地下水的适用性，受污染的地下水并不一定影响其使用。评价标准是背景值或对照值。超过标准者视为污染。背景值是不受人类活动影响的地下水有关组分的天然含量。背景值的一个明显特点是具有区域差异性，它随地质、水文地质条件而变。因此，在确定各区的背景值时，必须进行环境水文地质分区，分别确定各区的背景值。分区时应注意区内地层岩性、水文地质条件及环境状况大致类似。计算背景值的方法常用的公式是式中：为背景值；为算术平均值；为标准偏差。 背景值不是一个单值，应该是一个区间值。在研究区内，往往没有可以利用的背景值数据，因此人们常常用对照值作为评价标准。对照值可以是历史水质数据，或者是区内无明显污染源的水质数据，或者邻区水文地质条件相似的水质数据。（2）地下水环境质量评价评价目的旨在说明质量的好坏及其适用性。评价标准是各种水质标准。诸如评价作为生活饮用水的适用性，用生活饮用水水质标准，评价矿泉水的适用性，用矿泉水水质标准（包括热水及医用矿泉水）。在评价污染时，一般都根据（综合）污染指数进行污染程度的分级，诸如分为未污染、轻污染、中等污染及重污染等；在评价其（环境）质量时，一般也根据（综合）水质指数进行质量好坏的分级，诸如很好、好、中等、坏、极坏等第四节地热水地热水是指高于当地年平均气温的地下水。从广义上讲，热水亦属于矿水的范畴，热水除具有矿水的一般用途外，因其“热”的特点作为热能资源被人类利用时，常常又把热水称为矿水。地热水多形成于热流值或地温梯度高于区域背景值的地热异常区。大气降水通过岩石的孔隙或裂隙渗入，在地温梯度的作用下或受熔融岩体（<600～900℃ ）加热，成为具有较高温度的地下水。地下水在循环过程中与围岩发生溶滤作用，使不同的成分发生混合，变质作用以及生物化学作用，使微量元素或重金属元素富集起来，致使地下水含有某些特殊化学成分或某些气体成分，或具有较高的矿物质含量。地热水的形成一般要具备以下四个条件：（1）热储具备渗透性良好的孔隙、裂隙岩层或断裂系统，使热水或蒸气可以富集；（2）盖层由不透水岩层组成，直接覆盖于热储之上，起保温隔热作用，能阻碍地球内部的热能向地表失散；（3）通道是指地下热水（汽）在静水压力作用下上涌的构造通道；（4）热源包括水源及水中物质成分的来源，其中热源是热水形成的首要条件。目前各国对地热水温度下限的确定尚不一致。美国、加拿大高于当地年平均气温5℃的地下水划为热水，前苏联将地下热水的温度下限定为20℃，日本则定为25℃。我国地热水温度分类从实际应用出发，并考虑其存在条件和冷热水的界限，将地热水的温度定为20℃（北方）～25℃（南方）。一、地热水的物理特征 地热水的物理特征主要包括以下几方面：（1）比重地热水的比重决定溶解盐类含量的多少，溶解盐类越多，比重越大。（2）温度地热水的温度取决于成因类型，热源、地质构造等。（3）透明度地热水的透明度与矿物质、有机质、胶体物质的含量有关，常见的地下热水是透明的。（4）颜色地下热水的颜色取决于某些化学成分及杂质的存在，通常地下热水是无色的，含低价铁和硫化氢的水呈绿色，含氧化铁的水呈褐色。（5）气味地下热水的气味取决于所含气体成分和有机质。气味强弱与温度有关，一般低温不易辨别，而在40℃左右气味最显著。 （<6）口味地热水的味道与其所含化学成分有关。水中含CO2时，清凉可口；含氯化钠时，具有咸味，含有机质时稍有甜味。（7）导电性地下热水导电性除与它自身温度有关外，还与水的电解质数量与性质有关，离子含量越多，离子价越高，则水的导电性越强。（8）放射性地下热水中在不同程度上多少都具有放射性，但一般都较微弱。在放射性矿体及酸性岩浆岩地区活动的地下水，其放射性相应增强。二、地热水的化学特征（1）地热水中存在不同成因的气体，对于这些气体成分的研究能够帮助搞清热水形成的地球化学环境，而且是地下水热开发利用中的宝贵资料。（2）地热水中气体成分的特征氢（）：在高温高压环境下可富集，在地热流体中出现－和－－气体组合类型时，是高温热水的标志。 二氧化碳（）：与岩石的热力变质有关。硫化氢（）：它是区分氧化或还原地球化学环境的重要指示剂。氮（）：热水中常含水大量（大于90%），这种热水的特点是具碱性，一般是大气成因。甲烷（）：埋藏在封闭沉积盆地深部的地下热水中常含有大量的。这种气体是有机物分解的产物，常与石油伴生。氦（He）及氩（Ar）：是放射性成因的惰性气体。He在地球内部的含量多于空气中的含量，Ar则相反。氡（Rn）：也是一种惰性气体，它是由Ra蜕变生成的。除上述气体外，地下热水中还溶解有Hg、As、B、Se、Sb等挥发性元素。三、地热水的化学成分地热水中的化学组分主要是热水同围岩之间的溶解与溶滤作用形成的，其浓度主要取决于温度和压力条件。其中有的微量组分除溶滤成因外，与岩浆活动、火山喷发、降水等因素也有密切的成因联系。由于在高温高压条件下各种化学反应都能以较快的速度达到平衡，所以地热流体的化学特征反映着该系统内热水与固相介质之间达到最终平衡。 地热水含有普通地下水的各种成分，但其主要的特征是含量较高，占优势，这是因为钠盐和的溶解度随温度升高而增大。如水温升至150℃时，含量达到140mg/l。与一般地下水化学成分相比，地下热水中某些微量组分如Si、F、B、Li、Rb、Cs、Hg、As、Al、Mn、Br、NH4等含量较高，而且温度越高，这些组分含量越大。四、我国地热水的基本类型及其分布特征根据地质构造特征及地热水形成条件，可把我国热水分为隆起带地下热水、沉降带地下热水和近期岩浆活动地下热水三种类型。另外根据我国地质构造特征、地温及温泉分布、区域水文地质条件，采用以“区域温泉等级”作为基岩山区热水热量指标，以“千米埋深处的地温”作为中新生代沉降覆盖区热水热量指标的热水带划分原则，将我国地下热水划分为山地热水带和覆盖区热水带。五、地热水的开发利用地热水是一种宝贵的天然资源，它不仅可以向人类提供无污染的热能，而且还可以作为供水水源或矿物资源加以开发利用，对国民经济的发展具有重要意义。地热水资源具有多方面的日益广泛的用途。目前国内外主要用于以下两方面： （1）利用地热发电世界上利用地热发电主要国家有意大利、新西兰、墨西哥、美国、印度尼西亚、土耳其、前苏联、萨尔瓦多、肯尼亚、冰岛和日本。我国1970年在广东建起了第一座试验热电站后，又相继建成了天津、河北怀来、西藏羊八井等地的热电站。（2）地热为其他行业广泛利用地下热水非发电方面利用包括采暖、农业（暖房、养殖、烘干）、工业（供热、脱盐）、医疗等各方面。第五节矿泉水在一定的水文地球化学环境下，地下水富集了某些特殊的化学组分或某些气体成分，或者具有较高的矿物质含量、或具有较高的温度，因而对人体有医疗作用时，这种水便称之为矿水。由于矿水往往出露地表成泉，习惯上又称矿泉或矿泉水。矿水按用途分类可划分成医疗矿水和饮用矿泉水两种类型，前者主要利用矿水中含有一定的特殊气体成分与微量元素、或具有34℃以上温度对人体有良好的生理医疗作用的地下水称为医疗矿水。本节主要介绍饮用矿泉水的定义、标准、开采条件及其分布特点以及矿泉水中所含特殊成分对人体的作用等内容。一、饮用矿泉水 矿泉水系指可作为瓶装饮料的天然矿泉水。矿泉水包括以下几个要素：（1）来自地下深处的天然露头或经人工揭露的深部循环的地下水；（2）以含有一定量的矿物质和微量元素、或二氧化碳以及温度为特征；（3）在通常情况下，其化学成分、流量、温度等动态相对稳定；（4）应是在保证水源细菌学纯度的条件下，具备特定的卫生措施下采集和罐装。（5）改变饮用天然矿泉水的特征和主要成分条件下，允许曝气、过滤或除去或加入二氧化碳。饮料矿泉水按其矿化度又可分为：（1）低矿化度矿泉水：其矿物盐含量<500mg/l（2）中矿化度矿泉水：其矿物盐含量500～1500mg/l（3）高矿化度矿泉水：其矿物盐含量>1500mg/l饮料天然矿泉水按化学成分分类主要有以下两种： （1）碳酸型矿泉水：是游离CO2>250mg/l的矿泉水，并以含有可溶性二氧化碳、锶等微量元素为特征。（2）含硅、锶等微量元素的淡矿泉水：这类矿泉水多为矿化度小于1g/l的重碳酸盐水，以不含游离CO2气体，但多数以含硅、锶或含锌、硒、钴、钼、锗等。二、我国饮用矿泉水标准国家标准（GB8537-87）对饮用矿泉水的技术要求：1>.饮用天然矿泉水的限值（见表2-5-1）；2>.感官要求⑴色：色度不超过15度，并不得呈现其它异色；⑵浑浊度：不超过5度；⑶嗅和味：不得有异臭、异味，应具有本矿泉水的特征性口味；⑷肉眼可见物：不得含有异物，允许有极少量的天然矿物盐沉淀。3>.某些元素和组分的限量指标（见表2-5-2）； 4>.污染物指标（见表2-5-3）；5>.微生物指标（见表2-5-4）。另外，矿泉水的微生物特征和有害化学成分应符合我国《生活饮用水卫生标准》（GB8537-87）和世界卫生组织的规定。表2-5-1饮用天然矿泉水的限值（据GB8537-87）项目指标（mg/l）项目指标（mg/l）项目指标（mg/l）锂≥0>.2溴≥1硒≥0>.01锶≥0>.2 碘≥0>.2游离CO2≥250锌≥0>.2偏硅酸≥25>.0矿化度≥1000注：凡符合表2-8-1各项指标之一者，可称为饮用天然矿泉水。但锶含量在0>.2～0>.4mg/l范围和偏硅酸含量在25～30mg/l范围，各自都必须具有水温在20℃以上或水的同位素测定年龄在10年以上的附加条件，方可称为饮用天然矿泉水。表2-5-2某些元素和组分的的限量指标（据GB8537-87）项目指标项目指标项目 指标锂<5mg/l镉<0>.01mg/l硒<0>.05mg/l锶<5mg/l铬（V）<0>.05mg/l砷<0>.05mg/l碘<1mg/l铅<0>.05mg/l氟化物（以F计）<2>.5mg/l锌<5mg/l 汞<0>.001mg/l耗氧量（以O2计）<3>.0mg/l铜<1mg/l银<0>.05mg/l硝酸盐（以NO3计）<45mg/l钡<5mg/l硼（以H3BO3计）30>.0mg/l镭22<6放射性1>.1Bq/L表2-5-3污染物指标表（据GB8537-87）项目指标 酚类化合物（以苯酚计）<0>.002mg/l氰化物（以CN-计）<0>.01mg/l亚硝酸盐（以NO2－计）<0>.005mg/l总β－活性<1>.5Bq/L表2-5-4微生物指标表（据GB8537-87）项目指标细菌总数<100个/ml大肠菌群<3个/ml 三、矿泉水的形成条件及其分布（一）矿泉水的形成条件矿泉水的形成条件必须具备以下四项主要条件：（1）有利的地质构造，诸如岩石的风化壳、断裂带、褶皱带、侵入体及岩脉的接触带和火山（岩浆）活动地区；（2）具有能提供形成矿泉水化学成分和气体成分的物质来源；（3）必要的水的补给来源和水在储水构造中的循环条件；（4）在地下深部具有一定的温度和压力，保证水对围岩的充分溶滤。（二）矿泉水的分布规律（1）火山（岩浆）活动型该种类型矿泉水一般分布在中新生代沉积盆地深部，可含有偏硼酸、锂（Li）、铷（Rb）、铯（Cs）的矿泉水。这种类型矿泉水分布于吉林长白山、云南腾冲、西藏羊八井和黑龙江五大连池。 （2）沉积盆地型在中、新生代以来所形成的巨厚堆积盆地或平原中，有相应的隔水层和含水层（含微量元素）。（3）大气降水深循环型此种矿泉水受火山（岩浆）活动、深大断裂控制，大气降水通过深大断裂及火山通道补给地下水深循环形成矿泉水。第六节地下水运动的基本定律一、渗流的基本概念地下水受重力作用在岩土空隙中的运动称为渗透。渗透水流由于受到岩石隙壁或土粒骨架的阻碍，运动速度比较缓慢。但是水流质点在空隙中渗透蜿蜒曲折、杂乱无章，分布状况极其复杂。研究个别质点的运动规律是很困难的，而且实用价值也不大，人们最关心的是渗透水流的宏观平均效果，而不是空隙中水流质点的微观动态。（1）渗流简化模型 人们在研究每一门学科时，总是先建立一个反映事物主要矛盾的物理模型，以及抓住该事物的本质展开研究。对于渗透水流，我们引入一个简化的渗透模型来代替实际的渗透水流。所谓渗流简化模型是指边界形状和边界条件保持不变的情况下（即与时间无关），假想多孔介质都被渗透水流所占有，就好像颗粒骨架根本不存在一样，用一种流满整个多孔介质空间（包括空隙和骨架的空间）的假想水流代替仅仅在岩土空隙中运动的真实水流。这种模型具有下列性质：一是通过某一过水断面的流量应等于真实水流通过同一断面的流量；二是它在某一过水断面上的侧压水头应等于真实水流的侧压水头；三是它在运动过程中所受到的阻力应等于真实水流所受的阻力。满足上述性质的模型化的渗透水流，称为渗流。渗流所占有的空间称为渗流场。采用渗流简化模型后，就可把渗流当做连续水流来研究，由此得以避免研究个别空隙中水流质点运动规律的困难，而可把水力学中水流运动要素的各种概念和成熟的研究方法应用到渗流中。由于渗流简化模型的流量、侧压水头和运动阻力都跟真实水流一样，所以它的效果并不真实。（2）均质含水层与非均质含水层在含水层的不同位置，其透水性可能是不同的，通常把含水层分为两类，均质含水层和非均质含水层。当含水层的透水性到处都一样时就是均质含水层，即渗透系数在任何一点都是相同的；否则就是非均质含水层。裂隙和岩溶含水体的非均质性一般要比孔隙含水层的大。严格的说，自然界所有含水介质都是非均质的。因为影响渗透系数的因素，如土的颗粒大小与级配，岩石的片理、层理、节理在空间上都不相同。为了研究方便起见，如果渗透系数随位置变化很微小时，可认为它是均质。 在均质含水层中，不同位置上的透水性是相同的，但不等于同一点上各个方向的透水性都是相同的。例如，均质黄土层垂直方向透水性大于水平方向的透水性。又如裂隙含水层沿裂隙方向透水性强，垂直裂隙方向透水性弱。因此，含水层又有各向同性和各向异性之分。二、渗透基本定律赋存在岩土空隙中的地下水很少是静止的，而是不断地运动着。地下水运动的方向、速度和流量对水资源评价、农田排水以及水工建设物渗漏等都是很重要的。因此，对地下水运动所遵循的基本规律应进行研究。（一）线性渗透基本定律1852～185<6年法国水力工程师达西对均质砂土进行了大量的一维（单向）渗透实验研究，总结出渗流能量损失与渗流速度之间的关系。（实验从略）达西分析大量的实验资料，得到圆筒内渗流量Q与圆筒断面A和水力坡度I成正比：（2-<6-1）令则（2-<6-2）式中：—渗流量（m3/d） —园筒面积（m2）—水力坡度，—渗透速度（m/d）—比例系数，又称渗透系数（m/d）上式表明，渗流的水力坡度（即单位渗透路程上的水头损失）与渗透流速的一次方成正比。这就是著名的达西定律，也即线性渗透定律。达西定律是通过实验得出的，它反映了渗流在空隙中的运动，遵循自然界物质运动的普遍规律，即在系统中的物质总是由能量高的地方向能量低的地方运移，其运动速度的快慢不取决于两端能量的绝对值，而取决于单位路程上能量的消耗值，即能量梯度，在渗流场中也就是水力坡度。在公式（2-<6-1）中，断面面积A内有一部分为颗粒所占有，真正的过水面积A’比A小，因此，实际的真实流速V’比渗透流速V大。渗透流速不过是一种模型引用流速。在公式（2-<6-1）中比例系数K是表示岩土空隙容许渗透水流流过的通畅程度，所以称之为渗透系数，一般情况下，不同岩土具有不同的渗透系数值。它是水资源调查评价的重要参数。 在公式（2-1）中，水力坡度是表征渗流在单位路程上的水头损失，它永远是正的，在稳定均匀流中水力坡度是常数。在不均匀流中，它是随位置的改变而改变的，因此，不能再用平均值（ΔH/ΔS）来表达了，而应为水头H对渗透路程S（坡度很小时，与水平轴上的投影值相接近）的导数来表示，即则（2-<6-3）式中，负号是因为随着渗透路程的增加，水头降低，沿水流方向ΔS距离上的增量ΔH总是负值，而按水力坡度的定义，它永远是正值，所以在前面加一下负号，才等于水力坡度。达西定律适用范围：试验研究表明，并不是所有层流运动都服从达西定律，只有当雷诺数之间的某个数值时，地下水运动才服从达西定律。式中：Re为雷诺数；V为渗透流速（m/d）；d为颗粒有效直径（mm），可用d10来代替（土样中小于某一粒径的颗粒占土样总重量的10%，该颗粒直径称为土样的有效粒径）；r为液体运动粘滞性系数（m2/d）。为了安全起见，可把Re=1>.0作为达西定律的适用范围的上限值。（二）非线性渗透定律地下水在较大的裂隙和溶隙中流动时，实际平均流速跟明渠中流动的相似，属于紊流运动，它遵守克拉斯诺波利斯基—谢才定律：（2-<6-4）式中—紊流渗透系数（m/d）； —水力坡度；—过水面积（m2）。上式表明，当地下水呈紊流状态运动时，渗透流速与水力坡度的1/2次方成正比，此即非线性渗透定律。当渗流介于层流与紊流混合型时，水力坡度指数为1/m，m为1～2之间的值。三、含水层中地下水稳定流运动研究地下水稳定流运动，如同非稳定流运动一样，目的是要计算地下水的流量，水面下降曲线以及渗透水流的水力梯度和渗透速度。（一）均质承压含水层中的地下水运动1>.一维流方程设承压含水层为均质、等厚、隔水底板水平，此时地下水的流线为平行的水平直线，水头H仅是坐标x的函数。（公式推导过程从略，只给出最后推导公式）（2-<6-5）（2-<6-<6）式中－单宽渗流量（m3/d·m）；—渗透系数（m/d）； —含水层的厚度（m）；—钻孔1钻孔2（过水断面1、断面2）的侧压水位（m）；—钻孔1和钻孔2之间的水平距离（m）。2>.二维流方程如果承压含水层不是等厚的话，地下水流将是平面流，即二维流，地下水渗透流速具有两个方向的分量。当厚度变化不大时，通常采用下式求得近似解：（2-<6-7）上式符号与（2-<6-<6）同（一）均质潜水含水层中地下水运动1>.当隔水层水平时裘布依方程见（2-<6-8）（2-<6-8）—潜水流平均厚度； —潜水流平均水力坡度。（2-<6-9）上式方程为浸润曲线方程，利用上式计算时，可在水平距离上取不同的x值，代入上式，即可求得不同的y值，绘制成浸润曲线。2>.当隔水层倾斜时当含水层下部隔水层不是水平时，拟用下式进行近似计算：（2-<6-10）式中—潜水单宽流量（m3/d·m）；—潜水含水层渗透系数（m/d）；—断面1、断面2处潜水层厚度（m）；—断面1、断面2处潜水位（m）。（三）非均质含水层中地下水运动1>.地下水流平行于岩层界面流动的平均渗透系数 （2-<6-11）非均质含水层中的单宽流量公式为：（2-<6-12）式中：—各层渗透系数；—各含水层厚度。2>.当地下水流垂直于岩层界面流动的平均渗透系数：（2-<6-13）3>.当透水性呈不规则分布的含水层中地下水稳定流运动（2-<6-14）四、地下水向井的稳定流运动（一）地下水向井的稳定运动1>.地下水向潜水完整井的稳定流运动公式假设隔水底板水平，含水层为均质，各向同性，延伸范围很大，同时假设过水断面为近似的圆柱形 （2-<6-15）（2-<6-1<6）上式适用单孔抽水试验计算公式。当有两个观测孔时，潜水井抽水流量计算公式为：（2-<6-17）图2-<6-1带观测井的潜水完整井2>.地下水向承压完整井的运动（2-<6-18）（2-<6-19）上式适用于单孔抽水试验时计算公式当有两个观测孔时（2-<6-20）（2-<6-21）浸润曲线方程为（2-<6-22）式中：—任一点至抽水井中心的距离； —与抽水井中心距离为的任一点的压力水位降深。图2-<6-2地下水向承压水完整井的运动以上只介绍了稳定流方面的基本公式，非稳定流方面的公式本章不作介绍，可能参考地下水动力学以及地下水水文学中的有关非稳定流理论及其公式。以上各公式主要介绍地下水数学模型的解析解，解析解的优点在于所得出的地下水运动情况无论在时间和空间方面都是连续的。但解析解又有很大的局限性，它只能处理比较简单的数学模型，并不得不把含水层人为的理相成均质的，各向同性的，形状简单的含水层。这样就对现实的含水层作了较大的歪曲，而这种歪曲大大降低了解析解公式的实用价值。为了比较真实反映含水层的复杂面貌，目前普遍采用数值法；数值法能把含水层边值和初值条件复杂的偏微分方程，简化成极为间单的线性代数方程组，随着高速电子计算面的广泛应用，数值分析法在地下水计算领域的应用证明了它的有效性。目前，应用较多的数值方法主要有两种，一种是物理意义比较直观的有限差分法，另一种是目前比较流行的有限单元法。本文暂不对数值法作详细介绍，要想了解数值法详细内容，请阅读地下水动力学及地下水水文学等教材及其它有关资料。第七节地下水的转化、动态和均衡为深入研究地下水转化关系，常将自然界水分为大气水、地表水、土壤水和地下水，通称为“四水“ ，含水层中的地下水与大气水、地表水及土壤水通过相互转化进行水循环。由大气水和地表水（或经由土壤水）转化为地下水，地下含水层得到补给；反之，由地下水（或经由土壤水）转化为大气水或地表水，是为地下水排泄。由于地下水的补给和排泄，使储存在含水层中的地下水得以不断交替、更新和流动。分析和研究地下水补给和排泄均衡的数量关系称为地下水均衡。由于地下水补给和排泄不平衡引起的地下水位、流量等的变动以及地下水温、水化学等水文因素的变动过程称为地下水动态为研究地下水的动态和均衡，须先讨论地下水的补给、径流和排泄，即应先了解地下水的转化关系。一、地下水的转化系统在水循环过程中，大气降水往往是地表水、土壤水和地下水的主要源泉，上述“四水“转化关系可由图2-7所示的概念性模型加以简要说明图2-7-1四水转化的概念性模型 在天然条件下，大气水通过降水抵达地表，在土壤空隙中凝结的大气水即为土壤水；降至地表的大气降水，经由地表的调蓄作用，其中一部分直接下渗转化为土壤水，而另外的一部分则形成为地表流；地表流汇集于河川径流，在汇集沿程又继续下渗转化为土壤水。以上各项土壤水经包气带调蓄作用，一部分形成壤中流，一部分继续下渗补给地下水。地下水经含水层调蓄，除转变为静态储存外，并形成地下径流外泄。由地表流、壤中流和地下径流汇集成河川径流，河川径流的渗漏可进入包气带调蓄转化为土壤水，或直接渗入地下含水层转化为地下水，余下的河川径流则继续向下游宣泄。另一方面，由地表水、土壤水和地下水通过水面蒸发、叶面蒸腾、土表蒸发和潜水蒸发等途径可转化为大气水，以汽态水形式返回大气层。若在人工引用河川径流或提取地下水灌溉的条件下，则灌溉水犹如大气降水施加于地表。以上仅是“四水“转化途径的概要描述，实际上的“四水”转化关系远较此复杂得多，它既要受气候、地形、地貌、土壤、植被、地质构造、水文条件等自然因素的综合影响和制约作用，同时还受到人类活动的影响。二、大气降水与地下水的相互转化大气水与地下水的相互转化，包括大气水转化为地下水以及地下水转化为大气水，对于地下水而言，前者属于补给，后者属于排泄。（一）大气降水补给地下水大气降水抵达地表便向土壤孔隙渗入，如土壤初始含水率很小，则渗水首先形成薄膜水，后又继续充填毛细孔隙形成毛细水，只有当土壤水含水率超过最大持水量时，才形成重力水下渗补给地下水。（二）水汽凝结补给地下水 空气中的饱和湿度随温度下降而降低，在气温下降时，当其饱和湿度低于实际湿度时，超出饱和湿度的水汽便凝结成液态水。在昼夜气温温差较大地区，白昼土壤空隙温度和气温比较接近，但到夜晚由于土壤散热快，土壤空隙温度急剧下降，当其饱和湿度低于土壤空隙中的绝对湿度时，便形成凝结水吸附于土壤颗粒表面。此时，因气温高于土壤，大气的水汽压高于土壤空隙的水汽压，使水汽源源流向土壤空隙，土壤空隙湿度不断得到补充。如此不断补给，不断凝结，以致形成重力水补给地下水。（三）地下水排泄转化为大气水地下潜水在土水势的作用下转化为土壤水，移升至包气带，并由土面蒸发和叶面腾发，转化为水汽泄于大气中。由于蒸发和腾发在天然条件下难以区分，故通常合并为潜水蒸发。潜水蒸发为地下水的垂直排泄，是浅层地下水转化为土壤和大气水的主要途径。三、地表水与地下水的相互转化地表水泛指由江、湖、库、洼乃至海洋等所汇集的水体，这些地表水与地下水的水力联系都非常密切。由地表水转化为地下水是对地下水的补给；反之，由地下水转化为地表水则是地下水的排泄。（一）地表水转化补给地下水 地表水和大气水一样也是地下水的主要补给来源，但两者在时空分布上的特点各异。在空间分布上，大气水转化补给地下水（如降水入渗补给地下水）呈面状补给，范围广且较均匀；而地表水转化补给地下水（如河渠渗漏补给地下水）一般为线状补给、甚至呈点状补给（如注水井人工回灌补给地下水），补给范围仅限地表水体周边。在时间分布上，大气降水补给的持续时间有限，且具有随机性；而地表水补给的持续时间一般较长，甚至是经常性的。（二）地下水排泄转化为地表水地下水排泄除了转化为大气水外，也常转化为地表水，但两者在时空分布上的特点也各不相同，在空间分布上，地下水转化为大气水（如潜水蒸发）一般范围广，且呈面状均匀分布；而地下水排泄转化为地表水则往往呈线状排泄（如地下水泄流）或点状排泄（如泉水溢出）。在时间分布上，以垂直排泄的潜水蒸发一般具有经常性和持续性；而以水平排泄的泄流如泉水溢出其持续时间长短不一，或具间歇性，取决于补给源含水层的具体条件而定。（三）地下水排泄转化为地表水的形式（1）泉：泉是地下水的天然露头，为地下水排泄转化为地表水的主要形式之一。在含水层或含水通道与地表面相交处即出露或泉，转化为地表水，泉常见于山丘区沟谷和坡脚处，平原区则很少见。（2）泄流：泄流是地下水排泄转化为地表水的另一种主要形式。在地下水与地表水存在水力联系时，如地下水位高于地表水面，则地下水可直接不断地渗泄转化为地表水，并从江河、湖洼岸或底部渗出。 四、地下水的其它转化地下水的其它转化包括融雪水，融冻水转化为地下水，含水层之间的相互转以及人为措施形成的地下水转化等。五、地下水的径流交替地下水由于既有补给又存在排泄，使贮存在含水层中的地下水得以不断交替和更新，并从补给区向排泄区不断地运动而产生地下水径流，除特殊的封闭条件外，一般的地下水都有不同程度的交替和径流。地下水径流方向与水交替类型，从总体上说，地下水径流方向由高水位向低水位运动，由补给区向排泄区流动。根据地下水径流方向的特征，可将地下水交替分为三种类型：即垂向交替、侧向交替、混合交替三种类型。六、地下水动态与均衡地下水动态是指地下水的数量和质量（包括地下水位、水量、水化学成分与水温等要素）随时间的变化过程。分析研究某一单元在某一时段内地下水水量、水质补排收支均衡的数量关系，即为地下水的均衡。 地下水动态是含水系统对外界因素作用的一种响应，由于影响地下水动态的补给过程和排泄过程都具有连续性、随机性。和周期性的性质，因此地下水动态也必然具有相应的连续性、随机性和周期性的特点。影响地下水动态的自然因素有如下四种因素，即：气候因素、水文因素、地质因素以及植被因素。地下水动态类型大致可分为如下几种类型：即降水入渗型、潜水蒸发型、河流型、人工开采型、混合型等几种类型。地下水均衡地下水均衡是和指以地下水体为对象，某一地域在某时段内地下水量的收支均衡状况，所涉及的均衡要素，包括：（1）均衡区进行地下水均衡分析计算，首先要选择和界定恰当的均衡单元。均衡单元的分布范围称为均衡区。（2）均衡期进行均衡计算还要确定计算时段，称为均衡期（3）收支项 凡在均衡期内，进入均衡区的各种补给量和排泄量统称为收支项（4）调蓄项对某均衡区在均衡期内，地下水量的所有补给项和支出项存在差额即在均衡期始末的水量差值即表现为地下水贮存量的变化，称为地下水均衡调蓄。七、人类活动对水资源的影响地下水作为自然资源，它有许多特点，正确认识这种特点，对合理开发利用是很重要的。地下水如终处于补给、排泄的过程中，在人工开采条件下，虽然改变了原来的补、排条件，但水的循环过程是改变不了的，正是因为这样，地下水在被开采利用后能够得到恢复。但必须注意到，水循环的无限性不可能改变特定地区，一定时段内地下水资源补给量的有限性，更由于地下水循环速度要比地表水缓慢得多，因此开采速度不宜超过补给速度，否则，地下水得不到相应的补偿，均衡失调，水位持续下降，水质恶化和水量枯竭。从上世纪70年代以来我国对地下不资源开采日益骤增，加之管理工作基础薄弱，管理制度、政策法规不健全，人类大量开发地下水资源已造成许多严重的环境地质问题，诸如华北地区产生大面积地下水降落漏斗，沿海地区造成海水入浸，江苏、苏锡、常地区以及天津等地产生严重地面沉降，普遍施用化肥、农药，造成地下水污染严重，泉水枯竭，地表径流减少造成地表水断流，湿地萎缩等等环境地质灾害，都是人类活动对地下水资源造成直接影响的严重后果，为此，各级水行政主管部门应加强对地下水资源的管理，对造成严重环境地质灾害的地区要采取限采、禁采和其它有效管理措施，涵养水源，逐步恢复生态环境，使人和自然（包括地下水）和谐相处。 第三章地下水资源调查评价地下水资源的科学管理需要丰富的知识，它主要涉及水文地质学、构造地质学、数学、生态学和现代管理学；本章地下水资源评价是地下水管理最基础的工作。地下水资源是水资源的重要组成部分，是构成并影响生态环境的重要因素。从地下水资源自身特点来看，其区域性特点很强，不同地区的补排关系，运动规律有着很大区别。因此，在开发利用某一区域地下水资源时，必须进行多方面的缜密调查，包括水文、气象、地质、用水要求以及现状条件下的开采情况等，然后进行分析计算，汇总资料，做出科学评价。从开发利用角度来看，地下水资源也是我国北方地区及许多城市的重要供水水源，对当地经济社会的发展起着十分重要的作用。然而随着我国经济社会的快速发展，地下水开采量剧增，由于缺乏统一规划和有效管理，某些地区对地下水资源盲目开采，导致地下水位大幅下降，地面沉降，水质污染，海水入侵等一系列生态环境问题，已危及地下水资源的可持续利用。因此，为了科学规划管理地下水资源，使地下水资源更好地为国民经济发展服务，必须切实做好地下水资源评价工作，地下水资源评价是合理开发利用地下水的先决条件。地下水资源评价分为区域性评价和水源地评价两种。 第一节区域地下水资源评价的任务与原则一、工作回顾与简介我国大规模的开展地下水资源评价共进行四次，其中水利部门两次，国土资源（包括地矿部）部门两次。两个部门开展的评价的实践及其相近，都是在上个世纪80年代和本世纪初。最近的一次评价始于2002年，水利部会同国家发展改革委在全国组织开展了全国水资源综合规划工作，地下水资源评价是其中的重要工作之一；通过该次地下水资源评价，基本查清了我国地下水资源的情况，摸清了地下水资源的开发利用现状，对超采区和有开发利用潜力区的分布范围进行了校核，分析了开发利用中存在的问题及危害，并明确了继续开发利用的方式。此次工作对指导全国地下水管理和保护工作发挥了重要作用，为21世纪初期我国地下水资源合理开发利用提供了科学依据。二、地下水资源评价的任务本节阐述的地下水资源评价主要是指区域性的，而地下水水源地的勘查评价将在有关的章节阐述。（1）地下水水量评价区域地下水资源评价的主要任务是通过区域内地下水资源总补给量的分析计算，而后确定可开采量，并对能否满足用水部门的需求以及有多大的保证率，做出恰当的科学评价。（2）地下水水质评价 根据需水对象对水质的要求，分析评价区的水质，判别地下水的可用性，预测在开采期限内水质是否将发生变化，并提出水质监测与防护措施。（3）开采技术条件评价分析论证在长期开采的条件下是否引起不良地质问题，并提出相关技术措施。通过供需平衡分析，预估近期和远期的可供水量，并与同期需水量相对比，反映水量余缺情况，进而分析论证是否需要人工补给地下水，提出相应的技术措施。（4）地下水开发利用评价分析研究地下水开发的历史、现状和开发利用程度，分析地下水开发利用中存在的问题、出现问题的原因，提出解决这些问题的措施和建议。三、地下水资源评价的原则（1）地下水与大气水、地表水综台考虑的原则在自然界的水循环过程中，地下水、大气水和地表水是相互联系、相互转化的统一水体。它们在长期的水循环中已形成天然条件下的动平衡状态，开采后，这种平衡将被破坏，从而建立起新的动平衡。如果在开采前地表水补给地下水，那么开采后，在一定的条件下，地表水的补给量将明显增加。相反，开采前地下水补给地表水，则开采后补给量就会减少，甚至出现反补给的情况。地下水人工开采后，改变了大气降水入渗条件，开采使地下水埋深增加，常常也增加大气降水的入渗量，使大气水更多地转化为地下水，减少了地表径流。 因此，进行地下水资源评价时，必须“三水”(地下水、地表水与大气水)统一考虑。充分利用均衡单元内部的水量，合理夺取均衡单元外部的水量。由于地表水与地下水的互相转化，在进行资源量计算时，要避免水量的重复计算。（2）地下水质、量、热统一考虑的原则地下水资源包括地下水的水量、水质及水温等。为此，在进行地下水资源评价时必须统一考虑这几个方面。根据国民经济建设的要求，对地下水量、质、热均有一定的使用标推，不符合水质标准的地下水，即使水量很大，也没有供水的价值，如果确需利用，则应预先进行水质处理，这就会不可避免地增加开采费用；反之，若地下水水质良好，但水量有限，则开采意义亦不大。在进行地下水资源评价时，地下水的质、量、热三者必须统一考虑，充分发挥其效益。另外还需考虑地下水开采后，由于补给条件的改变，地下水质、量、热可能发生的变化，如由于大量开发地下水引起海水侵入，水质恶化，虽然水量有了保证，但是降低了水源的使用价值，情况严重者甚至导致整个水源地报废。（3）地下水补给、储存、排泄统一考虑的原则地下水在天然状态下补给，排泄达到某一动平衡，开采后补给、排泄关系就会改变。进行地下水开采，实际上就是增加地下水的补给、减少天然排泄为人们取用，很显然进行地下水资源评价时补给、储存、排泄必须同时考虑，才能充分利用当地水资源。 地下水，尤其是浅层地下水的补给，主要来自大气降水的入渗，因此补给量不仅有季节性变化，而且还有年际的变化。在地下水资源评价中必须选择恰当的补给量。在实践中常选用年或多年平均补给量作为评价标准。（4）地下水勘察、开采与管理统一考虑的原则在进行地下水资源勘察工作中，除了对该地区的水文地质条件进行研究外，还必须根据用水单位的需水量选择经济上合理、技术上可行的开采方案。为了更有效地开发利用和保护地下水资源，防止过量开采造成严重后果，又必须考虑地下水资源的统一管理。地下水资源评价中勘察、开采和管理是一个整体。通过勘察，查清水源，提出开采方案，进一步拟订地下水资源管理实施计划，向当地水管理机构提出开发申请。合理的开采方案应能使有限的地下水资源产生最优的社会经济效益，因此要考虑多种不同开采方案，分别进行计算，并比较其结果，选择最优者。第二节区域地下水资源调查评价内容地下水资源评价的概念：根据规定时段内水文、气象以及水文地质条件的变化规律，对地下水资源的质量、数量、时空分布特征和开发利用条件进行科学的、综合的全面地分析、计算和预测，这些工作总称之为地下水资源评价。