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1、全国地下水资源及其环境问题调查评价技术要求系列,新疆地质调查院 门国发二八年三月,全国地下水资源及其环境问题调查评价技术要求系列,地下水数值模拟技术要求GWI-D1地下水资源评价技术要求GWI-D2地下水脆弱性评价技术要求GWI-D3地下水潜力评价技术要求GWI-D4地下水功能评价技术要求GWI-D5地下水系统划分导则GWI-A5水文地质概念模型概化导则GWI-D8,地下水资源评价技术要求 GWI-D2,1.术语与基本概念,1.1地下水资源 Groundwater resources是指储存于地下岩层之中，其质和量具有一定的利用价值的地下水；它服从于大陆水的总循环，通过补给、径流、排泄的运动形
2、式，循环交迭，具有可更新等特点。以地下水开发为目的，可把地下水资源划分为天然补给资源和开采资源。1.2地下水天然补给资源量Natural replenishment groundwater resources是指地下水系统中参与现代水循环和水交替，可以恢复、更新的重力地下水。一般用现状均衡条件下，地下水天然补给总量表示（不包括地下水灌溉回归补给量）。,1.3地下水开采资源Exploitable groundwater resources在一定的技术经济条件下，在不至于引起严重环境地质问题的前提下，单位时间内可以从含水层中取出的地下水水量，常用于表征区域性的地下水开采资源。1.4地下水可开采资源
3、量 Allowable withdrawal of groundwater在水源地设计的开采时期内，以合理的技术经济开采方案，在不引起开采条件恶化和环境地质问题的前提下，单位时间内，可以从含水层中取出的最大水量。常用于表征地下水源地的可开采水量。1.5深层承压水可采储量Exploitable storage of deep confined water是指含水系统在地质历史时期积累、保存下来的，补给来源较少，循环交替相对缓慢的可供利用的深层承压水。开采以消耗储存量为主的显著特点。,1.6生态环境需水量Eco-environmental water requirement 生态需水量是指维持生态
4、系统中具有生命的生物物体（人、畜除外）水分平衡所需要的水量。环境需水量是指为保护和改善人类居住环境及其水环境所需要的水量。1.7地下水生态水位Ecological groundwater level地下水生态水位是指满足生态环境要求、不造成生态环境恶化的地下水位。,2.地下水资源数量评价,2.1基本原则2.1.1本次地下水资源评价，应体现地下水资源与其它各方面相协调，整个社会可持续发展的新思路，在充分分析和应用以往勘查、研究的资料和成果的基础上，最大限度地使用本次工作的最新资料。2.1.2地下水资源评价工作要在统一的原则、方法、标准下进行，力求规范化。既要按统一的要求，全面展开各地区的工作，又
5、要根据各地区具体情况，突出当地特点。在本技术要求的前提下，各地区可根据具体情况作适当调整，但必须与技术负责单位取得联系，共同协商后方可变更。,2.1.3地下水是按地下水系统分布的，因此，地下水资源评价以地下水系统为评价单元。地下水系统划分详见GWI-A5。2.1.4地下水资源评价必须与生态环境相结合，特别是在评价地下水开采资源时，应以生态环境要素为约束条件。2.1.5对各地区用水量进行分析，可根据具体情况，考虑生态环境用水量。生态环境需水量计算参照附件1执行。,2.1.6地下水资源数量评价的水质分级以矿化度为标准，统一规定为矿化度5g/L四个等级。淡水 M5g/L已被严重污染的劣质地下水和可引
