地下水水質評價常用方法

Ⅰ 地下水資源評價方法簡述

在新建任何一個地下水開發利用工程之前，都必須知道研究區有多少地下水資源，預測工程實施之後地下水均衡狀態的變化，判斷相關的地質環境和生態環境是否會惡化。回答這些問題就是地下水資源評價的主要任務。地下水資源評價包括水量評價和水質評價兩個部分，都要在專門的國家規范指導下進行。

水量評價的目標是確定地下水均衡要素的總量，預測不同開采規模對地下水均衡狀態的影響，限定地下水的允許開采量。地下水資源的水量評價一般按以下的步驟來進行。

(1)圈定合理的評價區

根據地表水資源和地下水資源評價一致性的規定，地下水資源的評價也要按照不同級別的江河水系進行流域分區，而不能只限於某個水源工程建築物的覆蓋范圍，也不能限於某個特定的含水層，以「影響半徑」來圈定評價區往往也是不合理的。目前還存在用行政分區作為評價區的習慣，但這樣做只是為某個行政區域的管理者提供參考，其資源數量必須在流域背景下進行合理的劃分。

(2)資料收集、補充勘探

對評價區氣象、地理、水文、含水層特點、水資源利用水平等現狀條件進行調查，收集資料數據。如果現有的資料數據不足或由於年代太老不適應新情況，就需要開展補充勘探，選擇適用的測繪遙感技術、地球物理探測技術、地下水鑽探和試驗技術、同位素示蹤技術等。對全部資料進行系統的分析，按照重要程度排列出評價區所有的地下水補給要素和排泄要素，並確定各種要素對應的評價參數，如降水入滲系數及潛水蒸發極限埋深等。

(3)取多年平均數據或典型水文年數據進行現狀水均衡分析

計算現狀條件下地下水的總補給量和總排泄量，確定當前的水均衡狀態。如果評價區地下水的現狀是零均衡，那麼總補給量或總排泄量都可以作為地下水的資源數量，其單位一般為10⁸m³/a。對於已經存在地下水開採的地區，需要特別注意地下水是否處於負均衡狀態。如果地下水向負均衡狀態演變，應計算其儲存量的年度遞減值，即評價地下水存量資源的消耗速率。由於地下水均衡要素都存在一定程度的不確定性，現狀水資源的計算也要對結果的精度進行評估，並給出不同保證率下的資源量。

(4)對地下水均衡狀態的影響

採用合適的分析模型，按照不同的方案預測新增地下水開發利用工程對地下水均衡狀態的影響。根據問題的復雜程度，可以選取經驗公式、地下水動力學解析理論、數值模擬等手段進行地下水開采動態預測。隨著計算工具的進步，數值模擬越來越成為地下水資源評價的重要方法。但是，使用數值模擬軟體並不能代替對地下水分布和運動規律的認識，必須使模型的建立符合評價區含水層的特點和計算精度要求，充分考慮地下水與地表水的相互作用，考慮地下水均衡狀態變化後可能導致的參數變化。模型預測的時間可以達到10年或20年，但並沒有最長時間的限制，因為10km尺度以上的區域地下水響應時間可以非常長，甚至達到1000年。

(5)確定可開采量

以水資源保護和生態環境保護為約束條件，根據預測結果確定可開采量。地下水開發利用的約束條件在各個地區是不一樣的，並且是隨著時代的發展而變化的，有些地區要防止河流乾涸、泉水斷流、濕地退化，有些地區要防止地面沉降、土壤鹽漬化、海水入侵，還有些地區要避免含水層被疏乾等，應盡可能在分析中考慮周全。新建工程不損害現有地下水開發工程、不損害鄰近地區的用水也是重要的約束條件。可開采量就是滿足上述綜合約束條件的地下水開采規模，其單位一般也是10⁸m³/a。但是，實際可開采量與開采方式(布井位置、布井數量、抽水周期等)也有關系，應在水資源評價報告中加以討論。

地下水的水質評價目標是確定地下水的化學成分作為飲用水源的適宜性，判斷是否受到污染和可能遭受污染的風險。水質評價必須從有代表性的地下水監測孔中提取水樣，進行常規水化學分析、污染物檢測等調查。對於存在地表水滲漏或灌溉水回歸補給的情況，地表水、土壤水的污染程度和地下水接受污染的途徑也在調查之列。地面存在的各種點源和面源污染都應該在地下水污染的風險評價中加以考慮。