它是地下水资源合理开发和科学管理的基础。地下水资源评价的最终目的是要查清可供开采的，并符合水质标准的地下水量。地下水资源评价包括地下水数量评价和质量评价两方面。 一、地下水水量评价内容由于调查的目的、阶段性不同，地下水资源量评价的要求和内容也有区别，大体可划分为区域性的地下水资源量评价和局域(局部)水量评价两种规模或层次。（一）地下水资源评价分区地下水的补给、径流、排泄情势受地形地貌、地质构造及水文地质条件的制约，地下水资源量评价是按照水文地质单元进行，然后归并到各水资源分区和行政分区。为确定评价方法和选用水文地质参数，需划分地下水资源评价类型区。评价开始时，应绘制地下水资源评价类型区分布图，并要求该图列出I、II级类型区名称及面积。划分三级区和均衡计算区时，应考虑评价区的水文地质条件、包气带厚度和岩性、地下水埋深等条件。（二）区域地下水资源量评价的内容区域地下水资源量评价一般是在较大的地区，针对一个或若干个地下水系统如大型山间盆地、山前倾斜平原、冲积平原、构造盆地、自流斜地等，开展的水量计算和可利用程度的分析评定工作。评价的目的是为制定区域地下水资源开发远景规划，实施科学管理或扩大现有地下水开发规模，提供地下水资源量的数据和可开采资源的论证依据。区域地下水资源量评价包括地下水补给资源量、储存资源量、可开采资源量的评估和开采利用条件的分析。 表3-2-1地下水资源评价类型区名称及划分依据一览表I级类型区II级类型区III级类型区划分依据名称划分依据名称划分依据名称区域地形地貌特征平原区次级地形地貌特征、含水层岩性及地下水类型一般平原区水文地质条件、地下水埋深、包气带岩性特征及厚度均衡计算区 ：：：内陆盆地平原区均衡计算区：：：： 山间平原区（包括山间盆地平原区、山间河谷平原区和黄土高原台塬区）均衡计算区：：：沙漠区 山丘区一般山丘区均衡计算区：岩溶山区1>.计算补给资源量 地下水补给资源量的计算应以地下水系统为单位来进行。补给资源量是天然条件或人为开采状态下，地下水系统从外界获得的有补给保证的水量。也就是开采利用后，能够通过现代水文循环予以补充的水量，属于地下水资源中可再生的部分。其数量用地下水系统各项补给量总和的多年平均值表示。在未开发地区，地下水系统往往处于天然的宏观稳定状态，其多年补给量大体等于多年的排泄量。当某些补给项不易求得时，可用排泄量的多年均值替代，作为补给资源量。在开采条件下，地下水系统的天然补、排均衡关系会受到干扰，此时，不能以排泄量推算补给量。2>.计算储存资源量与补给资源量相类似，储存资源量同样是针对一个地下水系统的多年平均状态而言的。由于不同年份降水的丰、枯变动，储存量也有丰水年、平水年、枯水年的数量差异，而且还受人为开采的影响。作为储存量多年平均值的储存资源量，在计算时应充分考虑地下水动态的变化。计算储存量的方法目前主要为体积法。3>.评估可开采资源量上述地下水资源量是地下水系统的资源拥有量的底数，由于受各种条件的限制，这些水量不可能全部开采出来。为了指导各种采供水活动，制定开采利用规划，在区域水量评价中还须对各地下水系统可供开发利用的水量做出进一步的估计和论证，这就涉及到所谓可开采资源量的问题。 决定可开采资源量大小的因素有很多，其中地下水系统的供水功能(包括地下水资源的数量、分布埋藏条件)及人为采水的技术能力都是重要的因素。除此之外，能够取出的水量并非都是允许的。在许多地区，稍大的开采强度就会引发明显的环境负效应，如地面沉降、地面塌陷、海水入侵及生态退化。可见，可开采资源量的大小还受环境条件的制约。所谓地下水可开采量，是指在可预见的时期内，通过经济合理、技术可行的措施，在不致引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量。4>.开发利用条件分析地下水资源开发利用条件分析包括：地下水资源时空分布特征的阐述(各类用水现状及开发前景、分区供水的需求预测控制)；采水工程措施及其效益评估；以及有关的政策性建议等多方面的内容。地下水资源时空分布特征分析，应围绕地下水系统的圈划、结构分析以及地下水系统与外界环境的物、能交换关系来展开。换句话说，最终要阐明地下水的分布、埋藏条件及补给、径流、排泄的规律及其受人为活动影响的程度。在已开发地区，开发利用现状调查是一项基础性工作，包括用水现状调查和开采现状调查。用水现状调查一般先从用水行业入手，然后在各行业中选取有代表性的对象，进行实地调查。开采现状调查是对评价区内已有的地下水取水工程及取水情况的调查，包括民井、机井、地下水拦截工程等。调查时要了解工程的数目、设计年供水能力、实际取水能力、分布情况及地下水的动态变化。区域水量评价的精度与该区水文地质条件研究程度、计算所采用的原始数据和水文地质参数有关。为了准确进行评价工作，要尽量收集、充分利用已有的地质，水文地质调查资料以及气象、水文和地下水动态观测资料；要收集地区的水利规划和国民经济发展规划资料。开采条件下的区域评价，还应注意收集有关开采量资料，必要时，可通过少量的勘探、试验工作，验证补充已有的资料。 （三）局域地下水水量评价的内容局域地下水水量评价一般是在区域水量评价基础上，对地下水系统的某一子系统进行的水量计算和成井条件的分析论证。1>.地下水水量计算局域水量评价与区域水量评价不同之处，不仅在于评价的范围小，时间序列短，更突出的是评价区的边界往往更具人为性，如按行政区界线，或人为圈划的均衡区边界来处理。因此计算出的补给量、储存量仅仅反映了系统某一局部的水量输入特征和储存状态，不能代表地下水系统水资源时空分布的全貌。补给量的计算首先应根据评价区的水量均衡方程确定各补给项，包括来自大气降水、地表水的入渗补给等通过均衡区边界进入的水量。其他的补给项主要是周边的侧向径流进入量（依边界的划分有时包括底部相邻含水层的顶托越流补给）。计算所得的各补给量相加就是该评价区在某一时间段和当时特定条件(自然状态或开采状态)的补给总量。储存量可利用同步期的地下水水位动态资料通过体积法或补给与排泄量之差推算得出。为了使计算结果反映评价区的平均状态，在资料允许的情况下，应分别计算不同季节、不同水平年的补给量和储存量，并对计算结果进行分析。2>.成井条件分析 局域水量评价除了充分查明评价区地下水补给、储存、排泄量的数量关系以论证补给、径流的强弱外，还需对成井条件做出分析。成井条件分析包括两个方面：一是对评价区含水层的岩性、厚度、导水能力、补给条件进行具体分析，以确定最佳的打井地点和取水层位；二是确定拟建水源地的开采能力。有关水源地开采能力的分析，一般有两种做法：一是根据钻探和抽水试验获取的水文地质资料，按拟建水源地的布井方案，采用解析法、数值法进行计算，以确定符合各项设计要求情况下的各井抽水量；二是根据实地较长时间的抽水，验证并调整方案中各井孔的抽水量，通过对比，选出最佳水量限额。无论采用哪一种方法，最终都应将井孔的开采总量与局域补给量进行比较，以不超过补给量为准。同时还应利用地下水水位动态资料论证开采期内可能产生的不良影响，如对邻近现有取水工程的干扰、可能引发的地质环境问题。二、地下水水质评价内容地下水水质是指地下水体的物理、化学和生物学特征和性质。地下水水质评价的内容，包括水质现状评价利水质预测评价；水自然环境评价和水污染环境评价；单指标评价(如水化学类型、总矿化度以及少量特异指标评价)和综合评价等。对于具体地区，可根据实际情况确定评价内容和方法。区域性地下水水质评价内容通常包括地下水化学分类、地下水现状水质评价以及近期地下水水质动态变化趋势和地下水污染分析等。（1）基础资料收集 包括历年地下水水质监测资料，以及历史评价成果。若在地方病区，还应收集特征水质参数及对人体健康的影响、发病率等。深入调查主要污染物及其对地下水质的影响程度等。在此基础上确定地下水化学类型。（2）地下水现状水质评价按照国家标准GB/T14848－93《地下水质量标准》，对现状年各计算分区的地下水水质进行分类。通常评测pH值、矿化度（M）、总硬度（以CaCO3计）、氨氮、挥发性酚类（以苯酚计）、高锰酸盐指数、总大肠菌群等共7项主要指标。因地区差异，各地也可进一步选用评价氟化物（以F表示）、氯化物、氰化物、碘化物、砷、硝酸盐、亚硝酸盐、铬（六价）、汞、铅、锰、铁、镉、化学需氧量以及其它有毒有机物或重金属等水质监测项目。（3）地下水水质变化趋势分析在广泛收集各有关部门地下水水质监测资料基础上，选用质量较好且具有代表性，尽可能多年份的地下水水质监测井进行地下水水质变化趋势分析。综合分析计算分区内地下水水质监测井各监测项目的变化趋势，作为相应分区的地下水水质变化趋势。（4）地下水污染分析 调查有可能造成地下水污染的污染源。污染源包括水质低劣的地表水体（如排污河道、渗井、纳污湖库塘坝等）、污灌区和农药化肥施用量较高的农田、废弃物堆放场等。地下水污染分析的重点区域是污染源附近，尤其是存在污染源的地下水水源地。个别区域还应调查分析海水入侵、地下咸水侵入淡水含水层的情况，分析其变化趋势，绘出现状条件下咸淡水界线。充分利用地下水水质现状评价和变化趋势分析成果，密切结合污染源种类、物质组成和地理分布特征，通过综合分析，确定地下水现状污染区域界线、主要污染项目和污染程度。（5）地下水水源地水质评价对区域内重要水源地，特别是大型及特大型地下水水源地逐一进行水质评价。未形成超采区的，以生产井布井区为评价区；已形成超采区的，以相应超采区为评价区。评价内容包括地下水水质现状、变化趋势和地下水污染分析，选用监测井应适当加密，并要求充分收集“三致”物质的检出情况，必要时进行补充监测。（<6）提出水质保护措施根据评价区地下水水质现状、变化趋势分析和地下水污染分析成果，以及各大型及特大型地下水水源地水质评价成果，提出保护和改善地下水水质的保障措施。第三节地下水资源量评价方法 地下水资源量评价的方法很多，在实际应用中，应根据地下水资源量评价的对象、水源地水文地质条件、需水量、开采方案、研究程度等条件选用合适的评价方法。一般，可根据具体情况选择适用的多种评价方法，以资进行比较和综合评价，从而得出符合实际的结论。目前常用的有水均衡法、解析法、数值法、随机模型法、开采试验法、水文分析法等六大类，各种评价方法的对比参见附表1。一、水均衡法水均衡法也称为水量平衡法或水量均衡法。是全面研究某一地区(均衡区)在一定时间段内(均衡期，一般用一个水文年)地下水的补给量、储存量和消耗量之间的数量转化关系的平衡计算，用来评价地下水的允许开采量。它是运用物质不灭原理来分析计算地下水量。实际上这一原理是评价地下水允许开采量的许多方法的指导思想。（一）基本原理对一个均衡区(或地段)的含水层组(或称单元含水层组)来说，地下水在人工开采以前，由于天然的补给排泄形成一个不稳定的天然流场，在其发展过程中，在任一时段内的补给量和消耗量之差，恒等于这个含水层组中水体积(严格说是质量，如承压水的弹性释放和储存)的变化量。据此可以建立水均衡方程式：潜水或承压水式中：均衡区内计算期间各补给量总和，（）：均衡区内计算期间各消耗量总和，（） 或：均衡区内计算期间储存量的变化，（）从多年周期变化来看，均衡区内总补给量和总消耗量是接近相等，即处在动平衡状态下。人工开采地下水时，改变了天然流场，建立了开采状态下的动平衡。在开采最初阶段，由于增加了一个人工开采量，必然使地下水的储存量减少，在开采地段地下水位下降，形成一个降落漏斗。漏斗扩大>．流场发生了变化>．则使天然排泄量减少，促使天然补给量增加，即补给增量。在开采状态下水均衡方程式可表示为：由于开采前的天然补给量和天然消耗量在一个周期内是近似相等的，则，所以上式可简化为：式中：人工开采量，（）：开采时增加的补给量，（）：开采时减少的消耗量，（） 此式表明开采量可由增加的补给量、减少的天然消耗量和可动用的储存量（是由静储量中提供的一部分）三部分水量组成。其中可动用的储存量部分应慎重确定。如果要求稳定型开采动态，则最大允许开采量为如果是合理的消耗性开采动态，则最大允许开采量为：式中：最大允许开采量：最大允许水位降深值：开采年限补给量和消耗量的组成项目虽然很多，而且要准确的测得这些数据往往也是困难的，但对某一个具体的地区来说，常常并不是包含全部项目，有的甚至非常简单，应按具体条件的分析建立具体的水均衡方程式。（二）计算步骤首先应划分均衡区，确定均衡期，建立均衡方程。因为各个均衡要素是随区域的水文地质条件不同而变化的，特别是计算的面积较大时>．均衡要素可能差别较大。所以应将均衡要素大体一致地区分为一个区，分别计算后再总加起来。划分均衡区时可以从大到小的划分。 （1）一级分区常以含水介质成因类型和地下水类型的组合作为分区依据。例如在山前扇形地带，可分为山区基岩裂隙水—承压水区；扇形地顶部孔隙潜水区；中下部的孔隙潜水—承压水区等。（2）二级分段如果同一区内的水文地质条件还有较大差异，可以按不同的定量指标把区再分为若干段。分段指标通常是：含水层导水系数，给水度，水位埋深和动态变幅，包气带岩性等，以便于测定均衡要素为原则。均衡期一般取一年，可将旱季雨季分开来计算，这样可以简化均衡方程中的项目。划分了均衡区，确定了均衡期以后，分析各个区在该时段内有的均衡要素，便可以建立均衡方程。第二步，测定计算各分区的均衡要素值。重点测定各个区的天然补给量和开采条件下的补给增量。只要开采方案布置合理，消耗量一般均可转为开采量。最好是结合开采条件和开采方案来计算，没有确定的开采方案时，可假定最大限度开采的方案>．分析在开采条件下形成的人工流场的边界条件，分别计算各边界的侧向流入量和垂向入渗量以及越流补给量。若在开采前后补给条件变化不大，则按天然流场计算天然补给量。为了取得较准确的计算资料，最好在每个均衡区选择一个有代表性的地段做小范围的均衡试验，实际测定各项均衡要素的数值，取得计算所需的参数，然后用以计算整个均衡区的各种补给量。如果某些消耗量在开采时仍然存在，不完全截取，则应分别计算和。可用储存量的计算主要是根据水文地质条件和取水设备的能力，确定最大允许降深值，在此降深范围内的储存量(指永久储存量)为可用储存量，将其逐年分配到开采量内。开采时间一般按50～100年计算。 第三步，计算和评价。将各项均衡要素值代入均衡方程式中，计算出各均衡区的允许开采量，各均衡区总加起来便是全区的允许开采量。根据计算结果指出是开采动态的类型。若是消耗型动态，则应作出水位下降值的预报。实际计算中，常常是根据多年的动态观测资料，计算各年的各项均衡要素>．列出均衡表，分析是否还有扩大开采的潜力。还应注意进行多年水均衡的分析，用多年调节的观点来评价。不仅要看枯水年所借用的储存量，丰水年是否能补偿回来，还应注意枯水年的最大水位降深不要超过最大允许降深。（三）水均衡法的特点及适用条件水均衡法的原理明确，计算公式简单，但计算项目有时较多，有些均衡要素难于准确测定，或者要花费较大的勘探试验工作量，特别是对开采条件下各项要素的变化及边界条件的确定比较困难，所以有时只能算出一个粗略的量。虽然如此，水均衡法在一定条件下仍能取得较满意的结果。水均衡法的计算成果，又常是用以验证应用其他方法确定的允许开采量保证程度的一种手段。水均衡法可粗可精，所以适应性强，许多情况下都能运用。地下水的补给排泄条件较简单，水均衡要素容易确定，开采后变化不大的地区，用此法来评价地下水资源效果较好。二、解析法 应用地下水动力学解析法评价地下水允许开采量，是根据水文地质条件和布井方案，选用地下水动力学中相应的井流公式来计算各个井的涌水量，总加起来便是开采量，只要没有不良后果发生，便是允许开采量。解析法在理论上是较严密精确的，只要介质条件、边界条件和取水条件(取水构筑物结构、类型等)符合公式的假定条件，则计算出来的开采量是既能取得出来又有补给保证的水量(稳定流)，或可以预报出该条件下开采时的水位变化情况(非稳定流)。但在实际运用中，解析法也有困难，尽管各种不同条件下的公式很多，但完全符合公式中假定条件的情况是较少的。例如，介质条件要求均质或简单的非均质，而自然条件常是复杂的非均质；边界条件假定是无限、直线、或简单的几何形态，而自然界常是复杂的边界；补给条件在自然界常是随时间而变化的，在解析法的公式中难于反映，只能简化为均匀连续的补给等等。由于实际情况不能完全符合公式的假定条件，所以便严密准确的解析解也变为近似的了。实际上除少数情况下可以直接运用水动力学解析公式计算出允许开采量(如有河流给的岸边取水水源地、无补给的大面积承压水及边界简单的水源地等)以外，常常是用解析公式计算出开采量(只反映产水能力)，再用水均衡法汁算补给量来论证其保证程度，并评价在这样开采条件下是否会引起其他不良后果。解析法的计算过程，一般分三步进行：第一步，利用勘察试验资料确定计算所需的水文地质参数，如渗透系数K(或导水系数T)、导压系数a、释水系数(贮水系数)μ8><#004699">e、重力给水度μd等。 第二步，根据水文地质条件进行边界概化，同时依需水量拟定开采方案，选择公式。计算公式的选择应考虑以下几个问题：①计算公式的选择问题应结合水文地质条件确定。自然界大都是非稳定流，一般情况下，均应采用非稳定井流公式。但在补给较好，井流较强的地段，如傍河(湖)和岩溶裂隙十分发育的地段，选用稳定流公式计算，既简便，又可获得较好的成果。②根据地下水类型、含水介质性质和边界条件选择承压水井或潜水井的公式，均质还是非均质，无限边界还是有限边界，有无渗入补给和越流补给等不同的公式。③按拟定的开采方案选用相应的公式。考虑取水构筑物的类型、结构、布局、井距等。第三步，按设计的单井开采量、开采时间计算各井点特别是井群中心的水位降落值。如果各井的水位降深均符合设计要求，则说明开采方案满足设计要求，否则应重新调整各井的抽水量。一般情况下，开采方案的可行性还需作出补给条件的论证。只有在有补给保证的条件下，计算结果方可作为可开采量或一定开采期限内的可开采量。三、数值法数值法是随着计算机的出现而发展起来的，应用十分广泛。理论上看，尽管它是对渗流偏微分方程的一种近似解，但实际应用中完全可以满足精度要求，它可以解决许多复杂条件下的地下水资源评价问题，往往比简化条件的解析解更为精确，足一种较好的方法。 在地下水资源评价中常用的数值法有两种，即有限差分法和有限单元法。这两种方法各有利弊，在实际运用中许多方面是相似的，都是把研究区进行剖分，分为若干网格(方形、矩形、三角形)，写出单元网格的水均衡偏微分方程，用不同的方法线性化，得出线性方程组，用计算机联立求解线性方程组。所不同的是在网格剖分上及线性化的方法上有所差别。数值法尽管是对渗流方程的一种近似解，但它可以处理复杂的条件，本身的精度充全能满足生产要求，反而比简化条件下的解析解更精确，很有发展前途。但数值法要求有较多的资料，其精度取决于参数和条件的精度。它适用于要求较高、条件复杂的大中型水源地的水资源评价，更适用于水资源管理和指导合理开发利用等方面。数值法的计算过程，一般分五步进行：第一步，水文地质条件分析。研究和了解计算区域的地质和水文地质条件，是运用数值法进行地下水资源评价的基础。根据评价区的地质、水文地质条件、评价的任务、取水工程的类型、布局等，合理地确定计算区域以及边界的位置和性质。此外，对区域水文地质条件的了解，还有助于下一步进行识别模型。为此应查明含水介质条件、水的流动条件以及边界条件等三方面。第二步，建立水文地质概念模型和数学模型。实际水文地质条件是十分复杂的，要想完善地建立描述计算区地下水系统的数值模型是困难的。因此，应根据水文地质条件和工作的目的，对实际的水文地质条件进行简化，抽象出能用文字、表格或图形等简洁方式表达地下水运动规律的水文地质概念模型。这一过程称为水文地质条件的概化。 第三步，确定模拟期和预报期。根据资料情况和评价的要求确定模拟期和预测期。模拟期主要用来识别水文地质条件和计算地下水补给量，而预测期用于评价地下水可开采量和预测一定开采量条件下的地下水位。对于地下水量评价，一般取一个水文年或若干个水文年作为模拟期，这样可最大限度地避免前期水文因素对地下水系统的影响。预测期的确定主要取决于评价的目的和要求。第四步，水文地质条件识别与验证。为了验证所建立的数值模型是否符合实际，还要根据抽水试验的水位动态来检验其是否正确，即在给定参数、各补排量和边界、初始条件下，通过比较计算水位与实际观测水位，验证该数值模型的正确性。如果不符，则进行适当的修改，以求得符合实际的模型。这个过程也称为识别模型，也就是数学运算中的解逆问题。识别既可以对水文地质参数进行识别，也可以对水文地质边界性质、含水层结构作进一步的确认。第五步，地下水资源评价和预报。经过验证的模型只能说是符合勘探试验阶段实际情况的模型，用来进行开采动态预报时，还应考虑开采条件下可能出现的变化。一般来说，含水介质的水文地质参数变化不大，但边界条件和地下水的补给排泄条件可能会随开采发生变化。根据开采条件对模型进行修改以后，便可将模型应用于地下水资源评价计算及多种预报计算。四、随机模型法在某些情况下，如水文地质边界条件较复杂，勘探、试验工作不多，获得的水文地质参数较少，对含水层内部结构尚未充分了解等情形下，较难以建立和应用前述的解析法和数值法等确定性模型。而在这些地区，若有较长时间的地下水动态观测资料，可以通过建立随机模型来评价允许开采量，并对开采动态进行中、长期预报。 （一）回归分析方法回归分析方法也称相关分析法或相关外推法。它是根据开采地下水的历史资料或不同降深的抽水试验资料，用数理统计方法找出流量与降深或其他自变量之间的相关关系，并依据这种关系外推未来开采时的允许开采量，以及外推增大开采量以后的水位降深。地下水的开采量与水位降深的关系本来是函数关系>．但是由于开采区的井数众多，影响因素复杂，加上人为的观测误差，常常使开采量和水位降深的关系变为相关关系，所以可以用数理统汁的方法来进行外推。回归分析法是根据现实物理背景下得出的统计规律，在此基础上适当的外推是可以的，但外推范围不能太大，否则物理背景可能发生变化，改变了原有的规律性。它适用于稳定型开采动态或调节型开采动态而且补给有余的水源地，扩大开采时的地下水资源评价。如果已经是消耗型开采动态的水源地，问题不是扩大开采，而是要用人工调蓄、节制开采来保护水源地的问题，这时也可以用相关分析法，只是分析的内容不同了。（二）时间序列分析方法从系统的观点出发，渗流场中地下水动态各要素的状态随时间的变化而变化的特性，可以认为是影响地下水动态变化各因索的输入，通过含水介质系统的转换(经过贮存、传输、延时和平滑作用等)，产生相应输出的结果。即系统输入、输出之间的信息反映了含水介质系统的特征。因此，可以根据实际观测的地下水位(或水量)的时间序列来识别系统的特征函数或参数，进而建立相应的随机模型，以模拟该渗流时间序列特征，并预测其未来的变化。 此外，需要说明的是，应用各类随机模型进行预测时，时段不能太长，故它多适用于中、短期的水量预报或水位预报五、开采试验法开采试验法，也称为试验性开采抽水法。它是模拟水源地开采条件(包括开采方案、开采降深、开采量等)进行较长时期的抽水试验，根据抽水试验的结果确定允许开采量。当水文地质边界条件复杂，地下水补给条件难以查明或水文地质参数难以取得的中、小型水源，可应用开采试验法，以实际开采量来评价地下水允许开采量。此外，有的大型水源地，为提高地下水允许开采量的计算精度，也应用开采试验法。在选定的水源地范围内，根据水文地质条件，选择合适的布井方案，打探采结合孔，最好在旱季，尽可能地按照或接近开采条件，进行较长时期、大流量、大降深试验性开采抽水。用开采量试验法求得的允许开采量是可靠而准确的。此法对于潜水或承压水，新水源地或旧水源地的扩建都能适用，但要花费较多的人力和物力。故在水文地质条件复杂，一时很难查清补给条件而又急需作出评价，且供水部门对水量的保证程度要求又较高时，才采用这种方法计算允许开采量，主要适用于中小型水源地详勘阶段和开采阶段。六、地下水文分析法 地下水文分析法是仿照陆地水文学的测流分析，计算地下水补给量的一种方法。该方法的基本原理是：一个地下水系统就其水量循环过程来说，无论补给方式多么复杂，补给量总要转化为地下径流量，而地下径流又必然会在适当的地点溢出地表，成为地表水。如果已知地下水的总径流量或总排泄量，则可推算出地下水的补给量。由此可以看出，地下水文分析法实质上属于水量均衡法的范畴。只不过它的适用条件比较特殊，即地下水的补给量必须全部转化为地下水的泄流。所以，该方法只能用于一些特定地区，如岩溶管道流区、具有全排型岩溶大泉的岩溶水系统和发育在基岩山区的裂隙水系统等其他许多方法难以应用的地区。目前常用的方法有地下径流模数法和流量过程线分割法。（一）地下径流模数法此法通常应用于岩溶区。其原理是，考虑到在一个地区内岩溶发育程度相差不大，其补给条件相近，可以认为地下暗河的流量与其面积是成正比的。其比例系数的意义就是单位补给面积内的地下径流量，即地下径流模数。在岩溶发育程度和补给条件相似的地区内，地下径流模数应是定值。因此，只要在该地区内选择一两个地下暗河通道测定出流量和相应的补给面积，计算出地下径流模数，再乘以全区的补给面积，便可求得区域地下水的径流量，以此作为区域地下水的允许开采量。（二）流量过程线分割法 在地下水排入常年有水的河流的地区，河流的补给来源大多为大气降水与地下水。在枯水期间，由于降水很少，河水流量几乎全部由地下水维持，称为基流量；而在洪水期间，河水绝大部分为降水补给，这时的流量称为雨洪量，地下水补给比重极少，甚至河水倒流补给地下水。因此，可以充分利用水文站现成的河流水文图(即流量过程图)，结合具体的水文地质条件，如含水层的埋藏条件、地下水和河水水力联系特点等，对地表水的流量过程线进行深入分析，则可把流量过程曲线上补给河水的地下径流量(基流量)分割出来。如果把评价区内各河流的水文图上的地下径流量都分割出来，即可得全区域的地下水径流量，可以作为该区域的地下水允许开采量。表3-3-1地下水资源量评价方法对比表评价方法优点缺点适用条件水均衡法原理明确，计算公式简单，成果要求可粗可精，适应性强，在许多情况下都能运用。计算项目有时较多，有些均衡要素难于准确测定，对开采条件下各项要素的变化及边界条件的确定比较困难，有时计算结果精度不高。地下水的补给排泄条件较简单，水均衡要素容易确定，开采后变化不大的地区；用以验证其他评价方法的计算结果，论证取水量的保证程度。解析法理论公式推导严密，只要介质条件、边界条件和取水条件符合选用公式的假定条件，则计算成果准确，可靠性强。 计算条件要求苛刻，实际运用中，完全符合公式中假定条件的情况较少，往往只能在简化条件下计算得出近似解。介质条件为均质或简单非均质；边界条件可看作是无限、直线或简单的几何形态；补给条件为均匀连续补给。数值法可解决许多复杂条件下的地下水资源评价问题，本身精度完全能满足生产要求，计算结果比简化条件下的解析解更精确，应用广泛。要求有较多的基础数据资料，计算精度对水文地质参数和边界条件依赖性强。适用于要求较高、水文地质条件复杂的大中型水源地的水资源评价，为地下水水资源管理和开发利用提供支持。随机模型法建立在数理统计理论的基础上，考虑了一些随机因素的影响，便于解决一些复杂条件的水文地质问题，理论严谨。需要长系列地下水动态观测资料，对数据一致性要求较高，预报时段不能太长。根据现实物理背景下得出的统计规律，不能反应实际的地下水运动机理。水文地质边界条件较复杂，水文地质参数较少，对含水层内部结构尚不充分了解，但有较长时间地下水动态观测资料的地区。适用于中、短期的水量预报和水位预报。开采试验法方法简单，求得的允开采量可靠而且准确。无论是潜水还是承压水，无论是孔隙水还是裂隙水或岩溶水，都能应用。花费的人力物力较多，成本较高。不可用作区域性的地下水资源评价。 适用于水文地质条件复杂，一时难以查清补给条件，而又急需做出评价，或对水量保证程度要求较高的中小水源地的水资源评价，主要用于中小水源地详勘阶段和开采阶段。水文分析法方法简单，可直接测量地下水流量，是其它评价方法的补充。方法只适用于一些特定地区，有局限性。不适合于小范围的地下水资源评价。岩溶管道流区、具有全排型岩溶大泉的岩溶水系统和发育在基岩山区的裂隙水系统等区域性地下水资源评价。第四节地下水水质评价方法简介科学地选取地下水水质评价方法，对评价区域的地下水水质做出真实客观的评价，对于地下水资源保护和开发利用显得尤为重要。然而，由于评价因子与水质等级间的复杂的非线性关系，以及水体污染的随机性和模糊性，对于地下水水质评价至今仍没有一个被广泛接受的评价模型。目前常用的地下水水质评价方法主要有：单因子评价方法、综合指数法、人工神经网络模型、模糊综合评判法、灰色聚类法等。一、单因子评价方法 单项因子评价是指分别对单个指标进行分析评价。该方法计算简便，且通过评价结果能直观地反映水质中哪一类或哪几类因子超标，同时可以清晰地判断出主要污染因子和主要污染区域。但由于此方法是对单个水质指标独立进行评价，因此得到的评价结果不能全面地反映地下水质量的整体状况，可能会导致较大的偏差。二、综合指数法综合指数法是指采用多个指标并赋予各指标不同的权重，经过算术平均、加权平均、连乘及指数等数学运算得到一个综合指数来判定地下水质标准。综合指数法在地下水水质评价中一直被广泛应用，该方法简洁易懂、运算方便、物理概念清晰,决策者和公众可以快捷明了地通过评价结果掌握水质信息。我国GB/T14848—1993《地下水质量标准》中推荐使用的地下水质量评价方法——内梅罗指数法即是综合指数法的思路。三、人工神经网络模型20世纪中期兴起的神经网络技术在地下水水质评价领域也被广泛应用。人工神经网络与传统的综合指标评价方法相比，主要具有以下优点：①通过模型的自学习和自适应能力，可自动获得水质参数间的合理权重，无需人为干预，因此评价结果具有客观性。②一旦对标准训练完毕,就可以用训练好的网络对实测样本进行评价，计算简便，可操作性强。③可以通过在训练过程中适当改变输入节点数和输出节点数来修改评价参数和等级，从而使模型的应用具有一定的灵活性。④基于大量成熟的计算机软件的支持,使工作效率得到极大地提高。四、模糊综合评判法 与传统的评价方法相比，模糊集理论更适应于水质污染级别划分的模糊性，更能客观地反映水质的实际状况。模糊综合评判法最主要的优点就是通过构造隶属函数可以很好地反映水质界限的模糊性。应用模糊综合评判法，最关键的问题是如何构造合理的隶属函数和权重矩阵。五、灰色聚类法灰色系统理论也被广泛应用于地下水水质综合评价中。灰色聚类法处理环境污染评价问题，不必事先给定一个临界判断，而可以直接得到聚类评价结果。灰色聚类法能对水环境进行评价，反映水质的综合状况，因而比指数法更全面直观、更有说服力，同时又比模糊综合评价简便，易于推广。灰色聚类法也存在着一些不足。例如，由于采用了“降半梯形”形式，每一评价级别仅与相邻级别间存在隶属关系，当污染物浓度分布过于离散时，可能会损失较多有用信息。灰色聚类方法在地下水水质评价过程中也需要考虑不同评价指标的赋权问题，不同的赋权方法直接影响评价结果。第五节地下水资源量调查评价工作程序地下水资源量评价工作的程序可依次分为九个步骤，涵盖了从基础资料收集、分区确定、参数率定到各类资源量计算、可开采量评价、成果编制等相关工作的全过程。一、准备工作 包括：确定评价区域和成图比例尺，估计评价工作量，组建专门技术工作班子和做出明确工作责任分工，绘制工作底图和选择评价代表年。二、基本资料收集整理要求收集和分析整理如下各类基本资料：地形地貌、植被、地质构造及水文地质特征等资料；地下水水位动态监测资料；评价代表年期间逐年的地下水实际开采量资料；因开发利用地下水引发的生态环境恶化状况；引灌资料；平原区骨干河道资料；水均衡试验、抽水试验资料；水稻田分布；水文气象资料。三、评价区划分地下水资源量评价类型区划分的目的是确定各个具有相似水文地质特征的均衡区。根据水文地质条件和水文地质参数大小，可将均衡区再划分为若干个计算区。计算区是选取有关水文地质参数值和进行各项补给量、各项排泄量、地下水蓄变量和地下水资源量计算的最小单元。正确划分评价类型区是一项关系地下水资源量评价成果精度的重要基础工作。四、水文地质参数的率定常用的水文地质参数主要有：给水度(μ)、降水入渗补给系数(α)、潜水蒸发系数(C)、渗透系数(K)、导水系数(T)、渠系渗漏补给系数(m)、修正系数(γ)、渠灌田间入渗补给系数(β渠)、井灌回归补给系数(β井)、水稻田水稻生长期稳渗率()和地下水可开采系数(ρ)等。 在地下水资源量评价中，除了地下水实际开采量(采用调查统计方法定量)、河川基流量(采用直线斜割法或加里宁试算法定量)、山前泉水溢出量(采用调查统计或实测法定量)等3项排泄量之外，其他各项补给量、排泄量和地下水蓄变量，都是依据相关的面积、时间和水文地质参数进行定量的。水文地质参数的确定是一项既重要又复杂的工作。分析、确定出一套符合评价区域实际情况、可供各计算区取值的水文地质参数，直接关系地下水资源量评价成果的精度。五、地下水矿化度分区的确定矿化度是指水容积内含有的无机矿物质总离子量。矿化度是表示地下水水质特征的重要指标之一，单位为g／L。在评价区域内，采取地下水水样(采集水样的密度，应满足相应比例尺的精度要求)，化验分析矿化度值后，绘制矿化度分别为不大于1g／L、大于lg／L且不大于2g／L以及大于2g／L且不大于3g／L、大于3g／L且不大于5g／L和大于5g／L等5个矿化度分区图。在地下水资源量评价中，应分别计算前列5个矿化度分区的地下水资源量。六、平原区地下水资源量计算平原区地下水主要由当地降水入渗补给和地表水体渗漏补给，通过人工开采、潜水蒸发等形式排泄。平原区积累了大量地下水动态试验研究、开发利用和地质勘探资料，能够比较准确地确定有关水文地质参数及其变化规律。区域地下水资源计算与评价，常采用水量均衡法，根据水文地质条件等划分均衡计算单元，计算各项补给量，并采用排泄量与储存变化量进行校核。 平原区地下水的补给量包括：降水入渗补给量、河道渗漏补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量、井灌回归补给量、越流补给量以及闸坝蓄水渗漏补给量，还有人工回灌补给量等。平原区地下水的排泄量包括：潜水蒸发量、河道排泄量、侧向流出量、越流排泄量以及人工开采量等。地下水蓄变量是指在一个均衡期内含水层蓄水量的变化值。在平原区各均衡区各项补给量、各项排泄量和地下水蓄变量计算成果，以及经过水均衡分析的基础上，确定平原区各均衡区的多年平均地下水资源量。