地下水的利用精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的地下水的利用主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：地下水的利用范文

關鍵詞：天津濱海地區(qū)；淺層地下水抽灌；地層豎向位移

中圖分類號：TD325.2 文獻標識碼：A

1 引言

當前，社會經(jīng)濟發(fā)展迅猛，能源需求日益緊張，為了緩減發(fā)展帶來的能源緊張局面，對淺層地下水儲能方式的利用日漸盛行。但由于地下水的抽取可能引起地下水位下降，造成地面沉降等地質環(huán)境的變化。因此采用了抽灌結合的方式進行，以求在最大程度上減緩地面沉降帶來的負面影響。對于淺層地下水的抽灌循環(huán)利用及其帶來的地面沉降問題許多學者了也都進行了這一方面的研究。

吳建中等人[1]通過開展試驗研究，改進了地下水人工回灌工藝流程，通過同步地面形變監(jiān)測分析了淺層地下水人工回灌對控制地面沉降的作用效果，評價了淺層地下水人工回灌技術在防治工程型地面沉降中推廣應用的可行性及適用性。王翠玲[2]等人從粘土層壓縮變形的微觀效應角度，揭示了回灌對沉降控制的機理，介紹了控沉中人工回灌方式，并對地下水回灌過程中存在的一些問題進行了論述，提出了相應的地面沉降控制措施，為實踐提供有益的指導。張云[3]等人在抽灌水條件下根據(jù)上海砂土層的水位、變形觀測資料，研究了上海含水砂層變形特征及其與地下水位變化的關系。根據(jù)實測的土層變形和水位數(shù)據(jù)，得到砂土層的變形參數(shù)，為地面沉降的計算提供依據(jù)。楊天亮[4]等人通過淺層地下水壓力回灌對比試驗研究，證實采用變壓力、變流量地下水人工回灌可有效實現(xiàn)地下水位和地面沉降的雙重控制，效果顯著。

通過以上分析可知，抽灌循環(huán)利用地下水的方式已日漸普遍。天津濱海地區(qū)淺層地下水以往很少開采利用，幾乎處于封閉狀態(tài)，滿足儲能利用的基本條件，存在利用的潛在價值。本次研究以試驗為基礎，采取了抽灌結合的方式進行，利用特殊工藝將利用完畢的地下水全部循環(huán)灌入地下， 填補由于采取地下水而形成的降水漏斗，增加由于抽水減小的孔隙壓力，研究了在此基礎上的地層變形特征。

2 研究區(qū)域簡介

2.1 研究區(qū)水文地質條件

研究區(qū)域位于天津濱海新區(qū)，區(qū)內(nèi)分布的淺層地下水主要為第四系全新統(tǒng)及上更新統(tǒng)，該含水系統(tǒng)受多次海侵及后期改造形成，為孔隙型潛水。試點位于濱海新區(qū)于家堡金融區(qū)內(nèi)，地質特征如圖1。

2.2 研究區(qū)試驗條件

試驗研究區(qū)建設一間地下水循環(huán)利用室，可將淺層地下水抽取進行儲能利用；建有水井3口，運行模式為一抽兩灌，其平面示意圖如圖2；建有地層分層沉降標6組，埋設深度分別為3.7m、9.0m、14.5m、18.0m、24.0m、27.0m?？煞謩e監(jiān)測井深范圍內(nèi)不同地層豎向變形，詳情如圖1、圖2。

3 研究方法

本次淺層地下水抽灌綜合利用根據(jù)場區(qū)水文地質條件，結合區(qū)域地質特征，分別進行了水井建設及地面沉降監(jiān)測系統(tǒng)的建設。研究方法如下：淺層地下水在綜合利用過程中，利用其中一口井進行較深地下水抽取->將抽取的地下水進行冷熱能綜合利用->利用完畢后的地下水進行淺層排放回灌。整個循環(huán)過程中，進行地面豎向位移的監(jiān)測，研究抽灌結合情況下地面豎向位移的變化特征。

根據(jù)表1，可知本次淺層地下水利用過程中發(fā)生沉降的地層主要有⑥1粉質粘土，⑥2淤泥質粘土，⑨2、⑩粉細砂。其中⑨2、⑩粉砂、細砂為咸水主要含水層，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示其豎向變形最大。⑥2淤泥質粘土層為軟土層，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示豎向變形小于含水層。⑥1粉質粘土為表層天然沉積土層，排水后有一定程度的壓縮。其余各土層監(jiān)測顯示豎向位移均較小，對地面沉降影響甚微。

另外，從圖3中可以看出，隨著地下水的回灌，各地層單次固結變形曲線出現(xiàn)波動，說明地下水的回灌在一定程度上能使地層恢復變厚，減緩由抽水帶來的地面沉降。

4.3 地層豎向位移原因

本次淺層地下水利用過程中，涉及到的地層豎向變形有沉降及回彈兩種情況。地層的沉降表現(xiàn)為地層壓縮變薄，地層的回彈表現(xiàn)為地層的膨脹變厚。

地層的壓縮變薄主要為淺層地下水利用所導致。根據(jù)有效應力原理，土的總應力（σ）等于由水承擔的孔隙水應力（u）與土骨架承擔的有效應力（σ’）之和，抽水使土體的孔隙水壓力降低，上覆土層的總應力不變，因而有效應力增加，使土體顆粒重新排列，固結壓密，進而表現(xiàn)為宏觀上的地層壓縮變薄。該有效應力原理可以很好的解釋含水層粉細砂（⑨2、⑩）的沉降變形；地層壓縮變薄的另一個方面就是欠固結軟土的固結，欠固結軟土具有含水量高、孔隙比大、壓縮性大、強度低的特點，由于土的自重應力下尚未達到完全固結，在正常情況下也發(fā)生一定的壓縮變形，加之排水的措施，軟土的固結變形程度將更大。地層的膨脹變厚可解釋為地下水抽取過程中，含水層首先排水，固結壓縮，在應力向上傳導過程中，由于含水層壓縮變薄，對上層土約束減弱而導致上層土體回彈。

5 結語

淺層地下水利用過程中，產(chǎn)生了35.86mm的累積沉降，主要沉降層位為粉細砂含水層、欠固結軟土、上部未很好固結的天然沉積土層，部分層位略有回彈。

地層的壓縮變薄主要為淺層地下水利用所導致，有效應力原理可以很好的解釋含水層粉細砂（⑨2、⑩）的沉降變形；地層壓縮變薄的另一個方面就是欠固結軟土的固結；地層的膨脹變厚可解釋為地下水抽取過程中，含水層首先排水，固結壓縮，在應力向上傳導過程中，由于含水層壓縮變薄，對上層土約束減弱而導致上層土體回彈。

監(jiān)測資料顯示，隨著地下水的回灌，各地層單次固結變形曲線出現(xiàn)波動，說明地下水的回灌在一定程度上能使地層恢復變厚，減緩由抽水帶來的地面沉降。

參考文獻：

[1]吳建中，王寒梅，楊天亮，淺層地下水人工回灌應用于上海市工程性地面沉降防治的試驗研究[J].現(xiàn)代地質，2009，23（6）：27～28.

[2]王翠玲，王 飛.地下水人工回灌對地面沉降控制的探討[J].山西建筑，2007（33）：135～141.