地下水的水量評價和水質評價應相互結合。如果評價區地下水的礦化度有差異，需要將其按照淡水區、微鹹水區、鹹水區分別評價水量資源。水量評價的預測模型不僅要計算地下水位的變化，在條件具備的情況下，還可以建立溶質運移模型以便計算地下水礦化度、特定化學組分濃度的變化。

Ⅱ 地下水資源的評價原則和方法

9.3.1.1 地下水資源評價原則和依據

本次地下水資源評價主要范圍為吉林省吉林市城區，面積為137.55km²。地下水資源評價對象主要是第四系鬆散岩類孔隙潛水。地下水資源評價的主要依據是研究區歷年各種類型的地質與水文地質普查與勘查成果、地下水資源評價成果、地下水動態觀測資料、抽水試驗與其他水文地質試驗資料、水資源公報與地下水動態簡報、本次野外實際調查資料，以及相關的水文氣象資料和國民經濟統計資料。地下水資源評價的資料系列採用2002～2006年，並計算出地下水天然資源量和可開采資源量(可開采量)。

9.3.1.2 地下水資源計算分區及邊界條件概化

研究區北部、東部及西部為丘陵與階地接觸界限，屬隔水邊界;丘間谷地、河谷階地上游以及波狀台地是研究區的補給邊界;松花江、溫德河與牤牛河是研究區已知水頭邊界。各種邊界類型及分布位置見圖9.19。研究區上部邊界為潛水位，底部邊界為二疊系及侏羅系地層及岩漿岩。

依據研究區邊界條件，結合前人地下水資源計算分區成果，本次計算劃分為10個計算區，分別為牤牛河北岸、牤牛河南岸、江北、龍潭山、七家子、哈達灣、老市區、溫德河區、白山區、江南區，總計算面積為137.55km²(圖9.19)。

圖9.19 資源計算分區圖

Ⅲ 地下水資源評價原則與方法

一、地下水資源評價原則

（一）地下水天然資源評價的原則

柴達木盆地地下水資源評價是通過對前人資料的深入細致分析、研究和在本次工作成果的基礎上，對柴達木盆地地下水資源按地下水系統進行劃分。基於盆地地表水與地下水流域基本一致，具共同的排泄基準面。依據水文自然單元的特徵，根據地下水資源評價需要，將盆地劃分為15個二級地下水系統，83個三級地下水系統，346個四級地下水系統（表3-1）。

柴達木盆地地下水資源按地下水系統評價時，山區和平原區三級地下水系統分別評價。三級地下水系統界線是在二級地下水系統界線的基礎上劃分，山區以地表分水嶺或盆地界線為界，山前以基岩與第四系地層界線為界；平原區三級地下水系統界線以兩側流域界線為界，向湖盆中心以TDS 5g/L等值線為界線。山前平原區按水質又劃分地下水TDS小於1g/L的淡水、1～3g/L微鹹水和3～5g/L的半鹹水。盆地深層承壓-自流水（淡）則單獨進行評價。

柴達木盆地西部和中部地段，廣泛分布古近-新近系地層，富含有豐富的油、氣和高壓自流水，主要是在地質歷史時期積累、保存下來的深層含水體———油田水。具封閉性和獨立的地下水補徑排系統，地下水年齡久遠，與第四系鬆散岩類孔隙水地下水系統有著質與量的區別，不能作為同一類型的地下水資源進行評價；盆地沖湖積平原及中心地帶廣泛分布著高TDS的咸鹵水區（TDS大於5g/L），是目前鹽湖化工開採的主要地區，地下水主要為晶間鹵水和承壓-自流水（TDS大於300g/L）。由於油田水和咸鹵水分布區研究程度低，資料缺少，故此次不予評價。

地下水天然資源評價是以地下水系統為單元，對系統內各項天然補給量進行評價。為便於地方各部門使用，將所評價的地下水資源補給量、開采資源量、深層地下水資源量和地下水開采潛力，依據地下水系統所處的行政單元（市、縣等）進行統計分配，主要為地方部門用水規劃提供基礎性資料。另外，此次地下水資源評價主要為2002～2004年實測資料。格爾木河沖洪積扇數學模型採用2000年資料，兩者之間水文地質參數選取存在差異。