多年平均地下水资源量等于多年平均总补给量与多年平均井灌回归补给量之差。七、山丘区地下水资源量计算山丘区水文、地质条件复杂，研究程度相对较低，资料短缺，直接计算地下水的补给量往往是有困难的。但是，大家知道，就地下水的循环来说，无论补给方式多么复杂，补给量总会转化成排泄量，尤其是山丘区，地形起伏，高差悬殊，河床深切，底坡陡峻，调蓄较差，接受大气降水入渗补给后，形成径流，通过散泉很快溢出地面，排入河流。补排机制比较简单。正是这样，按地下水均衡原理，总排泄量等于总补给量，所以，山丘区的地下水资源量可用各项排泄量之和来计算。 由排泄量反推补给量时，必须具有实测的泄(流)量资料系列，然后，采用适当的分析方法，进行计算和评价。目前，对于一般山丘区浅层地下水(主要来自裂隙水)的计算，常用水文分析法(即水文图分割法)，对于岩溶水，常用流量衰减分析法，其它还有相关分析法等。八、评价分区汇总计算评价分区是指评价区域内的特定分区。评价分区可能由单一的平原区构成，也可能由单一的山丘区构成，还可能由平原区和山丘区共同构成。评价分区汇总计算包括各项补给量、排泄量、地下水蓄变量、地下水资源量、地下水与地表水之间的重复计算量以及地下水可开采量计算。九、评价成果的表达主要包括：填制成果表；绘制成果图；编写成果文字报告三项内容。成果表是表达各评价分区各项补给量、各项排泄量、地下水蓄变量、地下水资源量、地下水资源量与地表水资源量间的重复计算量以及地下水可开采量等评价成果数据的重要方式之一。成果表中所标示的数据，还是绘制成果图、编写文字报告的依据。成果图是表达地下水资源量、总补给量、地下水可开采量等主要评价成果空间分布状况最重要的方式。成果图中所表示的空间分布状况，也是编写文字报告的依据。 在成果文字报告中需要全面、准确、清晰地叙述：地下水资源评价工作的任务来源、目的、评价区域、评价代表年、主要工作过程，各评价工作程序的工作状况，评价工作的整体思路和技术方法，各项评价成果、结论和建议。十、地下水管理者在评价中的主要工作根据国务院《国办发[2008]75号》文件精神，水利部门负责“组织水资源调查、评价和监测工作”。地下水资源的调查评价是其中非常重要的工作。在水资源调查评价中，管理者的工作不是去做具体的技术评价，但是必须做好以下几项工作：1>.明确调查评价的工作内容管理者必须明确本辖区的地下水调查评价主要工作内容和必须要解决的问题，这是调查评价工作得以顺利开展的前提。2>.选择合适的技术合作伙伴工作开展前，管理者应进行调研，选择适宜的合作伙伴。根据水利部有关部门的要求，应具有地下水调查评价评价才可以承担此项工作，并根据本地工作的中型，选择佳绩或者以及自治单位。3>.工作协调地下水资源调查评价涉及部门较多，管理者应协调好各部门的工作，协调工作的好坏直接影响该项工作的进度和质量。4>.工作大纲和技术细则的审查 审查这两项技术文件，是管理者把好质量关的关键。主要审查工作内容是否满足要求、技术路线是否合理、能否解决管理工作所必需的技术问题、经费安排是否合理、人员配置、时间安排等。5>.中间报告和最终成果审查管理者在审查中间报告时，主要应审查资料的可靠性、进度和经费、初步成果的准确性和实用性。最终报告审查应聘请专家，依照工作大纲和技术细则进行审查，并对成果的先进性、可靠性、适用性做出结论。需要指出的是，地下水资源调查评价工作不是一劳永逸的，过一段时间（例如十年或二十年）应根据气象条件、下垫面条件以及开发利用等条件变化，进行重新评价。<6>.成果的应用区域性地下水资源评价的成果是地下水管理的基础，是制定管理政策和法规的依据。从管理角度来看，评价成果主要应予以下几个方面：（1）区域管理依据评价成果，从宏观上掌握管辖区内地下水资源以及开发利用状况，为制定地下水功能区划提供依据。 （2）具体区域的管理依据评价中划定地下水超采区、采补平衡区和有开发潜力区，管理者可据此制定具体地区的管理措施，例如划定禁采区、限采区和鼓励开发区等。（3）取水许可审批的依据根据评价成果，对于办理地下水取水许可提供了区域性的资料，当然，某些取水工程还应结合实际情况处理。（4）地下水功能区划区域性评价成果是划分地下水功能区划的依据。（5）制定供水规划评价成果是区域性供水规划重要依据之一。根据地下水资源的数量、质量以及分布状况，提出地下水资源的可开采量，为水资源综合规划以及水资源合理配置提供地下水资源方面资料。第六节供水水文地质勘察 供水水文地质勘察是通过各种现代方法和手段，查明勘察区的水文地质条件和人类活动的影响，在此基础上进行地下水量与质的评价，确定合理的可开采量，并对它的发展趋势作出预报，为地下水合理开发和科学管理提供基础资料。一般情况下，供水水文地质勘查包括以下几个方面：工作区的水文地质测绘、水文地质钻探、水文地质试验和地下水动态监测等。一、供水水文地质勘察概述（一）基本任务1.查明勘察区的水文地质条件，地下水开采情况和污染情况，确定地下水源的开采层位和开发地段；2.对可供开采的含水层进行地下水量、水质的评价，并预测开采后地下水量、水位、水质动态的变化；3.对地下水资源的合理开发利用和保护提出科学对策和预防措施。（二）工作内容供水水文地质勘查工作，引起地区不同，所采取的工作方法和工作量也不同。在资料较少或者没有开采的一般地区，往往应完成一个完整的勘查工作程序；而在已经开采的地区，一般只要进行补充工作。具体工作内容详见图3-6-1。图3-6-1供水水文地质勘查工作内容框图（三）工作程序勘察工作程序各个阶段及其先后次一般是：接受任务—确定工作方案—编制勘察纲要—野外作业—资料整理——提出报告——检查验收——质量评定等。（四）勘察阶段的划分和主要工作1.规划阶段 该阶段一般工作范围大，工作精度相对较低，一般不要求解决专门性的水文地质问题。主要进行供水文地质测绘工作，要求基本查明水文地质条件，对地下水资源进行初步评价。它是供水水文地质勘查的基础工作，或者说是勘查的前期工作。前期工作精细，则可为后期减少工作难度，节省工作经费。水文地质测绘在某些文献中也称之为水文地质调查，不同的工作目的，调查任务亦不同。2.初勘阶段通过初步的水文地质勘察，应查明区域水文地质条件和确定供水水源地的具体位置，当然，这不是最后的方案，有时会提出几个反方案，加以论证比较，确定最终方案。3.详勘阶段该阶段工作是在已选定的水源地范围内进行，工作范围小，但是精度要求高。除了应详细查明水源地的水文地质条件外，还应取得各种水文地质参数，观测地下水动态变化（不应少于一个水文年），详细评价水源地水量、税制，提出合理的开采方案。4.开采阶段在水源底投产后，应加强地下水的长期动态观测和其他环境地质问题的观察，验证地下水资源评价的结论，必要时应对评价结果进行修正。为水源地的扩建或改建提供依据，并为地下水资源管理提供科学依据。 应指出的是，我国地域广大，自然地理条件的复杂程度差异较大，水文地质条件和研究程度差别很大，某项工程或者城市用水要求也不尽相同，所有这些因素都直接影响勘察工作内容和深度，因此实际工作中必须因地制宜确定勘察阶段。也就是说既要按勘察顺序进行工作，又要根据具体情况，不必完全按照四个阶段进行，采取一定灵活性，可以适当合并不同阶段的工作，以节省工作量和缩短工期。（五）供水水文地质勘察工作大纲（设计）的编制供水水文地质勘察工作大纲的主要内容包括：供水水文地质勘察的目的、任务，委托单位，工作期限，勘察区水文地质研究程度，确定所属勘查阶段，勘查工作量布置的依据和勘察方法，各项工作的技术要求，勘查工作进度计划，工程概算，材料设备计划，人员组织，拟提交的成果等。工作大纲是指导和进行供水水文地质勘察工作的依据。（六）供水水文地质勘察报告书编写要点供水水文地质勘察野外工作结束后，应编制供水水文地质勘察报告书。在报告书中，应附有全部野外实际资料。在分析和整理资料的基础上，要对供水水源在水质和水量方面提出科学的结论，并重点论述地下水开采量的评价依据及其精确度以及拟建水源地的位置和方案。二、供水水文地质测绘（一）测绘的主要任务基本查明勘察区内地质条件，主要包括：地层岩性剖面、地质构造特征、地貌特征和第四系沉积物成因类型等。基本查明区内含水层岩性、分布规律、埋藏深度、富水性、地下水类型、地下水补给、径流、排泄条件，确定出区内有无开采价值的含水层位(或富水带)，以及这些含水层(带)的分布范围、埋藏条件和边界特征。 对主要开采含水层的水文地质参数、地下水动态作概略了解，并对地下水资源的水质、水量作概略评价。（二）测绘的范围规划和初勘阶段：对于大型的供水工程项目，至少要求包括完整的水文地质单元。当不能满足需水量要求时，应扩大为2个或更多个水文地质单元。当设计需水量不大，而含水层延伸范围广阔时，则应根据开采时可能形成的补给范围来确定水文地质测绘的范围。详勘阶段：水文地质测绘的范围可适当缩小，测绘范围略大于地下水资源计算模型的外围边界。（三）测绘比例尺规划阶段：1:10万～1:5万初步勘察阶段：1:5万～1:2.5万详细勘察阶段：1:2.5万～1:0.5万（四）测绘的观测项目着重研究区内含水层的岩性、埋藏深度和储水构造，各含水层间的水力联系，地下水与地表水体间的水力联系等，以评价含水层的富水程度及其供水的意义。主要包括地质调查、地貌调查、地下水调查。地下水调查内容：地下水天然露头：泉水、地下河湖 地下水人工露头：井、钻孔、试坑、老窖地表水体：河流、湖泊、池塘、渠道、水库植物（五）测绘研究内容1.松散沉积层地区天然露头剖面较少，在进行水文地质测绘时，除地面调查工作外，需配合一些轻型勘探(如试坑、探槽、浅钻或物探等)，井、孔调查，以及民井简易抽水试验或渗水试验等。测绘工作的重点应该放在地貌条件和代表性地质—水文地质剖面的研究上。2.基岩地区宏观地分析区域构造特征与区域地下水补、径、排条件和富集条件的关系。确定和研究基岩含水介质的类型、裂隙或岩溶的分布规律。确定地下水赋存的富水部位(地层层位或构造部位)、蓄水构造类型等。在岩溶地区，除上述外，应把工作重点放在与岩溶发育有关因素的研究，以及区域岩溶水动力条件、水循环系统与岩溶发育部位和强度关系的研究上。（六）开采地区水文地质调查1.任务要求在加深对水文地质条件认识的基础上，通过建立地下水数学模型，提高地下水资源评价精度，预测水位变化趋势，为优化和调整开采方案提供依据； 对已经出现或可能出现的与地下水开采有关的环境地质问题，如地面沉降、海水入侵、水质污染等，提出治理或预防措施的建议；研究解决水源扩建或后备水源地问题（包括远距离或跨流域取水）或研究人工补给地下水可行性问题。2.调查内容调查主要内容为：开采现状调查、补给条件变化的调查、边界条件的确定、地下水水质恶化和污染调查、与地下水开采有关的环境地质调查、人工补给条件调查（七）水文地质物探在水文地质测绘工作阶段中，一般情况下，往往同时进行水文地质物探工作。该项工作可以弥补地面调查工作的不足，初步了解地面以下的情况。例如，可以初步确定覆盖层、风化层的厚度，基岩的起伏情况和列席的富裕情况，岩溶发育的主导方向和深度，孔隙含水层的分布、埋深、厚度，探测地质构造和规模，探测县淡水的界面等。应注意的是，水文地质物探成果可以为钻探工作提供资料，但是，它不能代替钻探工作。常用的物探方法有：电阻旅法、自然电场法、测井法、地震法等等。 水文物探技术能够提供多种描述地质介质体的物理参数，并且具有速度快、成本低和不破坏地质环境等优点，因此，在水文地质勘探中得到了广泛的应用。近些年来，水文物探取得的主要进步有以下三个方面；一是核磁共振技术应用在地下水找水工作上，并取得了较好的效果；二是计算机与各种水文物探联合应用，提高了仪器的解译效率与精度；三是水文物探技术从过去的较为单一的工作（找水、定井、确定含水层），扩大到确定地层、构造等方面，尤其是扩大到地下水等。水文物探技术应用较广，方法也较多，主要有地震法、电法和探地雷达等，这方面的专业书籍很多，这里主要对这三种方法简单介绍。1.地震法地震方法是水文物探的主要方法之一，它是通过人工激发和接收地震波的运动学和动力学特征来判别地质或水文地质问题。用于物探的地震勘探方法有近十种，用于水文地质方面的主要是反射地震、折射地震、垂直地震、面波勘探三维地震等，下面仅介绍几种。（1）反射地震反射地震是浅层地下水勘察中应用较多的一种地震方法，上个世纪80年代应用于水文地质和工程地质领域，目前，在50～60m的浅层地下水勘察中效果较好。（2）折射地震 折射地震时应用于地下水勘察中较早的地震方法，但是，由于它灵敏度和分辨率不高，近些年已逐步被反射法所代替。（3）垂直地震剖面该技术是前苏联在20世纪70年代研究成功的一项技术，很快被广泛采用。该方法记录的垂直地震剖面可提供钻孔以外的详细的、高分辨率的图像，适用于地质条件复杂的地区。但是，该方法使用起来比较复杂，费用较高，一般石油系统使用较多，地下水勘察中很少使用。（4）瑞雷波勘探瑞雷波是由P波和SH波干涉生成的表面波。近十几年来，对瑞雷波的应用研究发展很快，并在水文地质工程地质实际勘探中得到广泛应用。瑞雷波勘探是利用人工或机械震源产生所需频率范围的瞬态激励，通过测量不同频率瑞雷波的传播速度，根据瑞雷波的特性，来探测不同深度的岩土介质。瑞雷波在分层介质中的传播，具有明显的频散特性，瑞雷波的波长不同，其穿透深度也不同。利用瑞雷波的特性，可以调查介质的物性变化，对沉积地层进行物性分层，探查地下空洞和掩埋物体。该方法出现仅有十几年的时间，确以其设备轻便、资料直观、浅层分辨率高、应用范围广、方便、快速、造假低等特点，受到生产和科研部门的高度重视。随着该方法理论和时间的深入，今后在水文地质工程地质方面的应用前景将更加广阔。 2.电法勘查物探工作应用于地下水的勘察，电法是较早的方法之一。近些年来，电法在仪器方面有较大进展，主要是比较成功的移植了地震仪器的成功经验和技术。电法种类较多，下面介绍的是常用的几种。（1）瞬变电磁法该法利用接地电极或不接地回线通以脉冲电流，在地下建立起以此脉冲磁场，在此激励下，地质体将产生涡流，其大小与地质体的电特性有关。一次场间歇期间，该涡流将逐渐衰减并消失，产生一个衰减的二次感应电磁场。通过仪器将二次电场的变化接收下来，经过处理，可以解译出与地下水有关的地质和构造资料。计算机的发展给瞬变电磁法的仪器改进打开了空间，出现了一批先进的仪器（如GeonicsPROTEM47，SirotemMK3，BisonTD2000等），这些仪器对于10～200m浅层具有较高的探测能力。（2）EH-4电磁法成像系统及其应用EH-4电磁法成像系统是一套电磁信号自动采集和处理装置，目前主要有美国EMI和Geometrics公司联合开发、生产。这种仪器将可控音频大地电磁法（CSAMT）和大地电磁法的两种仪器有机结合起来，实现了10～100kHz范围内信号连续采集。这套系统轻便灵活，分辨率高，不受高阻盖层的影响，可用于单点或连续剖面的测量。 近十几年来，电磁法仪器系统发展很快，并向一机多能的现代地面电磁系统方向发展。这些仪器有的适于浅层地下水的勘查，有的适于较深的地层，在使用中应根据需要探查的内容选择适宜的仪器。3.探地雷达（GPR）探地雷达（GPR）已经有近百年的研究历史，但是，真正研究成功是在上个世纪的70年代。GPR技术具有高分辨率的特点，其他物探方法无法比拟。进入本世纪以后，GPR技术又有了长足的进步，伴随数字科学的发展，仪器不断更新换代，资料采集、数据处理、图像显示以及解译技术不断革新。上个世纪末期，GPR技术开始应用于水文地质工程地质领域，成为一种重要的调查工具。但是，该设备造价较高，目前应用的尚不广泛。GPR技术已经从开始时期的单点采集过渡到连续采集。在发射/接收天线的组合上，一般利用共偏移距法、共中心点法或共振源法采集资料。4.核磁共振（NMR）技术地面核磁共振找水技术是目前唯一可用于直接探测地下水的物探技术。利用该项技术可以获得什么地方有水、有多少水以及含水层的相关信息。该项技术出现在上个世纪80年代，之后，该项技术在多国、不同地质条件下的实践表明，效果良好。该仪器发明初期，抗干扰能力低，探测深度较浅，因此限制了该项技术的广泛应用；在20世纪末期，由俄罗斯和法国联合对仪器进行了改进，目前勘查深度可以达到100～150m。核磁共振仪器价格较高，难以推广，我国引进的较少。 三、供水水文地质钻探（一）钻探的目的查明含水层或储水构造的数目、埋深、厚度、岩性和类型，及其在水平方向和垂直方向上的变化规律；测定各含水层中的地下水位，查明各含水层的水力性质，各含水层之间以及含水层与地表水之间的水力联系；查明地下水的物理性质和化学成分及其变化规律；按观测孔、水文地质试验孔或生产井(孔)的工艺要求成孔井提交使用。（二）钻探的任务钻探工作的主要任务是：（1）按照钻孔设计进行钻进、取样、鉴别地层，井确定变层位置；（2）测量水位、孔深、孔斜、冲洗液消耗量，观测井记录涌砂、气体逸出、涌水等现象；（3）在钻孔中作隔离含水层的试验、采取水祥、测量水温，或进行简易抽水试验；（4）按成孔(井)的工艺要求，在钻孔内安装井壁管、滤水管、沉淀管，回填滤料及管外封闭等； （5）利用钻孔进行物探测井；（6）利用钻孔进行水文地质试验或地下水动态观测；（7）绘制钻孔综合柱状图，提交钻探成果。（三）钻孔的类型根据钻探工作任务的不同，钻探孔的主要类型有以下四类：地质孔（地质勘探孔）水文地质试验孔勘探生产孔（探采结合孔）观测孔（四）钻孔布置的原则（1）勘探钻孔的布置要在充分利用已有资料，并在水文地质测绘和地面物探的基础上进行。当水文地质条件简单或已有水文地质资料能满足布孔要求时，也可直接布置勘探钻孔。（2）勘探钻孔的布置要与勘察任务要求、勘察阶段、地质和水文地质条件、资源评价方法相适应。 （3）勘探设计中应确定勘探施工顺序，先施工主要的勘探线和控制孔，应根据先疏后密、先浅后深的原则，并根据钻进过程中获得的资料，结合物探成果，适当调整原设计方案。（4）文地质勘探孔应尽可能地结合其它目的，做到一孔多用，如供水勘探孔可作为开采孔，部分钻孔可作为长期观测孔等。对于多种用途的勘探孔，应在设计时注意钻孔的结构和要求。（5）当具体选定孔位时，还要考虑钻探施工的便利条件，如交通、供水、排水、供电等，少占或不占农田，不危害周围建筑物的安全等具体条件。（五）松散层地区勘探线的布置在不同地区进行勘查，其勘探线的布置要求也不同。在松散岩类分布区，勘探线布置应需要考虑的问题向见下表。表3-6-1松散岩类分布区勘探线布置要求类型勘探线的布置山间河谷、冲积阶地地区垂直地下水流向或横切各地貌单元布置。在傍河或在河床下取渗透水时，应结合拟建取水构筑物类型布置垂直和平行河床的勘探线冲洪积平原地区垂直河谷或地下水流向布置冲洪积扇地区 先沿扇轴布置勘探线，选择富水地段，再在富水地段布置垂直扇轴（或垂直地下水流向）的勘探线滨海沉积地区先垂直海岸线布置，查明咸淡水分界面，然后在分界面上游选择一定距离（按咸水不能入侵到拟建水源地考虑），垂直地下水流向布置勘探线（六）基岩地区勘探钻孔的布置基岩地区不知钻孔与第四系松散岩类有着较大的差异，其主要原因是绝大多数基岩分布区含水层发育不均匀。（七）钻探中的技术要求钻探工作的技术要求主要为：对钻孔止水要求对钻孔冲洗液的要求对钻孔孔斜的要求水文地质观测与编录这些技术要求在相关的技术规范中有详细要求，这里不再赘述。表3-6-2基岩地区勘探孔的布置要求类型勘探钻孔的布置 碎屑岩地区布置在下列富水地段：厚层砂岩、砾岩分布区的断裂破碎带；褶皱轴迹方向剧变的外侧；岩层倾角由陡变缓的偏缓地段；背斜的倾没端和向斜轴部等构造变动显著的地段；产状近于水平的岩层的裂隙密集带和共轭裂隙的密集部位；碎屑岩与火成岩岩脉或侵入体的接触带附近；地下水的集中排泄带可溶岩地区除按碎屑岩地区规定布置外，还宜布置在可溶岩与其他岩层的接触带，裂隙岩溶发育带和岩溶微地貌发育处岩浆岩和片麻岩地区布置在断裂破碎带、岩脉发育带、不同岩体接触带、弱风化裂隙发育带以及原生柱状节理和原生空洞发育层四、供水管井结构设计（一）孔深的确定（1）供水管井的开采孔深一般应穿过目的开采层(带)，达到隔水层顶板以下3～5m，对于厚度不大的(小于30m)孔隙含水层和多数的基岩含水层(主要含水裂隙段的厚度亦不大)，一般均采用完整井形式取水；（2）对大厚度(大于30m)的含水层或多层含水层组，需视具体情况确定开采深度，采用分段取水形式确定各过滤器埋置深度和长度，进而确定开采孔深度。（二）井管和钻孔口径 （1）井身结构：一径(同径)到底和异径到底两种类型。（2）钻孔直径的大小主要取决于供水管井的设计取水量、凿井设备的能力、所用井管、水管口径和人工填砾的厚度。在松散层中，钻孔口径应为井管直径与两倍填砾厚度之和。其中，井管直径是依据供水管井的设计取水量选择水泵型号，进而确定所需的井管直径，填砾厚度根据含水层岩性而定。在基岩中，如果孔壁相当稳定，可不下过滤器。但上部若为松散层或岩石比较破碎，则应下入井壁管。对于基岩裸井，则要求孔(井)径比抽水设备铭牌标定的井管公称内径大50mm。当基岩含水带较破碎且不稳定，或溶洞中含泥砂等情况则需下入过滤管。（三）过滤器设计1.过滤器作用防止井壁坍塌，延长管井使用寿命；在抽水时防止井壁外含水层中细颗粒等涌入井中，及减少水流阻力，增加汇水面积，增大井涌水量。2.过滤器分类按过滤器的材料不同，分为钢制或铸铁过滤器、钢筋混凝土过滤器、砾石水泥过滤器以及硬质塑料（聚乙烯）过滤器等；按过滤器孔隙形式不同，可分为圆孔过滤器、条孔过滤器，以及桥形孔过滤器、帽檐孔过滤器； 按过滤器结构形式不同，可分为钢筋骨架过滤器、缠丝过滤器、包网过滤器、笼状或筐状过滤器、贴砾过滤器和模压过滤器等。（四）洗井1.目的洗井是为了清除停留在孔内和渗入含水层中的泥浆和孔壁泥皮，带出阻塞于含水层空隙与过滤器中的细粒物质，疏通含水层并在井周围形成天然滤层，借以增大井周围的渗透性，达到增加井出水量和减少井水的含砂量的目的。2.洗井方法（1）机械洗井包括活塞洗井法、空气压缩机洗井法、水泵抽压洗井法、充孔器洗井法、各种联合洗井法。（2）化学洗井液态二氧化碳洗井、液态二氧化碳配合注酸洗井法、多磷酸钠盐洗井法等。五、水文地质试验（一）水文地质试验目的在野外观场条件下确定含水层水文地质参数、查明地下水与地表水之间、不同含水层之间的水力联系等，为进行地下水资源定量评价提供可靠的依据。（二）水文地质试验种类抽水试验、回灌试验、渗水试验、注水试验、压水试验、连通试验和地下水的流向与流速测定等。（三）抽水试验的目的 以地下水井流理论为基础，在井孔中抽水并观测孔中流量变化与渗流场在时间上和空间上状态分布特征的变化，以达到查明水文地质条件，定量地评价井和含水层的水量，确定水文地质参数，为合理开发地下水提供依据。（四）抽水试验的任务（1）测定钻孔(井)涌水量与地下水水位降深的关系，计算钻孔单位涌水量和最大可能涌水量；（2）确定含水层的水文地质参数；（3）测定抽水降落漏斗的形态及其扩展过程；（4）揭示地下水与地表水以及不同含水层之间的水力联系；（5）确定含水层(或含水体)边界位置及性质；（6）进行开采模拟，提供设计井群开采型式所必需的有关数据。（五）抽水试验的类型（1）按所依据的井流理论，可分为稳定流抽水试验和非稳定流抽水试验。（2）按抽水试验中抽水孔和观测孔的不同位置，可分为单孔、多孔、干扰井群抽水试验。（3）按抽水井的类型，可分为完整并和非完整井抽水试验。（4）按试验段所包含的含水层情况，可分为分层、分段及混合抽水试验。（六）抽水主孔的布置 抽水孔主要布置在：未来供水的主要开采层；含水层厚度较大，或含水较丰富地段；地表水与地下水可能有联系的地段以及断层带或岩溶发育带等；有代表性的控制地段，如各不同参数分区、边界等。（七）观测孔的布置（1）观测孔在平面和剖面上的布置取决于试验任务、精度要求、规模大小、试验含水层的特征；（2）观测孔的布置应考虑资料整理和计算方法等因素；（3）为消除“井损”或‘水跃”的影响，只在抽水孔近旁布置一个观测孔即可。为求得可靠水文地质参数，根据含水层性质和地下水径流条件可布置1～4排观测孔。（八）抽水试验的技术要求1.稳定流抽水试验的技术要求（1）水位降低（2）稳定延续时间（3）水位及流量观测2.非稳定流抽水试验的技术要求（1）流量和水位观测（2）抽水延续时间 3.水温和气温观测一般每2～4h观测一次水温和气温，必要时需记录地下水的其他物理性质等。4.水样的采取在抽水试验结束前，取水样做化学全分析和细菌分析，或某些特殊项目分析。（九）抽水试验设备及用具（1）抽水设备常用设备有：卧式离心泵、深井泵、空气压缩机。（2）测量流量用具常用的测量工具：堰箱、孔板流量计、YKS－1型叶轮式孔口瞬时流量计、水表（3）水位的测量用具电测水位计、浮标水位计、压力式水位计、电容式水位计、超声波水位计（十）抽水试验现场资料整理（1）若按稳定流计算，则应整理绘制下列图件：绘制主孔水量、水位降探与时间过程曲线图；有观测孔的试验，应绘制各观测孔水位下降历时曲线；绘制水量与水位降深关系曲线图；绘制单位涌水量与水位降探关系曲线图；绘制水位恢复曲线图。 （2）按非稳定流汁算，应绘制的图件有：绘制水位降深与时间过程曲线；绘制水位降深与时间对数关系曲线；绘制水位降深与时间双对数关系曲线；绘制观测孔水位降深与主孔距离双对数关系曲线；绘制水位恢复与时间对数关系曲线。（十一）抽水试验室内资料整理野外抽水工作结束后，室内整理工作主要有：绘制钻孔抽水试验综合成果图；计算含水层水文地质参数；推算钻孔最大涌水量；编写抽水试验工作总结。（十二）回灌试验（1）试验目的地下水人工回灌又称人工补给，在拟进行地下水人工补给的地区，需先进行回灌试验，以确定回灌量与水位上升的关系，回灌后的水位、水温、水质的变化趋势，以及回灌井的合理布置等。（2）补给方法主要采用的方法有：地面渗水补给法、诱导补给法、管井地下灌注法等。（十三）渗水试验渗水试验是测定包气带松散岩层渗透系数的简易方法。常用的试验方法有试坑法、单环法、双环法。砂性土：试坑法或单环法渗水试验粘性土：要考虑毛细作用所造成的侧向扩散影响，多采用双环法渗水试验。（十四）地下水实际流速的测定（1）测定目的 确定地下水的补给方向和强弱径流带的位置。有时尚可根据地下水的实际流速计算地下水的过水断面流量。在某些强富水层中测定地下水的实际流速，常常是为了判别地下水运动性质（层流或紊流）的需要。（2）测定方法采用的主要方法有：指示剂法和物探方法。（十五）连通试验（1）试验目的查明岩溶地下水运动方向、速度，地下河系连通延展、分布情况，地表水与岩溶水转化关系，各孤立岩溶水点之间关系。试验必须在地质测绘的基础上，有确切的地质依据确认有连通的地段上进行。（2）试验方法试验方法主要有：水位传递法和指示剂法。（十六）同位素测试技术环境同位素方法可以测定地下水年龄，测定地下水温度，示踪地下水运动，和地下水中化学成分的运移，确定地下水补给位置、补给范围，确定地下水成因，判断各含水层之间和与地表水之间的水力联系。第四章地下水资源规划 地下水资源开发利用规划是水资源规划体系的重要组成部分，其目的是为水行政主管部门指导地下水资源的合理开发利用与有效保护提供科学依据。地下水资源开发利用规划，是以科学发展观和可持续发展战略为指导，且需适应经济社会发展对地下水开发利用的要求，从地下水资源状况及其开发利用的实际出发，针对地下水开发利用中存在的突出问题和主要矛盾，以改善生态环境、实现地下水资源持续利用为目标，坚持因地制宜、分类指导、突出重点，为实现地下水资源的合理开发、高效利用、强化管理、有效保护而进行系统的规划工作，从而保障经济和社会的可持续发展，促进生态环境的良性循环。第一节地下水资源开发利用规划的原则与内容地下水资源规划通常应遵循以下原则：（1）地下水与地表水统一规划原则地下水与地表水两者之间存在着互相联系、互相转化的密切关系，是构成水资源的主体，因此必须实施统一调度、统一规划。在规划时，首先充分利用当地的地表水可供水量，然后再具体分析地下水的开采潜力，确定回灌补源工程规划及开发利用工程规划，做到合理开发利用地下水资源。（2）坚持水资源开发利用与经济社会协调发展的原则水资源开发利用要与经济社会发展的目标，规模，水平和速度相适应，并适当超前。经济社会的发展要与水资源的承载能力相适应，城市发展，生产力布局，产业结构调整以及生态环境建设都要充分考虑水资源条件。 （3）坚持开发与保护并重原则地下水资源开发利用对国民经济和社会发展起到了积极的促进作用，而伴随着开采能力和开采水平的逐年提高，地下水开发也产生了许多不良后果。因此，在制定地下水资源规划时，必须把保护与开发放到同等重要位置，促进水资源和生态环境向良性循环方向发展，实现全社会经济、社会、环境的持续协调发展。（4）坚持可持续利用，力争供需平衡的原则本着开源与节流并重和水资源源可持续利用的原则，合理高效地开发利用有限的地下水资源，达到促进国民经济持续稳定健康发展的目的。根据供水的可行性统筹安排各方面用水。按照优先保证生活用水、合理兼顾工农业用水的顺序安排供水，同时进行供需协调，力争实现各规划分区水资源的供需平衡或基本平衡。第二节地下水资源规划内容地下水资源规划内容较多，大体上如图4-2-1所示。一、地下水资源调查评价（1）地下水资源数量、质量评价 在充分收集评价分区水文、气象、监测、水文地质等方面资料的基础上，采用合适的方法计算各类水文地质参数，评价各项补给量、排泄量，对现状条件下地下水资源的数量与质量做出评价，包括地下水资源的数量，天然水化学状况及重点区域现状水质状况等。（2）地下水资源可开采量计算在充分考虑含水层系统供水能力、开采技术能力、生态环境效应的基础上，对评价区域内的超采区与未超采区，平原区与山丘区，重点水源地等的可开采量分别进行计算。（3）地下水资源时空变化分析对各区地下水资源量的时空分布及动态特征做出分析，并就人类活动对地下水资源各项补给量、排泄量的影响，做出相应的分析说明。二、地下水资源开发利用现状评价（1）地下水资源开发利用现状调查分析主要针对区域内水资源尤其是地下水资源的供，用，排，耗做出调查分析与评价。分析各分区供水水源构成及其变化趋势，分析各产业部门用水的结构及变化趋势。此外，还应分析与水资源开发利用相关的社会经济发展状况及其演变趋势，以及对水资源利用的影响等。（2）现状地下水水质及污染分析 以地下水质量标准（GB/T14848-93）为依据，对评价区域目前开采利用的浅层或深层地下水水质状况进行评价。根据监测资料情况，以供水水源地等重点区域为主要评价对象。调查分析主要污染源与污染物，对地下水污染影响因素做出合理分析。（3）地下水超采状况及超采区划分依照地下水开采系数并结合多年地下水水位动态观测资料、水质污染资料和地面沉降观测资料进行超采区与未超采区的划定。分析计算超采区与严重超采区的面积、分布范围、超采量等主要指标。分析未超采地区的分布范围、开采条件及近期增加开采量的可能性。（4）地下水开采引起的环境地质问题分析对因开采引起的地下水漏斗、含水层疏干、地面沉降、海水入侵等环境地质问题进行逐一分析，重点描述分布范围与面积，成因与变化趋势，社会经济影响程度等。此外，还需对地下水资源开发利用中存在的弊端与不足进行总结陈述。三、水资源需求预测地下水资源是水资源的一部分，在地下水资源开发利用规划中必须要考虑水资源的总体情况，尤其是某一区域水资源供需分析中，必须全面考虑水资源的情况，从而确定地下水资源应承但的作用。（1）经济社会发展目标预测 根据相关国民经济发展规划，合理确定经济增长速率等重要指标，进而预测不同水平年不同分区内的城市化水平、人口规模、各产业产值等国民经济数据。预测计算时，要充分考虑水资源量及其分布，各分区水资源可利用量、承载能力、开发利用潜力的制约。（2）生活与生产需水预测在综合分析当地产业结构调整，经济增长方式转变，水资源条件变化等的基础上，按照节约用水和可持续利用的原则，针对各类需水部门，相应地采取适合的预测方法，做出不同水平年不同保证率下的需水预测。（3）生态环境需水预测生态环境需水量是指为改善生态环境或维持生态环境质量不至于下降所需要的水量。按河道内和河道外分别进行预测，根据各分区、各流域水系不同情况，分别计算河道内和河道外生态环境需水量。四、水资源供水潜力分析与预测（1）现状供水工程潜力分析对进一步挖掘已建水源工程的供水潜力进行估算，包括地表水和地下水，当地水资源和跨地区，跨流域调水工程，通过除险加固，优化调度，配套挖潜等措施增加的供水潜力分析。（2）增供水量计算 按照区域的供水系统，依据系统来水条件、工程状况、需水要求及相应的运用调度方式和规则，分析预测不同水平年不同保证率下地表水和地下水源的增供水量，重点计算未超采区域内的地下水可供水量和超采区域内实施压采后的地下水可供水量。（3）非传统水源开发潜力分析包括海水利用，雨水及洪水利用，微咸水利用等。要在摸清现状用水条件，水源分布及其特点，用户使用可行性的基础上，通过技术经济比较，估算其潜力，确定利用措施与使用用途。五、水资源供需平衡分析根据不同区域不同规划水平年的经济社会发展目标要求和水资源条件，拟定多种可能的供需方案组合，进行水资源的动态供需平衡分析。遵循公平、高效和可持续利用的原则，通过各种工程与非工程措施，考虑市场经济的规律和资源配置准则，通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施，对多种可利用水源在区域间和各用水部门间进行调配。六、未超采区地下水开发利用规划未超采区地下水资源规划的重点是地下水可开采潜力的充分合理开发和机井建设规划。充分考虑不同区域内社会经济特点及水资源条件，根据不同供水用途，制定相应的规划。如是城镇水源地，应进行水源地建设规划，如是农灌区，应进行井灌区规划等等。这里应指出的是，未超采区地下水资源开发利用规划要充分考虑地下含水层的富水性和补给条件，合理规划开采井的的数量、井间距离，并应进行开采总量控制，总体规划的开采量原则上不大于该区可开采量。 七、超采区地下水保护规划超采区规划的首要目的是逐步压缩地下水开采量，实现地下水的补排平衡，修复与保护地下水。制定切实可行的逐步压采、限采措施，因地制宜规划人工补给、地下水库等多类回灌补源工程，恢复抬升地下水位。第三节地下水资源规划工作程序一、规划大纲及技术细则的编写（1）规划技术大纲编写规划技术大纲市规划的首要工作，是及规划所必须遵从的重要依据和技术要求。大纲的主要内容应包括：指导思想、总体目标、基本任务、基本原则、主要技术路线、主要工作方法、规划范围及分区、规划水平年、成果要求、进度安排等总体要求。