第2篇：地下水的利用范文

關鍵詞：地下水；開發(fā)利用現(xiàn)狀；環(huán)境地質問題；對策措施

一、天津市自然地理概況及水文地質概況

1、自然地理概況

天津市位于華北平原東北部，西接北京市和河北省，東臨渤海灣。在地貌上處于燕山山地向濱海平原的過度地帶，北部山區(qū)屬燕山山地，約占總面積的6.1%；南部平原屬華北平原的一部分，占總面積的93.9%。

天津市屬暖溫帶半溫濕大陸性季風氣候，多年平均降水量590.1mm，多年平均蒸發(fā)量1800mm。天津市地處海河流域下游，素有九河下梢之稱，主要有兩大水系：海河水系和薊運河水系組成。兩大水系均在天津東部入海。

2、水文地質概況

天津市地下水的賦存特征受地質構造、地貌、水文和古地理條件的控制。按地下水類型和含水介質特征，可劃分為：松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖巖溶裂隙水、碎屑巖類裂隙水、火成巖和變質巖類裂隙水。以孔隙水和碳酸鹽巖巖溶裂隙水分布廣，水資源較豐富，利用價值較高。后者分布面積較小，含水性差，實際供水意義不大。

二、地下水資源及其開發(fā)利用現(xiàn)狀

1、地下水資源及其分布

天津地下水資源可劃分為沖積平原水文地質區(qū)和基巖山地水文地質區(qū)。平原區(qū)又分為全淡水區(qū)和有咸水區(qū)，平原區(qū)地下水資源量大于山區(qū)，且南部有咸水分布區(qū)， 山前淺埋基巖巖溶水區(qū)，供水條件好?；鶐r山地水文地質區(qū)分布在薊縣北部山區(qū)，有裂隙水、孔隙水。該區(qū)年地下水可開采量0.86億m3/a，分配不均， 且埋藏較深，現(xiàn)多年開采量已達0.266億m3/a，尚有開采潛力。山前全淡水區(qū)是水量最豐富、開發(fā)最充分的地區(qū)， 地下水補給充沛，地下水資源量3.46億m3/a。

2、地下水資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀

1983年引灤入津后，開始控制地下水開采，特別是城市工業(yè)、生活用水。市區(qū)多年平均地下水開采量從1- 1.2億m3/a下降到1988 年的0.666億m3/a，各區(qū)對地下水的開采已減少了13%- 35% ，并逐年得到控制。近郊和各縣的農(nóng)業(yè)用水開采量也從1975- 1984年平均6.625 億m3/a，下降到1988年的4.62億m3/a。2009年全市水資源總量15.24億立方米，地下水資源量5.60億立方米，比上年偏少5.2%。根據(jù)多年工業(yè)用水水源組成發(fā)現(xiàn)，天津地下水的利用主要集中在市區(qū)和濱海地區(qū)的工業(yè)用水， 近郊和各縣生活用水和鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)用水主要水源也為地下水。

三、地下水開發(fā)利用過程中的環(huán)境水文地質問題

1、地下水長期超采、地下水位持續(xù)下降

自20世紀70年代大規(guī)模開發(fā)深層地下水以來，開采量不斷增加。長期超量開采地下水，造成地下水持續(xù)大幅下降，并形成了市區(qū)及近郊區(qū)、塘沽、漢沽、大港、靜海、武清等幾個下降漏斗，尤其是市區(qū)和近郊及濱海地區(qū)的地下水位漏斗已連成一片。地下水水位多年大幅度持續(xù)下降，惡化了地質環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，加劇了地面沉降，使水質變差、污染加重，從而導致并誘發(fā)一系列環(huán)境地質問題。

2、地面沉降

長期過量開采地下水是造成地面沉降的主要原因，由于長期開采，是地下水位大幅度下降，造成弱透水層和含水層孔隙水位壓力降低；粘性土層孔隙水被擠出，是粘性土產(chǎn)生嚴密變形，而引起地面沉降。天津市寶坻斷裂以南的廣大平原區(qū)均有不同程度的下沉，面積達7300km2，其中累計沉降量超過1000mm的面積達4080km2，并形成了市區(qū)、塘沽、漢沽、大港及海河下游地區(qū)等幾個沉降中心。

3、地下水質污染及咸水入侵

天津市地下水污染在淺層水中比較突出，隨著開采時間的延續(xù)及開采量的加大，深層地下水也遭到了咸水入侵。

深層地下水污染，主要表現(xiàn)在兩個方面：由于地下水長期超采，導致區(qū)域性水位下降，造成含水層水動力條件改變，從而使上部咸水越流補給開采層；不同成分水混合，從而造成地下水鹽平衡變化，水質咸化，致使地下水主要常量組分Cl-、SO4-2、礦化度（TDS）、總硬度（TH）等含量升高，水化學類型變異。

4、高礦水及土壤鹽漬化

高礦化水（咸水）是礦化度大于2g/L的地下水。咸水不宜或不能直接作為生活用水和工農(nóng)業(yè)用水，并引發(fā)一系列環(huán)境問題。天津市平原區(qū)大面積分布著咸水，埋藏淺，厚度大（最深達200m），是影響地下水環(huán)境質量的重要因素。咸水的存在導致淡水資源更加緊缺。咸水占據(jù)地下庫容，不能調(diào)蓄降水、地表水及外來水源；每年大量天然補給資源蒸發(fā)濃縮，或與咸水混合而轉化為咸水，損耗大量淡水資源。咸水地下水徑流滯緩，水位淺，含水層不發(fā)育，循環(huán)交替作用差，地下水污染后自凈能力差，污染程度高。

四、保護地下水環(huán)境的主要對策

第一，由于自然環(huán)境的限制，天津市屬于水資源嚴重短缺的城市，地下水環(huán)境比較脆弱。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和城市規(guī)模的擴大，預測2020年天津市需水總量為53.73億m3，水資源供需矛盾將越來越突出。因此，必須貫徹開源與節(jié)流并重的方針，大力發(fā)展節(jié)水型工業(yè)和節(jié)水型農(nóng)業(yè)，建設節(jié)水型城市。

第二，綜合防治過量開采地下水誘發(fā)的環(huán)境地質問題，應堅持以防為主、防治結合、全面規(guī)劃、綜合治理的方針。其根本對策為：保持地下水資源的采補平衡，把地下水開采量控制在不致于加劇地質環(huán)境惡化的允許范圍以內(nèi)。

第三，防治地下水污染，應執(zhí)行預防為主、治理為輔的方針對策，應優(yōu)化資源配置，把提高工業(yè)用水重復利用率、海水利用率、污水資源化作為重點。在市區(qū)、濱海地區(qū)及各縣城所在地增加建設以大型污水處理廠為核心的污水處理與回用系統(tǒng)；應對廢井、壞井及不合格井孔進行處理，開展多井回灌，改善水質，增加資源。

第四，應加強地下水環(huán)境保護管理，堅持以地礦、環(huán)保、衛(wèi)生防疫、城建等有關部門協(xié)調(diào)、配合，以保護地下水環(huán)境質量；并加強地下水動態(tài)監(jiān)測工作，建立動態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)，動態(tài)監(jiān)測應實行數(shù)據(jù)采集自動化、數(shù)據(jù)處理模型化、成果網(wǎng)絡化，以地下水環(huán)境保護的科學管理提供決策依據(jù)。

參考文獻：

[1]高瑩君.淺析天津市地下水現(xiàn)狀及合理利用的對策[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2005，（5）.

[2]石小蒙，高櫻梅，于淼，李婷.天津市地下水資源利用現(xiàn)狀分析[J].科技促進發(fā)展，2010，（3）.

[3]邢振剛，張繼紅.天津市地下水利用中的環(huán)境問題及其對策[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，1999，（6）.

[4]劉帥.天津市地下水資源開發(fā)利用研究[J].海河水利，2006，（3）.

[5]劉偉忠，劉帥.天津市地下水資源可持續(xù)利用的對策建議[J].地下水，2005，（2）.

[6]段永侯，王家兵，王亞斌，邢貴發(fā).天津市地下水資源與可持續(xù)利用[J].水文地質工程地質，2004，（3）.

[7]方淑芬，趙翠霞，羅國棟，王鴻雁.天津市地下水典型污染物原位修復技術探討[J].海河水利，2007，（4）.