6、发地方病的地下水，需指出其所在的含水层，圈出其分布范围，在文字报告中予以评价。,2.1.7评价工作充分体现“动态”的观点，着重分析研究30年来，在自然和人为因素影响下，地下水系统补给、径流、排泄条件的变化及其对地下水天然补给资源的影响，判断今后地下水资源可能发生的变化。2.1.8由于地下水资源计算以地下水系统为单元，而开采量则是依据行政单元(市、县等)统计的，所以，用水规划一般也是以行政单元进行编制。为便于提供各种规划部门使用，要求将新评价的地下水资源量分配到各级行政单元中，原则上以最小计算块段所属范围分配。若一个计算块段跨越两个或两个以上的行政单元，则以计算块段中的资源模数、面积并结合当地水
7、文地质条件进行分配。2.1.9在评价工作中，要以人为本，符合全面、协调、可持续、科学发展观的新要求，为保持整个社会各方面可持续发展，全面建设小康社会提供真实可靠的科学依据。,2.2地下水天然补给资源量评价2.2.1要求计算多年平均地下水天然补给资源量。大气降水量系列要求延长到2003年，计算1956-2003年系列降水量的均值及其相应的降水入渗补给量。2.2.2根据地下水循环和水资源转化特点，地下水天然补给资源量计算采用补给量法，同时要计算排泄量，用水均衡方法进行校核。山间盆地中，盆地内的地下水补给量基本上等于排入河流的总地下径流量时，可根据流出盆地的各个河流流量过程线分割出的地下径流量，统计
8、出盆地的地下水天然补给资源量。,地下水补给项一般包括：大气降水补给量、河流渗漏补给量、渠道渗漏补给量、库塘渗漏补给量、洪水渗漏补给量、地表水灌溉渗漏补给量、侧向径流补给量、越流补给量、人工回灌量等。地下水排泄项一般包括：地下水开采量、潜水蒸发量、侧向流出量、泉水溢出量、越流流出量、向河湖排泄量等。地下水灌溉回归补给量是地下水资源的重复利用量，其天然补给资源中不再列入。鉴于地下水均衡计算和开采资源计算中要考虑地下水灌溉回归补给量，故须将回归量单独列出。,2.2.3本次地下水资源量评价要求采用本次调查的最新资料及数据进行计算，除上述降水量要延长系列外，其他相关数据，如开采量、河川径流量、渠道引水量
9、、灌溉面积、灌溉定额、地下水位埋深等都必须采用2000年以后的新资料。地下水矿化度分级、勘察孔及实验资料也要利用近年的新资料。行政区边界、国界要采用项目组统一提供的地理底图。2.2.4对于一些研究程度比较高、资料比较丰富、资料系列比较长的地区，一般都建立过模型，这类地区可以参考模拟计算所建立的地下水均衡式和分项补给量，并根据近30年地下水补给、径流、排泄条件的变化，对补给项作适当的修正。,2.2.5本次地下水资源评价要以动态的观点分析研究各级地下水系统在自然和人为因素（大型水利工程建设、联合调度等影响日益显著）影响下，引起的地下水补给、径流、排泄条件的改变。在此基础上，对相应水文地质参数进行修
10、改和补充，利用修改后的水文地质参数来评价地下水各个补给项和排泄项。根据各地实际情况，对以下问题进行着重分析研究：（1）降水量年际变化及对地下水补给的影响。降水量资料延长到2003年，对降水观测点上的资料进行计算处理，取得各区面状年降水量，分析降水量多年变化规律、有无增加或减少趋势，降水量多年丰、枯变化周期，20世纪90年代处于降水丰、平、枯变化的何种状态；应用延长的降水系列计算1956-2003年降水均值；,（2）20世纪70年代、80年代、90年代由于大型水库工程，地表水、地下水调蓄、移民搬迁等影响下河流径流量、渠道引水量有何变化，渠道衬砌工程、渠道利用系数有何变化，这些变化对地下水补给有何
11、影响；（3）井灌、渠灌面积及其分布、灌溉定额、灌水次数、灌溉方式有何变化，这些变化对地下水补给有何影响；（4）地下水开采后，引起的包气带厚度和水位变动带岩性的变化，这种变化对地下水垂向渗漏补给有何影响；（5）地下水开采量较大、历史较长的地区，如河北平原、关中盆地、银川一河套平原、下辽河平原、北京平原区、武威一民勤盆地、天山北麓山前绿洲、苏锡常以及一些以地下水供水为主的城市，建议用近30年来降水量、地下水资源量、开采量、地下水水位的多年动态资料，并进行对比分析；,（6）农业种植结构、种植技术及其改变对潜水(或浅层地下水)补给和蒸发的影响；（7）不同岩性、不同埋深，有植被和无植被条件下，地下水蒸发