（二）潛水開采資源評價原則

地下水開采資源評價是在地下水天然補給資源的基礎上進行的，在地下水系統內根據以往工作基礎，主要考慮區域水位下降、土壤鹽漬化、水質惡化與地下水開採的相互制約關系；以地下水生態水位埋深為指標，作為潛水（或淺層地下水）開採的主要約束條件，即在保證生態環境需水量的同時，又能使地下水資源得到永續開發利用；將各系統內地下水開采資源總量控制在天然補給資源量的40％以內，以保證盆地生態環境用水需求。同時根據不同水質，將盆地平原區地下水分別按地下淡水、微鹹水和半鹹水進行開采資源評價。

（三）深層承壓水可采儲量評價原則

柴達木盆地的深層承壓水的勘探、研究資料較少，開發利用程度差異性較大。由於受資料限制，此次根據地下水系統劃分原則，從地下水資源開發利用角度考慮，對淡水分布區的深層承壓水進行評價。

（四）地下水潛力評價原則

從柴達木盆地地下水開采現狀來看，地下水總體開發程度較低。雖然局部地區存在開發利用程度稍高，與當地的地下水天然補給資源相比較，仍存在很大的開采潛力。評價時根據當地國民經濟規劃和經濟技術進步對地下水需求的變化考慮，地下水潛力評價從開采潛力和利用潛力兩方面入手，著重考慮開采盈餘量、微鹹水的可擴大開采資源量和依靠環境容量可擴大開采資源量的評價。

二、地下水資源評價方法

（一）山區地下水資源評價方法

柴達木盆地周邊山區於20世紀70、80年代和90年代均進行過不同比例尺的區域地質、水文地質調查，計算採用的地下水徑流模數均為實測資料，具有廣泛的代表性和實用性。此次山區地下水資源評價，是按山區三級地下水系統作為地下水資源計算區，將三級地下水系統內按各含水岩組確定的塊段作為計算單元，所有分布在山區的各含水岩類中的地下水都參加計算，所用山區泉點資料均為前人實測資料。根據前述計算方法，山區地下水資源評價採用地下徑流模數法進行計算。

公式：Q_徑＝M·F·T·86.4

式中：Q_徑為地下水徑流量，10⁴ m³/a；M為地下水徑流模數，L/（s·km²）；F為含水岩組分布面積，km²；T為地下徑流時間，d。

昆侖山北坡海拔4250m以下、祁連山南坡海拔3900m以下為非凍土區，地下水徑流時間取365d；昆侖山北坡海拔4250m以上、祁連山南坡海拔3900m以上為多年凍土區，地下水徑流時間取150d（5月10日至10月10日）。

地下水徑流模數主要利用前人資料，由泉域法求得：

公式：M＝q/f′

式中：M為地下水徑流模數，L/（s·km²）；f′為泉點集水面積，km²；q為泉流量，L/s。

（二）平原區地下淡水資源評價方法

平原區地下水（淡水）資源評價的方法較多，對於區域性地下水天然資源評價主要有水資源均衡法、斷面徑流量法、補給量總和法、數值法等多種方法。目前廣泛採用的數值法和水均衡法評價地下水資源，對於水文地質研究程度較高的地區效果較好，評價精度較高。柴達木盆地各地水文地質研究程度差異較大，受研究程度的制約，除格爾木地區可採用數值法和水資源均衡法計算地下水資源外，其他地區僅能採用補給量總和法進行評價，無法採用其他地下水資源評價方法進行評價。

公式：Q_總＝Q_河＋Q_潛＋Q_渠＋Q_灌＋Q_庫＋Q_側＋Q_降

式中：Q_總為各項地下水天然資源總補給量；Q_河為河水入滲量；Q_潛為出山口河谷潛流量；Q_渠為渠道入滲量；Q_灌為田間灌溉滲入量；Q_側為山前基岩裂隙水側向補給量；Q_降為大氣降水入滲補給量；Q_庫為水庫滲漏補給量。

Ⅳ 地下水污染現狀評價方法及計算公式

地下水污染的空間差異需通過分區來體現。污染分區可以從單項污染組分不同地段上污染程度（即單項污染指數）的差異角度來劃分，也可以從多項污染組分不同地段上綜合污染程度的差異角度來劃分。這里採用以各單項污染組分不同地段上污染程度的差異分區為分析基礎，以多項組分不同地段上綜合污染程度的差異分區為正式的污染等級分區。