[8]鄭紅梅，劉明柱.Visual modflow在天津市地下水數(shù)值模擬中的應用[J].華北水利水電學院學報，2007，（2）.

[9]馬鋒，楊發(fā)俊，陳潤橋，李亞平.天津市地下水開采對地面沉降影響的多元回歸分析[J].中國地質災害與防治學報，2008，（2）.

[10]張偉，閆學軍.天津市地下水質量評價[J].水資源保護，2005，（2）.

第3篇：地下水的利用范文

關鍵詞：地下水動力學 數(shù)值模擬 教學研究

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）07（a）-0071-03

“地下水動力學”是水文與水資源工程、地下水科學與工程、地質工程、水文地質工程等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課。學習本課程的目的在于掌握地下水運動的基本理論，能初步運用這些基本理論分析地下水運動問題，進而解決實際的水文地質問題，并能建立相應的數(shù)值模型和提出適當?shù)挠嬎惴椒ɑ蚰M方法，對地下水進行定量評價[1～2]。本課程內(nèi)容當中，利用地下水運動基本方程式（二維或三維）的求解問題是一個重點和難點問題，由于有關內(nèi)容的抽象性和復雜性，加之計算量較大且求解相對苦難，課堂教學難于獲得較好的效果。高等學校實施以創(chuàng)新精神和實踐能力為重點的素質教育，其關鍵是要求改變教師的教學方式和學生的學習方式。創(chuàng)造性教學目標的實現(xiàn)離不開創(chuàng)新性學習方法的正確運用[3]。地下水動力學課程要求學生具備一定的構建數(shù)值模型以及求解問題的能力。在以往的教學研究中，已不斷嘗試將數(shù)值模擬（計算）引入到水文專業(yè)有關課程的教學[4～5]，探索創(chuàng)新性教學方法。本文基于以往將數(shù)值模擬引入到水文專業(yè)課程的教學研究結果，將數(shù)值計算方法應用于地下水動力學課程中的利用高階微分方程求解的教學實踐，以對區(qū)域性地下水實際問題的求解過程為例，在教學時將地下水動力學的基本概念、基礎公式、數(shù)值模擬、以及實際問題求解的整體過程進行系統(tǒng)地講授，使知識結構的講解與學生接受知識的邏輯思維更容易統(tǒng)一。以數(shù)值模擬為手段對抽象的地下水流況及水位進行數(shù)字化圖示，提升課堂表現(xiàn)力，增強教學效果，探索數(shù)值模擬與教學實踐更好結合的新方法，以期為水文水資源專業(yè)相關課程教學改革的深入進行提供參考和借鑒。

1 教學流程

數(shù)值模擬是以計算機為手段，通過計算和圖像顯示的方法，達到對工程問題、物理問題乃至自然界各類問題研究的目的。在科學技術和社會生活的各個領域中抽象出來的許多數(shù)學問題可以應用計算機計算求解，注重算法思想及與工程實際相結合[6]。數(shù)值模擬來源于對實際問題計算的需要，在建立算法和求解過程中發(fā)展、并面向實踐，與計算機的使用密切結合[7～8]。數(shù)值模擬被廣泛地應用于水科學與工程科學研究領域。本文針對地下水動力學課程中利用高解微分方程式的求解問題，將科研活動中區(qū)域性地下水數(shù)值模擬的實例引入到教學當中，其教學流程如圖1所示。

2 數(shù)值模擬方法引入

2.1 地下水運動的基本微分方程

用于數(shù)值模擬的基礎方程式為二維（準三維）地下水運動的基本微分方程，準三維系指在考慮地下水平面二維運動的基礎上（沿x、y方向），同時，考慮垂向的水收支成分和過程，但數(shù)值計算時，只對x、y方向對水文要素進行差分，在垂向（z向）不進行差分。潛水（非承壓水）和承壓水運動的基本微分方程式如式（1）及式（2）。

潛水運動基本微分方程式：

（1）

承壓水運動基本微分方程式：

（2）

式中，t為時間因子，其單位步長為0.01 h；x為空間尺度因子，其水流方向上的步長為Δx=Δy=50 m；h為對應于不同含水層的水深，（m）；H為水位，（m）；kx、ky為x、y方向的滲透系數(shù)，（m?s-1）；λ為有效孔隙率；r為雨水滲透速度，（m?s-1）；q為潛水的向下入滲速度，（m?s-1）；S為貯水系數(shù)；Tx、Ty分別為x、y方向的導水系數(shù)，Tx=kx?B、Ty=ky?B（其中B為層厚，m），（m2?s-1）；R越流因子，（m?s-1）；Q取水因子，（m?s-1）。

2.2 數(shù)值模型構建

2.2.1 有限差分

（3）

（4）

式中，n為計算時間的次序編號；i，j為柵格編號。

2.2.2 計算條件

（1）工程實例。選取某流域下游入?？谇暗臎_積平原為區(qū)域性地下水計算對象，該區(qū)域東西長10 km、南北12 km（圖2）。據(jù)對該區(qū)地理條件的調(diào)查結果，在土壤縱剖面上存在3個含水層分別為潛水層、第1承壓含水層、第2承壓含水層。對第2承壓含水層的地下水的觀測進行了觀測，觀測點有8個（圖2中標號①～⑧）。

（2）邊界條件。計算區(qū)域內(nèi)的主要水體主要有3條河，下游有一個小型湖泊和海岸，3條河流分別標記為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（圖2橢圓形括弧內(nèi)），湖泊和海標記為Ⅳ。據(jù)對該區(qū)水文地質條件的實際調(diào)查，計算采用第一類邊界條件，即給定邊界的初始水頭（水位）。

（3）參數(shù)率定及編程。計算需用到各不透水層的水力學參數(shù)以及含水層的初始水位等參數(shù)，各含水層計算初始狀態(tài)如圖3所示，需要用計算機語言進行編程，開發(fā)用于計算的程序，相應內(nèi)容較為復雜，在此略去。

第4篇：地下水的利用范文

水的概述地球是太陽系行星之中唯一被液態(tài)水覆蓋的星球。

地球上水的起源在學術界上存在很大的分歧，目前有幾十種不同的水形成學說。有些觀點認為在地球形成初期，原始大氣中的氫、氧化合成水，水蒸氣逐步凝結下來并形成海洋；也有觀點認為，形成地球的星云物質中原先就存在水的成分。

另外的觀點認為，原始地殼中硅酸鹽等物質受火山影響而發(fā)生反應、析出水分。也有觀點認為，被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源，甚至地球上的水還在不停增加。

第5篇：地下水的利用范文

關鍵詞：反滲透處理工藝 地下水處理 應用分析

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0103-01

1 地下水處理中反滲透處理工藝的選擇

作為一類獲取相當容易的水源來說，地下水在我國的分布是十分廣泛的，然而，由于氣候等外在因素的不斷變化也會嚴重的影響到地下水的水質，其會產(chǎn)生較大的波動性。舉例來說，如果是多雨的季節(jié)，那么地下水中就會產(chǎn)生大量的懸浮物，當反滲透系統(tǒng)中流入了這樣的地下水，其就很可能出現(xiàn)不可逆的污堵的現(xiàn)象，因此，應特別慎重的選擇其處理的工藝。通常情況下，在地下水處理中應用反滲透處理工藝時，都必須設置一個機械過濾器，以盡可能的降低地下水中高懸浮物的含量，該文以一種反滲透處理工藝舉例介紹，其具體的處理工藝流程如圖1。