12、的比较；（8）总结和分析以往和近年调查研究成果，重新认识山区对平原侧向补给的机理和补给量；（9）开采条件下，相邻含水层水力联系的变化，以及对地下水资源量和水质的影响；（10）海水入侵、劣质水侵染、地下水严重污染对地下水资源量的影响。,2.2.6水文地质参数修正应注意的问题地下水资源计算中主要涉及的参数有降水入渗系数、水位变动带岩层给水度，河渠水渗漏系数，灌溉水回渗系数，潜水蒸发极限埋深，含水层导水系数、含水层和弱透水层渗透系数和贮水系数以及越流系数等。由于各地地下水开发利用情况和研究程度差别较大，根据地下水补给、排泄的变化适当调整参数。采取不同试验方法、不同计算方法所取得的水文地质参数会有差异
13、，要认真作分析，选取接近真实的数据。,（1）降水入渗补给系数（a）降水入渗系数（a）的取值与年降水量大小及年内变化特点、地下水埋深变化、包气带岩性、地形地貌等因素有关，有条件的地区，应用观测资料计算，建立降水量（P）降水入渗系数（a）、地下水埋深（h）降水入渗系数（a）关系曲线，以使参数的取值更为合理。（2）地表水灌溉入渗补给系数地表水灌溉入渗补给系数的大小取决于灌溉定额、灌溉次数、包气带岩性结构和厚度等。可在春、夏季节，建立田间临时观测点并取得实测数据。（3）给水度(u)地下水资源研究应用的给水度是指水位变动过程中释放的水量，与室内试验取得的数据其物理意义有所区别，因此尽可能应用野外抽水试验
14、和动态资料计算的给水度。,（4）渗透系数（K）和导水系数（T）小口径勘探孔抽水试验资料计算取得的渗透系数值，对山前粗颗粒岩性来说一般偏小，可以参考类似岩性地区供水孔抽水资料加以修正。（5）渠道渗漏补给系数、河流渗漏系数由于上、下河（渠）断面流量差的方法，往往误差较大，有条件的地方应注意收集和分析河渠岸边附近井水位的变化，进行系数计算和分析。,2.3地下水开采资源评价2.3.1地下水开采资源评价中应考虑的主要环境制约因素2.3.1.1地下水开采过程的环境制约因素（1）根据以往工作基础，主要考虑区域水位下降、地面沉降、塌陷、地裂缝和土壤盐渍化、海水入侵、水质恶化与地下水开采的相互制约关系；,（2）
15、以地下水生态水位埋深为指标，作为潜水（或浅层地下水）开采的主要约束条件，可根据各地区的具体情况对指标定量确定。总结以往某些典型的地区研究成果，建议如下：防治土壤盐渍化区，地下水生态水位埋深约束为大于或等于22.5米；防治土地沙化草旬分布区，地下水生态水位埋深约束为小于或等于34米；防治土地沙化乔、灌木分布区，地下水生态水位埋深约束条件为小于或等于8米；（3）对地下水原本埋藏较深或近年来地下水位不断下降的地区，地下水开采的约束条件为水位不再继续下降并在技术上要保持新的地区性水位动态平衡；（4）脆弱生态环境整治区，应严格调整和控制潜水开采，恢复生态水位。,2.3.1.2地下水开采方式与取水建筑物布
16、局对地下水开采资源量的影响地下水的开采一般有水源地集中开采利用和区域性分散开采利用两大类方式。从我国地下水开采利用总的情况来看，是以分散开采利用为主的（占开采量的90）。因此，对地下水开采资源量评价，不能忽视地下水这种分散开采利用的特点和供水能力。2.3.1.3技术和社会经济约束因素按照GB 1521894地下水资源分类分级标准中有尚难开采的类型，通过技术进步是可以开采的。如：埋藏较深的地下水，通过深井泉的改造可以开采；又如：水质较差的地下水，通过先进的处理方法，达到不同目的使用标准。但是，使用这些技术，要考虑到经济合理、不致造成水价太高用户不能承受的社会问题。因此，地下水开采资源必须考虑技术
17、和社会经济因素。,2.3.1.4地下水水质对地下水开采利用的影响因素水质评价是地下水资源评价的重要组成部分，是地下水开采资源评价的重要依据。因此，必须考虑水质的组成，尤其是可造成供水安全和环境影响的水质问题。2.3.2地下水开采资源评价方法2.3.2.1 重点地区地下水开采资源量计算方法在有代表性的重点地区，如河北平原、甘肃武威一民勤盆地、天山北麓阜康一奎屯山前绿洲地区，可用近十年以上资料系列，考虑环境因素（地下水生态水位等）的约束，可采用地下水水流数值模型计算开采资源量。,2.3.2.2一般地区地下水开采资源量计算方法（1）含水层开采条件比较好、开采程度比较高的平原地区，用补给量减去不可夺取