地下水現狀綜合污染程度應遵照如下的原則和方法進行分區：

（1）地下水污染現狀分區的空間范圍：平面上限定在整個研究區，垂向上限定在同一含水層，一般限定在潛水含水層。

（2）地下水污染現狀是按照「綜合污染指數」進行分區的：即採用每個采樣點地下水中多項污染組分的「綜合污染指數」來判斷地下水污染現狀的等級歸屬^［29］。所謂「綜合污染指數」是對應單項污染指標的「單項污染指數」而言的，但是，「綜合污染指數」要求是按照「應調查測試的項目」計算出來的，這個「應調查測試的項目」個數多，而實際工作中取得的水樣的測試項目往往距「應調查測試的項目」還有一些缺項，用缺項的實測項目資料計算出的多項污染組分的「綜合污染指數」不是真正的「綜合污染指數」（姑且稱作「似綜合污染指數」），為了避免概念上的混淆，當水質分析資料存在缺項的情況下，應迴避「綜合污染指數」，建議改用「復合污染指數」來表述實測資料缺項的多項污染組分計算出的「似綜合污染指數」。嚴格來講，因為用來確定「復合污染指數」的檢測項目不完全，所以，其計算結果與「綜合污染指數」比較可能會有偏差，造成等級歸屬有誤，但是，在檢測項目不全的情況下，採用復合污染指數總比僅僅用單項污染指數一種方法要好一些。當實際工作中所取水樣的測試項目等於「應調查測試的項目」時，「復合污染指數」即是真正的「綜合污染指數」了。

（3）復合污染指數PI是用多項污染組分的單項污染指數計算出來的，其計算借用了「綜合污染指數」的公式：

供水水文地質計算

式中：PI_i為第i個水樣的復合污染指數；

為第i個水樣的n項污染組分各單項污染指數I_i，j（j＝1，…，n）的算術平均值；I_i-max為第i個水樣的n項污染組分各單項污染指數I_i，j（j＝1，…，n）中的最大值。

單項污染指數I_i，j的計算公式：

供水水文地質計算

式中：C_i，j為第i個水樣中第j項污染組分的實測含量（mg/L）；C_j-0為第j項污染組分的背景值（mg/L）。

對於某項背景值為含量區間的計算公式為：

供水水文地質計算

式中：C_j，m為第j項污染組分背景值含量區間的中值（mg/L）；C_j，max為第j項污染組分背景值含量區間的最大值（mg/L）。

式（8-2-1）中特別突出了污染程度最大項的作用，很大程度上體現了「一票否決」的原則。

（4）按照復合污染指數PI可劃分出四個污染級別：PI≤1未污染區，1＜PI≤2.5輕度污染區，2.5＜PI≤5 中等污染區，PI＞5 嚴重污染區，為了敘述方便，本文依次稱為一、二、三、四級污染區。

Ⅳ 地下水水質評價及其特徵

本文擬採用模糊數學(肖位樞，1992)綜合評價法對地下水水質進行評價。

4.2.1.1 基本原理

模糊綜合評判問題，其實質就是模糊變換問題，其原理可用下述模式表示:

斷陷盆地地下水環境演化與水文地球化學模擬——以三門峽盆地為例

式中: ——輸入，是由參加評價因子的權重經歸一處理後得到的一個1×m階權重矩陣;

———模糊變換器，是由各因子評價結果(即各個因子對各級水的隸屬度)組成的一個m×n階模糊關系矩陣;

———輸出，即所求的綜合評價結果。

4.2.1.2

權重矩陣 可由下式確定:

斷陷盆地地下水環境演化與水文地球化學模擬——以三門峽盆地為例

式中:a———因子在所有項目中所佔權重;

C———因子監測濃度;

S———因子標准濃度;

i———因子數;

j———水質分類級別數。

權重表示各因子對水質污染影響的貢獻占總貢獻的大小，與評價因子的實測濃度(C)成正比，與該因子的標准濃度(S)成反比。

對水質污染評價問題，當選定評價集D=(d₁，d₂，…，d_n)後，宜採用「降半梯形分布圖」來求得模糊關系矩陣

斷陷盆地地下水環境演化與水文地球化學模擬——以三門峽盆地為例

式中:b———模糊關系系數;