2 地下水處理中反滲透處理工藝的詳細研究

2.1 混凝過濾

當天氣等外在因素不斷的變化時，井水是會受到很大的影響的，這時地下水中也會夾雜著大量的泥沙，產(chǎn)生非常大的濁度，這時反滲透處理系統(tǒng)的運行就容易出現(xiàn)中斷的問題，因此，應將混凝土過濾加入到反滲透預處理系統(tǒng)中，有效的消除地下水中的懸浮物和膠體，降低其濁度。通常情況下，衡量地下水的濁度時我們都采用污染指數(shù)這一指標，進入到反滲透設備中的地下水的污染指數(shù)都應是小于4的，地下水中本來就有一定量的懸浮物，下雨等外界因素還會對其產(chǎn)生一定的影響，所以，預處理系統(tǒng)中的混凝劑通常都選擇聚合氯化鋁，其能夠快速的形成一個網(wǎng)狀結構，從而得到理想的沉降速度。

2.2 盤式過濾器

當井水受到一些外界因素的影響時，多介質過濾器和砂濾等常規(guī)的過濾器都無法較好的抵抗含有泥沙和懸浮物的井水的瞬時沖擊，那么就會產(chǎn)生不確定的反洗周期，同時也無法滿足生產(chǎn)急需用水的需求，無法取得理想的處理效果，為后續(xù)的處理工作也帶來了一定的安全隱患。盤式過濾器有著特殊的疊片式的結構，這樣在抵抗含有大量懸浮物和泥沙的井水的沖擊時，其穩(wěn)定性更強，大大的降低了出水中懸浮物的含量，也保證了后續(xù)超濾膜系統(tǒng)水源的質量，在地下水處理工藝應用的十分廣泛。

2.3 超濾膜過濾系統(tǒng)

此系統(tǒng)的最主要作用就是去除地下水中懸浮物，保證反滲透系統(tǒng)的所進水的污染指數(shù)是小于4的，一般情況下，經(jīng)過了超濾膜過濾系統(tǒng)的地下水都不會有太大的污染指數(shù)，通常這一數(shù)值大概為2。同時，在超濾膜過濾系統(tǒng)的前端還安有盤式過濾器，所以其進水中也不會含有大量的泥沙和懸浮物，這樣在系統(tǒng)運行的過程中是不會出現(xiàn)斷絲的問題的，充分的保證了反滲透進水對污染指數(shù)的要求。通常情況下，我們都選用聚偏氯乙烯作為超濾膜的材質，其孔徑約為20 nm。

2.4 殺菌處理

一般情況下，在安裝完成超濾膜過濾系統(tǒng)后，我們還會再添加一個水箱，其作用就是來存放超濾膜的過濾水，有效的避免了水箱中產(chǎn)生微生物，進行殺菌處理的操作時，應先向其中加入適量的殺菌劑，通常我們都選用次氯酸鈉作為殺菌劑。

2.5 高壓泵

在反滲透系統(tǒng)中，其提供能量作用的設備就是高壓泵，應在詳細的分析了反滲透系統(tǒng)設計軟件中的實際壓力和流量后，從而選擇最為科學合理的高壓泵型號，高壓泵的揚塵不但會受到進水溫度等因素的影響，同時其與進水的含鹽量也是密切相關的。

2.6 還原劑及阻垢劑

我國的地下水有著較高的堿度和硬度，那么只有保證反滲透系統(tǒng)的運行過程中是沒有結垢的，才能保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，因此，操作人員應在充分的掌握了地下水水質的情況下，投入有針對性的阻垢劑。同時由于在反滲透的預處理系統(tǒng)的殺菌過程中是會投入一定量的氧化劑的，因此，在反滲透進水時就必須投入對應量的還原劑來還原，確保反滲透系統(tǒng)中進水余氯是不大于0.1 ppm的，這樣反滲透系統(tǒng)中的進水氧化物才能滿足實際含量的需求。

2.7 保安過濾器

通常情況下，在安裝反滲透系統(tǒng)之前，還需要添加適量的化學藥劑的，而此時還必須安裝一個保安過濾器，其目的就是防止反滲透系統(tǒng)中流入沒有溶解的顆粒狀的藥劑，同時也是保證反滲透進水的污染指數(shù)是符合要求的，應根據(jù)進水實際流量來選擇保安過濾器的流量，并且其濾芯的孔徑應為5 mm。

2.8 反滲透控制系統(tǒng)

通常情況下，反滲透控制系統(tǒng)的分散采樣控制是由可編程控制器PLC組成的，其能夠集中的監(jiān)視操作人員的各項操作，應在參考具體工藝參數(shù)的情況下來設置自動切換裝置和高低壓保護開關，這樣一旦電壓、電流或是流量出現(xiàn)了異常問題時，系統(tǒng)就會自動的停止運行狀態(tài)，并實現(xiàn)自動切換和自動聯(lián)鎖報警，從而有效的保護反滲透膜元件和高壓泵。變頻系統(tǒng)可以控制高壓泵的啟動和停機，大大的降低了能耗，同時實現(xiàn)了高壓泵的軟操作，當出現(xiàn)反壓和水錘情況下，反滲透膜元件以及高壓泵也不會受到損壞，充分的保證了分滲透系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性和自動性。

3 結語

通過以上的論述，隨著我國科學技術水平的快速發(fā)展，反滲透技術的應用也更加的廣泛了，人們也越來越重視反滲透處理工藝了，隨著我國在新型膜技術上所取得的不斷進步，反滲透處理工藝的成本得到了一定程度的降低，而這就加快了將其轉化為實際生產(chǎn)力的速度，從而為解決世界性水資源短缺問題做出貢獻。

參考文獻

第6篇：地下水的利用范文

關鍵詞：排水下沉法污水處理沉井施工應用

中圖分類號：S276文獻標識碼： A

沉井是在經(jīng)過整平或處理過的地基上制作的一種構筑物，是一種通過采用不同的方式取出井內(nèi)的土體，依靠其自身重量（必要時可壓重）克服井壁與土的摩阻力及刃腳下阻力下沉到設計標高的施工方法。沉井既是深基礎和地下工程的一種結構形式，也是常用的一種施工方法。海門市第二污水處理廠進水泵房是一期土建工程主要結構之一，其下部結構采用沉井法施工。

一、本工程沉井特點

1、沉井結構外徑19.2m，高度14.65m，井壁厚度1m，屬大型沉井。

2、本工程沉井為污水提升泵房的下部結構，具有防滲漏的要求。

3、混凝土澆筑方量比較大，具有大體積混凝土施工的特點。

4、下沉段土層土體性質差異較大，易發(fā)生偏斜和突沉。

5、周邊溝河密布，地下水補給充分，具備流砂產(chǎn)生的條件。

6、沉井與周邊單體結構距離較近，最小距離不到10m，因工期緊張必須平行作業(yè)，因而在下沉過程中必須采取相應的保護措施。

二、沉井下沉方法的選擇

沉井下沉有兩種方法可供選擇：不排水下沉法和排水下沉法。

不排水下沉法是指下沉過程中，井內(nèi)、井外均不降水，水中取土下沉、在水下封底的一種施工方法。

排水下沉法是指在沉井四周設置降水井，降低沉井下沉區(qū)域的地下水位，干挖取土下沉、無水（或少量水）條件下干封底的施工方法。

1、不排水下沉法

不排水下沉法由設計單位推薦，在本工程中應用具有下述特征：

（1）下沉風險較?。河捎诓捎貌慌潘鲁粒畠?nèi)與井外水位保持平衡，排除了流砂產(chǎn)生的條件，因而有利于減小沉井偏斜、突沉等風險，對周邊結構物的保護難度較小。

（2）坍塌范圍減?。翰慌潘鲁恋木芴饕沙辆鲁翈又車馏w向下位移引起，影響范圍較小。

（3）機具設備無法提供：不排水下沉必需的潛水裝備和吸泥機、導管等設備在本公司現(xiàn)有裝備條件和技術條件下無法提供，租賃途徑在本地很難尋找，購置成本過高。

（4）施工組織的難度較高。

（5）由于缺乏相應的施工經(jīng)驗，大方量水下混凝土澆注質量難以保證。

2、排水下沉法：

排水下沉法在本工程中應用具有以下特征：

（1）下沉風險較大：風險主要來源于流砂，因流砂而引發(fā)的下沉風險以及對周邊構筑物的保護難度較大。根據(jù)地勘報告，沉井區(qū)域具備流砂產(chǎn)生的條件，隨著井體的下沉，井內(nèi)水位不斷降低，井內(nèi)外水力梯度逐步加大，流砂產(chǎn)生的可能性隨著下沉深度的增加而加大。