18、的消耗量作为开采资源量；（2）在富水地段，以往已经完成的选定开采方案条件下，通过模型计算的开采资源量；（3）有长期地下水动态观测资料地区，根据QS曲线分析，利用QS观测资料建立一元一次方程组和二元一次方程组，确定不同水位降深(S)下的地下水开采资源量；（4）开采和观测历史较长的地区，采用地下水水位变幅稳定时段的开采量作为开采资源量；,（5）群井抽水试验或较长时间的单井开采抽水试验所取得的开采资源量；（6）研究程度较差、资料较少地区，用现状开采量加上规划水源地开采资源量近似计算；（7）用代表性地区取得的开采系数，类比用到相似地区计算开采资源量；（8）山间盆地地下水开采资源评价，大多是针对局部供水
19、水源地进行。可采用试验开采法确定开采资源；也可根据一定的设计降深并采用影响半径法计算断面流量作为开采资源；还可根据已开采的资料用开采模数比拟法推算开采资源。,2.4深层承压水可采储量评价深层承压水组成包括少量的补给量、弹性释放量、弱透水层被压缩释放量、越流补给量。由于各地地下水勘察研究、开采利用程度差异极大，一些理论和实际问题都尚有待解决，因此，应根据本地区情况提供精度不同的深层承压水可采储量，并在今后调查和开发利用实践中，不断修正完善。2.4.1评价要包括勘查（钻探、物探）深度内揭露的所有深层淡水承压含水层。2.4.2研究程度高，具有非稳定流抽水试验资料地区，要求对各个深层承压含水层的容积储
20、存量、侧向补给量、弹性释放量、弱透水层被压缩释放量、越流量逐项分别计算。,2.4.3对于研究和开采程度都比较高，并具有较长时间观测资料地区，要求建立模型计算深层承压水可采储量。2.4.4对于缺乏非稳定流抽水试验资料地区，可利用钻孔单位涌水量，采用平均布井法计算深层承压水可采储量。但须注意在确定井距和井密度时，要考虑水文地质条件和当地对水的需求等。2.4.5深层承压水可采储量评价要考虑环境约束，根据国内外经验，一般以地面沉降作为约束条件，即以每年地面沉降量和总地面沉降量作为水头允许下降的约束条件，进而依据水头允许下降计算可采储量。由于各地水文地质条件差异，确定统一的地面沉降标准不科学，原则上要求
21、各地根据实际情况确定。,3.地下水质量评价,地下水质量评价是地下水资源评价的主要内容，为保护地下水资源，防止和控制地下水污染，科学合理地开发地下水资源，保障人民身体健康，促进经济建设，制定国民经济可持续发展战略提供决策依据。,3.1评价原则3.1.1在系统总结以往水文地质普查、勘探和地下水开发研究以及地下水环境质量监测所取得的资料和成果的基础上，充分利用本次工作取得的地下水检测实验数据，对地下水质量现状作出客观的评价。3.1.2要紧密配合地下水资源量的评价工作，确保工作目标、评价对象以及结论和决策意见的一致性。3.1.3要以系统的观点即动态、辩证统一的观点设计和开展研究工作。,3.1.4充分利
22、用以往地下水环境质量调查和长期监测资料，在查明地下水质量背景的基础上，对地下水水质进行分类。3.1.5评价中重视采用先进的评价方法和计算机技术，力求使评价结果准确、客观，便于决策者理解和使用。3.1.6在强调地区性特点即研究程度差异的同时，按统一标准和要求进行评价。3.1.7重视人类活动对地下水质量影响作用。3.1.8在评价中充分考虑以往的工作基础，充分利用以往的相关成果，要重视和遵守各种水质评价标准和评价方法。,3.2地下水水质评价地下水水质评价是地下水资源评价的中心工作，是进行地下水开采资源评价和供水安全论证的基础。本次评价的方法按照地下水质量标准（GB/T 14848-93）制定。3.2
