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论地下水资源的特点和合理开发利用

2018-05-09崔震

科学与财富 2018年8期
关键词:含水水量供水

摘 要:地下水资源是水资源的重要组成部分,地下水资源具有变化性、系统性以及兼具可再生性与不可再生性的特点。地下水资源与地表水资源相互渗透,地下水资源的开采需要科学合理,并且要遵循生态可承载性和永续供水性的原则。本文对上述内容进行了讨论,分析了地下水资源的特点以及合理开发利用原则。

关键词:地下水资源 特征 合理开发利用 原则

1.引言

几年来,地下水资源的过度开采导致地面的降落漏斗情况发展迅速,因此也引发了全国各界关于地下水合理开采的激烈争论。如今,如果需要在一些地区开采地下水就必须要严密分析该地区地下水资源的可开采性以及该地区地下水资源的特性,以求实现地下水资源的合理开发利用。地下水资源是人类对水资源利用中不能缺少的一部分,也是人类赖以生存的水资源。

2. 地下水资源的特性

地下水资源的特性主要包括以下几种方面:变动性较大、系统性以及可再生与不可再生性兼具的特点。下面本文将分别讨论地下水资源的这三种主要特征。

首先,地下水资源的变动性。地下水资源的补给过程一直处在变化当中,地下水的水量跟随者水资源补给的变化而发展时时变化,并且也会随着补给条件的改变而发生改变。地表水资源和地下水资源之间的联系十分紧密,两者能够形成水量的交换和渗透。一般而言,随着人类对地表水资源的利用的增加,由于地表水大量被人类所利用,因此大量存在于水的输送管路当中,那么由地表水对地下水的补给会相应的减少。同样,地下水对地表水的补给也会随之减少了。这仅仅是影响二者相互补给的一方面,例如土地绿化程度的变化、农作物产量的变化、灌溉渠衬砌方式改变以及目前所大量推崇的节水灌溉政策的实施等等,都会影响地下水资源的补给量。经过上述分析,地下水资源的水量一定是处在不断的变化当中的,那么,对于地下水资源的评估和评价工作就要随着时间来更新换代,不能用旧的评价结果代替目前的地下水资源的状况,这也是由于地下水资源随着时间的延续和周围各种条件的改变处于不断的变化状态。

地下水资源的系统性。地下水资源存在于地面以下的含水系统当中,然而含水系统是具有一定的水力联系的整体的系统,因此存在于含水系统当中的地下水资源也是一个统一的系统,地下水资源的补给或者排泄,都会影响这个含水系统。地下水资源的系统性便是指存在于整个含水系统当中的地下水资源具有统一的水力联系,并且与外界相对的隔离开来。含水系统与地表水系统相互联系相互转化,因此,通常也将地下水资源和地表水资源共同看成一个统一的水文系统。科学准确地理解地下水资源的系统性,能够帮助人类对地下水资源做出正确的准确的评价。地下水资源的补给来源主要是降水和地表水,因此根据当地的水资源情况如该区域范围以内的降水量等,是比较容易初步判断出该地区地下水资源的补给水量的。也正是由于地下水资源具有明显的系统性,当我们在对地下水资源做出评价的时候,要避免在计算上的重复步骤。通过计算降水产生的地下水资源的补给量时,已经包含了当地区域深浅层地下水的降水补给了,因此仅仅只需要补充进去来源于临近的周边山区等提供的地下水补给量。

地下水资源的可再生性与不可再生性。地下水资源兼具可再生性与不可再生性,地下水资源当中的可再生资源可以成为补给资源,补给资源一般参与现代水循环的过程。地下水资源当中的不可再生资源称为储存资源,储存资源不参与现代水循环过程。补给资源指的是在一个含水系统在自然条件下、在多年的平均时间里,能够从自然界(外界)获取得到补充的水温和水质都能够满足一定标准的水量。补给资源的表示方式是:以单位时间内的含水系统获得的补充的水量来表示。补给资源的大小在一定程度上可以用来衡量可以持续利用的水资源的量。因此,从供水的角度,我们可以认为在一个含水系统当中所排泄的地下水资源的量不能超过补给水量时,便有水资源的可持续供应的基本保证了。那么,对于不可再生资源,由于其不能作为地下水资源可持续利用的供水的水源,但是,储存资源仍然在整个供水系统当中发挥着十分重要的作用。当某个地区处于特殊情况的时候,要求非持续地开采部分地下水资源的时候,这时便可以开采储存资源。

3.地下水资源的合理评价

对地下水资源进行合理评价的基础是要明确地下水资源评价的基本原则。地下水资源的开采需要满足供水水源能够可持续地供应的要求。另外,开采地下水的同时也有可能对周边的生态环境产生不良的影响。例如:地面会产生沉降、土地有可能向沙漠化转移、土地可能会发生盐渍化、地下水的过度开采可能会导致岩溶塌陷、海水和咸水的入侵等等多种危害。因此,地下水水源的开采必须要慎重考虑生态健康的原则和生态环境的最大承载力。地下水资源的评价也必须遵守以下原则:生态环境的可承载性以及地下水资源供水的永续性。这里所提到的地下水资源供水的永续性,并不是指在整个地下水的开采周期内,地下水的动水位不能超过设计的参数,出水量不能减少。而是指在整个含水系統中,要能够保证地下水资源的永久持续性供水的能力,要能够永久地保持某个额定的供水量。这是可持续发展的理念,也是地下水资源开采需要遵循的最重要的原则。

目前,我们主要利用了数值模拟的方法来对地下水资源进行合理的评价,数值模拟的方法是以地下水的动态为基础,因此,在进行数值模拟的过程中,有很多边界条件难以达到拟合值,因此需要不断的调整多个系统的参数或者不确定的边界条件,来进行最大程度的拟合。并且,对于这种方式的拟合往往具有很多个解,地下水资源的开采水量很难能够精确的统计出来,因此它的求解也存在着很大的不确定性,结果也存在着一定的随意性了。同时,地下水资源的评价还可以采用化学方法:如同位素技术法,包气带求取补给法等,都能够提高地下水资源的评价的可信程度。

参考文献:

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[2] 靳孟贵,张人权,高云福,等.农业-水资源-环境相互协调的可持续发展?以河北黑龙港地区为例[M].武汉:中国地质大学出版社,1999.

[3] 张光辉,王金哲.海河流域中东部平原深层地下水补给与释水机制探讨———兼论深层地下水资源可利用性[J].水文,2002,22(3):5- 9.

[4] 陈植华,徐恒力.确定干旱-半干旱地区降水入渗补给量的新方法-氯离子示踪法[ J].地质科技情报,1996,15(3):87- 92.

作者简介:

崔震(1997.11.20-)男,汉族,山东省滨州市,身份证号:372321199711209017,本科生,研究方向:水文与水资源工程

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