（2）具有多種排除流砂產(chǎn)生條件的措施：

①深攪止水樁圍護方案：可以有效地保護周邊構筑物，降低下沉風險，但投資增加額較大。雖然業(yè)主未予采納，但不失為一種有效措施。

②井點降水方案：費用較大，一級井點降水深度難以達到施工要求，故不予考慮。

③深井降水方案：費用低，降水深度可以滿足施工需要，通過同步降水基本消除對周邊構筑物的影響，可以采用。

（3）排水下沉法封底（干封底）施工方法簡單，施工條件較好，下沉狀態(tài)控制及下沉速率控制容易，混凝土用量少，施工成本低，且混凝土澆搗質量優(yōu)于水下封底。

（4）排水下沉使用的高壓水泵、泥漿泵等機具設備簡單，可靠性好，在本地使用較普遍。

3、下沉方法的確定：排水下沉法除風險較大以外，施工條件、施工質量、施工成本等各方面均優(yōu)于不排水下沉法，且施工風險在增設降水井后可大幅降低，故采用排水下沉法用于本工程的沉井下沉。

三、降水井布置

因其它結構的同步施工，沉井南側廠區(qū)內(nèi)已有25口井在同步降水，為確保下沉過程的降水效果，在沉井北側增設8口井（其中2口井備用），呈雙層環(huán)向布置；沉井南側增設3口井，呈環(huán)向布置，降水井深度深度25米。

四、施工監(jiān)控

排水下沉施工速度快，對周邊環(huán)境影響大，施工監(jiān)控尤為重要，監(jiān)控內(nèi)容和頻率具體為：

1、沉井刃腳反力、土體側壓力、鋼筋應力：主要目的在于監(jiān)控沉井下沉對結構本身的影響，考慮到施工圖設計已對結構本身安全進行了驗算，經(jīng)設計單位同意，本部分內(nèi)容不予監(jiān)控。

2、沉井姿態(tài)水準測量控制：每小時一次。實際施工時輔以直觀的垂線觀測方法，實時觀察。

3、沉井周邊已建構筑物位移：每4小時一次。

五、沉井下沉：

1、施工主體：選擇專業(yè)施工隊伍作為施工主體，并配備具有豐富施工經(jīng)驗的管理人員全過程跟蹤管理。

2、主要施工機械：高壓水泵、泥漿泵。

3、下沉初始：破除刃腳下混凝土墊層，應對稱、均勻、分段進行，并清理干凈。

4、取土下沉：取土總體順序為先內(nèi)后外。先用高壓水槍沖吸井內(nèi)中央井格，形成大鍋底，然后擴大對稱均勻沖吸其它井格，逐步使沉井刃腳破土垂直下沉。

5、下沉施工要點：

（1）對稱、同步、均勻；

（2）嚴格控制沖挖順序和鍋底形態(tài)（深度、與刃腳距離）；

（3）井外降水：必須保持地下水位在井內(nèi)開挖面以下1~2m；

（4）密切觀察土質變化，防止突沉和傾斜；

（5）突發(fā)險情時按應急預案處置；

（6）施工監(jiān)控按規(guī)定的內(nèi)容和頻率進行。

6、終沉階段控制：刃腳離設計標高約1m時，逐步減小鍋底，以能出泥為準。刃腳離設計標高約20cm時，停止取土，使沉井依靠自重下沉，沉井達到設計標高且8小時累計下沉量小于1cm時，可進行混凝土干封底。

7、沉井干封底：總體封底順序應為先四周，后中央。沉井姿態(tài)正常時應對稱封底；發(fā)生偏斜時應按下沉量由大到小順序不對稱封底。干封底混凝土應振搗密實。

六、沉井下沉過程中的關鍵問題處理：

1、流砂與坍塌：

沉井下沉至刃腳底標高-7.6m時，發(fā)生輕微流砂，流動速率較小，流淌量不大，流砂引起的偏斜和突沉未顯著發(fā)生，但井周土體坍塌不容忽視，尤其在最后1.5m的終沉階段，坍塌擴大至井周3.5m范圍，影響范圍不小于8m。

處理措施：

（1）井周坍塌范圍回填土方；

（2）啟用備用降水井；

（3）適當加快下沉速度，減少影響時間；

（4）加大監(jiān)測密度，從原先的2小時一次加密為1小時一次。

由于措施得當，坍塌及影響范圍未繼續(xù)擴大，周邊結構物累計最大下沉量1.5cm，未造成破壞和損失。

2、偏斜：

終沉階段沉井發(fā)生偏斜，偏斜量25cm，超出規(guī)范允許值。

（1）偏斜原因分析：發(fā)生偏斜后項目部組織相關人員進行了緊急會商，認為可能存在下列原因并逐一排查：

①井內(nèi)流砂；

②除土不均勻，井孔內(nèi)土面高低差較大；

③刃腳一角或一側被障礙物擱住；

④刃腳下掏空過多，沉井突然下沉，發(fā)生偏斜。

通過排查發(fā)現(xiàn)，確認偏斜主要原因為進水口刃腳除土過少，刃腳被土擱住。

（2）糾偏措施：

①進水口刃腳下加快除土速度；

②下沉量過多的東側井周回填土，井內(nèi)拋石，減小東側繼續(xù)下沉的量值；

③下沉較少的西側及北側進水口井外挖土，減小土的摩阻力，加快下沉速度；

④根據(jù)偏斜狀態(tài)確定封底順序：分格不對稱封底。

（3）糾偏效果―終沉偏差：見下表

項 目 允 許 偏 差 值 終沉偏差

刃腳平均標高 100mm 50mm

沉井水平位移 H/100，深度小于10m時水平位移100mm 113mm

刃腳底面四角的任何兩角的高差

（圓沉井為相互垂直兩直徑與圓周的交點） 該兩角間水平距離的1/100且≯300mm，如兩角間水平距離10m時，高差100mm 90mm

八、結語

1、海門市第二污水處理廠一期土建工程泵房下部結構沉井采用排水下沉法施工，累計下沉14.65m，施工時長13天，施工速度較快，平面偏差值和垂直度偏差值遠小于規(guī)范允許偏差值。

2、降水效果的好壞是排水下沉法施工成敗的關鍵。降排水對周邊環(huán)境影響較大，當受條件所限無法降水時，應首選不排水下沉施工方法。

3、為減少沉井下沉對周邊土體的影響，應在沉井四周備土，周邊土體下沉后及時回填。

4、干封底混凝土振搗密實，本工程沉井底板未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，質量較好。

第7篇：地下水的利用范文

關鍵詞:水下地形測量 ArcGIS

中圖分類號:P208 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(b)-0019-01

1 概述

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,信息社會的到來,信息化水平的迅速提高,人們每天都要面對大量的信息,面對這些信息,都需要根據(jù)自己的需要進行整理和編輯,以實現(xiàn)自己的目標,對于各種地形圖的成果質量要求也在不斷提高,新的測量儀器、技術在測量中的廣泛應用,野外作業(yè)時采集的數(shù)據(jù)越來越多,面對越來越多的數(shù)據(jù)信息,在加工過程中需要對數(shù)據(jù)進行合理性檢查,在數(shù)據(jù)正確的情況下,對于生成的圖形要求整齊、美觀,特別是在水下地形測量中,由于航行的測船在施工作業(yè)過程中受風浪、流速、轉彎的影響,往往不能按照事先設定的航線走,使得測到的點交錯、雜亂,在展點后得到的水下地形圖同樣不整齊,這樣就需要對測量數(shù)據(jù)進行必要加工處理,來滿足不同用戶的需要。