23、.1地下水质量分类地下水质量标准（GB/T 14848-93）依据我国地下水水质现状，参照生活饮用水、工业、农业用水水质要求，将地下水质量划分为五类。,类 主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。类 主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。类 以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。类 以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水。类 不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。,地下水质量分类指标,3.2.2地下水质量评价方法3.2.2.1单项参数评价方法单项参数评价按本标准分类指标划分为5类，不同类
24、别标准值相同时，从优不从劣。例：挥发性酚类、类标准值均为0.001mg/L，若水质分析结果为0.001mg/L时，应定为类，不定为类。,3.2.2.2多项综合参数评价方法采用加附注的评分法。参加评分的项目不少于以下规定的监测项目：pH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氰化物、砷、汞、铬(六价)、总硬度、铅、氟、镉、铁、锰、总溶解性固体、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、大肠菌群，以及反映研究区主要水质问题的其它项目，不包括细菌学指标。评价步骤：（1）首先进行各单项组分评价，划分组分所属质量类别；（2）对各类别按下列规定分别确定单项组分评价分值Fi；（3）计算综合评价分值F；（4）根据F值，按地
25、下水质量分级表划分地下水质量级别，再将细菌学指标评价类别注在级别定名之后。,单项组分评价分值Fi表 地下水质量分级表,地下水脆弱性评价技术要求GWI-D3,1.术语与基本概念,1.1 地下水脆弱性Groundwater vulnerability地下水脆弱性是指地下水系统对人类和（或）自然的敏感性。地下水脆弱性一般分为固有脆弱性和特殊脆弱性。1.2 地下水固有脆弱性Groundwater intrinsic vulnerability固有脆弱性是指在天然状态下含水层对污染所表现的内部固有的敏感属性。它不考虑污染源或污染物的性质和类型，是静态、不可变和人为不可控制的。1.3 地下水特殊脆弱性Gr
26、oundwater specific vulnerability特殊脆弱性是含水层对特定的污染物或人类活动所表现的敏感属性。它与污染源和人类活动有关，是动态、可变和人为可控制的。,2.总 则,2.1目的与任务（1）为合理利用土地、有效保护地下水资源，防止地下水污染，开展地下水脆弱性评价；（2）在资料收集、野外调查测试、资料整理分析的基础上，开展我国主要城市地下水脆弱性评价工作，区别不同地区地下水的脆弱程度，判定研究区地质环境对人类生存与发展的适宜性，为地下水可持续利用和环境保护提供决策依据；（3）从地下水固有脆弱性方面评价，进行地下水脆弱性分级分区，为各级政府在土地利用和地下水保护的决策和规划
27、上提供合理建议。,2.2基本原则（1）地下水脆弱性评价以定性分析为主、定量化为辅，并阐明脆弱性分区情况；（2）地下水脆弱性评价以评价单元为基础，借助计算机程序进行脆弱性评价，得出评价单元的脆弱性，进而编制脆弱性图件；（3）由于各个地区气候条件，地下水形成、分布、埋藏和补给条件，地下水循环系统空间结构等都各具有地域特点，对所涉及的参数的获取方法和计算方法的选择要充分考虑各个地区的实际情况，做到因地制宜；而且地下水脆弱性评价的指标体系及权重需要通过各自的典型区示范研究和专家经验确定。本技术要求所提供的只是通用性例证；,（4）为证明地下水脆弱性评价正确与否，应选择典型地区进行野外验证；（5）地下水脆
