地下水资源评价方法现状与展望

□刘丽宏

地下水资源评价方法现状与展望

□刘丽宏

介绍了目前比较常用的地下水资源评价方法，分析了各种评价方法的优缺点，为评价方法的采用提供了思路。

评价方法；水均衡法；数值法；参数率定；数值模型

河北省属资源型缺水省份，并以地下水为主要供水水源。随着河北省经济的快速发展，地下水超采问题日益突出，导致地下水位持续下降，形成了大面积的超采区和地下水降落漏斗，引发了一系列生态环境问题。为了进一步掌握区域地下水开发利用情况，河北省需要在原有的水资源评价工作的基础上进一步深化，在进行区域水资源评价的同时兼顾局域水资源评价，系统全面评价河北省水资源可利用状况。本文对地下水资源评价方法进行了梳理，结合当前最新的科技进展，对评价方法进行了展望。为未来河北省水资源评价提供思路。

1.主要评价方法现状

1.1 水均衡法

水均衡法是目前最为常用的一种地下水资源评价方法，指在某一均衡期内，某均衡域内的总补给量等于总排泄量和蓄变量之和。在多年均衡的情况下，均衡域内的总补给量等于总排泄量。

水均衡法计算和评价地下水资源，采用代表区域多年平均情况的某一系列并逐年计算各个补给项（或排泄项），然后求算总补给量(或总排泄量)和地下水资源量。具体应用中，山区计算总排泄量比较方便，多以计算总排泄量为主来评价山区的地下水资源；平原区地下水动态监测资料丰富，试验资料较多，容易计算各项补给量，所以多以计算总补给量来评价区域地下水资源。山区总排泄量包括基流量、山前侧向排泄量、开采净消耗量、潜水蒸发量等项。平原区总补给量包括降水入渗补给量、山前侧向补给量、河道渗漏补给量、水库（湖泊、闸坝）蓄水渗漏补给量、渠系渗漏补给量、渠灌田间入渗补给量、井灌回归补给量、人工回灌补给量等项。

1.2 数值法

数值法采用网格剖分的形式将研究区域划分为一个个小的计算单元，各个剖分区域节点上的数值是一个近似值，并且在理论上每个计算单元均满足水平衡方程，并保证质量守恒。数值法进行地下水资源评价主要包括两个过程，其一是调试参数，其二是水资源计算和评价。

数值法研究地下水的开采资源评价问题有着特殊的优势，它依据水均衡原理，可以详细地勾画和描述形状复杂的水文地质研究单元，复杂的边界条件，各种补排项及其在时空分布上的变化，数值法建立在数学模型基础上可以方便的模拟动态情况下各个节点上的水位变化和各个计算单元的各种补给量和排泄量的变化。它可以在给定开采量的情况下可以求算计算区域内的地下水位变化，反之如果给定一个限定水位，则可以通过数值法求算可开采量。如果结合管理模型还可以有目的的对区域地下水进行调控，有重点的对不同区域安排不同的开采方案，控制区域水位下降，减少地下水漏斗区、海水入侵区的水位状况，改善环境，减少环境地质问题和地质灾害的发生。

2.主要评价方法优缺点

水均衡法主要用于计算和评价现状地下水资源，简单明了，各个参数含义明确并有试验资料作基础，计算和评价精度较高；水均衡法更多的反映了区域地下水资源量的一种“静态”概念，对于地下水资源、可开采量的时空变化及其未来预测等“动态”信息则难以有效反映。数值法源于水平衡理论和动量守恒理论，除了主要用于评价现状水资源和开采资源外，还特别适合于地下水位和开采量的预测和预报，更能有效的反映动态情况下区域地下水资源的时空变化；相对水均衡法而言，数值法方法复杂、参数率定繁琐、使用相对困难。

两种主要评价方法均依赖于研究对象的基础资料和相关参数，计算参数的精度制约了地下水资源评价的精度，如给水度、渗透系数、降水入渗补给系数等，因此计算参数的研究是所有研究的基础和重点。

一般而言，水均衡法适用范围最广，而模型法适用于研究程度较高，基础资料丰富，水文地质条件复杂的地区（区域或流域）。数值法需要更多外业调查和实验资料来确定模型的概化和参数；由于数值法调参过程的非唯一性，一般而言数值法需配合水均衡法使用，两者互相验证，并使用数值法来弥补水均衡法在研究区域时空分布上的弱点，使用数值模型进行预测和预报。

基于以上分析，应根据地下水资源评价的不同要求、水文地质条件、开发利用程度、研究程度选用不同的评价方法，尽量使用多种方法以互相验证来提高计算精度。

3.展望

我省从第一次、第二次水资源评价中积累了大量的基础资料，特别是近年来承担了多项省、部级地下水专项研究，获取了大量的水文地质参数和研究成果，具备了开展多种方法进行地下水资源评价的条件。

近年来，数据库、GIS等相关学科应用于地下水分析与计算，已经取得了较好的成果。随着数据库技术和GIS的大力发展和河北省地下水资源评价数据平台的建立和不断完善，为河北省地下水资源评价提供了强有力的技术支撑和数据基础。□

2016-06-14

刘丽宏，女，汉族，张家口水文水资源勘测局，工程师。