1.1 ArcGIS簡介

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,簡稱GIS)是在計算機軟硬件支持下,對整個或部分地球表層空間中的有關地理分布數(shù)據(jù)進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的新學科,由ArcMap、ArcCatalog、Geoprocessing三個模塊組成,增強了提供給制圖人員的工具,可以讀取、編輯各種地圖要素,來實現(xiàn)對地圖的繪制和編輯。

1.2 測深儀簡介

測深儀的工作原理是利用換能器在水中發(fā)出聲波,當聲波到達河底而反射,根據(jù)聲波傳播速度和往返的時間,就可以求得換能器與河底之間的距離即水深。

1.3 RTK技術簡介

RTK測量系統(tǒng)是GPS測量技術與數(shù)據(jù)傳輸技術構成的組合系統(tǒng),RTK定位技術是基于載波相位觀測的實時動態(tài)定位技術,系統(tǒng)主要由基準站、流動站、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)三部分組成,它能實時地獲得測站點在特定坐標系中的三維坐標。測量精度達到厘米級。在江蘇省范圍內(nèi)已經(jīng)建立一個高時空分辨率、高精度、全覆蓋的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng),即通常所說的網(wǎng)絡RTK,使得測量的效率更高、作業(yè)距離更大。

2 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

2.1 基本情況

善后河所在流域屬暖溫帶半濕潤季風氣候,降水量年際變化大,最大年降水量是最小年降水量的2倍以上。降水量年內(nèi)分配不均勻,70%左右的降水量集中在6～9月份,枯期降水量所占比重較小。善后河匯集沭陽縣、灌云縣、市區(qū)洪水、向東通過善后新閘流入黃海。善后河系人工開挖,連云港境內(nèi)河道長約50km,本次測量長度為4km,寬約300m。河段順直,斷面規(guī)則,兩岸為粘土,河道水質良好,水流平穩(wěn),無分流。

2.2 水文特征值

通過對該站1954年至2010年實測水位資料統(tǒng)計分析,得出該站水文特征值見表1。

2.3 測區(qū)位置

測區(qū)位于東經(jīng)119°15′25″、北緯34°27′48″,屬淮河流域沂河水系,善后河與鹽河交匯處。距板浦鎮(zhèn)南約1.0km,交通比較方便,行政隸屬連云港市海州區(qū)。

2.4 儀器設備

本次測量使用的GPS為由美國Trimble公司生產(chǎn)的5700一套。中海達公司生產(chǎn)的HD-27T測深儀一臺套。

2.5 測深儀數(shù)據(jù)采集

測區(qū)周圍搜集到4個江蘇省C級網(wǎng)點,沿河道左右共布設了3個E級GPS靜態(tài)點。用CORS到E級點上實測WGS84坐標,對測區(qū)的坐標進行轉換,以滿足工程設計的需要。

將GPS安裝在換能器的正上方,使得GPS天線和換能器的平面位置一致。然后啟動GPS接收機并連接上CORS,在獲得固定解后即可進行水下地形測量。測量船根據(jù)已經(jīng)調(diào)入的計劃線航行,這樣在船行駛的航線就是采集水深過程,每個點的高程就可以獲得,水下地形的成圖數(shù)據(jù)采集就完成了,在采集過程中應注意換能器不能被雜草纏繞,避免發(fā)生數(shù)據(jù)錯誤。

3 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理

在外業(yè)測量時,由于受雜草等漂浮物的影響,使得換能器發(fā)出的信號出現(xiàn)錯誤,所測水深與實際情況不符,應剔除。將外業(yè)測得的數(shù)據(jù)用測深儀隨機攜帶的數(shù)據(jù)處理軟件轉換成河底高程,在檢查確認無誤后,使用ArcGIS9.0軟件,根據(jù)測到的水下地形高程點進行等深線的繪制,生成地形圖,由于在數(shù)據(jù)采集過程中,船在航行過程中受風向、流向影響以及轉彎時不能按照先預定的航線航行,使得收集到的數(shù)據(jù)在水下地形圖中很亂,使用該軟件繪制等深線,等深線生成后,在地形圖上進行繪制等距的縱、橫線(按照規(guī)范要求),然后摘取交叉點的高程點數(shù)據(jù),這個高程點數(shù)據(jù)是根據(jù)水下測量中的實際數(shù)據(jù)使用三角網(wǎng)插補得來的,可以真實反應地形情況,與等深線相匹配。關上原來測量數(shù)據(jù)圖層,這樣在圖上看到的都是整齊的高程點,使得地形圖看起來整齊、清楚。

4 感受

(1)以前在地形測量中軟件中,各單位、個人常用的軟件是南方CASS6.0軟件,根據(jù)測量要求就可以繪制等深線,但圖形不整齊,以往的方法是人工調(diào)整、刪除、鏡像。這樣往往與等深線不一致。(2)對于以前使用南方CASS6.0軟件做出的水下地形圖,同樣可以對圖形進行處理,方法是打開ArcGIS9.0軟件調(diào)入地形圖,采用上述方法同樣可以對圖形編輯得到同樣效果的水下地形圖。(3)在地行圖中還可以編輯各種地理信息、水文信息、人口信息等各種需要統(tǒng)計的信息,在你需要的圖形中作出指令就可以得到你需要的信息數(shù)據(jù)。

參考文獻

第8篇：地下水的利用范文

關鍵詞: 地下水，可持續(xù)；開采量；功能；關系

中圖分類號： TD8 文獻標識碼： A

前言

隨著我國水資源的日益枯竭，地下水的合理開采是針對我國水資源枯竭的最主要的途徑。但是，目前我國地下水的可持續(xù)開采量與地下水功能評價之間還存在一些問題，這就要求相關部門要加強對其的研究。

一、 理念基礎的關聯(lián)

“可持續(xù)開采量”(Sustainable Yield) 是指具有一定補給來源和儲存能力的地下水系統(tǒng), 在遵循自然水循環(huán)規(guī)律和地下水流動原理(如水量均衡)的基礎上, 不超過多年平均補給量且保證地下水系統(tǒng)能夠及時達到新的平衡條件下的可開采量, 它不擠占維持生態(tài)和地質環(huán)境穩(wěn)定所需的水量。它的實質是在生態(tài)與環(huán)境承載力允許的條件下可以永續(xù)開采的地下水量, 其可開采量在經(jīng)濟、技術合理理念下進一步突出了生態(tài)和環(huán)境保護的目標, 強調(diào)在生態(tài)和地質環(huán)境友好模式下的地下水可利用量。

“地下水功能”(Groundwater Function) 是指地下水的質和量及其在空間、時間上的變化對人類社會和環(huán)境所產(chǎn)生的作用或效應, 主要包括地下水的資源供給功能( 簡稱資源功能)、生態(tài)環(huán)境維持功能( 簡稱生態(tài)功能) 和地質環(huán)境穩(wěn)定功能( 簡稱地質環(huán)境功能), 它們共存于由水量、水質、水動力流場和含水介質體( 地層) 耦合構成的地下水系統(tǒng)中, 彼此依存, 相互制約, 任一功能被過度強化(利用)都會引起其他功能的回應變化。地下水的資源功能、生態(tài)功能和地質環(huán)境功能是統(tǒng)一的有機整體, 它們各自的承載力有限, 具有區(qū)位特征, 它們的綜合可利用性也是有限的, 不僅與地下水系統(tǒng)的埋藏條件、補給、徑流、排泄條件密切相關, 還與當?shù)氐慕邓?、蒸發(fā)、地形地貌和地質構造控水狀況有密切的關系。