C———因子監測濃度;

d———分類級別的標准濃度;

i———因子數;

j———水質分類級別數。

4.2.1.3 因子集與評價集的確定

通過分析三門峽市2002年水質資料，對各離子含量進行分析，Fe，Mn，NO^－₃，NO^－₂，NH⁺₄5種離子對水質狀況影響較大，它們的累計貢獻比達到了90%以上，能夠反映出本區的水質狀況。而總硬度在本區普遍較高，並有超標現象。故最終確定Fe，Mn，NO^－₃，NO^－₂，NH⁺₄5種離子和總硬度為因子集。

從改善地下水水質的角度出發，本次擬採用慣用的3級水分法:Ⅰ級水的數值採用三門峽市水質污染的本底值，表示水質剛剛受到污染或輕度污染。Ⅱ級水的數值採用國家規定的飲用水標準的上限，表示中度污染。Ⅲ級水的數值取Ⅱ級水數值的2～3倍為分類標准，表示嚴重污染。由此可得評價集D(表4.1)。按照上述原理，對三門峽市地下水水質進行了評價，得出研究區各觀測點的水質級別。根據評判結果並結合本區的具體環境、水文地質特點，進行水質類別分區(圖4.4)。由圖4.3可以看出:地下水水質的分類等級具如下分布的規律:靠近城區的區域地下水水質差，個別地段由於受到點源的污染，成了嚴重污染區。由於青龍澗河從三門峽城區流過，地下水位埋深較淺，接受了地表水的補給，因此地下水水質受地表水的影響較大，水質較差。輕度污染區主要分布在遠離城區的地段，該區域受人為活動的影響較小，地下水位埋深大，不容易受地表水的污染。

表4.1 水質評價集 單位:mg/L

圖4.3 三門峽市地下水水質分區圖

圖4.4 總硬度變化趨勢圖

Ⅵ 地下水資源的水質評價

一切不符合質量要求的地下水都不能作為水資源。為了保障人民身體健康和工農業用水需要，很多國家已頒發統一的飲用水、工業用水及灌溉用水等的水質評價標准（見用水水質）。地下水質評價一般應分兩部分：①用取樣分析化驗的方法查清地下水的水質，對照水質標准評價其適用性；②若在水文地質勘察過程中發現水質已受污染或有受污染的可能，則應查清污染物質及其來源、污染途徑與污染規律，在此基礎上預測將來水質的變化趨勢和對水源地的影響。水質變化的預測，須通過由彌散方程、連續方程、運動方程和狀態方程組成的數學模型，即彌散系統，用數值法解算出污染物質的濃度隨時間和地點的變化，從而提出地下水資源的防護措施。
在岩土中賦存和運移的、質和量具有一定利用價值的水。是地球水資源的一部分，與大氣降水資源和地表水資源密切聯系，互相轉化。

Ⅶ 地下水污染源評價方法有哪些

地下水污染脆弱性的影響因素主要有地球化學系統與地下水流系統兩方面，而評價方 法主要有三大類，即綜合評價法、指標評價法以及統計評價法。

Ⅷ 地下水質量評價方法及計算公式

地下水質量按《地下水質量標准》（GB/T 14848-93）分類評價，地下水質量分類指標見表7-4-1。

表7-4-1 地下水質量分類指標

評價步驟如下：

（1）先對每個水樣的各單項組分進行評價，對照表7-4-1 確定各單項組分所屬的水質量類別（屬Ⅰ類還是Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類或Ⅴ類）。

（2）再按各單項組分所屬的水質量類別對照表7-4-2 分別確定各單項組分的評價分值C_i（0分還是1分、3分、6分或10分）。

表7-4-2 單項組分評價分值表

（3）然後對每個水樣計算其綜合評價分值C，按下式計算綜合評價分值C：

供水水文地質計算

式中：

為各單項組分評分值C_i的平均值；C_max為單項組分評分值C_i中的最大值；n為某一水樣的測試項數。

（4）根據綜合評價分值C，按表7-4-3劃分地下水質量級別。

表7-4-3 地下水質量級別標准

在地下水質量實際評價過程中，往往會遇到現有水樣資料的已測試項目與表7-4-1列出的項目有缺項的情況，因為有缺項，所以按（7-4-1）式計算出來的C值不是真正的「綜合評價分值」，為了區別，對缺項情況下計算出來的C值改稱作「復合評價分值」。