（2）技术细则细则技术是在大刚完成以后，具体规定各项工作的方法、手段和技术要求，并主要针对规划工作中的重点与难点，解决有关的技术问题。二、规划编写的组织与协调 规划工作的组织与协调是地下水管理者的主要工作。（1）明确分工在规划开始编写之前需成立由相关专业技术人员组成的规划编制组，明确技术负责人和各项工作责任人，合理安排分工与工作进度。为保证规划编制工作的顺利开展，提高编写质量，还应成立协调领导小组和技术顾问小组，分别负责部门间工作协调和技术咨询工作。（2）加强协调地下水资源开发利用规划涉及面较广，设计的部门较多，协调工作往往不是技术人员所能完成的。地下水资源的管理者应承担起规划的组织协调工作，在规划编制的过程中，及时发现问题，及时协调和解决问题，切实保障高效高质量地完成规划编制工作。（3）规划的管理工作管理者在接受任务后，首先要确定规划工作的技术伙伴；大纲编制完成后，地下水管理人员应组织专家进行审查，听取修改意见，经修改完善、审查通过后推行实施。在大纲和细则编制过程中，管理者除应审查大纲能否满足规划工作要求外，尚应考查合作伙伴的技术水平、工作能力、完成规划工作所必需的条件等。三、规划内容的编写 地下水资源规划的主体内容包括地下水资源调查评价及开发利用现状评价，需水预测，供水预测，供需平衡分析，超采区与未超采区规划等七项。规划编写之初，要做好基本数据资料的收集与分析整理，基础资料是整个规划工作的基石，基础资料的优劣在很大程度上决定了规划的质量。随后各项工作的开展应严格依照技术大纲的要求进行，不得擅自变更规划要求及内容。四、规划成果的咨询与完善规划阶段成果及总体成果完成后，应及时组织召开一定规模的专家咨询会，咨询专家除包括相关技术领域专家外，还应基本涵盖规划所涉及的环保、城建等政府部门，广泛征求专家意见，然后对规划报告修改完善，最终形成报告审查稿。五、规划验收与鉴定依照工作进度安排，规划主管部门负责组织召开规划验收会议。一般规划的验收应进行中期验收和最终成果验收。中期验收是在评价工作完成之后，主要是验收评价成果是否合理和存在的问题，为下一步规划作好准备；在整个规划工作完成后，应召开规划成果鉴定会议，对成果进行最后验收。六、规划的报批与实施地下水资源规划在编写完成，经审核验收通过后，应由水星正主管部门尽快上报相关政府部门，进行规划的报批工作。 第四节地下水资源规划编制一、地下水资源调查评价调查评价工作分地下水资源数量评价和质量评价两个方面。地下水资源数量的评价，目前多采用水均衡法或数值法。平原区以计算区域地下水总补给量评价其地下水资源。总补给量中包括降水入渗补给量、侧向径流补给量、地表水体（河、湖、库、渠）渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量、人工回灌补给量、井灌回归补给量等。总补给量中扣除井灌回归补给量即为地下水资源量。山丘区以总排泄量来表示地下水资源量。总排泄量中包括河川基流量、侧向径流流出量、山前泉水出露量、河谷地带人工开采量以及潜水蒸发量等。在评价工作中，除对地下水资源总量给出科学合理计算外，还应对地下水可开采量进行计算评价。地下水资源可开采量评价的地域范围为目前已经开采和有开采前景的地区。平原区的多年平均浅层地下水资源可开采量是评价的重点。地下水质量评价，包括地下水水化学特征分析、地下水质量现状评价、不同质量地下水资源量和地下水可开采量估算，重点地区水污染分析。关于地下水资源调查评价部分的编制可参见第三章内容。二、地下水资源开发利用现状评价 水资源开发利用现状调查评价主要包括社会经济、供水工程、供用水量及水源构成、耗排水量调查，分析水资源开发利用程度、用水水平及开发利用中存在的问题等。主要工作包括收集地下水资源量、可开采量及分布情况、地下水超采情况、地下水开发利用规划等资料。重点对不同用水部门不同行业内的地下水供水量及所占比例进行统计分析。地下水供水量统计要求区分潜水与承压水。地下水超采区应按照《地下水超采区评价导则SL286-2003》进行划分。将地下水资源开发利用程度分为地下水严重超采区、一般超采区、采补平衡区和尚有潜力区。环境地质问题调查分析，应包括泉水干枯、水源产水量衰减、水位下降漏斗、水质污染、地面沉降、地面塌陷、地面裂缝、海水入侵等。对地下水漏斗要调查统计漏斗面积、中心水位埋深、下降速率及累计超采量；对地面沉降要调查统计沉降面积、最大降深及沉降速率；水质污染要调查统计污染范围、污染层位和污染程度。三、水资源供需分析需水、供水预测成果应保持与其它相关规划，特别是流域或全国水资源综合规划成果的一致性，同时要侧重地下水源的供需预测。注重城镇地下水水源地、农业井灌区的需水量分析与可开采量计算。 地下水的开发潜力以地下水可开采量作为控制条件，分析未超采地区的分布范围、开采条件及近期增加开采量的可能性。通过多次供需平衡分析，经各计算成果间反复协调，努力实现各计算区供需平衡或基本平衡。如果确实存在缺水区域，应分析缺水程度与缺水原因，，寻求解决供需矛盾的途径。四、未超采区地下水开发利用规划有开采潜力的区域，在采补平衡的前提下，根据社会经济发展对地下水资源的需求，适量逐步加大开采力度，增加供水。在采补平衡区，应维持现状开采量，调整开采布局，优化开采井分布。在规划中，要估算年度新增机井数量及投资分配。针对已经遭到污染的区域，在水资源调查评价关于水质评价和污染源调查基础上，分析污染形成的原因，对于人为原因导致污染的区域，制定保护地下水的措施，并要根据水质状况和不同用水户的使用要求，合理确定规划开采量。五、超采区地下水保护规划超采区规划的重点是地下水系统的涵养保护。一方面，根据现状实际开采量和可开采量，综合考虑规划需水量，制定相应的切实可行的压采规划，提前做好替代水源的供水规划。另一方面，要制定回灌补给工程建设规划，包括地下水库建设，人工补给工程建设等。合理确定地下水补给效率与补给水量，人为推动地下水位恢复。第五节地下水功能区划 一、概述地下水是水资源的有机组成部分，是支撑经济社会发展的重要自然资源，也是生态与环境的重要组成部分。地下水具有服务于经济社会发展、维持环境地质平衡和维护地表生态系统的重要功能。我国特别是北方平原地区，地下水在生活饮水、农田灌溉、工业生产、城市发展和维系良好生态与环境方面发挥了十分重要作用。但是，一些地区由于过量开采地下水，导致地下水水位持续下降和部分地下含水层被疏干，引发了地面沉降、海水入侵、土地沙化等一系列生态与环境问题；一些地区由于废污水过量排放和非点源污染的不断加剧，导致地下水水质恶化，给地下水的可持续利用和生态系统带来负面影响，并制约了区域经济社会的发展。为充分发挥地下水的多种功能，合理开发利用和保护地下水资源，加强地下水管理，编制地下水开发利用与保护规划工作十分必要和紧迫。而开展地下水功能区划分工作，建立地下水管理制度的基础技术平台，是进行地下水规划、指导开发利用行为、保护生态与环境和加强地下水管理的基础工作。水资源属国家所有，具有多种功能，资源使用的合理分配和保护事关社会公平与公共安全。根据地下水的资源与环境属性，经济社会发展和生态与环境保护对地下水的要求，统筹考虑水资源的合理配置和公共资源的使用和保护准则，合理划分地下水功能区，协调地下水不同使用功能之间的关系，既是政府对公共资源宏观部署的具体体现，也是政府行使公共管理和社会服务职能的重要基础，同时是全面贯彻落实《水法》、履行水利部“三定”方案职责和促进经济社会可持续发展的需要。 地下水功能区划不同于地下水超采区划，超采是动态的，经过一段时间的开发利用，未超采的地区可能出现新的超采问题；已经超采的地区可能通过治理变成不超采的地区。但地下水功能区划是相对独立和恒定的，为地下水资源的管理可以提供相对具体科学的管理和保护指标，为地下水的生态健康树立一个科学的标尺。二、地下水功能区划分原则（1）人水和谐、可持续利用地下水功能区划分时，要协调经济社会发展和生态与环境保护的关系，确定地下水合理开发利用和保护的目标，确保地下水资源的可持续利用。（2）保护优先、合理开发地下水系统对外界扰动的响应具有滞后性，遭到破坏后，治理修复难度大，应以保护为主。地下水污染易导致地下水使用功能丧失，应全面保护；地表植被对地下水水位变化敏感的地区，应控制合理水位，保障良好的生态与环境；在不引起生态与环境恶化的前提下进行地下水开发利用。（3）统筹协调、全面兼顾统筹协调不同用水（生活、生产、生态）之间、需求与供给之间、开发利用与保护之间、不同区域之间的关系；统筹考虑地下水补给－径流－排泄的特征以及与地表水的转换关系；统筹协调地下水不同使用功能之间的关系。在地下水功能区划分时，要考虑地下水的开发利用现状、存在问题和规划期水资源配置对地下水开发利用的要求。（4）以人为本、优质优用为更好的发挥地下水在经济社会发展中的供水作用，在补给条件、开采条件和水质较好的地下水赋存区域，以生态与环境保护为约束，优先划分为对水量水质要求较高的地下水功能区。（5）因地制宜、突出重点不同区域地下水的补径排条件、开发利用现状及存在的问题和资料条件差异较大，应根据实际情况，将人类活动比较集中的区域作为地下水功能区划分工作的重点。（6）可操作性强、服务管理 地下水功能区划分是地下水开发利用与保护规划和地下水管理的基础，地下水功能区边界除考虑区域水文地质特点外，还应结合水资源分区和行政区划界线，科学合理的划分；各功能区的地下水开发利用和保护治理目标要具体明确，即易于操作，又方便管理。（7）水量、水位和水质并重在划分地下水功能区和确定地下水功能区开发利用与保护目标时，要全面考虑水量、水质和生态水位的控制要求。三、地下水功能区划分方法（一）区划体系和分类为便于各级水行政主管部门对地下水资源分级进行统一管理和监督，根据区域地下水自然资源属性、生态与环境属性、经济社会属性和规划期水资源配置对地下水开发利用的需求以及生态与环境保护的目标要求，地下水功能区按两级划分。地下水一级功能区划分为开发区、保护区、保留区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。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种地下水二级功能区，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2种地下水二级功能区，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3种地下水二级功能区，保留区划分为不宜开采区、储备区和应急水源区3种地下水二级功能区；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。地下水功能区划分体系见表4-5-1。（二）各类功能区的划分依据 地下水功能区划分的主要依据包括：地下水补给条件、含水层富水性及开采条件、地下水水质状况、生态环境系统类型及其保护的目标要求、地下水开发利用现状、区域水资源配置对地下水开发利用的需求、国家对地下水资源合理开发利用及保护的总体部署等。1.开发区指地下水补给、赋存和开采条件良好，地下水水质满足开发利用的要求，当前及规划期内（2030年，下同）地下水以开发利用为主且在多年平均采补平衡条件下不会引发生态与环境恶化现象的区域。开发区应同时满足以下条件：（1）补给条件良好，多年平均地下水可开采量模数不小于2万m3/a.km2；（2）地下水赋存及开采条件良好，单井出水量不小于10m3/h；（3）地下水矿化度不大于2g/L；（4）地下水水质能够满足相应用水户的水质要求；（5）多年平均采补平衡条件下，一定规模的地下水开发利用不引起生态与环境问题；（6）现状或规划期内具有一定的开发利用规模。开发区划分为集中式供水水源区和分散式开发利用区2种地下水二级功能区：（1）集中式供水水源区指现状或规划期内供给生活饮用或工业生产用水为主的地下水集中式供水水源。一般将现状或规划期内，日供水量不小于1万m3的地下水集中式供水水源地及其周边漏斗影响范围圈定为集中供水水源区。（2）分散式开发利用区指现状或规划期内以分散的方式供给农村生活、农田灌溉和小型乡镇工业用水的地下水赋存区域，一般为分散型或者季节性开采。开发区中除集中式供水水源区外的其余部分划分为分散式开发利用区。2.保护区 指区域生态与环境系统对地下水水位及水质变化较为敏感，地下水开采期间始终保持地下水水位不低于其生态控制水位的区域。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3种地下水二级功能区。地下水二级功能区划分主要依据如下，对于面积较小的地下水二级功能区，可考虑与其它地下水功能区合并。（1）生态脆弱区指有重要生态保护意义且生态系统对地下水变化十分敏感的区域，包括干旱半干旱地区的天然绿洲及其边缘地区、具有重要生态保护意义的湿地和自然保护区等。（2）地质灾害易发区指地下水水位下降后，容易引起海水入侵、咸水入侵、地面塌陷、地下水污染等灾害的区域。例如，沙质海岸或基岩海岸的沿海地区，沙质海岸以海岸线以内30km的区域为易发生海水入侵的区域，基岩海岸根据裂隙的分布状况，合理确定海水入侵范围。（3）地下水水源涵养区指为了保持重要泉水一定的喷涌流量或为了涵养水源而限制地下水开采的区域。例如，观赏性名泉或有重要生态保护意义泉水的泉域，有重要生态意义且必须保证一定的生态基流的山区等都可以划为水源涵养区。3.保留区保留区指当前及规划期内由于水量、水质和开采条件较差，开发利用难度较大或有一定的开发潜力但作为储备水源的区域。保留区划分为不宜开采区、储备区和应急水源区3种地下水二级功能区。（1）不宜开采区 指由于地下水开采条件差或水质无法满足使用要求，现状或规划期内不具备开发利用条件或开发利用条件较差的区域。符合下列条件之一区域，例如无地下水分布区或地下水开采条件很差的地区、地下水矿化度或其他天然水化学指标严重超标，不符合使用要求的地区等。（2）储备区指有一定的开发利用条件和开发潜力，但在当前和规划期内尚无较大规模开发利用的区域。（3）应急水源区指地下水赋存、开采及水质条件较好，一般情况下禁止开采，仅在突发事件或特殊干旱时期应急供水的区域。地下水的功能往往是复合的，保护区内也可以存在一定的开采，只要不影响生态保护的主导目标和功能；同样，开发区也不能肆意开采，否则也会诱发严重的生态与环境问题。因此，地下水功能区的科学界定主要看地下水的主导功能，同时，在保护目标确定过程中，要兼顾其他功能合理确定。四、地下水功能区管理政策地下水功能区划的主要目的是加强地下水资源的管理，保护地下水的社会经济及生态服务功能。因此，要针对地下水功能区制定相应的管理政策。（1）目标管理制度划分地下水功能区后，应分区建立地下水功能区的保护目标，包括开采量控制目标、水位目标、水质保护目标等。 地下水水位目标是进行地下水资源管理的重要控制性指标。水位目标应确定出最小埋深、最大埋深的阈值，为管理提供标准和参照。地下水的最小埋深是考虑土壤次生盐碱化控制、城市基础设施保护等需求后，确定的合理最小埋深。如果地下水埋深小于该值，应采取措施进行地下排水，降低地下水水位。同时，将排水与用水有机结合。地下水的最大埋深是考虑取水工程、地下水有效补给、生态系统、地质灾害诱发因素、水资源战略储备等因素后综合确定的地下水水位目标。如果一些地区的地下水水位埋深超过这个最大目标值，则应该禁止开采或大幅度压缩开采量，逐步恢复地下水的水位和静储量。地下水水位的控制存在两个重要的因素：一是时间上的年际变化，由于地下水具有多年调节能力，因此，允许枯水年尤其是特枯年以及出现极端事件的情况下超采地下水（地下水开采量大于多年平均的可开采量），到丰水年，再回补。因此，在地下水目标管理的过程中，要注意当年的降水条件。另外一个因素是空间上的差异性。一个地区或者地下水功能区，地下水的最大和最小埋深目标并不是统一的一个绝对值，而是随空间位置变化的，因此，应该是最大（或最小）埋深等值线。用实际地下水水位等值线与目标等值线进行叠套，得出超出目标阈值的问题区，为管理提供定量化的空间地域。（2）开采许可制度 按照地下水功能区划，保护区内，应该严格控制地下水开采（除生活饮用水外），保护生态环境。对于水源涵养区，重点加强矿山排水对地下水、重要泉水以及河道基流的影响。城市集中供水水源区，应逐步封闭和取缔分散式自备井，尤其是工业自备井。分散式供水水源区建设集中供水工程，应在严格论证基础上，重视集中开采对农用井的影响和合理补偿。对于工业建设项目，应严格控制取用地下水。禁止利用优质地下水做工业冷却等用水。地下水超采区应禁止工业开采地下水。（3）水源涵养在城市建设和工业建设项目中，要注意对地下水补给区的影响，增加城市的透水面积，减少不透水面积。城市规划和工业园区规划必须明确提出透水面积的比例控制。开展植被建设，涵养地下水水源。水源涵养主要针对地下水补给区，通过植被建设，涵养水源，增加基流，尤其是在重要泉水补给区，水源涵养是重要的泉水保护手段。（4）污染防护 在地下水补给区内，严格控制污染源，注意源头控制。对于城市垃圾堆放、加油站、输油管线、排污渠以及严重污染的地表水替，应进行地下水水质安全评估，并提出污染防治措施。（5）公众参与制度地下水功能区管理应重视全社会参与机制的建设。通过媒体等有关途径，将地下水功能区划成果公布于众，让企业及公众了解地下水保护的重要性、各类社会经济活动所在的地下水功能区以及保护要求等。五、地下水功能区监督在地下水功能区划分和有关政策基础上，应加强地下水功能区的监督管理。监督管理的前提是监测和信息，然后根据功能区目标，提出管理的对策和措施。（1）地下水监测系统目前，我国地下水监测工作还十分滞后，远远不能满足地下水管理的要求。不仅地下水监测站点少，更重要的是没有形成统一的监测网络，部门之间以及地区之间相互孤立，各自为政，信息共享不足，信息资源严重浪费。地下水监测系统的另一个主要问题是监测项目不全。国土资源部正在修订地下水质量标准（GB/T14848-93），将39项评价指标提高到100项以上。这对地下水监测又提出了更高的要求。（2）法制建设 要做到依法治水，地下水监督管理离不开法律法规。目前，我国很多省市针对地下水资源的保护已经制定了很多地方法规和规章，例如，辽宁省颁布实施了《辽宁省地下水资源保护条例》。江苏省严格加强该省其它地区的地下水管理工作，制定并发布了《江苏省地下水利用规程》（DB32/791-2005），运用地方标准科学规范地下水的开发利用。国家层面的《地下水资源管理条例》也正在起草制定当中。（3）水资源费征收和计量管理对地下水用户要严格管理和考核。建立了定量的管理制度，如江苏省每眼深井都有一个井牌、一只水表、一本取水许可证、一张抄表卡，按月或按季抄表。江苏省水利厅下达开采计划，逐级分解落实至每年深井，并不定期组织抽查和互查。同时，积极推广IC卡等智能计量设施，提高用水计量精度，大力推行“先交费、后用水”的先进管理模式。提高地下水资源费有利于地下水的节约和保护。目前，我国地下水超采严重，而地下水开采的成本却很低，地表水和地下水之间的价格倒挂问题普遍存在。水质差、保证率低的地表水供水价格一般都高于水质优良有稳定可靠的地下水，导致地下水的过度开采。提高地下水开采成本将促进水资源的合理配置。（4）公众监督与奖励制度通过制定公众监督制度，鼓励对非法打井活动的监督和举报，弥补政府监督管理上的盲点和不足。 六、地下水功能区管理存在的问题与建议水利部2005年下发文件，在全国启动了地下水功能区划工作。目前，全国地下水功能区划工作基本完成。地下水功能区划过程中，很多地方遇到了一些技术和管理问题。（1）区划范围由于地下水基础资料等方面的问题，对部分地下水功能区划的范围难以确定，尤其是集中式供水水源区，由于存在激化开采的问题，其汇水范围远超过布井范围。而对于岩溶水集中供水水源地，水源区的范围更难以确定。（2）水位标准地下水要发挥预期的功能，必须在水位上有明确的要求。例如，近海的地下水水位一般不应低于海平面，否则容易引发海水入侵和倒灌。在西北干旱的内陆地区，地下水也有一个生态水位的目标，水位太高容易诱发土壤次生盐碱化，水位太低则容易造成绿洲植被死亡。但是，由于我国在地下水生态水位方面的研究较少，除部分有研究基础的局部地区外，大部分地区难以确定地下水合理水位阈值。（3）水量标准 地下水功能区保护的重点是水量的可持续性和水质的保护。在水量方面，依据可开采量确定的保护目标基本能够控制区域性的地下水开采。但是，由于缺乏开采计量，地下水的实际开采量难以精确定量和控制，尤其是农业用水和工业自备井。因此，地下水的水量管理往往是在地下水超采后被动地实施水量调控。为了有效保护地下水资源，需要提高对地下水的科学研究和认知能力，加强地下水的监测和计量管理。第六节地下水资源规划组织实施在地下水资源规划中完成后，地下水管理人员的主要工作是组织实施该项规划。规划实施的难度远远高于规划编制的难度。一、明确实施的主体根据水法和国务院三定方案，各级政府的水行政主管部门是地下水资源规划和组织实施的主体。二、明确规划的实施重点各省（自治区、直辖市）、市（地区）地下水开发利用程度差异很大，出现的问题也大不一样，因此，地下水资源规划实施的重点必然也不同。例如大连市主要是海水入侵问题，而太原市却主要是地下水超采问题。目前，在组织实施地下水资源规划实施时，应注意以下几方面的问题：（1）地下水超采区；（2）海（咸）水入侵区；（3）地面沉降区；（4）地面塌陷区；（5）产生地裂缝区；（6）易出现荒漠化区； （7）地下水开采引发的生态环境区（湿地、历史名泉等）；（8）有开发潜力区；（9）由于地下水位上升产生的次生盐渍化区；（10）地热异常区；（11）水质异常区（包括地下水污染区、矿泉水区等）。三、制定实施方案根据地下水资源开发利用规划，制定具体的实施方案。实施方案基本可以分为两种类型：区域性方案和重点区方案。（1）区域性方案区域性方案一般是以水文地质单元和行政区为制定方案对象，换言之，既要考虑地下水资源系统性，也要考虑管理部门的可操作性和实用性。区域性方案主要采用开采总量和水位的定量控制方法，针对规划区不同的情况，确定不同区域的开采总量和控制水位。（2）重点区域的规划实施方案重点区域一般是指本节第二部分中所指出的区域，针对不同的重点区，制定不同的实施方案。例如地下水超采区，一方面要制定压采计划，一方面要制定补源计划，否则，压采计划就是一种不切合实际的计划。有关重点区的问题，涉及面较广，这里不去一一叙述。四、规划实施的保障措施 （一）强化水资源统一管理水资源是一个整体，强化水资源统一管理，是保证地下水资源开发利用规划实施的前提条件。（1）地下水资源开发利用规划必须与水资源综合规划统筹考虑实施地下水的开发利用规划应与水资源总体规划统筹考虑，应在流域、区域水资源开发利用综合规划的指导下进行统一配置。（2）制定地下水开发利用管理规定各地应根据本区地下水开发利用的实际情况，制定相依的地下水管理规定。合理确定地下水开采规模的布局，划定地下水超采区、地下水宜采区和禁采区，分类规划，严格管理。（3）加强用水定额管理和总量控制综合运用行政、经济和技术等手段，加强用水计量和用水管理，按照规划严格控制各规划区用水总量和用水定额，厉行节约用水，提高水资源的利用效率；建立合理的价格形成机制和收费制度，促进水资源的节约保护。（二）加强地下水取水工程管理地下水取水工程是指一切从地下含水层取水的工程设施，它包括开采井（管井和大口井等）、坑道取水设施、竖井或斜井取水工程、泉口取水工程以及坎儿井等。（1）现有的地下水取水工程调查与管理 对目前所有的地下水取水工程进行调查，摸清情况，这是地下水资源管理工作的要求，也是实施地下水资源规划的重要环节。调查的主要内容：取水工程的位置、取水工程的地面高程、取水工程的结构、建成时间、水位埋深、开采时的动水位、开采量、每年取水时间等。地下水取水工程管理：①对所有取水工程进行分类登记，逐个建立档案；②绘制地下取水工程为之途；③按照各个取水工程的供水情况以及所在区域地下水资源状况，下达个开采工程的取水量，即开采工程实施总量控制，必要时对某些工程的开采时间进行规定；④每年对开采设施进行巡回检查；⑤制定地下取水工程管理条例，突出奖惩制度。（2）强化地下水取水工程建设管理各地根据规划提出的任务，依据地下水资源的开发利用状况，严格控制地下水取水工程的审批，这是在源头上实施规划的重要措施。水资源主管部门，应根据管辖区域内地下水资源开发利用状况，对开采设施的布局进行适当的调控：超采区原则上开采井要合理的压缩，减少工程，不再审批新的取水工程；采补平衡区除在布局上进行调整的开采设施和更新设施，不再审批新取水工程；有开发利用潜力区，要合理布局，逐步扩大。（三）增加投入、保障地下水开发利用规划的实施在地下水管理方面，目前资金投入相对较少，应该扩大管理资金的投入。在水资源费的征收中，开采地下水资源所收取的费用，所占比例较大，但是，用于地下水管理和落实地下水资源开发利用规划资金甚少，这是应注意的问题。保障资金的投入，是落实规划的?重要一环。 （四）组织开展有关政策、科普宣传和技术培训加大地下水管理政策和地下水科学知识的宣传力度，营造良好的社会氛围。各级政府和水行政主管部门做好政策引导，加强技术培训，建立完善规章制度，实行科学管理，确保地下水资源规划的事实和发挥效益。（五）加强部门配合，完善配套措施在当地政府的统一领导下，加强水利、农业、城建、环保等部门的配合，各司其职，确保地下水资源开发利用规划有关实施内容的协调，互相配合，时规划发挥整体效益。（六）加强地下水动态监测，完善监测系统建设地下水动态监测工作是检验地下水资源开发利用规划是否合理的重要手段，也是我们掌握地下水资源变化信息的唯一来源，通过监测可以发现问题、及时修正调整开采方案。目前，我国北方地区已经初步建成地下水监测网，但是，观测项目较少，观测手段落后，因此各级水行政主管部门应多方筹措资金，加快地下水观测网的自动化建设，尽快建成我国的地下水监测的自动化网络，使我国地下水监测系统成为先进的、世界一流的监测系统。第五章地下水资源保护第一节概述 地下水是宝贵的水资源，地下水的保护对于保障人民群众身体安全，促进社会经济健康和谐发展具有重要的意义。长期以来，由于我国社会经济的快速发展，对地下水重开发轻保护，加上由于对地表水和地下水之间的关系以及地下水的资源、生态与环境支撑作用等认识不足，产生了水质污染、水量枯竭、生态退化等问题，严重地制约了社会经济的健康发展。根据全国水资源调查评价结果，2000年，全国平原区地下水有四分之一左右的面积已经受到不同程度的污染。全国约有一半城市市区地下水污染比较严重，北方17个省会城市中16个污染严重，南方14个省会城市中3个污染严重（合肥、武汉、长沙），已成为影响供水安全的重大隐患。很多地区的地下水超采已经产生了地面塌陷、海水入侵等问题，给城市基础设施、防洪安全带来严重影响。地下水资源的保护已经成为各级水行政主管部门必须高度重视的紧迫任务。地下水资源的保护目标不仅包括水质，使其不受人类社会经济活动的污染，还要保护水量的可持续利用。地下水资源具有多年调节能力，是重要的储备性资源，在日常开发利用的同时，更要兼顾对资源的战略储备，提高抵御极端事件的冲击，维持社会经济的健康稳定发展。因此，地下水水量的保护不仅包括日常开采要控制在可开采量之下，还要预留出应对极端事件的储备量。另外，地下水资源与生态系统也具有密切的关系，在地下水资源开发利用过程中，要兼顾对生态系统的保护。 水资源可持续利用是经济社会全面协调可持续发展的基础支撑条件。根据我国地下水资源的特点、面临的形势和开发利用中存在的问题，新时期的地下水资源保护应把提高地下水资源保障能力、改善人民群众的饮水质量和生存环境质量、保护生态、减轻或避免地下水不合理利用产生的地质灾害等放在重要位置，实现从重开发、轻保护到保护与开发利用并重的战略转变，加强水源保护，减少人为水灾，促进人水和谐。地下水资源保护的主要工作包括：（1）法制法规和政策制度建设以国务院《地下水资源保护条例》的起草的颁布为契机，开展一系列的地下水资源保护法律法规和政策制定，全面推动地下水资源保护工作，包括必要的办法、实施细则等。（2）地下水管理的能力建设通过技术培训、岗位培训、学术交流、必要的设备购置、信息和决策支持系统建设、监测能力建设、部门协调和信息共享机制等，提高地下水的宏观管理能力。必要的话，可专项开展地下水管理能力建设的行动计划。（3）科学规划，落实具体的治理工程措施并开展试点示范地下水管理和保护需要以科学的规划为基础，应编制未来中长期的地下水资源保护和治理专项规划，针对当地地下水存在的问题和根源，规划制定一系列工程和非工程措施，如地下水超采治理等。对于探索性较强的问题，可以通过试点和示范取得经验再全面推广。（4）科学技术支撑和创新 要依靠科技进步和创新，来提高地下水资源的管理能力和保护水平。针对制约地下水资源管理的科学技术问题，组织开展攻关和研讨，进行实用的技术产品开发，如中文操作环境下的地下水管理模型等。（5）公众参与和宣传教育第二节地下水超采区治理一、地下水超采区划定地下水超采区指某一时期地下水开采量超过了其可开采量，造成地下水水位持续下降并诱发生态环境问题或资源枯竭的区域。2003年颁布的《地下水超采区评价导则》（SL286－2003）给出了超采区的判定标准。（一）地下水超采区的判定与边界划定（1）判定地下水超采和划定地下水超采区的依据是：地下水开采量超过可开采量；地下水水位持续下降或开发利用地下水引发了环境地质灾害或生态环境恶化现象。（2）地下水超采区的区域分布边界线的划定 地下水超采区边界线一般以地下水水位持续下降区域的外包线或者因开发利用地下水引发的环境地质灾害或生态环境恶化现象地域的外包线，其中，需要保护的名泉发生了泉水流量衰减现象，边界线为该泉水相应的泉域。（二）超采区的分类根据地下水开发利用目标含水层组的地下水类型，将地下水超采区划分为：裂隙水超采区、岩溶水超采区和孔隙水超采区；根据一般基岩、碳酸盐岩的埋藏特征，可将裂隙水超采区和岩溶水超采区分别划分为裸露型和隐伏型。（三）超采区分级1.按超采范围分级按照超采区面积（F）大小划分为四级：特大型超采区：F≥5000km2大型超采区：1000km2≤F＜5000km2中型超采区：100km2≤F＜1000km2小型超采区：F＜100km22.按超采程度分级根据地下水超采区在开发利用时期的年均地下水水位持续下降速率、年均地下水超采系数以及环境地质灾害或生态环境恶化程度可将超采区划分为一般超采区和严重超采区（浅层地下水严重超采区、深层承压水严重超采区）。 （1）浅层地下水严重超采区——在各级浅层地下水超采区、裂隙水超采区和岩溶水超采区中，符合下列条件之一的区域为严重超采区。①年均地下水超采系数大于0.3；②孔隙水年均地下水水位持续下降速率大于1.0m，裂隙水或岩溶水年均地下水水位持续下降速率大于1.5m；③需要保护的名泉年均泉水流量衰减率大于0.1；④发生了地面塌陷，且100km2面积上的年均地面塌陷点多于2个，或坍塌岩土的体积大于2m3的地面塌陷点年均多于1个；⑤发生了地裂缝，且100km2面积上年均地裂缝多于2条，或同时达到长度大于10m、地表面撕裂宽度大于5cm、深度大于0.5m的地裂缝年均多于1条；⑥发生了地下水水质污染，且污染后的地下水水质劣于污染前1个类级以上，或污染后的地下水已不能满足生活饮用水的水质要求；⑦因地下水开发利用引发了海水入侵现象；⑧因地下水开发利用引发了咸水入侵现象；⑨因地下水开发利用引发了土地沙化现象。 （2）深层承压水严重超采区——在各级深层承压水超采区中，符合下列条件之一的区域严重超采区。①年均地下水水位持续下降速率大于2m；②年均地面沉降速率大于10mm；③发生了地下水水质污染，且污染后的地下水水质劣于污染前1个类级以上，或污染后的地下水已不能满足生活饮用水的水质要求。（3）一般超采区——不符合严重超采区条件的其它地下水超采区。（4）对未超采区可进一步划分为：①补排平衡区：实际开采系数为0.75～1.0；②有开采潜力区：实际开采系数小于0.75。二、地下水超采区治理方案和技术路线地下水超采区产生的根本原因是地下水的开采量小于地下水的可开采量，造成地下水的静储量不断减少，水位持续下降，并诱发了生态环境等问题。因此，治理地下水超采区的主要措施是减少地下水的开采量，使其逐步恢复到可开采量以内。这类措施属于节流措施。另外还有开源类措施，即通过地下水的人工回灌，增加地下水的补给量，提高地下水的可开采量。 地下水超采的原因是地下水开采量大于地下水的多年平均可开采量，但产生这个原因的背后是社会经济用水和可供水量之间的不平衡，即社会经济需水量大于可供水量，缺口部分就依靠超采地下水来实现平衡。因此，控制地下水开采量不是简单封闭开采井就能够解决的问题，涉及到当地不同水资源之间以及不同用户之间的水资源科学配置和合理利用。一些地区由于工程条件、水质问题和水价等经济因素的影响，存在着地表水利用（包括外调水）利用不足，而地下水过量开采的问题。因此，地下水开采量的控制要从工程和管理两方面进行措施的制定。地下水超采治理一般遵循如下几个步骤：（1）工作范围核定根据地下水超采范围，合理核定工作范围。（2）地下水开发利用现状调查调查地下水开发利用的主要部门、开采井的地区分布和数量、超采地下水引发的生态环境问题等；整理、核算地下水补给量、地下水资源、地下水开采量和可开采量；分析超采的主要原因和地下水管理面临的主要问题，为压采方案的制定提供依据和基础。（3）制定不同阶段治理目标根据超采区地下水开发利用现状评价结果，制定不同阶段地下水压采目标。 （4）替代水源分析根据有关成果，分析可作为地下水压采替代水源的水量，分析不同阶段当地地表水开发利用量及其它水源开发利用量中可作为地下水压采替代水源的水量，有条件的地区结合已有规划成果，通过供需分析来确定地下水压采的替代水量。（5）确定地下水压采量根据替代水源水量或供需分析结果，结合地下水超采区现状评价和工程配套措施情况，确定不同阶段地下水压采量。（6）落实压采措施根据地下水压采目标、压采量和已有的工程情况，地下水管理现状，提出压采实施的工程和非工程措施。地下水压采的配套工程列入当地有关的规划体系。（7）建立方案实施的保障体系地下水压采涉及到很多部门，从管理、监测等方面提出系统的方案实施保障措施。技术路线示意图如图5-2-1。（一）地下水超采治理工程措施 地下水开采控制的工程措施主要是替代水源的工程建设，即让地下水用户改用地表水，压缩地下水的开采量，从而实现地下水的超采治理。