地下水的資源功能( Groundwater Resource-function, 記作 B1)是指具備一定的補給、儲存和更新條件的地下水資源的供給保障作用或效應, 具有相對獨立、穩(wěn)定的補給源和水的供給保障能力。地下水的生態(tài)功能(Groundwater Ecological Function, 記作B2) 是指地下水系統(tǒng)對陸表植被、湖泊、濕地或土地質量良性維持的作用或效應, 如果地下水系統(tǒng)發(fā)生變化, 則生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)回應的改變。地下水的地質環(huán)境功能(Groundwater Geologic Environment Function,記作 B3) 是指地下水系統(tǒng)對其所賦存的地質環(huán)境的穩(wěn)定性具有支撐和保護的作用或效應, 如果地下水系統(tǒng)發(fā)生變化, 則地質環(huán)境出現(xiàn)回應的改變。

無論是地下水可持續(xù)開采量, 還是地下水功能評價, 都是試圖針對由于區(qū)域地下水位不斷下降引發(fā)的生態(tài)和地質環(huán)境問題, 尋求一種規(guī)范人們開發(fā)利用地下水行為的科學依據(jù), 使人類活動更符合自然規(guī)律, 達到提高生產(chǎn)、生活用水過程中保障生態(tài)和地質環(huán)境安全的能力, 出發(fā)點完全一致。從圖 1 可以看出,

地下水可持續(xù)開采量和地下水功能評價的主體是相同的, 都處于氣候變化和生產(chǎn)、生活及生態(tài)耗水的影響圈層之下, 面對如何實現(xiàn)地下水的資源功能、生態(tài)功能和地質環(huán)境功能在和諧條件下的可持續(xù)利用, 同時它們都力求實現(xiàn)人類活動與地下水功能狀態(tài)之間和諧友好。在這一系統(tǒng)中, 氣候變化是不可調(diào)控的變量, 它不僅影響一個地區(qū)地下水的補給量, 還影響人類的用水強度和規(guī)模

( 圖 2)。

用于生產(chǎn)和生活的開采量是影響地下水功能狀態(tài)的人為驅動因素, 是地下水可持續(xù)開采量評價的主研要素和地下水功能評價的核心因子之一,是和諧理念下人為可調(diào)控的主要量。

在圖1 中, B1、B2和 B3區(qū)是地下水各功能的可持續(xù)開發(fā)利用限域, Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ區(qū)是兩功能彼此制約區(qū), 不宜長期開發(fā)利用, 需要根據(jù)氣候變化情況適宜調(diào)控利用, 特別是在連年枯水時更需要謹慎對待, 確保后期具有足夠的修復能力或條件。圖 1 中的 SOS區(qū)是 3 個功能相互制約、最為脆弱的區(qū), 在理論上是不適宜開采、不可持續(xù)開發(fā)利用的限域, 必須嚴格禁止大規(guī)模的開發(fā)利用。在這 3 類區(qū)中, 客觀上都存在理論的地下水可持續(xù)開采量, 其中 B 類區(qū)是地下水資源功能的主導利用區(qū), 在兩功能彼此制約區(qū)(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類)中則需要關注開采地下水與生態(tài)功能和地質環(huán)境功能的關聯(lián)程度。對于那些對開采地下水回應極為敏感、變化強烈的生態(tài)主導功能區(qū)或地質環(huán)境主導功能區(qū), 必需優(yōu)先考慮生態(tài)或地質環(huán)境安全的目標, 確定地下水的可持續(xù)開采量。這其中, 必須明確生態(tài)或地質環(huán)境安全需水的閾值及其可調(diào)控性和可自恢復的能力, 不宜簡單地通過水量均衡方法確定開采量閾值。在 SOS 區(qū), 必需嚴格限制大規(guī)模開采地下水, 明確開采強度控制的時空閾值。

由此可見, 地下水可持續(xù)開采量的合理確定是實現(xiàn)地下水功能評價目標的必要條件, 地下水功能評價是合理確定地下水可持續(xù)開采量的充分條件。沒有符合實際的地下水可持續(xù)開采量指標指導地下水的開發(fā)利用, 難以實現(xiàn)地下水功能評價的目標; 沒有地下水功能評價的成果作為基礎, 也難以得到符合客觀狀況的地下水可持續(xù)開采量的閾值。

如果僅從地下水系統(tǒng)水量均衡的角度考慮, 以往地下水資源評價的結果應該是可持續(xù)的, 但是事實上卻出現(xiàn)了許多與開采地下水有關的生態(tài)或地質環(huán)境問題。即使嚴格按可開采量約束也會如此。問題出現(xiàn)在理念上, 在確定可開采量時沒有從流域尺度充分考慮地下水的生態(tài)功能和地質環(huán)境功能對水的占有, 也沒有充分考慮河道長期干涸和地下水位持續(xù)下降對地下水補給狀況影響的量化計入,所以難免出現(xiàn)以消耗地下水儲存資源、犧牲環(huán)境為代價的開發(fā)利用情況。因此, 地下水評價的指導思想、理念和方法都需要進一步完善, 切實融入人與自然和諧思想的精髓。這樣, 才有可能充分發(fā)揮地下水的資源功能、生態(tài)功能和地質環(huán)境功能的最佳效益,真正實現(xiàn)地下水可持續(xù)開采的宗旨。

二、 評價原則的關聯(lián)

任何地下水可持續(xù)開采量的評價都需要遵循以下原則:

（一）以流域或區(qū)域水循環(huán)規(guī)律和地下水系統(tǒng)水量均衡的原理為基礎;

（二）確保地下水系統(tǒng)能夠在均衡期內(nèi)及時達到新的水量平衡;

（三）以合理確定生態(tài)與環(huán)境用水約束作為地下水可持續(xù)開采量評價的重要前提;

（四）在考慮經(jīng)濟、社會、水利工程等諸多影響因素之間的平衡和優(yōu)化時, 重視生態(tài)、環(huán)境和地下水更新能力對可持續(xù)開采量的必然約束, 規(guī)范用水行為, 使其進一步遵循自然規(guī)律。

地下水功能評價遵循下列原則:

（一）立足于地下水的自然屬性, 兼顧長期人為因素影響下的社會屬性, 重視前期資料和成果的利用。

（二）以人與自然和諧、社會可持續(xù)發(fā)展為根本目標。

（三）以水循環(huán)規(guī)律作為基礎, 流域尺度地下水系統(tǒng)為評價的主體, 重點評價地下水各功能的區(qū)位特征和主要屬性。

（四）盡可能實現(xiàn)多目標保護、多功能互補和綜合發(fā)揮作用。

從上述評價原則不難看出, 地下水可持續(xù)開采量及其功能評價都是以遵循流域水循環(huán)規(guī)律為基礎, 以完整的地下水系統(tǒng)作為評價對象, 突出人與自然和諧、可持續(xù)、多目標保護和綜合效益最佳的原則,主研變量都是地下水位、補給、徑流、儲存和排泄涉及的各源匯項狀態(tài), 其中開采量、蓄變量與地下水位埋深之間的關系及其生態(tài)、地質環(huán)境效應是核心內(nèi)容。

四、 評價機制的關聯(lián)

這里的評價機制是指地下水可持續(xù)開采量或功能評價的原理、過程和技術方法的集合, 包括如何確定評價對象和評價尺度, 如何進行評價分區(qū)、遴選評價因子、處理各個指標, 如何分析、評判各因子或評價對象(指標)的狀況及其變化趨勢。