Ⅸ 地下水資源評價原則和方法

地下水資源是指賦存和運移在岩層中的，其質與量具有利用價值的地下水，具有可恢復性、流動性和可寶貴性等特點。山西六大盆地第四系孔隙水系統是由補給、徑流、排泄而組成的6個相對獨立完整的地下水系統，具垂直交替和水平徑流轉化兩個特點。其輸入系統主要包括大氣降水補給、山區側向補給、河流入滲補給、渠系滲漏、地表水灌溉回滲、地下水灌溉回滲等，輸出系統主要有人工開采、蒸發、排向鄰區等。

一、評價原則

（一）計算區的確定

本次工作只計算各盆地孔隙水系統的地下水資源。計算邊界的確定，以盆地第四系與邊山基岩交界處作為二類邊界。

（二）水文地質參數分區及確定

根據盆地內水文地質條件及第四系沉積物的沉積條件及規律，對盆地區水文地質參數進行分區，水文地質參數有新的試驗數據的利用最新數據，沒有的主要利用已有勘查成果，用水文地質比擬法選取或確定，部分選用經驗值。根據地表岩性和本次實測水位埋深進行降水入滲系數分區和蒸發強度分區。

（三）計算不同降水頻率的地下水資源補給量

為合理評價地下水資源，體現以豐補貝的原則，利用盆地區長系列降水資料計算不同保證頻率的降水量，由此給出本區不同頻率降水補給資源量。計算豐水年（P₂₅）、平水年（P₅₀）、枯水年（P₇₅）和多年平均地下水補給資源。

（四）以資源模數結合水文地質條件按行政單元分配地下水開采資源

由於地下水資源計算以地下水系統為單元，而開采量則是依據行政單元（市、縣）統計的。為方便各種部門規劃使用，以資源模數、面積並結合當地水文地質條件進行分配。

（五）水量計算考慮了地下水水質情況

對地下水質量進行評價，扣除了不能飲用的鹹水量。

（六）對地下水資源潛力進行評價

根據水文地質條件，結合當地國民經濟發展規劃，地下水資源評價考慮了地下水開采潛力和利用潛力。

二、地下水資源評價方法

（一）根據水均衡原理，採用補給量法和排泄量法分別計算地下水資源量

補給量法主要包括大氣降水入滲補給、盆地周邊山區側向補給量、河流滲漏補給、渠系滲漏補給、地表水灌溉回滲、地下水灌溉回滲量等，排泄量法主要考慮人工開采量、蒸發量、河流基流排泄量、排向鄰區的地下水潛排量等。其中大氣降水入滲量採用長系列資料分區進行評價，盆地周邊山區側向補給量根據以往研究模擬成果，結合近年來不同部門在盆地取得的研究成果，綜合分析水文地質條件的基礎上分段進行計算評價，地表水灌溉回滲和地下水灌溉回滲量根據最新調查數據進行計算。排泄量法主要根據本次實際調查情況，得出盆地孔隙水的開采量，蒸發量的計算在充分研究盆地以往資料的基礎上，根據包氣帶岩性、地下水位埋深情況進行分區，選用不同的潛水蒸發強度進行計算，根據目前的等水位線圖，具體考慮排向鄰區的地下水潛排量。

（二）地下水開采資源量確定

忻州盆地地下水可開采資源量用平均布井法求得，並利用水均衡法校核。其餘盆地以枯水年（保證率為75％）的補給資源作為開采資源量。

（三）評價地下水開采程度

採用開采系數法和開采模數法評價地下水開采程度。

（四）水質評價方法

本次評價的方法根據《全國地下水資源及其環境問題調查評價技術要求系列（二）》規定，按照地下水質量標准（GB/T14848—93）制定。在地下水單項組分分類並確定單項組分評分值的基礎上，利用綜合指數進行地下水質量分類和評價。

（五）地下水潛力評價

根據《全國地下水資源及其環境問題調查評價技術要求系列（二）》工作方法，依據地下水潛力系數、潛力模數等對工作區地下水潛力做出評價。