主要的工程措施包括：（1）跨流域调水及配套工程考虑超采区地下水压采，结合已有（或新建）的跨流域调水工程，制定配套的工程建设方案。通过跨流域调水量的替换，压缩当地的地下水开采量。由于很多地区地下水超采的主要原因是当地地表水短缺，因此，跨流域调水工程在很多地方是解决地下水超采问题的重要途径，例如我国华北地区。（2）本地地表水开发利用工程在地表水开发潜力较大的地区，应优先开发利用当地的地表水资源，减少地下水资源的过度开采，适度增加地表水拦蓄能力和雨洪资源的利用能力。（3）污水处理回用工程根据超采区和城市的空间分布以及不同时期的污水处理规划，研究提出作为地下水压采替代水源的污水处理回用量及回用工程建设方案，并将其纳入当地污水处理工程规划。由于跨流域调水工程一般水价较高，只能重点供应给城市和工业等支付能力较高的用水部门和行业。但我国很多超采区是农业超采区，农业用水要结合城乡水权转换以及城市污水处理和回用等，逐步增加可供水量，压缩优质的地下水开采量。 （4）节水工程针对地下水开采区的主要用户，开展节水工作，建设节水型社会、节水性工业和节水性农业。压缩水资源的需求量。针对地下水超采区用水效率和节水潜力，考虑地下水压采需要进行的节水工程建设，纳入当地节水规划中。（5）其他水源工程除污水处理和回用外，海水、微咸水等劣质水的综合利用也可以作为压采的替代水源，其它水源工程纳入当地供水工程规划中。（6）地下水人工回灌工程除了压缩地下水开采、替换地下水水源外，在适当的地区以适当的形式开展地下水的人工回灌工程建设。地下水人工回灌主要有地表回灌和地下井灌两类。地表回灌还可以进一步按照回灌场所进行划分，例如渗坑、渗塘、灌补结合、河（渠）道渗露等形式，一般适用于包气带渗透性好的潜水分布区。井灌一般适用于深层地下水的回补。（二）地下水超采治理的管理措施 治理地下水超采仅仅建设工程是不够的，管理措施也十分重要，有时是比工程建设的效果更明显。地下水压采目标能否顺利实现，主要受水源（或替代水量）、配套工程建设情况和制度政策环境三方面因素的影响。在具备水源和配套工程的条件下，还要加强管理，完善超采区地下水资源管理的有关政策，确保压采方案的有效实施。（1）管理体制：在现状地下水管理问题分析基础上，评价管理体制对压采的制约因素，提出并实施地下水管理的体制改革和政策方案，例如强化地下水取水许可制度、统一管理体制、提高科学管理能力等。应建立涉水事务统一管理的一体化管理体制。（2）政策措施：通过水资源费调整、补贴、奖励等多种形式，建立起地下水压采的奖惩机制。不同的用水对象宜采取不同类型不同强度的政策，如城市和工业开采的地下水要严格控制，农业压采要紧密结合未来水源规划，采取补贴和以灌代补等相关激励政策。价格是影响地下水管理的重要制约因素。很多地方地下水开采的成本低，导致过度开发，由于地表水和地下水水价倒挂问题，一些用户也优先开采地下水，而将地表水弃之不用，出现配置上的不合理。因此，针对地下水的管理和超采治理，应该制定相应的价格政策，提高地下水的供水价格或开采成本。超采区治理的重要监管政策是取水管理。对于严重超采区和管网覆盖区，要坚决关闭自备井。一般超采区，要禁止新建工业项目的地下水开采，现有的工业开采要逐步替换为地表水水源。 （3）监测计量：制定超采区地下水监测评估制度，选定地下水压采评估用监测井，建立地下水水位动态监测网，提出地下水压采实施的具体监督措施。很多地区的地下水管理经验表明，地下水超采区也存在浪费水的现象。通过开采的计量，结合必要的价格杠杆，能够显著地降低地下水的开采量，提高用水的效率。（4）产业结构调整：产业政策和结构是影响区域水资源供需的重要方面，要针对当地用水结构，提出产业结构调整建议。农业产业要向高产出低耗水的产品转变，鼓励旱作、减少水田、适时建立农田休耕制度。第三节地下水水源地保护地下水是我国城乡居民宝贵的饮用水水源。保护好地下水水源地对于保障城乡居民的身体健康具有重要意义。地下水水源地的保护包括城市集中式生活饮用水供水水源地和农村分散式生活供水水源地。一、城市集中供水水源地的保护（1）水源地保护区的划分根据地下水类型、埋深、承压状况、开采规模、以及水源地傍河和非傍河等因素，进行地下水饮用水水源地分类。根据含水层空隙性质可分为孔隙水、裂隙和岩溶水；根据地下水埋深和承压状况可分为浅层水（包括潜水和弱承压水）和深层承压水；根据开采量大小可将浅层水分为小型、中型和大型。按水源地与河流所处地理位置，可将大型的分为傍河和非傍河型。 水源地范围的划分按照一级保护区、二级保护区等，具体可参见《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T338-2007）中的有关要求。（2）保护和治理措施水源地保护工程路是在饮用水水源保护区建立隔离防护、综合整治、修复保护体系。隔离防护是指通过在保护区边界设立物理或生物隔离设施，防止人类活动等对水源地保护和管理的干扰，拦截污染物直接进入水源保护区。综合整治是指通过对保护区内现有点源、面源、内源、线源等各类污染源采取综合治理措施，对直接进入保护区的污染源采取分流、截污及入河、入渗控制等工程措施，阻隔污染物直接进入水源地水体。修复保护是指通过采取生物和生态工程技术，对湖库型水源保护区的湖库周边湿地、环库岸生态和植被进行修复和保护，营造水源地良性生态系统。鉴于修复保护工程是新兴的技术方法，发展较快，各城市在采用此类工程措施时，应根据水源地的具体特点，选择本大纲提供的生物和生态工程技术，也可借鉴其他有实用基础的生态修复措施，以达到保护水源地的目的。二、农村分散式供水水源地的保护随着我国农村社会经济的快速发展，农村供水也不断改进，目前也逐步开始建设小区集中供水系统。但由于处理能力和技术等方面的原因，农村地区的供水主要受天然水质好坏的影响，因此，重在保护水源。（1）卫生安全 农村分散式供水井周边应禁止垃圾、粪便堆放和畜禽活动。一般地，在井和垃圾堆或者厕所的距离不应小于50米，并尽可能保持井在垃圾场上游方向。（2）井口注意井口封闭性。井台口应高出地面50厘米以上，避免雨季地表受污染水流的流入。对于洪泛区的农村地区，不仅要提高井口高度，还要有井口密封装置，避免洪水导致井水和地下水的污染。第四节矿产资源开发区地下水保护矿产资源开发一般都涉及到排水。排水不仅是一些矿产开发的必要条件，更是矿山安全生产的重要影响因素。同时，矿山排水也对地下水产生了不良的影响，如何协调矿山开采和地下水保护的关系是很多资源依赖型经济区和矿山开采区面临的重要难题。以河北邯郸邢台地区为例，该地区煤铁资源丰富，矿山排水量大，大量矿坑排水不仅造成地下水资源的严重浪费，而且污染环境。另一方面，该区工农业用水又十分紧缺，大量的矿山排水使排供矛盾更加突出，加剧了水资源的危机。邯郸邢台地区煤矿、铁矿年总排水量为2.4亿立方米，利用量仅占年总排水量的34%；剩余水量为1.66亿立方米。从水质上看，矿坑排水大多属于含一些污染物质，需要进行净化处理才能利用。处理后的矿坑水可用于工业、农业、生活以及景观绿化用水等。对于目前大量的矿山排水要走“排供结合”，综合利用，废水资源化的途径。 一、排水利用排供结合是指将矿山排水净化处理后，用于城市供水或其他行业的供水，实现矿坑排水资源化。一般情况下，随着矿山开采深度和面积的扩大，排水量也会逐渐增大。另一方面，随着社会经济的发展，对水的需求量也会愈来愈大，水资源短缺、排水与供水的矛盾将日益突出。如果从系统论的观点出发，全面考虑排水和供水的矛盾，把排水与供水作为水资源的一个整体统一考虑，综合利用矿坑水，不但可以降低矿山排水费用和采矿成本，缓和供水矛盾，实现矿坑水资源的可持续利用，而且对生态环境的保护也具有积极的作用。排供结合一方面要考虑矿山排水的水量和水质，另一方面还要考虑用水部门对水量和水质的要求。以便有针对性地选择矿坑水净化工艺，满足用水部门的要求。排供结合的主要途径有：（1）排水和农田灌溉相结合：如矿坑水中不含特殊有毒物质，常常不经处理或简单处理后即可做为农业供水水源。（2）排水和工业用水相结合：如作为工业用水，则必须按照工业企业的用水标准，对矿坑水进行必要的处理。有的煤矿将矿坑水用于洗煤。（3）建立坑口火力发电厂：利用煤矿区的煤、水资源优势，建立坑口电站，矿坑排水经处理后作为电厂的冷却用水。（4）排水和景观、绿化用水相结合：矿山排水经处理后可用于人工河流、湖泊、喷泉等景观以及园林绿化用水。（5）排水和生活用水相结合：矿坑水作为生活用水，必须严格按照生活用水卫生标准进行净化和消毒处理，并按照要求定期对水质进行检测。 二、排水管理目前，我国矿山排水缺乏统一和严格的管理。从水资源角度来说，矿山排水也是属于水资源利用的性质，没有排水，矿山就难以生产。因此，矿山排水也属于生产性用水，应该作为工业生产用水来征收有关的费用。（1）监测目前，我国矿山排水缺乏监测，排水量不清。因此，今后应加强矿山排水的监测和计量。（2）水资源费征收矿山排水既然也属于生产用水，也应该征收水资源费。（3）排水论证和许可加强矿山排水的水资源论证工作，将矿山排水对其他用户以及生态环境（如河道基流）的影响作为排水许可的重要依据。（4）补偿政策国际上对于矿山排水有严格的管理规定，一些排水被要求净化后回补到河道中或者回补地下水。这属于对生态环境的水量补偿。 还有一种补偿是对受影响的第三方的补偿。例如，甘肃某矿因为供水和排水，导致周边农用井干涸。工业部门专门为此修建了供水工程，使受影响的农民利益得到保护和补偿，实现了工农之间的和谐发展。三、水质保护矿产资源开发不应仅仅考虑排水管理，如何处理好矿产资源开发与地下水保护的方面应有相应的管理措施。如在重要的生态敏感区和生态保护区，应严格控制、禁止或限制地下排水，提出限制性的控制指标，如地下水水位标准。同时，在质的方面，要重点关注如何防止开发中产生的排水污染问题以及矿产品堆放等过程中产生的污染预防问题等。我国很多矿产开发活动集聚区都不同程度地存在因为排水造成水质污染的问题以及尾矿或者废污水储存库事故垮坝造成突发性污染事故等。矿山排水也应按照工业污染排放来控制水质的排放标准。在水资源保护和管理中，存在一个错误的倾向，就是矿山排水不属于用水，在水资源费、取水管理、取水许可、排水达标等方面缺乏严格的规定。第五节地下水污染预防 地下水不同于地表水，一旦受到污染，依靠自身的自净能力很难恢复。因此，地下水的水质保护要优先从预防着手。地下水的有效预防离不开对地下水污染机理的科学认识，在科学认识地下水污染机理基础上，进行地下水污染预防的有关措施制定和实施，地下水污染预防的主要措施包括保护区划、污染源治理、监测和预警等。一、地下水污染机理（一）地下水污染的概念关于地下水污染的含义，目前国内外概念尚未完全统一。有的学者从地下水的本底和人类干扰谈污染，认为人类活动导致地下水中某种化学物质增加就属于污染。但大多数学者是从人类用水的水质要求角度来谈污染的概念。1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中为“水污染”下了明确的定义，即“水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染”。《中国水利百科全书》定义的水污染为“污染物进入水体，引起水体的物理、化学或生物学特性的改变，影响水的正常用途或损害水环境质量，甚至危害人体健康、动植物安全的现象。”正因为水污染是从生产、生活和生态用水的水质要求角度来定义的，因此，目前水污染评价包括地下水污染评价均采用于用水有紧密联系的水质标准来评价。在法国弗里德（J.JFried）的GroundwaterPollution一书中，地下水污染的定义是“ 水的物理、化学和生物特性的改变，这种改变通常会限制或阻碍地下水在各方面的使用”。弗里基（R.A.Freeze）和彻里（J.A.Cherry）在Groundwater一书中谈到“凡由于人类活动而导致进入水环境的污染物，不管其浓度是否达到使水质明显恶化的程度都称为污染物（Contaminants），而将污染（Pollution）一词作为污染浓度已达到人们不能允许程度的状况的一个专门术语。”沈照理在其“水文地球化学基础”一书中谈到地下水污染时也认为，由于人类活动导致地下水水质出现恶化的现象都应看成是污染，而不应该将超过某种水质标准时的状态定义为污染，那样是不科学的。尤其是考虑到地下水污染治理的复杂性和难度，以预防为主的原则，更应该强调恶化现象的识别和控制。显然，地下水污染的定义中有一个大家共同接受的概念，就是人类活动的干扰，因此，在地下水水质评价或地下水污染分析中，应该甄别人类影响下的水质问题和天然水文地球化学因素导致的水质问题。美国将人为污染成为Pollution，而将天然水文地球化学因素导致的水质恶劣称为？。地下水污染定义中不同的概念分歧出现在是否与用水水质标准要求相互结合。目前，大多数学者认为影响使用是判别污染的重要标准，因此，将污染的判断与水功能是否受到影响紧密结合。但很多学者从科学的角度，认为只要因为人类活动导致物理、化学和生物等特性改变，出现地下水水质恶化现象都称为污染。显然前者的定义是实用的角度来判定污染的，后者是从科学和主动预防的角度来判断污染的。作者认为后者定义更科学合理一些，但在实际水质评价中为了使用起见，和水质标准结合来判断水质是否污染也有实际价值。 与地下水污染相近的概念是地下水水质恶化，前者属于已经影响水的利用的水质状态，而后者是一种不断恶劣的变化趋势。一个时期内，地下水水质可能处于恶化状态，尚未影响到地下水的利用，但这种评价结果有给管理者提出警示的作用。由于地下水污染治理的难度和艰巨性，这种预防性评价和防治是十分重要的。（二）地下水中的污染物从前面的地下水污染定义讨论中可以发现，地下水污染主要是由于人类活动导致某种物质增加并影响到其物理、化学和生物特性的现象。因此，在地下水污染机理分析中，就要甄别污染物质。不同的污染物质来源不同，水化学特性不同，迁移转化机理不同，危害也不同。从大的类型来划分，地下水污染物质可以划分为三类：化学物质、生物、放射性污染物。化学污染物又可以进一步划分为无机化学污染物和有机化学污染物。无机污染物包括水中各种宏量的阴阳离子和微量的金属及非金属离子等如Cr、Hg、Cd、Zn、Pb等。有机污染物则包括各种能够导致致癌、致畸、致突变（简称“三致”）的有毒有机物，如四氯化碳、二氯乙烯、甲苯、二甲苯、硝基苯等。这些有毒有机污染物由于含量甚微，浓度往往在ppb甚至ppt级，因此需要十分精密的测量仪器才能检测出来。近二、三十年来，有毒有机污染监测、分析和治理研究是水污染包括地下水污染研究领域的热点。生物污染物对地表水来说较多，但地下水尤其是浅层地下水也经常受到生物污染，例如地表病毒、有害细菌（如大肠杆菌）等通过包气带或者注射井直接进入地下水含水层中。这些细菌和病毒对人体构成直接威胁。 地下水中的放射性污染可能来自人类活动，如核废料的地下水处理和泄露、医院废水排放等，但更多情况下是天然放射性矿物所导致的。（三）地下水污染源及污染途径上述各种污染物来源不同，考虑到地下水污染治理的艰巨性，识别地下水污染源并彻底治理污染源是保护地下水的关键。按照地下水污染源的分布，可以划分为点状污染源、线状污染源和面状污染源。点污染源主要是生活垃圾场、加油站、工业或生活排污口、养殖场等。据报道，目前加油站已经成为美国最重要的地下水点污染源。我国加油站、城市垃圾场以及工业排污等都对地下水水质构成严重威胁。线状污染源主要是受污染的河流、渠道和排水输油的管线泄露等。尤其是污染的河流，直接成为地下水的重要污染源。我国很多平原区河流污染严重，污染的河水渗漏进入地下水含水层，构成地下水的沿河污染，给沿河居民的生产和生活构成极大威胁。面状污染类型主要是农业活动和养殖等。另外，一些大气污染十分严重的地区甚至诱发降水污染问题，导致地下水发生污染，也属于面状污染源。 地下水的污染源除了按照空间划分为点源、面源等外，还有按照产生污染物的行业进行划分的，例如生活污染源、工业污染源和农业污染源等。污染物进入地下水含水层的途径是不同的。研究地下水污染途径对于治理地下水污染源、保护地下水水质具有十分重要的意义。污染物一般是随着补给地下含水层的水分份一起迁移的。因此，地下水污染途径也和地下水补给来源有直接关系。有的学者将地下水污染途径划分成间接入渗型、连续入渗型等，但根据地下水补给途径，可以划分为间接污染和直接污染两大类。间接污染是通过包气带发生的污染；直接污染是污染物随着水分直接进入含水层。间接污染又可以按照水分来源分成间歇淋滤型、污水渗入型等。如农药、化肥对地下水的污染就是通过降水渗入土壤包气带并补给给地下水后产生的。农村和城市周边的垃圾场在降水淋溶作用下，一些污染物也随之渗入地下污染包气带甚至地下水。地面的污水排放或者加油站、输油管线、下水道等的渗露都能够可能通过包气带并污染地下水。例如，一些城市在建设地下工程时会经常发现历史遗留的污染的土壤，有些严重污染的土壤甚至危害了人体健康和生命。直接污染包括地下水井直接污染型、污染水体直接渗露型等。一些工业企业为了逃避污染治理责任和执法部门监督，往往通过隐蔽的渗井直接偷偷排放污水进入地下水中。这种污染方式隐秘性大，危害严重。污染水体的直接渗露在很多污染的河流、湖泊、池塘等周边地区十分普遍。二、地下水质保护理论基础 （一）地下水水质运移的水动力弥散理论要开展地下水的水质保护，首先要认识地下水中污染物质在地下水含水层中的运动机理。影响地下水中污染物迁移的重要理论之一是地下水的水动力弥散理论。地下水中的水分子或者溶质分子在地下含水层中的运移是十分复杂的过程。除了地下水中各种化学和生物过程外，水动力学上面的一些规律也是影响地下水水质变化的重要机理，甚至是主要机理。地下水的水动力弥散机理首先是从试验中发现的。在室内进行的示踪试验发现，在试验圆桶的上端连续注入浓度为C0的示踪剂（不与试验筒中的物质发生反应），在出口处进行连续监测示踪剂浓度。原先推测的在出口处能够监测到的一个比较明显的浓度分界面。在这个分界面上，示踪剂的浓度为C0，其之前流出的浓度为零，同时，这个分界面的运移会以平均流速向下移动的，一直到出口处。但是，试验结果却全然不是如此。实测的示踪剂在出口处出现的时间早于按平均流速计算的时间。而示踪剂的浓度也不是立刻增加到C0的，而是由小到大的一个渐变过程，浓度到达C0的时间却落后于水流的平均速度计算的时间，如图5-5-1。上述试验结果表明，一些示踪剂在随水流动的过程中，超过了按照平均流速所预计的占有区域，而另一些示踪剂的运移则落在平均流速之后。这种现象被称为多孔介质的水动力弥散现象。 与弥散相对应的是对流（convection或advection），对流过程是按照平均流速控制和传播的现象。实际上，对流和弥散总是联在一起的，不可分割，而且紧密相关，但两个过程的内在机理不同。产生弥散的内在原因是分子扩散和机械弥散过程。（1）分子扩散溶质浓度不同的两种液体接触时，即使都处于静止状态，也会发生溶质的转移，原来清晰的边界逐渐变得模糊不清，并最终完全混合均匀。这就是分子的弥散现象，没有水的对流过程。分子扩散是由于液体中的浓度差导致的物理化学势引起的，是分子布朗运动的一种现象。静止的液体中有分子扩散，在流动的液体中也有；既有沿着流动方向的纵向分子扩散，也有横向的分子扩散。Fick发现，静止的液体中，分子扩散的通量是和浓度梯度成正比的：φ=-D0gradeC其中φ为扩散通量即单位时间内，通过截面单位面积的溶质的质量，其量纲为[ML-2T-1]；D0为分子扩散系数。C为溶质的体积浓度。在地下水含水层中，分子扩散的速度十分缓慢。如果迁移的距离超过数米，或者预测的时间在百年以内，可以不考虑分子扩散过程。 （2）机械弥散当溶质的质点在多孔介质中运移的过程中，流体的粘滞性是存在的，在固体表面，流动的速度为零，而空隙中间的流速最大。这导致了单孔范围内的流速不均一性和局部差异。还有一种情况导致质点运动偏离平均流动过程，就是空隙大小导致的速度差异。地下水含水层中，颗粒之间的空隙大小差异很大。大空隙中流动较通畅，其最大流速和平均流速与小空隙的流速不同，导致空隙之间的速度差异。另外，在多孔介质中，质点的流动并不是直线型的，而是围绕颗粒反复绕行移动的，而受固体颗粒的阻挡后，流体质点的绕行导致质点横向上的分散和纵向上的差异。上述几个过程是导致地下水含水层中发生机械弥散的主要内在机理。水动力弥散包括分子扩散和机械弥散，是一种不可逆的过程。（二）水化学过程污染物在地下水中的迁移受多种物理、化学及生物作用的影响。这些作用过程是地下水污染机理分析及水质模拟中重点研究的主要内容。 地下水中的各种污染物大都首先来自于地表。污染物由地表进入地下水含水层，一般要通过包气带。包气带在地下水水质的保护中具有十分重要的意义，是地下水含水层的重要缓冲和保护层，很多污染物在包气带中得到净化或者转化，从而减轻了地下水的污染。国外一些学者甚至将土壤包气带称为地下水含水层的“过滤器”。实际上，当污染物经过包气带时，由于一些有毒的污染物转化为无毒或者无害的化学组分，或者由于土壤的吸附作用，沉淀在土壤中。一些污染物还可能被植物所吸收或者被细菌及微生物所分解。这些过程往往都可降低污染物的危害，从而起到保护含水层的作用。但超过土壤包气带的自净能力，地下水变会受到污染。（1）物理过程机械过滤是影响污染物迁移尤其是在土壤中迁移的重要物理过程。地下水一般比较清澈，主要原因就是土壤包气带的过滤作用的结果。颗粒很细的包气带甚至可以将细菌和病毒过滤掉，从而避免了地下水的生物污染。过滤过程的影响主要决定于土壤的性质，尤其是其几何特性。例如，松散的土壤含水层中，悬浮物一般在一米的深度内可全部清除，而在裂隙较大的裂隙中，悬浮物会迁移几公里远。病毒的直径一般在0.001–1微米，细菌的直径一般为0.5-10微米，因此，砂土（颗粒直径在40微米以上）一般对这些生物污染没有很明显的过滤效果，但黏土一般很有效。稀释作用也是一种影响污染物浓度的物理过程。在含水层中，随着地面入渗水量的稀释，污染物浓度随之会降低。 （2）化学过程影响地下水中污染物迁移的化学过程很多，包括吸附和解析过程、溶解沉淀过程、氧化还原过程、酸碱过程、化学降解和光分解等。吸附作用是固体表面反应的一种普遍现象，是由于胶体颗粒表面的电荷不均衡而使其带有负电荷或正电荷，从而具有吸附溶液中阳离子或者阴离子的能力。依靠静电引力产生的固体表面吸附称为物理吸附，这种吸附是可逆的，可以通过离子交换改变吸附的离子。如果被吸附的离子进入固体晶格骨架，则这种吸附是不可逆的，称为化学吸附。一些污染物经过包气带土壤和含水层过程中，很多离子会被吸附，而从土壤颗粒表面又会有新的离子解析进入水相中，从而改变了地下水的化学组成。溶解和沉淀过程是溶液中化学热力学平衡控制的化学过程，如果溶解盐的浓度积超过饱和指数，则会发生沉淀。沉淀过程对于地下水污染物的净化具有重要作用。氧化还原反应也是影响地下水中很多化学物质迁移的重要过程。很多化学组分能够以多种氧化态形式存在，不同形态的化合物迁移性能有明显的差异。例如，在Eh很低时，As能够产生难溶解的硫化物沉淀。在氧化还原电位很高的地区，大部分金属离子都会形成化合物沉淀，从而降低了地下水发生重金属污染的风险。（3）生物过程 在土壤包气带及地下水含水层中，存在很多的生物并伴随着永不停止的生物过程。这些生物过程主要包括微生物降解和植物摄取两个方面。微生物降解是指复杂的污染物（一般是有机物）经过微生物活动过程，转化为简单的产物。包气带中尤其是表层土壤里含有大量的微生物，对于地下水的水质有显著的影响。例如，亚硝化杆菌参与下，化肥中的氨氮被转化为亚硝酸盐氮，在硝化杆菌参与下，亚硝酸盐氮又继续转化为稳定的硝酸盐氮。反过来，在适宜的环境下，反硝化菌参与下，硝酸盐氮可以被转化成分子氮（N2）返回到空气中。三、地下水污染预防的主要措施地下水是运动和赋存在水文地质单元中不断循环的水资源系统重要组成部分，有其独特的补给、径流、排泄途径和方式。地下水污染预防首先要重点保护补给区，而不同的土壤、地下水埋深和入渗条件下，地下水受污染的可能性也不同，国内外最新的术语称之为脆弱性。（一）地下水脆弱性1968年Margat首次提出“地下水脆弱性;这一术语，但在其后的二十几年间，有关“地下水脆弱性”概念的定义问题基本上处于众说纷纭的状态，许多学者从不同的角度给“地下水脆弱性”以不同的定义。大体说来，“地下水脆弱性” 概念的发展过程可以1987年为界分为两个发展阶段。在1987年以前，有关地下水脆弱性的概念多是从水文地质本身的内部要素（如地下水位埋深、地下水的平均流速、表层沉积物的渗透性等）这一角度来定义的。例如，Vrana于1984年这样定义地下水脆弱性：地下水脆弱性是影响污染物进入含水层的地表与地下条件的复杂性。Villumsen、Olmer与Rezac、Vierhuff、Goosens与Vandamme、Klauco、Friesel、Johnston等其他学者也给出了类似的定义。在1987年的“土壤与地下水脆弱性国际会议”上，“地下水脆弱性”的定义方式有了新的突破，不少学者在考虑上述因素的同时，同时考虑到了人类活动和污染源等外部因素对地下水脆弱性的影响。例如，Foster认为地下水污染是由含水层本身的脆弱性与人类活动产生的污染负荷造成的。Bachmat与Collin、Sotonikova与Vrba、Vrba、Palmquist等其他学者也给出了类似的定义。该发展阶段的一个重要事件是美国国家科学研究委员会于1993年给予地下水脆弱性如下定义：地下水脆弱性是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。同时，这个委员会将地下水脆弱性分为两类：一类是本质脆弱性，即不考虑人类活动和污染源而只考虑水文地质内部因素的脆弱性；另一类是特殊脆弱性，即地下水对某一特定污染源或人类活动的脆弱性。国内关于地下水脆弱性的研究开始于90年代中期，因而“地下水脆弱性;这一术语在国内出现得较晚。目前，国内多是研究地下水的本质脆弱性，至今尚没有明确的“地下水脆弱性”定义，其定义多引用外文资料。在叫法上常以“地下水的易污染性”、“污染潜力”、“防污性能”等来代替“地下水水脆弱性”。总之，鉴于目前的研究水平，国内外都倾向于美国国家科学研究委员会关于将地下水脆弱性分为两类的主张。随着研究的不断深入，地下水脆弱性的概念将不断得到丰富、完善和发展。按照地下水脆弱性评价，对于高脆弱性地区，就要执行最严格的保护标准，对于中脆弱区可以适度放宽。但具体的定量标准则需要具体问题具体分析，加强科学研究，合理确定。 （二）污染预防措施地下水一旦污染，治理起来决非易事。这是因为污染物不仅会污染地下水体，还会被含水介质（砂、黏土）吸附。2004年，一位日本专家估计，全日本污染重点场地达40万处之多。如果全部进行处理，需要10兆日元以上；从经济角度考虑，这样做的可能性基本没有。因此，防止地下水污染，才是釜底抽薪之计。（1）加强防治地下水污染的宣传、教育，让社会公众和各级政府了解地下水污染的危害性和防治的重要性。（2）制定完善的地下水污染防治法律法规。通过法律控制土壤和地下水污染是非常必要的，尤其在工业化国家中，这种必要性尤为显著。这一点可以参照发达国家的做法。在美国、欧洲一些发达国家，土地利用变更之前，必须进行所在区的土壤和地下水污染评价。只有符合规定质量标准的才可进行土地转让和项目建设。这种做法可以约束企业的污染行为，培养其保护环境的自觉性。（3）尽快查明全国地下水污染状况，制定和实施地下水污染防治规划，切实保护地下水资源。近期应重点完成东部城市密集区、重要经济区（带）、重要城市的地下水污染调查评价和防治规划的制定。（4）解决污染物排放无序问题，做到先处理再排放。由于地下水污染治理难度大、时间长、费用高，因此保护地下水免受污染最有效的办法就是切断污染源。城市主要的污染源是废水、废液和垃圾。在发达国家，这些都是经过处理后再排放的。而在我国，不少城市依旧直接排放、填埋，对地下水构成严重威胁。 （5）尽快建立全国地下水污染监测网络和信息系统，实现对重要饮用地下水源水质的实时监控；应加强地下水污染机理和防治技术的攻关，建立一批土壤和地下水污染防治示范工程，为今后大规模实施地下水污染防治提供技术方法和积累经验。第六节地下水人工补给地表水和地下水是矛盾着的对立双方，并在一定条件下互相转化。这种相互转化的例子很多，如降雨入渗变为地下水，地下水以泉水的形式排出成为地表水。而人工补给地下水，就是为这种转化创造条件，并运用这种转化规律为确保水资源的可持续利用服务。地下水人工补给也称为地下水人工回灌补源或简称为回灌补源。无论是浅层地下水，深层承压水，其补给来源基本上都是有赖于地面水的入渗。渗入地下的水，在地层的空隙、裂缝中运动，并聚集起来，形成地下含水层。那么，如果借助于工程措施，人为地引导汛期洪水、排水及河道弃水，使其入渗地下，促使更多的地表水转化为地下水，以增加地下水储量，同时减轻地表防洪压力。这就是所谓的人工补给地下水，简称人工回灌或人工引渗。更确切地说，人工补给地下水是通过最大限度地对地下水加以开发利用，使地下水位下降到适当的深度，形成一定的地下蓄水库容，人为地把一些闲置不用的地面水引入到地下水库中蓄存，从而实现在空间上和时间上对地表水、地下水的联合运用，充分利用水资源。特别值得指出的是，这种人工补给地下水所需的工程措施比较简单，投资省，效益显著，易于推广。Todd（1959）将人工补给定义为增加进入地下水库水量的人工措施。一、地下水人工补给的任务 地下水人工补给的任务，不仅限于增加水量。我国北方地区的气候特点是西北干旱少雨，华北春早秋涝，降雨在季节上分布不均，作物需要水时很少降雨，不需要水时雨水过多，常常出现旱涝交替的局面。而早涝碱的关键是水在起作用，水常常表现为时多、时少。而人工补给地下水就是从时间和空间上合理地调节这种多水、少水的矛盾，尽可能地将水量分布不均匀的现象变成合理的分布，以尽其用，使水资源更好地满足各种需求。为了达到这个目的，就是要通过建立地下水库，调蓄地表水、降水，综合利用水资源。地表水多时，将水储存于地下，使水资源不至于大量白白流走，同时减轻排洪、排涝的压力：地表水少时可利用较多的地下水抗早。这样就可以严格有效地控制地下水位，解决早、涝、碱的主要矛盾。这就是人工补给地下水的基本任务。二、地下水人工补给的作用从人工补给地下水的任务出发，其主要作用有以下几个方面：（1）增加水资源储存量近几年来，经济的发展使需水量大大增加，因而地下水开采较多。为数有限的可供开采的地下水资源己不能满足日益增大的需水要求，因而出现了大面积大幅度的地下水位下降。原来的地下水位高的地区地下水位降低了。但是地下水位降低又为建立地下水库提供了有利条件。这样就可以用人工补给的方法，将多余的地表水输送到地下水库中去，人为地增加地下水储量。（2）防涝防渍 华北平原的气候特点是春季降雨量少，夏秋降雨集中，因而早涝灾害极为频繁。为解决这个问题，过去曾尝试过平原蓄水，但由于措施不当，不但没有根除灾害，反而加剧了涝灾。近几年来，各地试验表明，如果利用浅井深沟系统，建立起浅层地下水的调蓄水库，在汛期到来之前，将地下水库的水位降到一定深度，腾出足够的调蓄雨水和洪水的地下蓄水库容，接纳雨水和洪水，通过深沟把雨水和洪水转化为地下水，可以起到蓄存和调节地面径流的作用。（3）防止海水入侵在靠近沿海地区，由于打井开采地下水过量抽取地下淡水，往往易于引进海水，破坏含水层。如莱州市为防止海水入侵，在沿海修建挡水墙，阻止海水入侵；另一个办法是人工补充淡水来阻止海水入侵。（4）改良浅层地下咸水，增加淡水资源华北平原的滨海地区和内陆地区，浅层咸水层分布面积很广，厚度达几十米甚至上百米，水位高，矿化度大，严重威协农作物生长。在这种地区可以运用人工补给地下水的方法，排除咸水补充淡水，建立浅层淡水体，也就是俗称的抽咸补淡。人工回灌改造咸水层，也就是将咸水抽出来，再通过引渗工程，将淡水渗进去。但是一次不可能将咸水层抽干，咸水的淡化也需要经过一段缓慢的过程，首先由上而下逐步进行，因而也不可能一次改造成功。如果抽咸补淡工程运用得好，在轻度咸水（3克/升左右）区经过4-5年的时间可以形成厚10米左右深度的淡水体。这样运用这个淡水体的厚度，就可以在咸水层上部建立起浅层地下水库，调蓄地表水，降水和地下水，可适用10米深的真空井抽水灌溉，从而可以控制地下水位，从根本上解决涝、碱、咸的危害。（5）防止地面下沉 由于过量抽取地下水，造成易压缩性土层压缩，引起地面下沉。如上海天津强烈开采地下水时引起了地面较大的下沉。其它许多城市也有类似的报道。在灌区，需然大量开采地下水，但现在还没有明显的感觉，这主要是由于地面下沉是一个逐渐、缓慢的过程，不进行详尽的观测是不易发现的。解决地面下沉的一个办法是进行人工回灌，补充地下水，可以使地面回弹。这已经在上海的实践中得到证明。三、地下水人工补给的类型（1）地面渗水补给人为在地面放水，使水渗过包气带流入含水层里。其适用条件为：①地表具有透水层，如砂土、亚砂土、砾石卵石等。②包气带厚度以10-20米为宜。③若地下不深处有隔水层，则应挖掘浅井或渠道，破坏隔水层，把水直接补给到含水层里。地面渗水补给方法包括水盆地渗水、水库渗水、渠道渗水、农田灌溉渗水以及扩大河流底面积渗水等。①淹没或灌溉渗水补给在平坦的地面上均匀地淹上一层薄水，使水不致扰动土壤，以缓慢的速度渗水，或者在灌溉区域农闲时用灌溉的方法让更多的水渗入地下补给地下水。②水盆地渗水补给水盆地渗水补给包括水库渗漏，注地、池塘渗漏补给。③渠道渗水补给利用渠道渗水，渠底应挖掉耕作土，铺垫砂石，定期放水渗漏补给地下水。为了保持渠底的渗透性，应经常清除渠底的杂物和淤泥。④河流渗水补给 河流入渗补给在我国千早和半干早地区应用比较广泛。渗水使大部分流失的水渗入地下保存起来，在需水季节可以加以利用。同时也能控制洪水，减少雨季洪水的灾害和土壤流失。为了增加河流的渗水量，可以扩大河流的水面和延长蓄水的时间。其方法有：在天然河流上修建拦河坝，开挖河岸，在河滩上开挖浅井，在雨季或洪水季节使洪水缓慢流失等等。还可以垂直河岸挖掘洞井（长达百米或千米），洪水季节河水流入洞井，可使离河较远的地方也得到河水的渗入补给。（2）激发补给诱导补给是一种间接的人工补给地下水的方法。在河流或其它地表水体（如渠道、池塘和湖泊等）附近凿井，抽汲地下水，使地下水位降低，增大地表水和地下水之间的水头差，诱导地表水大量渗入。