地下水可持續(xù)開采量評價, 首先是查明評價區(qū)地下水循環(huán)系統(tǒng)的完整性, 將流域地下水系統(tǒng)進行分區(qū)。然后, 以當?shù)刂虚L時間尺度的氣候變化周期作為主要依據(jù), 同時充分考慮人類活動對地下水補給條件的影響強度和變化規(guī)律, 確定地下水均衡期的時限。第三步, 確定地下水系統(tǒng)及各分區(qū)水量均衡的所有源、匯項, 建立相應的數(shù)據(jù)庫, 求取地下水系統(tǒng)及各分區(qū)的凈補給量( 即自然條件下儲存資源的增量, 它不包括均衡期內(nèi)流出、越流和蒸發(fā)蒸騰所消耗的水量), 并將該凈補給量和相關數(shù)據(jù)作為確定流域和各分區(qū)地下水可持續(xù)開采量的基礎數(shù)據(jù)( 圖3 中實線) 。最后, 根據(jù)查明的生態(tài)與環(huán)境約束條件, 確定各分區(qū)及流域的地下水可持續(xù)開采量( 圖3 中實線之下的區(qū)域), 評價地下水開采量狀況及趨勢(圖 3 中虛線)。

地下水功能評價, 首先是查明流域尺度地下水循環(huán)系統(tǒng)的完整性及其分區(qū)特征, 以及各分區(qū)地下水位的變化與植被、湖泊濕地、土地荒漠化和鹽漬化、地面沉降等之間的關聯(lián)性。然后, 根據(jù)地下水循環(huán)規(guī)律、埋藏、補徑排條件及與生態(tài)和地質環(huán)境之間的關聯(lián)性, 進行評價分區(qū)和單元剖分, 構建評價指標體系( 圖 4)。

第三步, 應用“地下水功能綜合分析系統(tǒng)”(GFS, Groundwater Function Synthetic- evaluatic

System)①, 分析計算各剖分單元的屬性、各功能的狀況、綜合可持續(xù)性評價指數(shù), 再應用 MAPGIS 或其他軟件, 繪制 GFS計算結果的等值線分布圖或分區(qū)圖。最后, 野外校驗后, 通過地下水功能區(qū)劃, 闡明各分區(qū)的優(yōu)勢功能和脆弱功能, 確定各分區(qū)地下水的主導功能, 求算各分區(qū)生態(tài)、地質環(huán)境所需的最低水量,提出合理的地下水開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護方案。

地下水功能評價結果的分級和標準如表 1 所示。

表一

對于地下水的綜合并且可持續(xù)性的評價結果可以分為可持續(xù)性強和可持續(xù)性較強以及可持續(xù)性一般；可持續(xù)性較弱和可持續(xù)性弱 5 級, 它們是地下水的資源功能、生態(tài)功能和地質環(huán)境功能相互作用、相互制約耦合的綜合狀況。地下水功能評價中包括 10 個屬性, 其中資源功能中有資源占有性、資源再生性、資源調(diào)節(jié)性、資源可用性, 生態(tài)功能中有景觀環(huán)境維持性、水環(huán)境關聯(lián)性、植被環(huán)境維持性、土地環(huán)境關聯(lián)性, 地質環(huán)境功能中有地質環(huán)境穩(wěn)定性和地下水系統(tǒng)衰變性。

據(jù)以上的分析可以看出, 地下水的可持續(xù)開采量和地下水功能的評價機制之間有著密切的聯(lián)系。缺少地下水功能評價作為基礎, 地下水可持續(xù)開采量評價就難以獲取有針對性地保護生態(tài)或地質環(huán)境的地下水可持續(xù)開采量評價閾值。因為從流域的地下水系統(tǒng)來看, 上、中、下游不同分區(qū)的地下水主導功能是各不相同的。

結語

綜上所述，地下水可持續(xù)開采量與地下水功能評價之間的關系具有相對的復雜性和系統(tǒng)性。加強對于地下水可持續(xù)開采量的研究以及地下水功能的研究有利于我國水資源的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]包文艷. 地下水可持續(xù)開采量評價方法綜述[J].黑龍江科技信息，2013,(01).

第9篇：地下水的利用范文

通過計算得出晉江市的地下水開采潛力指數(shù)為0.96。開采潛力小于1，說明現(xiàn)狀開采量已經(jīng)稍微的超出允許開采量。這樣的結果引起了地下水水位的持續(xù)下降，植被衰退，嚴重破壞了生態(tài)平衡。另外，內(nèi)陸地區(qū)如北京、河北省等地，深層承壓水開采后自然補給均很困難，水位下降非常迅速。1.2地面沉降

地下水開采過度將造成大面積區(qū)域性地下水下降的漏斗現(xiàn)象，從而改變了地下水壓力、開采含水層和含水層上下滯水層的應力狀況。而地面沉降將會使鐵路路基、建筑物基礎下降，公路橋梁開裂等。1.3地下水污染

中國的大多數(shù)城市地下水水質指標已經(jīng)嚴重超標。這其中主要是礦化度、硝酸鹽、亞硝酸鹽、鐵、錳、氯化物、氟化物、硫酸鹽以及PH值的變化。1.4灌溉地區(qū)的土壤次生鹽堿化

河水灌溉區(qū)的土壤次生鹽堿化的根本原因是灌溉用水量過多。地表水對于地下水的供給遠遠超過了地下水的排泄量，地下水水位上升至地表，潛水蒸發(fā)加劇了表土積鹽，造成土壤的次生鹽堿化。2地下水開發(fā)引起環(huán)境問題的治理對策2.1回補地下水面對區(qū)域性地下水水位持續(xù)下降這一問題，我們目前切實可行地解決措施便是回補地下水，盡快平衡區(qū)域性地下水的水位，通過地下水水位的平衡恢復對周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生積極影響。具體說來，沿海地區(qū)進行地下水回補的工作難度相對較小，反而是北京、河北等內(nèi)陸地區(qū)，要想進行地下水回補，需要充分利用所在地區(qū)的地勢地形和水文等特點，具體問題具體分析，有針對性地進行水位平衡工作。舉例而言，對于河北省來說，可以選擇通過平原上的水田進行蓄水滲水來進行地下水回補，還可以利用附近的黃河開展引黃工程，在降水量較少的時節(jié)進行水位平衡，減少施工難度和時間的同時提高了回補地下水的效率和水量，起到了事半功倍的效果。2.2建立健全政策法規(guī)體系另外，要想有效提高回補地下水的工作效率，規(guī)范回補地下水工程的施工秩序，政府的相關部門要不斷建立健全地下水開發(fā)方面的政策及法規(guī)體系，使開發(fā)、利用和回補地下水工作都能夠有序進行、科學管理。具體包括以下幾點：第一點，相關部門及單位要對各項資源進行整合優(yōu)化，并做好整體的工作規(guī)劃和建設目標；第二點，相關部門及單位要對地下水開發(fā)引發(fā)的環(huán)境問題中出現(xiàn)的污染源進行研究和治理，并制定相關的規(guī)定減少各單位進行污染物排放，提高污染凈化和治理技術；第三點，相關單位在進行地下水開發(fā)時要從源頭上做好合理開采，預防和避免地下水水位不平衡現(xiàn)象產(chǎn)生；第四點，政府相關部門要完善現(xiàn)有的地下水開發(fā)規(guī)范，推動有償用水政策的實施，提高人們的節(jié)約用水意識。2.3加強地下水資源的監(jiān)測工作

在容易出現(xiàn)地表下沉的地區(qū)建立起長期動態(tài)觀測地下水的工作站。對地下水開采量相對較高的地區(qū)進行嚴格監(jiān)測工作，實時掌握當?shù)氐叵滤|、水量和開發(fā)利用量，從而根據(jù)測得的結果綜合分析未來地下水的變化趨勢。2.4地下水污染的凈化圖1為地下水凈化系統(tǒng)的示意圖。通過抽取污水，到地面進行水的凈化，再將凈化后的水送入地下水中。在地下水流中利用隔水的粘土渣分隔開污染的地下水和凈化的地下水。

2.5開發(fā)地下微鹽水發(fā)展灌溉