此方法一般在砂、卵石地层效果较好。位于河流沿岸的工厂如果直接引用河水，若河水混浊，含泥沙量大，过滤澄清需要建很大的工程。但若河床是冲积的砂、卵石组成的，与地下水有密切的水力联系，则在河边开凿几口浅井，大量汲取地下水，就能诱导河水大量渗入补给地下水，并且因砂、卵石层的夭然过滤而使浊水变清。（3）注水补给注水补给是利用管井、大口径井、竖井和坑道灌水注入地下，补给地下水。管井回灌是常用的注水补给方法，由于深度一般较大，可以用来补给承压水层或埋藏较深的潜水含水层。四、国外的地下水人工补给研究综述国外有不少地下水人工补给工程及其研究。1956年，以色列就开始了人工回灌地下水；荷兰的阿姆斯特丹引莱茵河水人工补给砂丘潜水，每年引渗量达6000万吨；前苏联己有30多处取水工程建立了人工补给系统；美国的加州21世纪水厂，将经深度处理后的污水灌入地下含水层以阻止海水入侵；日本已建成多座地下水库，国会已将建设地下水库作为地下水保护立法中的重要内容之一。 废水也是一种重要的水资源，国外的有关地下水人工补给的研究有很多一部分集中在利用废水进行人工补给的相关水质和堵塞问题。Schuh（1990）研究了堵塞的原因及季节变化。Mills（2002）介绍了位于洛杉矶南端的Orange地下水盆地地下水人工回灌和废水再利用。该地区自五十年代开始构筑人工回灌工程，到九十年代初地表浅层回灌面积发展到4km2，入渗速率为0.13m/d。自七十年代，该河上游增大了经处理的废水排放，水中富营养成分造成微生物的生长并加快了淤泥的产生，降低了入渗速率。因而，研究和试验了各种处理淤塞的方法，论文详细论述了各种方法适用性和有效性。Olsthoorn和Mosch（2002）论述了在阿姆斯特丹沙丘地区进行人工回灌五十年的经验。阿姆斯特丹供水公司自1957年利用人工回灌工程防止咸水入侵，该工程提供了该首都城市60%的饮用水。Rhine河水经处理后用于回灌，40个回灌池每隔20年进行一次清洁处理。近20年来，生态问题成为社会关注的焦点。供水公司采取工程措施，优化了回灌系统。Dillon（2002）论述了在南澳大利亚Bolivar进行含水层存储和恢复中水质的变化。该工程利用暴雨水回灌，经过勘察，选定了灰岩含水层进行回灌。论文对回灌过程中地下水水质实际监测资料，进行深入地分析，以DOC为指标，分析了回灌井和周边地区在回灌和抽水的各个阶段水质的变化规律。Massmann等（2002）以在德国Oder河河口围海造田地区进行地球化学调查的成果为基础，分析了河水入渗的地球化学作用。在沿河两岸3km范围内水动力条件的改变，造成地下水水质出现了高硫酸盐、低pH值的地带。Simon（2003）研究了用废水补给地下水过程中的生物和非生物过程，认为废水中的病菌可以通过含水层被去除。模型是解决地下水问题的重要工具。Mark等（1995）用特征方法模型（MethodofCharacteristics model）研究了美国南达科他州用处理过的含非渗透性化学示踪剂的地表水Warren含水层的人工补给。Giao等（1999）建立了一个半三维模型模拟泰国曼谷的多层含水层系统对人工补给的响应，并认为模型是人工补给模拟的有效工具。Tompson等（1999）开发了美国加利福尼亚Orange县大型地下水补给区地下水流和溶质运移的数值模型。这个模型结合附加的同位素分析，为求解非饱和流线运移速度等提供了科学基础。AI-Mutair和AI-Turbak（1991）应用Green-Ampt模型模拟了变水深情况下从人工补给盆地的渗漏，并与试验观测结果相比较来验证模型。Jonoski等（1997）把地下水模拟模型和混合整数规划模型结合起来探讨了一个人工补给一抽水系统的设计和优化问题。Zeelie（2002）论述了纳米比亚西部Omaruru三角洲含水层系统中的供水系统。通过勘查证实表层的粘性土层造成自然入渗速率很低，人工回灌工程利用入渗盆地加强了清洁水的渗入量。经过1997年和2000年两个雨季，人工回灌工程入渗了可观的水量，采用数值模拟评价了回灌工程的入渗量，提出了改进回灌工程的方案。该文对干旱地区地下水利用具有一定的普遍意义。模型较多地应用在人工补给工程的运行管理中。五、国内的地下水人工补给研究综述我国在20世纪60年代以前，地下水的开采仅在北京、天津、上海、西安等少数几个大城市作为城市供水水源，年开采总量约20-30亿立方米。而目前，地下水的年开采总量已突破1000亿立方米，占全国供水总量的20%。其中，我国北方17个省、市、区地下水的开采总量占全国地下水开采总量的8896，占北方17个省、市、区供水总量1/3以上。 由于长期以来缺乏对地下水实行有效的管理和保护，导致大面积地下水的不合理开采、超采，已引发诸多生态环境问题。据有关部门的不完全统计，全国有100多座城市和一些井灌区的地下水水位都发生了不同程度的持续下降，有的地方地下水资源已濒临枯竭。在沿海地区，由于超采，地下水水位急剧下降，导致海水入侵，使地下水水质恶化，耕地盐化，海水入侵总面积己达1500km2。针对以上情况，国内目前有关地下水人工补给方面的研究主要集中在工程建设方面。刘家样等（1988）论证了北京西郊地下水库的技术可行性和经济合理性，探讨了利用地下水库对北京地区的水资源进行合理调蓄的优化方案。魏永纯等（1979）介绍了农业方面的简易可行的浅层地下水人工补给方法、设计原则、运行管理，以及建立浅层地下水库有关技术等问题。第六章地下水资源管理第一节概述一、目的与意义根据我国社会转型期水资源管理中出现的新情况和新问题，以及全球经济一体化对我国水资源权属管理构成的严峻挑战，通过进一步明晰初始水权和培育水权交易市场来强化水资源权属管理工作将是十分迫切的，是我国实施“依法治国、依法治水”战略的重要体现，是政府部门对水资源进行宏观调控的重要依据和法规保障，也是我国“资源水利、现代水利和可持续发展水利”的实质所在，因而是当前我国水资源管理工作中的重中之重。 国内外的大量成功实践表明，在市场经济条件下，只有明晰产权，实现资源的高效配置。在水资源管理中，只有明晰了初始水权，并建立实现水权价值的交易机制，才能促进水资源的高效配置，同时促进资源拥有者积极实现水资源价值，有效利用资源，调动节约用水的积极性，减少浪费。因此，根据我国《水法》赋予水行政主管部门的职责，在水资源评价、配置和综合规划等成果的基础上，进一步明晰和界定初始水权，建立水权交易制度，强化水资源权属管理，以有效缓解我国水资源短缺形势，实现水资源的优化配置和高效利用。二、地下水资源管理进程（1）新中国成立之前，尤其是国民党执政期间，国民政府已经对水资源实行了权属管理和水权许可、登记制度。（2）新中国成立后至1998年期间，我国的水利事业取得了举世瞩目的成绩，地下水资源开发利用与管理等工作获得了重要进展，为国家的社会主义建设提供了重要支撑。1988年1月21日第六届全国人民代表大会常务委员会第24次会议通过《中华人民共和国水法》（中华人民共和国主席令第61号，1988年7月1日起施行），这是新中国第一部管理水事活动的基本法，标志着我国水资源开发利用和管理步入了法制轨道。《水法》明确规定：“水资源属于国家所有，即全民所有。农业集体经济组织所有的水塘、水库中的水，属于集体所有。国家保护依法开发利用水资源的单位和个人的合法权益。”1993年6月11日国务院第五次常务会议通过《取水许可制度实施办法》（1993年9月1日起施行），确立了水资源开发的许可制度，从此我国水资源开发利用进入了一个崭新的时代，地下水管理走上了法制化的轨道。但直到1998年以前，我国的地下水管理仍采取分级分部门的管理模式，尚未建成地下水统一、高效的管理体制。截止1998年，原地矿部已制订的有关规章、管理办法等规范性文件主要有：①矿产和地下水勘探报告审批办法（试行）；②饮用水水源保护区污染防治管理规定；③矿产和地下水储量报告奖励办法；④关于加强地下水资源管理的通知；⑤矿产资源法实施细则第152号国务院令1994年3月；⑥ 矿产资源勘查区块登记管理办法第240号国务院令1998年2月；⑦矿产资源开采登记管理办法第240号国务院令1998年2月；⑧关于加强地热可开采储量审批与管理问题的通知等，以及一些有关地下热水、矿泉水的属性及管理办法等。颁布和实施了一些地方性法规和规章。如北京市水资源管理条例；北京市人民政府关于公布北京市平原区地下水严重超采区、超采区和未超采区划定范围进一步加强地下水资源管理的通知；江西省城镇地下水资源管理暂行办法；云南省饮用天然矿泉水鉴定暂行规定等。（3）1998年以来，随着1988年第一部《水法》的颁布，特别是1998年国务院机构改革，重新调整了部门职能分工，将地下水管理职能划入水利部以后，我国才正是改变“多龙管水”、工作交叉、责任不清的局面。尤其是随着水资源供需矛盾的日益激化和加剧，从客观和实际需求等方面，迫切需要强化水资源的权属管理和统一管理。为了应对流域上下游、左右岸和不同部门、行业之间不断严峻的争水问题，继黄河“87分水方案”以后，黑河、塔里木河、石羊河等相继开展了水量分配方案的制定和实施工作。水量分配实践不仅在我国北方干旱地区积极开展，同时在我国南方丰水地区也开始了尝试。晋江流域位于福建省泉州市，水资源相对丰富，但时空分布不均。1996年泉州市人民政府颁布了《泉州市晋江下游水量分配方案》，确定了晋江下游在枯水年份（即来水频率为97%）情况下，各县（区、市）的水量分配比例和份额。此分配方案是一个干旱季节的水量分配方案，为我国南方地区水量分配方案的制定提供了借鉴。水利部于1998年颁布了《黄河水量调度管理办法》，为黄河水量分配方案的落实提供了制度依据。 2002年8月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过《中华人民共和国水法》（自2002年10月1日起施行），新《水法》确立了水资源论证制度；2002年3月24日，由水利部、国家计委联合颁布了《建设项目水资源论证管理办法》，并于2002年5月1日正式实施，这标志着我国水资源论证制度的建立。水资源论证制度是以水资源的条件与经济布局相适应，实现水资源承载能力与经济规模相协调，以水资源的基础来指导水资源的合理开发与有效配置的重要制度，也是深化取水许可制度，加强水资源管理，探索水权、水市场理论，科学确定取水权人的初始水权，建立高效、透明、规范的行政许可审批的重要制度保障。2006年国务院又颁布了《黄河水量调度条例》，这样就从更高的法律层次上规范了黄河的水量调度和管理行为。为了适应水资源权属管理的新形势，促进我国的水权制度建设，2006年1月24日国务院第123次常务会议通过《取水许可和水资源费征收管理条例》（中华人民共和国国务院令第460号），自2006年4月15日起施行；2007年水利部颁布了《水量分配暂行办法》（中华人民共和国水利部令第32号），自2008年2月1日起施行。总之，自上世纪九十年代以来，我国先后出台和修订了一些有关政策法规，地下水资源权属管理从无到有，逐步发展和完善。第二节地下水取水总量与水位控制一、地下水资源管理现状1998年以前，我国地下水资源采取分级、分部门管理模式，地下水缺乏统一、高效的管理。1998年国务院机构改革，重新调整了管理部门职能划分，将地下水管理职能划入水利部，改变“多龙管水” 、工作交叉、责任不清的局面。近年来，水利系统在加强地下水管理，强化地下水监测、合理配置和有效保护等方面作了大量工作；2002年新《水法》的颁布，确立了流域管理和区域管理相结合的水资源管理体制，进一步明确和强化了水资源的统一管理。同时，新《水法》确立了取水许可、流域取用水总量控制等制度，这些法律制度相继得到了贯彻和落实，推进了我国地下水资源管理和保护工作。对地下水开采实行总量控制和维持合理的地下水位，是《水法》、《取水许可和水资源费征收管理条例》等法律、法规对地下水开发利用提出的明确要求。对于地下水而言，实施地下水取水（开采）总量控制与控制性关键水位管理是维系地下水资源可持续利用和保护生态环境的重要保证。但是，由于缺乏有效的管理政策、措施和具体的技术方法指导，这种以地下水“取水总量与关键水位”双重控制的管理模式或规定在我国尚未得到有效实施。地下水管理工作通常是以地下水资源评价成果为基础的，其中最重要的指标是地下水可开采量。地下水可开采量指在可预见的时期内，通过经济合理、技术可行的措施，在不引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量。即保证含水层里的地下水静储量保持多年平均不变，实现多年地下水动态均衡状态时的地下水开采量。然而，由于地下水具有年内及多年周期调节能力，为了充分发挥地下水蓄水空间的功能，通常采用“以丰补歉”的思想，即在枯水季节或枯水年，为了满足社会经济的用水需求，开采一部分静贮量；在丰水期，再通过激发补给量补充储贮量的消耗，在此达到长序列视角下的地下水动态平衡。如此一来，地下水位在丰水期与枯水期之间的变化幅度将会加大，使地下水位产生幅度更大的周期性波动。 基于地下水可开采量的管理模式，在我国已持续实行几十年的时间了。各级水行政主管部门对地下水管理通常是根据地下水资源评价成果，把管理分区按不同的地下水可开采条件，划分成不同的地下水可开采模数分区，通过分区地下水可开采模数管理地下水资源。如在地下水取水许可审批时，以地下水可开采模数确定是否批准新建开采井以及批准开采井的可开采量。但地下水可开采量很难直接测量，用多年平均值来控制并指导地下水资源的开发利用，可能在短期内引起地下水位的剧烈变化，造成不可逆转的生态与环境地质灾害。为了补充单纯以可开采量指标管理地下水资源所存在的不足和缺陷，需要与时俱进和科技创新、思想创新，研究和提出一种“以地下水可开采量为总量控制指标、以控制性关键水位为表征指标”的管理新模式。二、地下水取水总量的确定地下水可开采量是指在可预见的时期内,通过经济合理、技术可行的措施，在不引起生态环境恶化条件下允许从含水层中获取的最大水量。以往对地下水可开采量的评价都是采用可开采系数法，即。这种方法简便，易于理解，但是往往很难准给出合理的可开采系数k。地下水可开采量是一个多年平均的概念，在日常管理中尤其是在量化管理和动态管理中指导性不强，实效性不强，因此其实用性受到一定限制。为此，我们提出地下水可开采量实时评价和实时预报的概念。其中地下水可开采量实时评价就是根据管理分区（或监控区域）内实时监测的水量和水质信息对当前评价时段内地下水可开采量进行实时评价，重点是评价管理分区水位与可开采量和水质状况；地下水可开采量实时预报主要是指在某一时段末对管理分区（或监控区域）内未来预报期内的地下水可开采量进行实时预报，确定未来预报期内地下水资源的丰枯形势和污染态势，为地下水资源的年度水量分配调度等提供参考依据。 总之，通过地下水可开采量实时评价和实时预报，可为地下水取水总量控制和计划用水、节约用水等提供决策依据。（一）可开采量实时评价利用基于分布参数地下水数值模拟模型的水均衡法，实时评价地下水可开采量：（6－1）式中：为地下水可开采量；为当前时段地下水位埋深；为水位控制埋深值（建议用红线水位和蓝线水位表示）；为地下水开采层给水度；为计算单元的面积，n为参数分区数，为上一时段地下水侧向补给量；为上一时段综合入渗补给量；为上一时段河流入渗补给量。根据预先建立的地下水数值模拟模型所率定好的给水度和各补排项，以及事先确定的红线和蓝线水位等，给出地下水可开采量实时评价结果。（二）可开采量实时预报众所周知，前面所建立的数学模拟模型是基于质量守衡定律和能量守恒定律，由于利用该模型实时预报地下水可开采量，需要的实时信息非常多，在目前条件下很难满足要求，因此需要建立一种基于数学模拟模型（或称数值模拟模型）的地下水可开采量实时预报模型。从理论上讲，这种基于数值模拟模型的预报模型的计算精度要低一些，但其所需的实时预报信息相对较少，易于用于实践，因此在目前的条件下则更具有实用性和推广应用价值。 根据水均衡原理，利用当年汛期末浅层地下水位埋深和汛期降雨量以及当年汛期末(来年汛期前地下水补给量等信息，建立平原区基于数值模拟模型的枯季地下水可开采量（可取水总量）实时预报模型为：（6－2）式中：为枯季（当年汛末(来年汛前）地下水可开采量（可供水量）；为当年汛末的地下水位埋深；为来年汛前地下水位允许埋深值或控制埋深值，本次采用“红线水位”和“蓝线水位”作为控制水位；为地下水开采层给水度；为计算面积；为枯季地下水侧向补给量；为枯季地下水垂向综合入渗补给量；为枯季地下水河流入渗补给量。地下水位允许埋深值的确定比较复杂，一般应综合考虑开采井扬程、含水层厚度、生态环境要求和历史年份实际发生的最大水位埋深值等因素来确定；枯季地下水补给量主要包括当年汛期降雨入渗滞后补给量、灌溉入渗补给量和侧向补给量、地表水体渗漏补给量等。其中枯季地下水侧向补给量和枯季河流入渗补给量年际之间变化不大，故采用数值模拟模型反演计算的多年平均结果；而枯季（垂向）综合入渗补给量受降水影响比较大，故单独予以确定。三、控制性关键水位 地下水控制性关键水位是指具有明确物理概念的一系列水位值的总称，对应于地下水不同开发利用状态的一系列水位值，或者说对应于地下水不同可开采量的一系列水位值。地下水控制性关键水位具有两方面的鲜明特点：一方面，它并不是静态数值或阈值，而是受年内水文气象和地下水开发利用状况等影响的一组数值或阈值构成。如在汛期过后，地下水接受了更多的降水入渗补给及河流入渗补给等，水位随之抬升，各控制性关键水位值也应随之发生变化，即年内不同时间尺度（如月、旬、周、日）的控制性关键水位值或阈值是不同的，是一组变动的数值或阈值。另一方面，地下水控制性关键水位是为了实施地下水目标管理而设定的一些期望（目标）水位值或阈值，是一个反映水行政主管部门不同时期管理目标、理念、意志和偏好的表征指标，具有鲜明的时代特色。由于受地下水文循环、补给、径流、排泄及人为开采等因素影响，地下水位常年不断波动变化。对于枯水时期或贫水地区，在没有外调水的情况下，为了生存和发展等民生问题，地下水短期或长期超采往往是被允许的；而对于南水北调受水区，根据地下水的不同压采目标和管理目标，各水平年地下水控制性关键水位是不同的，是一个变动的数值或阈值。针对我国因“不健全”的地下水位升降所导致的地面沉降、塌陷、地裂缝、海（咸）水入侵、土壤沙化和荒漠化以及土壤次生盐渍化等问题，将我国地下水控制性关键水位类别细划分为抬升型关键水位和下降型关键水位两种。总之，无论是针对地下水的资源功能、生态功能还是地质环境功能等，面向地下水开发利用、生态环境和地质环境等问题的两种地下水位类型：抬升型关键水位，主要是由于补给过量或开采量不足等造成；下降型关键水位，主要是由于补给量不足或过量开采等造成。在地下水控制性关键水位管理时，应针对不同类型的地下水变化状态，采取相应的管理策略、措施和预案。根据表征地下水的目的和意义不同将地下水控制性关键水位划分为三类：（1）用于描述和表征地下水预警状态的水位，包括正常水位、警示水位和警戒水位；（2）用于指导地下水开发利用的水位，包括正常开采水位、限制开采水位和禁止开采水位；（3）用于监控和管理地下水动态的水位，包括蓝线水位和红线水位。（一）正常水位、警示水位与警戒水位 从用于描述和表征地下水预警状态的水位特点看，无论是抬升型还是下降型地下水控制性关键水位均可细化分为正常水位、警示水位和警戒水位三种类型。1.抬升型关键水位正常水位系指表征地下水处于“健康”的地下水循环过程的一系列水位值或水位阈值。在该水位状态下，地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能均能发挥正常作用，不会产生资源问题（地下水大量蒸发损失、水质变劣）、生态问题（土壤次生盐渍化、沼泽化）和地质环境问题等。这时，水行政主管部门根据“合理开发和高效利用”的原则，按照正常的取水许可管理制度进行有效管理，维持地下水处于正常水位状态。警示水位系指表征地下水处于“亚健康”的地下水循环过程的一系列水位值或水位阈值。在该水位和高于该水位状态下，地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能有可能受到影响、不能发挥正常作用，有可能产生资源问题（地下水大量蒸发损失、水质变劣）、生态问题（土壤次生盐渍化、沼泽化）或者地质环境问题等。当地下水位处于抬升型警示水位值（或阈值）及以上时，水行政主管部门应当给予高度警觉和关注，适度加大地下水开采强度、加强水资源统一管理和联合调度，适当加密水位监测频次，采取“鼓励性开发和有效利用”的原则，按照取水许可管理制度进行积极管理，防止地下水预警状态向更加恶化的方向发展。警戒水位系指表征地下水处于“不健康” 的地下水循环过程的一系列水位值或水位阈值。在该水位和高于该水位状态下，地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能将受到影响、不能发挥正常作用，将会产生资源问题（地下水大量蒸发损失、水质变劣）、或者生态问题（土壤次生盐渍化、沼泽化）、或者地质环境问题等。当地下水位处于抬升型警戒水位值（或阈值）及以上时，水行政主管部门应当给予严重关注，启动应急管理预案，加大地下水开采强度、强化水资源统一管理和应急调度，加密水位监测频次，采取“强制性开发和利用”的原则，按照取水许可管理制度进行危机管理，遏制地下水预警状态的进一步恶化和发展。2.下降型关键水位正常水位系指表征地下水处于“健康”的地下水循环过程的一系列水位值或水位阈值。在该水位状态下，地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能均能发挥正常作用，不会产生资源问题（地下水超采、可再生能力衰减、水质变劣）、生态问题（土壤沙化、荒漠化）和地质环境问题（地面沉降、塌陷、地裂缝及海（咸）水入侵）等。这时，水行政主管部门要采取“合理开发和高效利用”的原则，按照正常的取水许可管理制度对地下水进行有效管理，维持地下水处于正常水位状态。警示水位系指表征地下水处于“亚健康”的地下水循环过程的一系列水位值或水位阈值。在该水位和低于该水位状态下，地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能有可能受到影响、不能发挥正常作用，有可能产生资源问题（地下水超采、可再生能力衰减、水质变劣）、生态问题（土壤沙化、荒漠化）或者地质环境问题（地面沉降、塌陷、地裂缝及海（咸）水入侵）等。当地下水位处于下降型警示水位值（或阈值）及以下时，水行政主管部门应当给予高度警觉和关注，适度限制地下水开采规模、加强水资源统一管理和联合调度，加密水位监测频次，采取“限制性开发和有效利用”的原则，按照取水许可管理制度进行有效管理，防止地下水预警状态向更加恶化的方向发展。 警戒水位系指表征地下水处于“不健康”的地下水循环过程的一系列水位值或水位阈值。在该水位和低于该水位状态下，地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能将受到影响、不能发挥正常作用，将会产生资源问题（地下水超采、可再生能力衰减、水质变劣）、或者生态问题（土壤沙化、荒漠化）、或者地质环境问题（地面沉降、塌陷、地裂缝及海（咸）水入侵）等。当地下水位处于抬升型警戒水位值（或阈值）及以下时，水行政主管部门应当给予严重关注，启动应急管理预案，强制核减地下水开采规模、强化水资源统一管理和应急调度，加密水位监测频次，采取“强制性减采和利用”的原则，按照取水许可管理制度进行危机管理，遏制地下水预警状态的进一步发展。（二）正常开采水位、限制开采水位和禁止开采水位从用于指导地下水开发利用的水位特点看，正常开采水位、限制开采水位和禁止开采水位大多数情况下应当属于下降型地下水控制性关键水位范畴。正常开采水位系指表征地下水处于多年平均采补均衡状态的一系列水位值或水位阈值。在该水位状态下，地下水实际开采量小于可开采量，地下水尚具有一定的进一步开发利用的潜力。这时，经济社会发展对水资源的新增需求，可按照正常的取水许可管理制度采取合理扩大地下水开发利用规模的方式予以满足。 限制开采水位系指表征地下水处于多年平均采补准均衡状态的一系列水位值或水位阈值。在该水位和低于该水位状态下，地下水实际开采量等于或略大于可开采量，地下水已无进一步开发利用的潜力。这时，经济社会发展对水资源的新增需求，不能依靠扩大地下水开采规模予以满足，水行政主管部门可加强水资源统一管理和联合调度，按照取水许可管理制度适度限制地下水开发利用规模，避免地下水长期处于临界或超采的状态。禁止开采水位系指表征地下水处于多年平均采补负均衡状态的一系列水位值或水位阈值。在该水位和低于该水位状态下，地下水实际开采量大于可开采量，地下水处于超采状态，已没有进一步开发利用的潜力。禁止开采水位是确定地下水禁采区的主要标准。当实际地下水位处于禁止开采水位值（或阈值）及以下时，说明地下水已遭到了严重超采，水行政主管部门应采取严厉的禁采管理措施，按照取水许可管理制度进行危机管理，遏制地下水严重超采的态势。（三）蓝线水位、红线水位从利用控制性关键水位实施对地下水资源量化和动态管理的角度，根据地下水位抬升或下降对地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能等造成的影响程度，将地下水控制性关键水位划分为蓝线水位和红线水位。其中蓝线水位和红线水位分别对应于警示水位与警戒水位，或者限制开采水位和禁止开采水位。篮线水位一般是指地下水采补平衡即地下水开采量等于地下水可开采量时的水位值，或者是指为了实现某一时期地下水管理目标而设定的期望水位值或阈值。当地下水位从蓝线水位以内向外变动时，说明当前地下水开发利用格局可能存在不合理因素，此时的地下水位开始由正常状态向非正常状态变化、可能导致地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能等问题，可能会产生不良的灾难性后果。 红线水位一般是指地下水开采量大于地下水可开采量、出现地下水位持续下降且水位降深等于含水层厚度三分之二时的水位值，或者是指为了实现某一时期地下水管理目标而设定的期望水位值或阈值。当地下水位跨入红线水位以外时，表明当前的地下水开发利用格局肯定存在不合理因素，已导致或将导致地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能等问题，已产生或将会产生不良的灾难性后果。四、地下水管理分区我国的《水法》规定，国家对水资源实行流域管理与行政区域管理相结合的管理体制。因此，根据我国水资源分级管理的特点，划分地下水管理分区时需要从流域分区、行政区划、水文地质条件、地下水资源开发利用特点和管理目标等方面予以考虑，设置一套既考虑地下水功能、属性特点又能满足管理需要的地下水控制性管理分区，以便对地下水资源进行合理、规范化管理。地下水管理分区系指地下水管理的最小基本单元，是基于考虑流域分区、水文地质分区、行政区划和地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能等特点或存在的问题并有利于地下水监控与管理需求的最小管理单元。同时，假定每个管理分区具有均一性特点，如某一单元代表性监测孔（一般由若干个控制性监测孔组成）出现水位大幅度下降或者水质超标，则认为整个管理单元即出现水位大幅度下降或者水质超标。因此，选择管理单元的代表性监测孔很重要，其监测指标代表整个管理单元的情况，反映管理单元地下水取水（开采）总量和水质、水温动态状况。（一）管理分区级别国内外的成功经验和历史教训表明，地下水管理需要以完整的水文地质单元或水文地质分区作为地下水管理的基本单元，并采取以各管理分区地下水“取水总量、水质与控制性关键水位”三重控制的管理模式，方能确保地下水资源的合理开发、利用和有效保护。 根据我国《水法》规定和水资源管理权限，将地下水管理分区划分为流域级（国家级）、省级、地级和县级等多个级别。其中流域级（国家级）管理分区是指含水层/水文地质单元跨省级行政区界线的地下水管理分区，是从宏观上解决跨省级行政区含水层/水文地质单元的地下水开发利用与保护问题，区划工作以流域管理机构为主，地方为辅。流域机构主要负责流域级管理分区的地下水管理工作，主要是审核和批复流域级各管理分区地下水取水总量、水质和控制性监测孔关键水位等控制指标或保护目标等；审查和批复省界附近和国家级湿地保护区附近等敏感区域修建集中供水水源地规划和论证报告是其管理的重点。省级管理分区是指含水层/水文地质单元跨地级行政区界线的地下水管理分区，是主要解决跨地级行政区含水层/水文地质单元的地下水开发利用与保护问题，区划工作以省级水行政主管部门为主，地级水行政主管部门为辅。省级水行政主管部门主要负责省级管理分区的地下水管理工作，主要是审核和批复省级各管理分区地下水取水总量、水质和控制性监测孔关键水位等控制指标或保护目标等；审查和批复地市（地级行政区）界附近和省级湿地保护区附近等敏感区域修建集中供水水源地规划和论证报告是其管理的重点。地级管理分区是指含水层/水文地质单元跨县级行政区界线的地下水管理分区，解决跨县级行政区含水层/水文地质单元的地下水开发利用与保护问题，区划工作以地级水行政主管部门为主，县级水行政主管部门为辅。地级水行政主管部门主要负责地级管理分区的地下水管理工作，主要是审核和批复地级各管理分区地下水取水总量、水质和控制性监测孔关键水位等控制指标或保护目标等；审查和批复县市（县级行政区）界附近和地级湿地保护区附近等敏感区域修建集中供水水源地规划和论证报告是其管理的重点。 其他可依次类推。本次重点考虑地级管理分区。（二）管理分区类别1.流域级管理分区类别即为跨省级行政区的地下水一级功能区，分为开发区、保护区和保留区等三类。其中开发区是指地下水补给、赋存和开采条件良好，地下水水质满足开发利用的要求，当前及规划期内（2030年，下同）地下水以开发利用为主且在多年平均采补平衡条件下不会引发生态与环境恶化现象的区域；保护区是指流域生态与环境系统对地下水水位及水质变化较为敏感，地下水开采期间始终保持地下水水位不低于其生态控制水位的区域；保留区是指当前及规划期内由于水量、水质和开采条件较差，开发利用难度较大或有一定的开发潜力但作为储备水源的区域。2.对于省级管理分区类别 即为跨地级行政区的地下水二级功能区，分为集中式供水水源区和分散式开发利用区，生态脆弱区、地质灾害易发区和地下水水源涵养区，不宜开采区、储备区和应急水源区等八类。其中集中式供水水源区是指现状或规划期内供给生活饮用或工业生产用水为主的地下水集中式供水水源地；分散式开发利用区是指现状或规划期内以分散的方式供给农村生活、农田灌溉和小型乡镇工业用水的地下水赋存区域，一般为分散型或者季节性开采；生态脆弱区是指有重要生态保护意义且生态系统对地下水变化十分敏感的区域，包括干旱半干旱地区的天然绿洲及其边缘地区、具有重要生态保护意义的湿地和自然保护区等；地质灾害易发区是指地下水水位下降后，容易引起海水入侵、咸水入侵、地面塌陷、地下水污染等灾害的区域；地下水水源涵养区是指为了保持重要泉水一定的喷涌流量或为了涵养水源而限制地下水开采的区域；不宜开采区是指由于地下水开采条件差或水质无法满足使用要求，现状或规划期内不具备开发利用条件或开发利用条件较差的区域；储备区是指有一定的开发利用条件和开发潜力，但在当前和规划期内尚无较大规模开发利用的区域；应急水源区是指地下水赋存、开采及水质条件较好，一般情况下禁止开采，仅在突发事件或特殊干旱时期应急供水的区域。3.对于地级管理分区类别在省级管理分区的框架内，根据地级行政区内地下水的主导功能，并考虑到所处的区域特点、水文地质分区、水资源开发利用情况和所引发的生态与环境问题，以及水资源配置与管理需要等，将地级管理分区类别划分为：建成区集中供水水源区、非建城区集中供水水源区，建城区分散式开发利用区、非建城区分散式开发利用区，天然绿洲生态脆弱区、人工绿洲生态脆弱区、湿地沼泽生态脆弱区、自然保护区生态脆弱区，海（咸）水入侵易发区、地面沉降易发区、地裂缝易发区、地面塌陷易发区、地下水污染易发区，泉域涵养区、河流生态涵养区，水量贫乏不易开采区、水质较差不易开采区、水功能丧失不易开采区，无人影响储备区、战略储备区，应急水源区等二十一类。4.县级管理分区类别划分与地级管理分区类似，暂略。（三）管理分区划分1.划分范围 地下水系统具有自身的循环特点，在划分管理分区时应首要考虑地下水的赋存条件和运移规律。由于山丘区与平原区地下水循环规律和补给、径流与排泄特点都相差较大，需要分别对待处理。我国山丘区在南方分布较广，但是由于山丘区一般地下水循环较快，开发利用条件较差，且经济社会发展对地下水的依赖程度相对较低；在平原区，人口集中，经济社会发展对水资源的需求较大，地下水开发利用强度和规模较大，地下水不合理开发利用引发地各种问题比较集中，平原区是地下水监控和管理的重点。因此，在划分地下水管理分区时，工作范围重点确定在平原区，重点研究对象是浅层地下水。但对于具有重要供水及生态保护意义的山丘区和平原区深层承压水，也适当给予考虑。由于深层承压水通常与地表生态、植被等联系相对不密切，其开发利用引起的问题一般是由于深层地下水开发诱发深层承压水头变化造成地面沉降、水质恶化等灾害问题，因此仅在地质灾害易发区考虑深层承压水，其他管理分区仅以浅层地下水为研究对象。2.划分方法地下水控制性管理分区主要是在地下水功能区划的基础上划分的。在水利部水利水电规划设计总院2005年提出的地下水功能区二级划分体系下，采用问题导向型的研究思路，针对不同级别地下水控制性管理分区特点和管理要求，结合水文地质条件、地下水的功能特点和开发利用情况及存在的问题等，划分不同管理级别的地下水控制性管理分区。（1）流域级管理分区 流域级（国家级）管理分区划分方法，主要考虑我国现行的水资源管理体制，如国家委托各流域机构代表国家水行政主管部门行使对所辖流域的管理工作。同时，流域级管理分区的划分要体现国家或流域机构对流域地下水资源的管理需求和职能要求，目前七大流域机构主要是按流域一级区划定管辖范围的。因此，本次按照流域二级区或跨省级行政区的次级流域（三级、四级区等）套省级行政区与完整的水文地质单元，并考虑地下水的各种功能和规划期水资源配置对地下水开发利用的需求以及生态与环境保护的目标要求等，划分流域级不同类别（开发区、保护区、保留区）的地下水管理分区。（2）省级管理分区省级管理分区划分方法，主要考虑我国现行的分级管理体制，并要体现省级水行政主管部门对所辖区域地下水资源的管理需求和职能要求。因此，本次按照流域三级区或跨地级行政区的次级流域（四级区、五级区等）套地级行政区与完整的水文地质单元，并考虑地下水的各种功能和规划期水资源配置对地下水开发利用的需求以及生态与环境保护的目标要求等，划分省级不同类别（集中式供水水源区和分散式开发利用区，生态脆弱区、地质灾害易发区和地下水水源涵养区，不宜开采区、储备区和应急水源区）的地下水管理分区。（3）地级管理分区 地级管理分区划分方法，主要考虑我国现行的分级管理体制，并要体现地级水行政主管部门对所辖区域地下水资源的管理需求、权限和职能要求。因此，本次按照流域四级区或跨县级行政区的次级流域（五级区等）套县级行政区与水文地质单元，并考虑地下水的各种功能和规划期水资源配置对地下水开发利用的需求以及生态与环境保护的目标要求等，划分地级不同类别（建成区集中供水水源区、非建城区集中供水水源区，建城区分散式开发利用区、非建城区分散式开发利用区，天然绿洲生态脆弱区、人工绿洲生态脆弱区、湿地沼泽生态脆弱区、自然保护区生态脆弱区，海（咸）水入侵易发区、地面沉降易发区、地裂缝易发区、地面塌陷易发区、地下水污染易发区，泉域涵养区、河流生态涵养区，水量贫乏不易开采区、水质较差不易开采区、水功能丧失不易开采区，无人影响储备区、战略储备区，应急水源区）的地下水管理分区。（4）其他级别管理分区划分方法与地级管理分区划分方法类似，暂略。五、控制性关键水位的确定针对地下水不同级别和不同类别管理分区所面临的敏感性问题及管理需求，确定地下水控制性关键水位的依据和计算方法等也各不相同。（一）关键水位确定原则控制性关键水位是用来表征地下水所处状态的，因此划分地下水控制性关键水位时需要综合考虑当前地下水所处状态、经济社会发展对地下水资源的需求、地下水系统特征等因素。总体来讲，确定地下水控制性关键水位时需要考虑和遵循以下原则：（1）符合自然规律的原则地下水资源是自然资源的一部分，人为的开发利用必然会对自然环境造成一定的干扰。当这种扰动符合自然规律和在地下水系统的可承受范围之内时，是不会对环境造成严重危害的；反之，不加科学、合理地对地下水资源进行开发利用，必然会引起自然的惩罚，引起一系列危害环境的后果。 （2）因地制宜的原则确定地下水控制性关键水位，需根据地下水地功能和存在的相关问题，综合分析用水需求、生态环境、水资源状况和水文地质条件等因素，确定符合当地具体条件和管理需求的地下水控制性关键水位。（3）需要与可能兼顾的原则对于不同管理阶段不同区域的各类别管理分区，要充分考虑需要与可能的关系，对于条件不具备的区域，确定控制性关键水位要适当放宽限制。如对于贫水地区在无外调水的情况下，确定控制性关键水位是要考虑为维持正常的经济社会活动所需要的地下水最小开采规模，并以此确定其管理分区的控制性关键水位。（4）适时调整的原则根据不同时期的管理目标和阶段性管理需求，以及水资源配置格局的变化等，不同时期的地下水控制性关键水位是可以不同的，是一个动态变化的管理指标。（二）关键水位确定依据众所周知，无论是地下水位过高或过低均能导致严峻的灾害性问题，如土壤次生盐渍、沼泽化、城市地下工程涌水、被淹或土壤沙化和荒漠化、地面沉降、塌陷和地裂缝与海（咸）水入侵、地下水机井掉泵等，为确保地下水的各种功能均能正常发挥作用，根据，以各控制性管理分区地下水多年的动态变化规律和不同阶段的地下水保护与管理目标为确定地下水控制性关键水位的主要依据。 （三）关键水位确定方法及影响因素由于影响地下水位的因素众多，主要有降雨、蒸发、水文地质条件、经济发展、水资源配置格局和用水需求、地下水开采井/井群布局、地下水动态的时空变化、主开采层位的埋藏及地下水赋存条件、因长期地下水不合理开发利用而诱发的地质灾害、生态环境问题等，针对不同级别不同类别管理分区的特点和管理需求等，分别提出其相应的控制性关键水位的确定方法及需要考虑的影响因素。根据地下水不同类别的管理分区（建成区集中供水水源区、非建城区集中供水水源区，建城区分散式开发利用区、非建城区分散式开发利用区，天然绿洲生态脆弱区、人工绿洲生态脆弱区、湿地沼泽生态脆弱区、自然保护区生态脆弱区，海（咸）水入侵易发区、地面沉降易发区、地裂缝易发区、地面塌陷易发区、地下水污染易发区，泉域涵养区、河流生态涵养区，水量贫乏不易开采区、水质较差不易开采区、水功能丧失不易开采区，无人影响储备区、战略储备区，应急水源区）特点和存在的问题及管理目标等，确定其控制性关键水位的方法主要包括：地下水均衡计算方法和数值模拟方法，以及地下水长系列动态资料分析方法等。其中需要考虑的主要影响因素包括：（1）建成区集中供水水源区——主要是从地下水的资源功能和可持续开发利用的角度，首先分析和研究其地下水控制性开采总量（可开采量）与控制性关键水位之间的定量关系，通过考虑当前水资源开发利用状况及规划期水资源配置对地下水开发利用的需求、地下建筑物深度、水文地质条件、主要岩性与地层结构、开采层位、开采层厚度、井数、井深、可开采量，以及地下水实际开采量与地下水动态、地质环境之间的响应关系等综合因素，最后按照地下水不同阶段的管理目标，分别确定不同管理阶段的地下水控制性关键水位，包括正常开采水位、限制开采水位和禁止开采水位，并给出相应的蓝线水位和红线水位。 （2）非建成区集中供水水源区：主要是从地下水的资源功能和可持续开发利用的角度，首先分析和研究其地下水控制性开采总量（可开采量）与控制性关键水位之间的定量关系，通过考虑当前水资源开发利用状况及规划期水资源配置对地下水开发利用的需求、地下建筑物深度、水文地质条件、主要岩性与地层结构、开采层位、开采层厚度、井数、井深、可开采量，以及地下水实际开采量与地下水动态、生态环境和地质环境之间的响应关系，地下水与地表水之间、与相邻地下水之间的关系等综合因素，最后按照地下水不同阶段的管理目标，分别确定不同管理阶段的地下水控制性关键水位，包括正常开采水位、限制开采水位和禁止开采水位，并给出相应的蓝线水位和红线水位。（3）建城区分散式开发利用区——主要是从地下水的资源功能和可持续开发利用的角度，首先分析和研究其地下水控制性开采总量（可开采量）与控制性关键水位之间的定量关系，通过考虑当前水资源开发利用状况及规划期水资源配置对地下水开发利用的需求、地下建筑物深度、水文地质条件、主要岩性与地层结构、开采层位、开采层厚度、井数、井深、可开采量、供水范围、对象与历史变化过程，以及地下水实际开采量与地下水动态、地质环境之间的响应关系等综合因素，最后按照地下水不同阶段的管理目标，分别确定不同管理阶段的地下水控制性关键水位，包括正常开采水位、限制开采水位和禁止开采水位，并给出相应的蓝线水位和红线水位。（4）非建城区分散式开发利用区—— 主要是从地下水的资源功能和可持续开发利用的角度，首先分析和研究其地下水控制性开采总量（可开采量）与控制性关键水位之间的定量关系，通过考虑当前水资源开发利用状况及规划期水资源配置对地下水开发利用的需求、地下建筑物深度、水文地质条件、主要岩性与地层结构、开采层位、开采层厚度、井数、井深、可开采量，以及地下水实际开采量与地下水动态、生态环境和地质环境之间的响应关系，地下水与地表水之间、与相邻地下水之间的关系等综合因素，最后按照地下水不同阶段的管理目标，分别确定不同管理阶段的地下水控制性关键水位，包括正常开采水位、限制开采水位和禁止开采水位，并给出相应的蓝线水位和红线水位。（5）天然绿洲生态脆弱区——主要是从地下水的生态功能和生态系统保护的角度，分析天然绿洲生态脆弱区生态类型及植被生长状态与地下水位之间的关系，通过建立的灰色模型、回归模型、多项式模型等数学模型来表征地下水位与生态类型及植被生长状态之间的动态关系，最后以不同生态类型及植被生长状态下的地下水位来确定控制性关键水位，包括正常水位、警示水位与警戒水位，并给出相应的蓝线水位和红线水位。天然绿洲生态脆弱区，对地下水位极为敏感。然而在绿洲区与其边缘过渡带的地下水系统具有一定的差异特征。据研究表明，沙漠边缘和过渡带的地下水位变化幅度要小于绿洲区；边缘区的地下水埋藏较深且相对较稳定，土壤水分与地下水关系不明确、降雨在土壤中运移快且耗散明显，而绿洲内部地下水相对活跃，据此，在有必要的情况下可将天然绿洲核心区及其边缘地带进一步分开考虑。地下水控制性关键水位的主要影响因素包括：天然绿洲生态脆弱区的气候情况（如降雨、蒸发、温度、相对湿度等），生态类型和植被种类及其根系达到深度，地下水补给、径流及排泄特征，浅层土壤水的耗散与积累机理及其与地下水的关系等因素。（6）人工绿洲生态脆弱区—— 主要是从地下水的生态功能和生态系统保护的角度，分析土壤的次生盐渍化、荒漠化与地下水位之间的关系，通过考虑控制性关键水位的主要因素包括引起土壤次生盐渍化和荒漠化的因素，如土壤含盐量、蒸发强烈水位埋深、地下水位动态变化、影响洗盐与积盐过程的降雨、蒸发等气象因素、植被的耐盐能力、地下水可开采量、含水层富水特征、地下水补径排条件、植被根系范围、植被自然死亡的临界水位等综合因素，最后按照地下水不同阶段的保护目标，确定其相应的地下水控制性关键水位，包括正常水位、警示水位与警戒水位，并给出相应的蓝线水位和红线水位。（7）湿地沼泽生态脆弱区——主要是从地下水的生态功能和生态系统保护的角度，分析和确定湿地沼泽面积的动态变化与地下水位之间的关系，通过考虑河流与湿地沼泽生态脆弱区之间的水文过程、周期性及其平衡机制来定性或定量分析河流与湿地沼泽之间的水量交换驱动力及其影响因素和水量平衡机理，又要根据湿地沼泽水位及水量变化与地下水系统之间的作用及影响机理，分析地下水及地下水动态水位变化对湿地沼泽面积、生态系统、调节功能的影响等综合因素，除此之外，还要根据地下水、土壤水及其与生态系统之间的关系，以维护湿地沼泽生态系统的正常需求来确定合理的地下水控制性关键水位，包括正常水位、警示水位与警戒水位，并给出相应的蓝线水位和红线水位。确定湿地沼泽区的地下水控制性关键水位，还可从湿地沼泽区的生态需水量入手，把其总生态需水量减去由地表水资源供给的部分水量即为地下水的生态补水量，再通过地下水补水量与水位之间的关系，以及湿地水位动态变化及植被生长对土壤含水量、地下水位的需求，来综合确定湿地沼泽区的地下水控制性关键水位。 湿地沼泽区地下水控制性关键水位的确定依据，主要以地下水位对湿地功能的影响程度来确定。以湿地特有植被物种死亡、生物多样性退化、湿地核心区面积开始萎缩所对应的水位作为红线水位的确定依据；以边缘缓冲区植被生长受抑制所对应的水位作为蓝线水位的确定依据。由于湿地的各种功能所涉及的领域较广，影响因素众多，对特定的湿地，应因地制宜分析湿地发展变化与地下水系统之间响应关系，综合分析各种因素再确定控制性关键水位。影响湿地沼泽区地下水位的因子较多，涉及气候、地表水系统、地下水系统、土壤、植被、野生动物等。（8）自然保护区生态脆弱区——我国的自然保护区依据保护对象的不同，所划定的保护区类型也不同，确定地下水控制性关键水位应当以不同的类型分别处理。对保护完整的综合自然生态系统为目的的自然保护区，主要以满足自然生态系统、尤其是植被生态系统的生态需水位，以及保护区内地表与地下水具有密切水力联系，以满足河道内用水所需维持的地下水位为控制性关键水位的划定依据；对保护某些珍贵动物资源为主的自然保护区主要以保护区内的水资源状况，以维持区内的动物栖息、植物生长所需的水资源，分配到地下水部分所必须维护的地下水位为控制性关键水位的确定依据；对以保护珍稀孑遗植物及特有植被类型为目的的自然保护区主要考虑植被形态、地形影响、植被蒸散发等因素，以保证植被正常生长为标准确定地下水控制性关键水位；对以保护自然风景为主的自然保护区和国家公园主要考虑景观用水需求，如泉、河流等维护正常景观用水所需的地下水，并以此来确定区内的地下水控制性关键水位；对以保护特有的地质剖面及特殊地貌类型为主的自然保护区无地下水位的要求；对保护沿海自然环境及自然资源为主要目的的自然保护区主要考虑沿海淡水区与海水位之间关系，以维持沿海自然环境所需的地下水位来确定地下水控制性关键水位。 在以上需要确定地下水控制性关键水位的自然保护区中，红线水位可以采用通过相应的数学模型，以威胁到区内动物生活困难、植被枯死、生态系统遭到破坏的地下水位来确定；蓝线水位可以采用区内生态系统受到地下水影响，开始产生不良效应时所对应的地下水位。对景观区地下水位可以用泉或者河水断流时的地下水位为红线水位；以景观区正常功能开始受限时的水位为蓝线水位。（9）海（咸）水入侵易发区——在自然状态下，滨海地区含水层与海水之间接触带存在一个动态过渡带。受海平面及含水层内的潜水面及承压含水层的承压水头之间的水动力平衡影响，过渡带会动态的发生迁移。当大量开采滨海地区地下水，导致潜水面下降或承压水头降低，此咸－淡水过渡带将向内陆发生迁移，尤其是当潜水面或承压水头低于海平面时，必然引起海水入侵现象。海水入侵与地下水开采量大小、开采井的分布及地下水开采利用方式等有密切关系。地下水开采量偏大、地下水补给量偏小将造成地下水位大幅度下降，出现大面积地下水位低于海平面的负值区，海水入侵则沿着负值区发展。海水入侵的分布与强开采中心的位置有关，咸淡水界面沿海岸线逐渐向抽水中心移动，入侵带宽度逐渐增大，直至地下水开采中心为止。如强开采中心向陆地方向移动，海水入侵将继续向前推进，直至形成新的平衡。（10）地面沉降易发区——地面沉降是地下水开采后常见的地质灾害之一，尤其是在城市及其周边。据已有研究结果表明，地面沉降的产生与城市工程建设、地层力学性质、水－岩应力平衡、地下水动态等因素具有密切的联系，尤其是地下水位的变化。据已有学者研究表明，城市地面沉降速率与地下水呈明显的相关性，地下水累积开采量与累积地面沉降量有较好的正相关性。因此，通过控制地下水位来防止地面沉降成灾具有重要意义和极强的可行性。 通常来讲，地面沉降是一种客观存在的自然过程，每年的自然沉降量大约在1~3mm左右，这种程度的沉降是允许并且是不能改变的。但是，由于大量建筑物使地层载荷加大、地下水大量开采使岩层的有效应力增加及粘性弱透水层释水加剧等因素影响，使地面沉降速率加剧，以致于引起建筑物裂缝、倾斜甚至倒塌、地裂缝等等灾害。因此，通过地下水控制性关键水位的确定来防止地面的剧烈沉降是地面沉降防治区地下水管理的首要目标。利用地面沉降与地下水位之间的数学模型，可以根据地面沉降的发展状态来确定相应的地下水控制性关键水位。根据地面沉降的发展，大致可以分为自然沉降状态、初步产生地面沉降状态、地面沉降急剧发展状态。依据此三种状态，把红线水位定为引起地面沉降急剧发展，或地层产生塑性变形的起始水位；蓝线水位定为初步产生地面沉降的起始水位。影响地面沉降防治区的控制性关键水位的确定因素主要包括地面载荷、岩层固结状态、地下水开采量、地下水动态、地下水位升降变化模式、软弱土层厚度、地面沉降发展状态等。（11）其他类型区——其他类型区包括地裂缝易发区、地面塌陷易发区、地下水污染易发区、泉域涵养区、河流生态涵养区、水量贫乏不易开采区、水质较差不易开采区、水功能丧失不易开采区、无人影响储备区、战略储备区、应急水源区等暂略。第三节地下水红黄蓝管理策略一、红黄蓝区 蓝线水位和红线水位的提出是随着地下水红黄蓝管理的构想而产生，以蓝线水位和红线水位作为判别管理分区是处于蓝区、黄区或是红区的量化指标。地下水红黄蓝区的定义：对于下降型或者抬升型关键水位的区域，凡是处于蓝线水位以下或者以上的管理区统称为蓝区，其地下水资源尚有进一步开发利用的潜力，可以按照正常的取水许可制度对地下水实施有效管理。凡是处于蓝线水位和红线水位之间的管理区统称为黄区，对于上黄区（上升型关键水位区域）地下水处于正均衡状态，因水位抬升有可能引发的资源（地下水大量蒸发损失、水质变劣）、生态（土壤次生盐渍化、沼泽化）和地质环境等问题，可按照取水许可管理制度鼓励地下水开采；对于下黄区（下降型关键水位区域）地下水资源已无进一步开发利用的潜力，可以按照取水许可制度对地下水实施积极管理。凡是处于红线水位以下或者以上的管理区统称为红区，对于上红区（上升型关键水位区域）地下水处于正均衡状态，因水位过度抬升已引发资源（地下水大量蒸发损失、水质变劣）、生态（土壤次生盐渍化、沼泽化）和地质环境等问题，可按照取水许可管理制度进行危机管理，强制增加地下水开采量；对于下红区（下降型关键水位区域）地下水已处于超采状态，应按照取水许可管理制度实施危机管理，遏制地下水严重超采的态势。根据地下水特点和管理需要，对应于地下水管理分区，按地下水的开发利用状态及存在问题的紧急程度可划分为红区、黄区和蓝区等三种状态的管理等级。其中红区为紧急程度最高级别；黄区为紧急程度中等级别；蓝区为紧急程度一般级别。以此三种分区来表征地下水开发利用状态的警示（紧急）程度和管理等级。二、监督管理策略 根据上述给定的概念和管理等级划分，就可以根据选定的监测井预先分析和给定的关键水位（红线水位与蓝线水位）来判别当前时段其管理分区的水位所处于何种状态（蓝区、黄区和红区），然后再根据预先设定的管理原则和管理策略对地下水资源进行量化管理和科学管理。其中具体情况，见表6-3-1。根据地下水红黄蓝管理的理念，针对红区、黄区和蓝区等三种状态的管理等级，提出不同的取水许可和水资源费征收等管理策略。上红区：对于控制性关键水位处于红线水位以上的管理分区（红区），地下水管理采取“强制性开发和利用”的原则，按照取水许可管理制度进行危机管理，强制增加地下水开采量，严格推行阶梯式累进减免水资源费征收政策，遏制因地下水位多度抬升所引发的资源（地下水大量蒸发损失、水质变劣）、生态（土壤次生盐渍化、沼泽化）和地质环境等问题，确保地下水可持续利用。表6-3-1关键水位与管理策略一览表关键水位管理等级管理原则管理策略红区强制性开发和利用危机管理 红线水位黄区鼓励性开发和有效利用积极管理蓝线水位蓝区合理开发和高效利用有效管理红线水位黄区限制性开发和有效利用积极管理 红区强制性减采和利用危机管理上黄区：对于控制性关键水位处于红线水位以下、蓝线水位以上的管理分区（黄区），地下水管理采取“鼓励性开发和有效利用”的原则，按照取水许可管理制度进行积极管理，鼓励增加地下水开采量，推行阶梯式累进减免水资源费征收政策，防止因地下水位抬升而可能引发的资源（地下水大量蒸发损失、水质变劣）、生态（土壤次生盐渍化、沼泽化）和地质环境等问题，确保地下水可持续利用。蓝区：对于控制性关键水位处于蓝线水位之间的管理分区（篮区），根据“合理开发和高效利用”的原则，按照正常的取水许可管理制度进行有效管理，水资源费征收按照正常的水资源费征收办法收缴，维持地下水处于正常水位状态。下黄区：对于控制性关键水位处于蓝线水位以下、红线水位以上的管理分区（下黄区），地下水管理采取“限制性开发和有效利用”的原则，按照取水许可管理制度进行积极管理，控制地下水开采量，推行阶梯式累进加价水资源费征收政策，防止因地下水位下降而可能引发的资源（地下水超采、可再生能力衰减、水质变劣）、生态（土壤沙化、荒漠化）和地质环境（地面沉降、塌陷、地裂缝及海（咸）水入侵）等问题，确保地下水可持续利用。 下红区：对于控制性关键水位处于红线水位以下的管理分区（下红区），地下水管理采取“强制性减采和利用”的原则，按照取水许可管理制度进行危机管理，严格压减地下水开采量，积极推行阶梯式累进加价水资源费征收政策，遏制因地下水位过度下降所引发的资源（地下水超采、可再生能力衰减、水质变劣）、生态（土壤沙化、荒漠化）和地质环境（地面沉降、塌陷、地裂缝及海（咸）水入侵）等问题，确保地下水可持续利用。第四节建设项目水资源（地下水取水）论证管理众所周知，建设项目水资源（地下水取水）论证管理是取水许可管理的重要环节。自2002年水利部和原国家发展计划委员会联合发布《建设项目水资源论证管理办法》以来，我国的建设项目水资源论证制度不断完善，有力地支撑了我国的取水许可管理工作。根据《建设项目水资源论证管理办法》规定，对于直接从江河、湖泊或地下取水并需申请取水许可证的新建、改建、扩建的建设项目，建设项目业主单位应当按照规定进行建设项目水资源论证，编制建设项目水资源论证报告书，论证报告书包括取水水源、用水合理性以及对生态与环境的影响等内容。业主单位在向计划主管部门报送建设项目可行性研究报告时，应当提交水行政主管部门或流域管理机构对其取水许可（预）申请提出的书面审查意见，并附具经审定的建设项目水资源论证报告书。未提交取水许可（预）申请的书面审查意见及经审定的建设项目水资源论证报告书的，建设项目不予批准。从事建设项目水资源论证工作的单位，必须取得相应的建设项目水资源论证资质，并在资质等级许可的范围内开展工作。为规范建设项目水资源论证工作，指导水资源论证报告书的编制，水利部部组织编制了《建设项目水资源论证导则》（试行）SL/Z322-2005 ，并于2005年5月12颁布实施。《建设项目水资源论证导则》规定了水资源论证工作内容、程序、范围划分、工作深度和技术方法，适用于水资源论证报告书的编制、审查和监督管理工作。建设项目水资源论证工作主要是对建设项目所在流域或区域水资源开发利用现状、取水水源、用水量合理性、退水情况及其对水环境影响、开发利用水资源对水资源状况及其他取水户的影响、以及水资源保护措施等进行分析、论证和评价。对于地下水水资源论证工作，还需要根据《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）中的技术规定，合理安排工作量和确定工作深度。目前，建设项目水资源（地下水取水）论证管理还存在一些尚待完善的一些问题。如《建设项目水资源论证报告》工作深度、收费标准、责任追究制度和事后评估制度等尚未建立，造成一些单位工作不认真、工作深度不高和胡乱应付等不正常现象，给未来的水资源管理埋下隐患。为此，建议今后加大有关基础研究及相关标准、规范制定的资金投入，强化有关配套政策或管理制度建设。第五节地下水取水许可管理地下水取水，是指利用取水工程或者设施直接地下取用水资源。取水工程或者设施，是指水泵、水井等。取用地下水资源的单位和个人，除特别情形外，都需要申请领取取水许可证，并缴纳地下水资源费。实施取水许可坚持地表水与地下水统筹考虑，开源与节流相结合、节流优先的原则，实行总量控制与定额管理相结合。 地下水取水许可管理是依照《中华人民共和国水法》、《取水许可和水资源费征收管理条例》等有关法律法规政策，由各级水行政主管部门实施的管理工作，依据这些法律法规政策工作中规定的取水许可管理程序及实际管理工作的需要，取水许可管理是根据职责对授权范围内的取水工程的取水、退水进行审批和监督管理，主要包括：取水许可管理主要完成取水许可的辅助审批工作。主要任务：（1）对取水许可的管理和辅助审批；（2）给出许可、处罚、批准通知书等文件；（3）建立取水许可数据库，对取水单位信息、水环境影响等建库，在必要时，对取水许可证进行核定；（4）每年对取水单位的取水量、取水执行情况等进行汇总，形成报表上报，并辅助制定区域取水计划的安排。第六节地下水资源费征收管理一、有关规定 《取水许可和水资源费征收管理条例》规定取水单位或者个人应当缴纳水资源费。取水单位或者个人应当按照经批准的年度取水计划取水，超计划或者超定额取水的，对超计划或者超定额部分累进收取地下水水资源费。征收的地下水水资源费全额纳入财政预算，由财政部门按照批准的部门财政预算统筹安排，主要用于水资源的节约、保护和管理，也可以用于地下水资源的合理开发。根据实际用水统计情况征收水资源费。地下水水资源费征收及使用管理包括：水量统计；水量查询；水资源费计算；水资源费查询；水资源费统计；水资源费使用管理等。取水单位或者个人应当按照经批准的年度取水计划取水。超计划或者超定额取水的，对超计划或者超定额部分累进收取水资源费。水资源费征收标准由省、自治区、直辖市人民政府价格主管部门会同同级财政部门、水行政主管部门制定，报本级人民政府批准，并报国务院价格主管部门、财政部门和水行政主管部门备案。其中，由流域管理机构审批取水的中央直属和跨省、自治区、直辖市水利工程的水资源费征收标准，由国务院价格主管部门会同国务院财政部门、水行政主管部门制定。二、水资源费经济杠杆作用目前，不合理的水资源费加剧了水资源问题。因此，要建立适应市场经济原则、科学合理的水资源费征收体系，运用经济杠杆作用调节水资源供需矛盾，促进计划用水、节约用水，显得尤为急迫。尤其是对于城市供水企业，也要加强节约供水，减少和杜绝在输水、制水、配水和售水等各个环节中浪费。有效的水资源费征收政策应能从长期时间尺度促进水资源的合理开发、高效利用和有效保护。建立水资源费征收体系的三大作用机制，要体现具有约束与激励相结合的经济效率性；体现消除（或减弱）水资源利用中的外部不经济，促进水资源保护的人与自然协调发展的可持续性；体现保障各类用水户基本用水权的公平性。依据经济学原理，建立水资源费的经济激励机制与供求调节机制，可以促进经济部门节水，提高用水效率，实现水资源在经济部门之间的高效配置。建立水资源费的效率机制，应充分发挥市场经济下水资源费的经济杠杆调节作用，建立体现“约束、激励、竞争” 三大作用的水资源费征收体系。其中约束就是通过制定合理的水资源费征收政策，约束供用水户的供用水行为，发挥水资源费的经济调节作用，有效抑制浪费，促进全面节水。水资源的可利用总量是一定的，这要求充分发挥水资源费抑制需求的作用，体现水资源的稀缺性，保证水资源供需的基本平衡。因此，应依据水资源费需求弹性，建立对应不同需水区间的阶梯式水资源费征收体系。水资源费需求弹性应与同期经济水平相适应，充分体现其时间效应。在时间上，水资源费必须反映水资源的变动信息（包括年际、年内质与量的变化），随其波动，可采取水丰裕时降低水资源费、水紧缺时提高水资源费，质优价高、质劣价低等策略，充分体现水资源的稀缺性和使用价值。同时，水资源费改革应考虑对其他产业及社会物价总水平的影响、居民收入变化、物价上升水平以及宏观经济改革总体状况等，重视社会因素对水资源费抑制需求的抵消作用。另外，水资源费必须与其他生产资料和产品之间有合理的比价，才能使经济生产部门权衡各生产资料的配比，采用替代工艺并选择合适的生产、销售地区，从而建立起与环境资源条件相适应的产业结构、地区结构。合理的水资源费征收体系，还应对不同水质之间拉开档次，建立彼此合理的比价，才能实现它们之间的合理替代，从而最大限度地利用水资源，减缓对供水的需求压力。激励就是通过制定有效的水资源费征收政策，根据水资源在不同地区、不同时间内的丰枯情况，灵活合理地实施累进加价或累进减价的水资源费征收政策，真正起到水资源费在水资源配置中的杠杆作用，引导和规范供水企业和各用水行业、部门的供用水行为，提高供用水效率与效益。 竞争就是利用多元的水资源费征收政策，实现不同水质类型的水资源在不同用途使用者之间配置的经济效率。在考虑满足最低限、最基本用水公平要求的基础上，水资源费的确定要能够保障经济社会整体用水的最优配置，促进各供水企业竞争性供水和各用水部门高效竞争用水。为鼓励高效供用水，根据供用水户供水要求与用水效益差异，确定分门别类的多种水资源费征收政策。采用阶梯式水资源费征收政策、分类水资源费征收政策等手段，促进不同水质类别的水资源合理配置，使有限的水资源取得总体供用水效益最优，做到优质高价，劣质低价，高要求高收费，发挥水资源费的市场配置资源的作用。三、水资源费征收标准制定水资源费征收标准，应当遵循下列原则：（1）促进水资源的合理开发、利用、节约和保护；（2）与当地水资源条件和经济社会发展水平相适应；（3）统筹地表水和地下水的合理开发利用，防止地下水过量开采；（4）充分考虑不同产业和行业的差别。水资源费征收标准的制定，应充分考虑供用水户的供用水效益及效率差异、供用户对水资源的不同要求（水质、水量、供水保证率）、供用水户的不同满足程度以及水资源的不同时间效应（包括年际、年内差别即丰枯状况与用水峰谷情态），建立多元的阶梯式水资源费征收体系，充分发挥水资源费对水资源需求的市场调节作用，促进高效竞争用水。如对于超采区或者限制地下水开采的区域（地下水处于负均衡的区域），要采取累进加价的水资源费征收政策，有效地抑制地下水的开采；对于地下水处于水位抬升的区域并有可能产生此生盐渍化或沼泽化的区域（地下水处于正均衡的区域），要采取累进减价的水资源费征收政策，有效地刺激和扩大地下水的开采规模，以免产生水多灾害。总之，制定合理的水资源费征收政策可以有效地抑制水资源的浪费、低效率使用，可有效地保护水资源、保障生态与环境基本用水需求，实现水资源的可持续利用和有效保护。 农业生产取水的水资源费征收标准应当根据当地水资源条件、农村经济发展状况和促进农业节约用水需要制定。农业生产取水的水资源费征收标准应当低于其他用水的水资源费征收标准，粮食作物的水资源费征收标准应当低于经济作物的水资源费征收标准。农业生产取水的水资源费征收的步骤和范围由省、自治区、直辖市人民政府规定。水资源费缴纳数额根据取水口所在地水资源费征收标准和实际取水量确定。水力发电用水和火力发电贯流式冷却用水可以根据取水口所在地水资源费征收标准和实际发电量确定缴纳数额。直接从江河、湖泊或者地下取用水资源从事农业生产的，对超过省、自治区、直辖市规定的农业生产用水限额部分的水资源，由取水单位或者个人根据取水口所在地水资源费征收标准和实际取水量缴纳水资源费；符合规定的农业生产用水限额的取水，不缴纳水资源费。取用供水工程的水从事农业生产的，由用水单位或者个人按照实际用水量向供水工程单位缴纳水费，由供水工程单位统一缴纳水资源费；水资源费计入供水成本。为了公共利益需要，按照国家批准的跨行政区域水量分配方案实施的临时应急调水，由调入区域的取用水的单位或者个人，根据所在地水资源费征收标准和实际取水量缴纳水资源费。征收的水资源费应当全额纳入财政预算，由财政部门按照批准的部门财政预算统筹安排，主要用于水资源的节约、保护和管理，也可以用于水资源的合理开发。第七章地下水取水工程管理第一节概述一、地下水资源开发利用现状地下水取水工程是指人类建造的用于集蓄或提取地下水资源的工程，常见的地下水取水工程有管井、筒井、辐射井、坎儿井、多管井，马槽井、大口井、大骨料井、渗渠、水窖和地下水库等，其中，我国北方地区以机井最为常见。 地下水资源利用在我国具有悠久的历史，数千年前的远古时期就有“掘井而饮”和“凿井以灌田”的实例。从上世纪70年代以来，掀起开发利用地下水资源的高潮，随着国民经济快速发展，用水量不断增加。截止到2007年底，全国已有配套机井461万眼（见表7-1-1），年地下水开采量近千亿m3，为社会经济发展作出了巨大贡献。伴随着地下水的大规模开发利用，负面效应也明显地暴露出来，因大量超采地下水而引发的地面沉降、地面塌陷、海水入侵、咸水入侵、荒漠化以及水质恶化等生态环境问题，产生多处大面积超采区（华北平原、关中盆地等），引起社会广泛关注。因此，地下水资源是维系生态环境的重要水源，是工农业、城乡居民生活用水的重要水源，也是干旱及突发事件情况下的主要应急水源，必须加强保护和涵养才能可持续利用。在开展地下水资源评价时，要考虑区域地下水资源承载能力，并加大污水处理和回用力度，合理配置，可持续利用与保护规划工作，制定有关法律法规，合理确定地下水资源的开采量，加强地下水资源管理已被提到议事日程。表7-1-1历年配套机井数量年份配套机井数量（万眼）196515 19706319751821980229198523719902731995317200039820054282007 461二、地下水取水工程管理现状（一）凿井市场管理自20世纪90年代初，水利部召开北方17省、市（自治区、直辖市）机井管理工作座谈会以来，从加强地下水资源开发利用和凿井市场管理角度出发，规范凿井队伍资质作为机井管理的切入点，探索出适合凿井队伍特点的，促进凿井队伍提高技术水平，参与市场竞争的资质考核管理机制，特别是凿井队伍的考核定级工作，可作为提高凿井队伍自身综合实力，规范自身行为的一项带有根本性的基础工作。为维护各地公平有序的凿井市场秩序，确保提高成井质量，实现地下水资源合理利用与保护，维护水环境起到了重要的作用。因此，北方地区的黑龙江、河北、陕西、内蒙古、新疆、天津等省区（市）水利厅（局）开展凿井资质认证与管理工作，制定了相应的资质管理办法，实行省、市、县（区）分级管理制度，通过对凿井施工单位人员素质、施工能力、技术水平、凿井设备、管理水平、施工业绩等方面的综合考核，给予相应的技术资质等级。为加强凿井资质动态管理，对凿井施工单位每年的施工技术、队伍建设及建立资质升降级制度，促进了对施工单位的监管力度，使地下水开发利用市场管理更加规范。 近年来，特别是2004年行政许可法颁布实施后，针对凿井工程质量低下，市场混乱，各有关省（区）市出台一些管理办法，技术等级标准等措施，有效地规范了凿井监督管理。2007年，河北省水利厅以规范性文件的形式印发了《河北省水利钻井施工单位技术考核定级工作实施办法（试行）》，规定了工作机构，通过量化考核等手段，对水利钻井施工单位进行技术考核定级，规范了地下水建设市场行为，促进了钻井市场的良性运作和工程质量与安全。内蒙古自治区在《内蒙古自治区实施〈中华人民共和国水法〉办法》第十二条指出“从事钻凿供排水井的单位应当具有相应的技术等级，并按照水行政主管部门批准的井点布局，取水层位施工”。为贯彻这一精神，加强对地下水开发利用活动的管理，以地方标准《内蒙古自治区钻井企（事）业单位技术资质等级标准》（DB15/T116-93）为依据开展钻井资质管理工作，通过对钻井单位技术素质、机械装备水平、设计施工能力等方面的综合考核，实现了钻井单位资质管理，维护了地下水开发利用秩序。通辽市为加强地下水资源管理、完善钻井市场管理制度，以市人民政府办公厅文件形式下发了《通辽市勘探钻井管理暂行规定》，通过加强资质管理、施工许可管理切实维护了钻井市场秩序。黑龙江省为加强凿井资质管理，黑龙江水利厅早在1994年就下发了《黑龙江省凿井管理暂行规定》，该办法第九条要求，“承包开发地下水凿井工程的施工单位，必须由水行政主管部门颁发施工许可证。办理施工许可证时，必须出示水行政主管部门核发的资质证书，经水行政主管部门审查合格后发给施工许可证。”这一规定，对加强本省地下水资源管理，保障地下水合理开发利用和保护起到了积极的促进作用。哈尔滨市从加强水资源管理，保护有限地下水资源的角度，为了提高成井质量，减少对地下水污染的通道，多年来一直加强对凿井队伍的管理，并把凿井队伍的资质管理写入了《哈尔滨市城市节约用水条例》。 陕西省根据本省实际，意识到开展凿井资质管理的重要性，在省政府多次开展的规范性文件清理工作中，保留了开展凿井管理方面的文件规定，仍由省水利厅批准成立的陕西省机井管理总站按照《陕西省机井施工单位资质管理办法》的规定坚持开展经常性的凿井资质管理工作。在出台的《陕西省实施〈中华人民共和国水法〉办法》中，规定了凿井取用地下水的单位和个人，必须委托具有相应资质的单位，按照批准的井点布局、取水层位进行施工。通过加强凿井资质管理和施工监督管理，使地下水开发利用的市场走向更加规范的道路。并配套了相应的工程建设、规划、验收和管理等地方标准。山西省水利厅出台了《山西省水利凿井单位资质定级认证实施细则》，对凿井资质证书等级标准及使用范围。部分市根据国家有关法律、法规，对地下水凿井管理也做了相关规定，如忻州市水利局下发文件“关于加强地下水资源管理，严格凿井审批，规范凿井秩序的通知”；运城市水利局联合下发了《运城地区取水许可深井审批规定》和《运城地区打井审批原则》；临汾市水利局制定了《临汾地区水利凿井暂行规定》；晋城市制定了《晋城市地下水勘探凿井管理暂行办法》。安徽省在《安徽省实施〈中华人民共和国水法〉办法》第二十条指出：“开采地下水的单位，应当委托具有相应资质的施工单位凿井取水，并将施工单位的资质证书报取水口所在地县级以上人民政府水行政主管部门备案。施工结束后，开采地下水的单位应当在30日内向取水口所在县级以上人民政府水行政主管部门提交成井资料，领取取水许可证后方可取水”。对施工单位的资质提出了明确的要求。 江苏省在地下水开发利用的重点地区如南通、泰州、扬州等市，成立了凿井行业协会，在协会组织下，凿井施工单位加强相互之间的监督，规范各自的行为，在协会章程规定范围内从事凿井业务，在地下水取水工程建设市场准入管理方面进行了积极探索。北京市在2004年出台的《北京市实施〈水法〉办法》中，严格凿井审批管理，规定开凿机井应当经水行政主管部门批准，按公示的审批程序，由施工单位提出申请，水行政主管部门通过加强市场准入管理，对凿井目的、凿井方案、设计及预算报告、有关批文及相关证明等进行审核同意后，方能进行凿井施工，竣工验收后，按凿井层位核定的水量办理取水许可手续，在地下水取水工程建设市场准入管理上迈出了坚实的步伐，取得了可喜的成绩。天津市严格加强地下水资源管理，市上设有专门的地下水资源管理机构——天津市地下水资源管理办公室，全面开展打井审批、计划用水指标、地下水资源费收缴、地下水资源费使用和地质灾害预防等工作。为规范审批行为，到2003年把凿井审批、取水许可交由市政务大厅办理。办公室挂靠成立了天津市凿井行业协会，制定了协会工作章程，由协会组织开展对凿井对技术资质等级认证，并对凿井队进行水法规和凿井技术培训，对新形势下开展地下水取水工程准入市场管理进行了有益的探索。（二）地下水取水工程管理 （1）地下水取水工程包括水井、抽水机具、输变电设备，井房、井台和出水池。是工程的主体，也是综合反映工程配套及对能源利用的程度，配套合理，装置效率越高，则能源损耗小，运行经济利用高。因此要进行规划设计，合理配套，提高地下水取水工程经济效益。同时对已有的配套不合理的地下水取水工程应积极进行调整、更新、改造，达到“机井技术规范”要求。（2）组织管理是地下水取水工程管理工作的重要组成部分，也是搞好井泵、工程、用水、经济等项管理的关键。做好地下水取水工程管理工作就要建立健全各级管理机构，配备技术与管理人员，搞好服务体系建设，进行有组织有计划地科学管理。①管理责任制工程管理的基础在基层。要管好用好工程，必须加强基层专业管理和基层管理队伍的建设，逐步建立和健全管理责任制。随着城市化建设规模扩大，居民生活用水和工业用水及农业灌溉的需要，各地在地下水资源开发利用管理工作中，也实行了各种形式的责任制。这是运用经济规律管好取水工程的一种尝试。这样做可以把长远利益和当前利益紧密结合起来，把管理人员的责、权、利有机地结合起来，从而调动各方面的积极性。所以，只要实行管理责任制，就能收到良好的效果。根据地下水取水工程数量及工程大小和管理体制的不同，除企业集体经营外，目前大体有以下几种责任形式。a.专业承包：根据地下水取水工程范围，成立工程管理服务站或专业队（组），对所有工程实行统一管理，专业承包，经营实施自负盈亏； b.承包人：地下水取水工程承包到专户或专人经营管理，工程设施可一次性配套完好，制定出承包办法以合同形式交给承包户管理，实行大包干。c.季节性承包：在农灌区，地下水取水工程及配套设备由村、组统一管理，非灌溉季节设备入库保管，只在灌溉季节由村、组组成浇地专业队。d.抵押承包：抵押承包是在总结地下水取水工程承包责任制实施管理的基础上，提出来的。目的是为保证取水工程配套设施的完好和承包责任合同的严肃性和连续性，避免承包者中途随意废止，保证责任合同顺利执行，应明确规定承包人必须先予交全部或部分设备折价款，包干作抵押，建立起有个人经济利益的责任心。②管理制度建立地下水取水工程管理组织机构，合理地配备人员并保持人员的相对稳定，建立健全岗位责任制，是管好用好取水工程的先决条件，有了科学的管理制度，才能保证有效的实施管理工作计划，建立起正常的工作秩序，促进取水工程管理技术水平不断提高。 A组织管理制度：a.建立计划管理制度；b.建立民主管理制度；c.建立地下水取水工程技术经济指标考核制度；d.建立集资投劳制度。B设备维修保养制度a.建立设备维修保养制度；b.建立安全操作责任制。C工程管理制度a.地下水取水工程建成后，随即进行工程配套，达到四有标准，即有井房、井台、出水池、井盖，以便保护机电设备；b.对地下水取水工程设施应进行定期检查；c.建立工程养护责任制和计划用水管理制度。 第二节地下水取水工程施工监督管理地下水取水工程管理应包括凿井资质的管理、地下水取水工程设计及凿井施工方案的审查、竣工验收等项内容。一、凿井资质管理为确保成井质量，加强凿井队伍的行业管理，科学合理地开发利用和保护地下水资源，必须选择有相应凿井资质的队伍。各地水行政主管部门必须严格管理本地区的凿井建设市场，加强对本地区凿井队伍资质的管理，严格管理好外地凿井队伍进入本地凿井建设市场。（1）申请凿井资质的企业须向本地区水行政主管部门提交下列文件：①取水许可批复文件；②资质申报表（打印并签字、盖章）；③单位法人营业执照（提供工商局防伪复印件，包括正本和副本）；④单位验资报告（国有企业要出具国有资产管理部门核准的文件）；⑤企业章程（股份制企业要加盖股东印章，股东单位法定代表人签字）； ⑥单位法定代表人和经理以及技术、财务、经营负责人的任职文件、职称证书、身份证（复印件存档，查验职称证原件）；⑦单位工程技术和经济管理人员的职称证、身份证（复印件存档，查验职称证原件）；⑧技术装备发票复印件。水行政主管部门应严格把关，着重审查资质申请单位是否具有相应的资金、设备、技术人员，必要时应到施工现场验看上报资料的准确性，满足条件者方可颁发相应级别的凿井资质。各地区应根据当地的实际情况制定凿井资质管理办法。（2）凿井单位的资质管理应实行定期考核和延期登记制度，对技术、装备、人员发生较大变化的长时间未承揽凿井工程者，应予以吊销凿井施工资质。（3）外地凿井施工单位在承揽本地区凿井工程前，应办理《临时凿井资质》。办理临时许可证的凿井队，应提交其所在地的省级主管部门批准的凿井资质证书以及营业执照和曾经完成的凿井工程业绩等资料，经当地水行政主管部门审查，符合相应规定，方可颁发《临时凿井资质》。二、地下水取水工程设计与凿井施工方案审查承揽凿井工程的施工企业在开工前，应按照“机井技术规范” 的要求，进行地下水取水工程规划设计，并向当地水行政主管部门报送“凿井工程施工方案”，水行政主管部门应在规定的时限内对凿井工程方案进行审查，看其是否满足取水许可管理等有关规定、施工是否满足当地地下水利用与保护的相关规定，接收监督检查。（1）“凿井工程施工方案”应包括以下内容：①凿井工程施工方案审批表，见表7-2-1；②出示当地水行政主管部门批准的取水许可申请批复或建设项目水资源论证报告已获审查通过；③提交“凿井工程施工合同”副本；④提供“凿井工程资质证书”副本原件、外地来本地区施工的钻井队需持相应资质证书，在本省水行政主管部门核取临时凿井资质证书后可准予承揽钻井工程；（2）地下水取水工程设计技术文件应包括：①工程踏勘报告地下水取水工程所在地基本情况，水文地质、工程地质踏勘概况、重点提出地下水取水工程有关指标的可行性意见，明确解决相关疑难技术问题的决策； ②地下水取水工程结构设计方案取水工程设计深度、开孔、终孔直径，管材种类、规格、滤水结构，封闭材料种类及封闭位置等；③施工组织设计任务书井位布置图，设备选型与施工方法，工程质量技术指标，施工工艺流程，劳动组织与推进计划，安全技术措施，应认真执行有关技术规范、规程和ISO9001认证等规定，确保工程施工质量。由于地下水取水工程属于地下隐蔽工程，如果施工工艺不合理或者所采用的施工方法不得当，容易破坏含水层，造成地下水串层污染等危害，因此有条件的地区，应逐步实施地下水施工工程监理制度。三、地下水取水工程竣工验收地下水取水工程施工项目竣工时，应认真组织验收，同时，钻井施工单位应及时向当地水行政主管部门提交“地下水取水工程施工竣工报告”，当地水行政主管部门应及时进行验收。（1）“地下水取水工程施工竣工报告”应包括以下内容：①地下水取水工程验收申请； ②凿井方案审查意见及地下水取水工程施工技术总结；③依照“机井技术规范”（目前正修改为国标）标准要求编制的地下水取水工程竣工报告，内容包括对地下水取水工程设计变更、图表、技术总结、工程竣工报告、财务决算；提供井型结构、地层柱状图、岩性、厚度、电测井曲线、滤水结构规格、井管材质、下管深度、封闭位置、静水位、动水位、含水层颗粒分析、含沙量、水质分析化验及配套情况；评定机井工程质量等级意见，并提出地下水取水工程遗留问题处理意见。（2）地下水取水工程经验收合格，及时填报地下水取水工程竣工验收单，见表7-2-2，连同凿井工程有关技术资料，报送水行政主管部门机井管理机构备案，可作为水行政主管部门核发取水许可证的主要依据。第三节地下水取水工程取水许可登记与档案管理一、地下水取水工程取水许可登记按照取水许可管理的有关规定，应填写取水许可登记表，见表7-3-1。表7-2-1凿井工程施工方案审批表日期：工程名称 投资形式工程地址合同编号取水申请批准文号建设单位基本情况单位名称法人代表单位性质单位地址联系人 凿井施工单位基本情况单位名称法人代表单位性质资质等级证书编号营业执照注册号凿井工程初步设计基本情况 设计孔深（m）开孔直径(m/m)管材类别下管深度（m）拟开工日期拟竣工日期审查意见县（市、区）级市（区）级省级 （盖章）年月日（盖章）年月日（盖章）年月日表8-2-2地下水取水工程竣工验收单验收主持单位建设单位 施工单位工程地点钻孔深度(m)水量（m3）动水位(m)下管深度(m)矿化度静水位(m)井管材料含砂量提水机械 滤管结构水温（℃）咸淡水界面坐标北纬东经验收日期井结构验收主持单位意见验收人签字：签章 建设单位签章参加验收人员 姓名职务施工单位签章参加验收人员 姓名职务工程设计单位签章监理单位签章验收人验收人 表8-3-1取水许可登记表辖区：（乡、镇、区、办事处）编号：第号登记单位（个人）登记单位（盖章）法人代表（签字）年月日详细地址 单位性质法人代表取水工程名称取水方式取水地点取水水源取水工程设计单位资质等级 施工单位资质证号取水起止日期自年月日至年月日生活用水工业用水农业用水其他（）取水用途供水人口(人)工业门类灌溉面积（亩）亩 行业门类用水定额(L/人??日)年产值/产量田地类型大田/林果用水定额(m3/亩)用水类型机关/企业/居民用水定额(m3)灌溉定额(m3/亩)年取水量(m3) 年取水量(m3)年取水量(m3)年取水量(万m3)设计年取水总量(万m3)批准年取水总量(万m3)水资办审核意见年月日主管副局长审核意见年月日局长审核意见 年月日发证机关处理结果年月日取水量年内分配（万m3）月份123456789101112 取水量取水工程平面位置图机井登记井号建成日期深度（m） 孔径（m/m）封闭（m）静水位（m）水泵型号 年度审验 节约用水情况水质情况量水设施节水措施化验标准评价退水情况退水地点废污水排放量退水中污染物污水处理设施 二、地下水取水工程档案资料的管理（1）工程档案归档程序与要求地下水取水工程档案工作是地下水资源管理工作的重要组成部分，必须将其纳入建设项目管理工作的全过程，应建立相应机构或配备专人做好此项工作。工程档案是水利科技档案的重要组成部分，它来源于取水工程的全过程，包括从申请、可行性研究、批复、设计、审核、进场、施工、质检到竣工验收等过程形成，应归档保存的文字、图纸、图表、声像、材料等不同形式与体裁的各种历史记录。 工程档案工作的进程要与工程建设进程同步。即所有地下水取水工程建设项目，从提出申请时，就应开始进行文件材料的收集、积累和整理工作；签订设计、施工等协议（合同）时，要对地下水取水工程档案的质量、份数和移交工作提出明确要求；检查工程进度与施工质量时，要同时检查地下水取水工程档案的收集、整理情况；进行工程质量等级评定和工程竣工验收的同时，要验收应归档文件材料的完整程度与整理质量，验收后，及时整理归档。整个工程的归档工作，应在竣工后一个月内完成验收后及时移交。工程项目在各阶段工程质量评定和竣工时，档案达不到规定要求的，不能算完成施工任务，不能进行鉴定验收；在规定期限内未完成归档任务的地下水取水工程项目，不得评为优质工程。工程项目审批、设计、建设、施工等单位，必须有专人分管档案工作。地下水资源主管部门要对地下水取水工程档案全过程负责，监督检查档案整编工作完成情况。建设、施工、设计单位应按照各自的职责做好地下水取水工程技术档案的建档工作，确保收集、整理、归档、保管各个环节的落实。设计单位负责对所承包地下水取水工程项目的勘察设计文件的收集、积累和整理工作，并及时向建设单位移交。施工单位负责整编所承揽地下水取水工程的档案，应遵循以下原则：工程各施工单位负责收集、整理施工范围内的档案资料，档案资料整编齐全后，交地下水资源主管部门审查，经审查合格后，方可进行竣工验收。建设单位负责工程项目前期文件的收集、积累和整编，汇总完成后交施工单位连同竣工文件一并交水行政主管部门审核。（2）工程档案归档文件的组成 工程档案文件主要由地下水取水工程前期文件和竣工文件组成。工程前期文件主要包括：①项目建议书及批复；②申请报告及可行性论证报告；③批复文件；④设计报告；⑤设计交底记录；⑥施工方案；⑦施工许可；⑧其它应归档的文件。第四节地下水取水工程登记、普查与准入管理一、地下水取水工程类型划分 类型的分类如下：（1）按井直径分类：井管直径小于0.5m的称为管井；井管直径在0.3-2.0m的筒井；井管直径大于2.0m的称为大口井；机井上部为筒井，下部为管井的称为筒管井。（2）按井管材质分类：按照井管所选用的材质，可以分为：钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、石棉混凝土管、多孔混凝土管、塑料管和玻璃钢管等材料。（3）按井底座落的位置分类：打穿一个或几个含水层，井底坐落在不透水的隔水层上，取用整个含水层中的水，称为完整井；不打穿整个含水层，将井底坐落在含水层中间的井，称为非完整井。（4）按取水含水层的岩性分类：取水层位在松散层中的井，称为松散层层；取水层位在岩石中，取用岩层裂隙或溶隙在水的井，称为基岩井。在基岩处打井，上部井管坐落在基岩上，下部根据水文地质条件可以保留裸眼，也可以安装井管。 （5）按地下水开采形式分类：垂直开采地下水取水工程：有管井、筒井、大口井、基岩井、筒管井、虹吸井等。水平开采地下水取水工程：坎儿井、泉组河、卧管井等。综合开采地下水取水工程：大口井出水不足，可在大口井中打数根辐射管，采集水平方向的地下水，以增大出水量的称为辐射井。二、地下水取水工程登记普查地下水取水工程登记普查工作是地下水资源管理的一项最基础的工作，也是水资源管理的重要组成部分。通过地下水取水工程登记普查，为全面掌握地下水取水工程基本情况、评价地下水资源开发利用状况，规范地下水资源管理，制定地下水资源利用与保护、构建地下水管理体系、建立地下水管理信息系统，完善地下水资源管理办法及制度，整合地下水管理资源，促进与提高了地下水资源管理能力。（一）地下水取水工程登记、普查对象与内容 （1）登记普查对象：地下水取水工程普查对象为所有取用地下水的取水工程：工业地下水取水工程、企业自备井取水工程、矿山开采企业采矿取水排水工程；农灌区地下水取水工程，包括井灌区地下水取水工程、农民自建的地下水灌溉取水工程、抗旱井工程等、城市居民生活用水地下水取水工程，城市公共供水地下水取水工程、机关事业单位自备井取水工程、纳入取水许可管理的农村地下水饮用水引用水源工程；矿泉取水工程、地热水开发利用等工程。（2）登记普查内容地下水取水工程登记普查主要内容为取水工程概况及地下水开发利用情况。包括井位（井址、经纬度）、成井时间、井的类型、地下水类型、井深、井径、井壁材料、埋深、静水位、地层柱状图、单井出水量、年开采量、取水用途、供水形式、管理主体（产权单位名称），工程编号、地下水取水及取水管理情况。包括取水工程取水量、取水类型、水位、用水方向及计量设施安装情况；重要泉开发利用情况。主要包括泉水出露情况、类型、流量、矿化度、水质、取水情况等；地热工程。地热井基本信息及开发情况等；矿山开采企业排水情况。包括矿山企业名称、矿井名称、矿井深度、取水类型、矿井日排水量，矿井水利用情况、矿山开采对水资源影响情况调查。（二）地下水取水工程登记普查技术要求地下水取水工程登记普查实行统一规划、统一部署、按照水利部地下水取水工程普查技术要求和实施工作方案，以县（区）为基本单元，组织外业调查，资料收集、填写《地下水取水工程普查登记卡》、制定普查相关管理办法，分析、输入、汇总，建立档案和数据库，开发地下水资源管理信息软件、数据库、建设省、市、县（区）三级地下水取水工程信息管理系统，编制地下水取水工程管理制度和普查报告。各省（区）水利厅（局）应分阶段对本辖区地下水取水工程登记普查质量定期检查，现场指导，及时解决问题，最后开展审查和验收工作。 三、加强地下水取水工程建设市场管理（1）存在主要问题从20世纪80年代以来,我国以城市水源地和井灌区为中心形成的地下水超采区数量从56处发展到164处，超采区面积从8.73万Km2扩展到183万Km2，超采量逐年增加，造成多个大中城市引发地裂缝，地面沉降、地面塌陷等现象。一方面，一些地区地下水受到不同程度的污染，另外一些地区，地下水无序开采，潜层地下水水位持续下降，含水层几近疏干，井泵报废、沿海地区还引发海水入侵，造成绿洲消退、土地沙化、沙尘暴加剧、危及了当地群众的生存条件，水环境持续恶化；另一方面，地下水取水工程建设市场存在凿井队伍市场准入管理不规范，缺乏法律法规支持，不能对凿井队伍实行有效资质管理，建立公平有序的市场秩序。针对上述现象，水利部在2003年印发的《关于加强地下水超采区水资源管理工作的意见》（水资源〔2003〕118号），划定了地下水超采区、禁采区、限采区和地下水保护方案，并开展地下水保护行动，极大地改善了超采区的生态环境，提升了地下水管理水平。（2）建立地下水取水工程准入管理制度的必要性 我国地下水取水工程建设市场秩序急待进一步规范，现有的法律法规和管理办法才能满足地下水取水工程实行有效的准入管理和科学引导，缺乏实际操作的执法依据，已经与科学发展观极不相适应，特别是《行政许可法》颁布实施后，必须建立完善的地下水法律法规才能依法深入开展地下水取水工程建设市场准入管理工作，更好地促进和实现地下水资源的合理利用与保护。为加强地下水资源管理工作力度，建议尽快起草我国地下水资源管理条例等相配套的管理法规十分必要且刻不容缓。因此，建立地下水取水工程准入管理制度立法是适应我国地下水资源开发利用状况的客观需求，是保证地下水取水许可制度实施的重要组成部分，是规范凿井市场，提高工程质量、落实地方法规的需要。只要有强有力的法律法规作为保障和强有力地行政管理措施到位，才能有效地管理地下水取水工程建设市场。市场准入制度的任务是以市场经济为基础，规范和保护市场主体资格，创造公开、公正、公平的市场竞争环境，鼓励和促进市场的发展，促进提高经济效率，保护社会公共利益。地下水取水工程建设市场准入研究的中心：主要是就地下水取水工程建设市场参与各方如何认真遵守法律法规及有关技术规范、公平诚信开展业务、确保工程质量与安全、促进政府监管规范有效等关系进行研究，最终目的是为了建立公平有序的地下水取水工程建设市场、促进实现地下水合理开发利用和保护。在国外，例如韩国颁布了《地下水法》（1994年），澳大利亚一些州在上世纪初就有地下水的立法，日本制定《工业用水法》（1956年），以色列《水井控制法》（1955年）、英国《地下水管理条例》（1998年）、台湾地区制定《地下水凿井业管理规则》（2003年）、《地下水凿井业申请许可收费标准》（2004年）和2006年修正《地下水管制办法》。 国内外学者都认为，市场准入的管理要从源头做起，首要条件具备一定的许可手续（取水许可）的建设单位和具备一定的资质施工单位才能进入凿井建设市场。那么资质准入是市场准入的核心，是地下水取水工程施工单位进入市场的根本依据，通过凿井市场资质准入管理，督促施工单位积极进行资质认证，把凿井资质准入管理作为地下水取水工程建设市场准入管理的有效管理手段。四、地下水取水工程封存与压采管理为有效涵养地下水，实现水资源的优化配置，保障人民群众饮水安全，按照《中华人民共和国水法》规定“在地下水严重超采区，经省、自治区、直辖市人民政府批准，可以划定地下水禁止开采区或者限制开采区”，可采取措施，严格控制开采地下水。为贯彻《水法》，落实科学发展观，建设资源节约，环境友好型社会，构建社会主义和谐社会需求，必须有计划的对地下水超采区实行封、停、存（企、事业单位）各类地下水取水工程（自备水源井），特别是原则上禁止开采深层地下水源，逐步达到压采地下水开采量的目标，减小和控制地下水开采量，促使地下水位明显上升，这样有利于修复、保护地下水资源，有利于涵养地下水源，也有利于改善生态环境。因此，在地下水超采区，要结合地下水功能区的特征，对现有地下水取水工程，采取禁采、限采、限期封、停、存等措施，压缩地下水超采区，特别是地下水严重超采区的开采量，在2010年前完成封存压采任务，各地加快封存压采工作进度，采取强有力措施，创造性地开展卓有成效的工作。例如西安市水务局与市自来水公司等部门成立了市封井办公室，促使地下水超采区封停存地下水取水工程（自备井）工作步伐明显加快，并取得较好效果。 要制定地下水超采区封存压采的实施方案，对有替代水源的地下水超采区，一律停止对地下水的开采，现有的地下水取水工程要永久型封停或作为城市备用水源进行封存，要分别采取封停、封存等各种有效措施，有计划地开展地下水封存与压采工作。同时，要根据总量控制与定额管理相结合的要求，加强对地下水用水户和取水许可的管理，全面推行地下水取水论证的管理制度，对建设项目使用地下水，要科学论证，严格管理。在地下水超采区，要严格禁止新建、改建、扩建的建设项目取用地下水源。切实加强地下水资源管理监督工作，建立与完善地下水管理法律法规体系，制定地下水管理有关规章制度及相关管理办法，为地下水保护提供法律保障。第五节地下水库工程建设与管理为加强地下水资源管理，改善生态环境，从70年代以来，北京西郊、河北南宫、陕西石川河、山东等省市先后在平原区、盆地、河流阶地建设和规划设计地下水库工程，利用地下水库调蓄，在很大程度上解决了水资源时空分布不均衡问题，可将降水单一的周期性补给，改变为多种方式补给，达到综合利用，实行水资源优化调度。一、地下水库工程的设计与建设地下水库建设工程，首先要确定浅层地下水的开采强度，开采边界条件与人工补给能否保证供水需求，其次要研究高强度回灌的技术方案，技术措施、规划设计好地下水利用、回灌、引渗、供水、配水系统，同时要分析地下水开发利用，补给回灌条件下，库区内外水力联系，影响程度，工程措施以及对生态环境的影响。 （1）地下水库工程设计地下水库是埋藏地下，借助于含水层（土层或岩层）中腾空的孔隙、裂隙和溶洞等通过人工补给维持地下水采补平衡的设施与场所，具有储存和调节水资源的功能。地下水库须具备理想的孔隙库容、一定的回灌水源、良好的入渗途径，足够的提水设备、必要的排水出路等五个条件。因此，建库的前期和试验工作包括地貌测绘、地质勘探、库容论证、回灌水源论证、水均衡计算、调节运行、水质变化以及水渗途径和效率的论证等。（2）库容与水位库容设计包括两部分内容：地下水埋深与容积关系；特征水位和相应容积。库区水面积是随水位而变化的。同时，又由于水位受地形、采补不均等影响，自由水面常不是水平的，因而在较大范围内不存在一致的某种特征水位和水位容积关系。对浅层潜水，土体的释水量包括重力释水和弹性释水。由于弹性释水量远较重力释水量小，在实用中可忽略不计。①最低限制水位。地下水库的最低限制水位是指在地下水库正常调蓄运用过程中允许达到的最低水位。最低限制水位以下的库容称为极限库容。最低限制水位以下库区内蓄存的水，为地下水净储量。 最低限制水位和库区内地下水的净储量是可变的，随着补给水源的改善和机泵提水能力的增强，可以加大最低限制水位埋深，缩小地下水净储量，加大调蓄能力。②调节库容包括年调节库容和多年调节库容。年调节库容可根据年用水量确定，而多年调节库容可按实测系列来水（包括其它补给项）和设计用水（包括其他消耗项）进行水平衡计算确定。③滞涝水位和滞涝库容。滞涝水位是指在雨季防止作物守渍害而短期允许达到的最高水位。滞涝水位与防盐碱水位之间的库容称滞涝库容。④相应的水文地质参数、回灌、渠渗、降水及水均衡试验、计算分析。（3）地下水库工程建设地下水库工程建设根据地形、地貌、水文地质条件，地下蓄水构造、边界、径流特征来确定是否修筑地下水坝、截堵渗流，形成有效蓄水库容。地下坝可以是由上到下完全截断含水层的“完整地下坝”，也可以是穿透部分含水层的“非完整坝”，非完整坝又可以分为上部不完整的和下部不完整的。修筑地下坝所采用的施工方法与地面水库坝基防渗处理所采用的方法基本上是相似的： ①当地下坝深度不大时，可以用人工或机械开挖明槽，然后按设计回填防渗材料――粘土、水泥混凝土、黏土砂石混凝土，或块石砌体等，形成防渗墙体即可，也可采用打板桩以形成截水墙的办法。②按地下坝的深度较大时，可根据水文地质及工程地质条件采用帷幕灌浆法，连续灌注以及连续倒挂井筒联结法等，用这些方法在坝址断面上形成一道或数道防渗隔水墙。二、地下水库工程管理地下水库工程的管理，应重点从以下几个方面做好管理工作：（1）在原设计的基础上，对地下水库的水位、水质要实行定时监测，引渗、回灌措施到位，按照水利部《建设项目水资源论证导则（试行）》进行地下水库水源论证，使水库蓄水量得到充分保证；（2）地下水库运行期间，其蓄水水位高程、要注意不得超过易招致盐渍化、沼泽化以及危害当地建筑物安全、影响生态环境的临界水位。（3）加强地下水库水源供需的管理。注意对投入、供水、产出的合理配置，对高耗水企业，高污染企业进行综合治理。（4）完善地下水库的相关管理法规、办法和措施，促进监督管理体系建设，借鉴英、美、法、日本等国经验，拟定地下水库蓄水计划，不断提高地下水库的调蓄能力。 第八章地下水监测与信息发布第一节地下水监测必要性地下水监测工作是地下水资源评价、合理开发利用地下水、优化配置水资源、加强生态环境保护的基础工作，地下水监测资料是地下水资源管理工作的信息来源和决策依据。自上世纪50年代以来，水利部门开始规模化监测地下水水位、水质、开采量和水温等要素。经过70年代大规模的发展和多年的努力，在我国北方17省（市、自治区）已初步建成了以大中城市和平原区为主的地下水动态监测站网。1998年国务院机构改革后，按照国务院批复的水利部“三定”方案，我部切实加强了地下水资源管理和动态监测工作，特别是2002年新《水法》颁发实施后，水利部出台了一系列政策法规，促使地下水管理监测工作驶入快速发展的轨道。截止2005年底，全国共布设地下水监测站24515处，其中，基本监测站12859处，收集、积累了大量地下水监测资料，为两次全国地下水资源评价及水资源综合规划、地下水资源功能区划分、编制全国地下水通报、各省（市、自治区）水资源公报、超采区治理、防治地面沉降、海水入侵以及土壤盐渍化、沙化等工作提供了大量可靠的监测资料。为水资源的管理和合理开发利用地下水资源做出了很大贡献。 近年来，水利部重视和加强了地下水动态监测工作。2005年水利部下发了“关于加强地下水动态监测工作的通知”。组织修订了地下水监测规范，新的“地下水监测规范”已于2006年3月1日实施。组织新编了“地下水监测站建设技术规范”，并于2007年2月2日发布，2007年5月2日实施。为我国水利行业地下水监测站建设制定了技术标准。从此，我国水利行业地下水监测站的建设走上了标准化、规范化的道路。从2003年起水利部水文局组织、编制《全国地下水资源管理监测工程项目建议书》，这对贯彻新《水法》、落实《全国地下水监测站网规划》，进一步加强监测工作，保证地下水管理监测工作稳定健康发展具有十分重要的意义。地下水是水资源的重要组成部分。它在保障城乡居民生活、支持经济社会发展和维护生态平衡等方面具有十分重要的作用，尤其在地表水资源短缺的北方地区，地下水具有不可替代的作用。我国农村普遍饮用地下水，地下水灌溉面积占全国耕地面积的40%，全国600多个城市中，利用地下水供水的约有400余个；2003年全国总用水量达5412.3亿m3，地下水供水量达1009.9亿m3，点总供水量的19%。其中，地下水供水量占总供水量比重最大的水资源一级区是海河区，占66%；地下水供水量占总供水量最大的省是河北省，占79%。黄淮海流域地下水超采严重，地下水开采率达102%，海河流域地下水开采率达164%，山东半岛地下水开采率达151.9%，小范围的超采情况更为严重。 从上世纪70年代以来，局部地区由于地下水严重超采，加之地下水资源开发利用管理工作刚刚起步跟不上形式的发展，因而引发了如下一系列较为严重的环境地质问题：（1）地下水位不断下降加剧了河道断流趋势；（2）湖泊干涸、湿地萎缩；（3）泉水干涸；（4）海（咸）水入侵；（5）地下水水质恶化；（6）地下水位大幅下降，出现大面积“永久性”漏斗区；（7）地面沉降、地面塌陷、地裂缝。鉴于造成上述一系列严重的环境地质问题，水行政管理部门在加强对地下水资源开发利用管理的同时，应加强和支持地下水动态监测工作，实行科学化、规范化管理，有效防止环境地质灾害的进一步扩大。第二节地下水监测站网布设与监测频次要求可靠的地下水监测数据是地下水资源评价、参数计算、合理开发利用和生态环境保护与治理的依据，也是提高地下水资源管理水平的前提。根据地下水管理工作的不同目的，结合已有的地下水监测站网，重新调整和布设地下水监测站网，完善地下水监测网络体系，是搞好地下水监测工作的基础。地下水监测站网应满足下列需要：（1）满足区域地下水资源评价所需监测资料的需要，即提供各种参数计算所需监测数据；地下水资源量计算所需的水位、水量数据和水质评价的水质分析数据。 （2）满足地下水资源合理开发利用提供各种监测数据。（3）满足环境治理与保护，加强监测管理的需要提供监测数据。（4）満足科学管理的需要，监测数据(包括日常和突发信息)，进行处理加工后，建立地下水资源管理模型和预警机制，为管理部门制定政策提供信息支撑。一、监测站网布设原则及重点（1）地下水监测站布设的原则是：为地下水资源科学管理需要而进行总体规划和布设。（2）根据地下水资源管理以及环境治理与防治工作的需要，地下水监测站网布设的重点应布设在如下区域：①农业灌溉区、②超采区、③城市建成区、④大型、特大型水源地、⑤海水入侵区、⑥地面沉降区、⑦次生盐渍化区、⑧地下水污染区等特殊类型区。（3）地下水站网规划与布设还应符合《地下水监测规范》（SL183-2005）的要求进行。二、监测站网分类、密度、频次及相关监测内容 地下水监测站网的布设密度、监测内容及监测频次均应服从地下水资源管理工作的需要来确定。特殊类型区内的站网密度及监测频次应满足解决已发生环境地质问题的需要来确定。水资源管理部门根据监测部门提供的数据进行分析、论证，提出对监测站网、监测频次的调整意见，使监测站网的布设做到既科学合理又能满足管理工作的需要。（一）监测站分类根据监测目的，将监测站分为以下三类：（1）基本监测站包括水位基本监测站、开采量基本监测站、泉流量基本监测站、水质基本监测站和水温基本监测站。其中，水位基本监测站和水质基本监测站分别由国家级监测站、省级行政区重点监测站和普通基本监测站组成。基本监测站是为控制区域地下水动态特征和水文地质边界而设置的长期监测站。由国家级监测站、省级行政区重点监测站和普通基本监测站组成。其中，国家级监测站是为国务院水行政主管部门及时掌握环境地质灾害严重地区适时监测数据和变化趋势以及突发灾害性事件对地下水的影响提供保护治理决策依据，了解区域性地下水位、水质、水量等动态特征和计算水文地质参数而设置的，由专用监测站组成，其监测频次、技术手段和精度要求都高于省级行政区重点监测站；省级行政区重点监测站设站目的与国家级设站目的相同，是对国家级监测站密度不足的补充，其监测频次、技术手段和精度要求略低于国家级监测站而高于普通基本监测站。（2）统测站是为掌握特定时间、特定区域内地下水水位或水质现状和变化趋势、补充基本监测站密度不足而设置的监测站。 （3）试验站是为探讨地下水资源评价方法，三水转化规律以及防治生态环境恶化等科学试验研究而设置的监测站。根据监测方式不同，将基本监测站分为人工监测站和自动监测站两类。（二）地下水监测内容包括：地下水水位、开采量、水质及水温四项监测内容。（1）地下水位即地下水面的绝对高程称之为地下水位。地下水埋深：从地面至地下水面的垂直距离称为地下水埋深。测量地下水位分人工监测和自动监测两种方法。（2）水量监测地下水开采量监测包拓开采量和泉流量两项。开采量监测包括城市建城区内的所有生产、生活、生态自备井的开采量监测、所有地下水水源地开采量监测、农村农田灌概及农村生活用水量监测、矿山排水量监测以及其它用途开采地下水量的?'