28、弱性评价成果力求通俗易懂，简洁美观，并结合地方政府需求与经济社会发展规划提出合理、有效的污染防治建议和水资源保护措施；（6）地下水脆弱性评价应在研究程度较高的城镇及主要工农业基地进行，比例尺不小于1/10万；（7）本技术要求只规定地下水固有脆弱性评价。,3.地下水脆弱性的分类,3.1 地下水固有脆弱性3.1.1 影响地下水固有脆弱性的主要因素（1）补给量补给量作为地下水固有脆弱性评价的主要赋值指标，通过野外调查、水均衡方法或遥感图像来计算。影响补给量的气象参数主要有降水量、蒸发量、温度。（2）土壤介质主要考虑土壤的结构、构造、厚度和有机质、粘土含量和土壤含水量等。（3）包气带包气带的特征和它的
29、潜在吸附、降解能力对确定地下水脆弱性程度起决定性作用。评价中涉及到的主要参数为厚度、岩性和垂直渗透性。（4）饱和带主要考虑含水层的类型和形状、孔隙度、渗透系数、储存特性、传递系数、地下水流方向等。尤其要特别强调渗透系数的重要性。3.1.2 影响地下水固有脆弱性的次要因素次要因素包括地形、地表水和下伏含水层特性。,3.2 地下水特殊脆弱性特殊脆弱性是根据污染物对地下水系统的危害来评价的。主要包括的参数有污染物在非饱和带的运移时间、在含水层中的滞留时间以及相对于单一污染物性质的土岩地下水系统的稀释能力。地下水的特殊脆弱性评价主要是进行系统的污染风险评价。,3.2.1影响地下水特殊脆弱性的首要要素影
30、响地下水特殊脆弱性的首要要素是土壤、包气带和含水层降解单一污染物的能力。3.2.2影响地下水特殊脆弱性的次要要素影响地下水特殊脆弱性涉及的次要要素是土地利用（人为作用）和人口密度。在人为影响下的农业、工业、居住区及天然状态下的林地、未开垦的草场、无人山区区域存在着重要的差异。人口越密、经济技术活动强度越大的地区，地下水遭受污染的可能性越大。,4.地下水脆弱性评价步骤,4.1评价单元的划分4.1.1评价单元划分方法（1）按照自然地理单元、行政区划单元或经济开发（土地利用）单元等一定的标准将整个评价区划分成有限数量的自然评价单元；（2）抛开自然边界，将之剖分成数量众多但形状和大小都相同的网格单元。
31、剖分单元间距可根据评价区域的大小、数据资料丰富程度、评价区的复杂程度以及评价精度要求来确定，并可根据实际情况在复杂地段加密。,4.1.2 评价单元编号原则（1）同一区域单元编号应该连续；（2）评价单元编号不能重复。4.2数据获取及预处理4.2.1所涉及的参数及相关要求本技术要求推荐采用基于DRASTIC的模糊评价模型来评价地下水脆弱性。基于DRASTIC的模糊评价模型是将以下每个参数分成几个区间，每个区间都赋以一个分值，而每个参数赋以一个权重，运用模糊评价模型评价地下水的脆弱性。评价单元各指标特征值的选取按照附件1执行。,4.2.1.1含水层埋深D（Depth to Water）如果是潜水含水
32、层，由地下水位确定含水层埋深；如果是承压含水层，则取承压含水层顶板为含水层埋深。单位统一为m。4.2.1.2 净补给量R（Net Recharge）净补给量主要来源于降雨量，可用降雨量减去地表径流量和蒸散量来估算净补给量，或者用降水入渗系数计算。单位统一为mm。,4.2.1.3 含水层介质类型A（Aquifer Media）本技术要求中将含水层介质分为以下10类：块状页岩裂隙发育非常轻微变质岩或火成岩裂隙中等发育变质岩或火成岩风化变质岩或火成岩裂隙非常发育变质岩或火成岩，冰碛层块状砂岩、块状灰岩层状砂岩、灰岩及页岩序列砂砾岩玄武岩岩溶灰岩,4.2.1.4 土壤介质类型S（Soil Media）
33、本技术要求所指土壤层通常为距地表平均厚度2m或小于2m的地表风化层。在此，土壤介质分为以下10类：非胀缩和非凝聚性粘土垃圾粘土质亚粘土粉砾质亚粘土亚粘土砾质亚粘土胀缩或凝聚性粘土泥炭砂砾,4.2.1.5地形坡度T（Topography）单位统一为。4.2.1.6 渗流区介质类型I（Impact of the Vadose Zone Media）渗流区是指潜水水位以上或承压含水层顶板以上土壤层以下的非饱和区或非连续饱和区。分为以下10种类型：承压层页岩粉砂或粘土变质岩或火成岩灰岩、砂岩层状灰岩、砂岩、页岩含较多粉砂和粘土的砂砾砂砾玄武岩岩溶灰岩,4.2.1.7 含水层渗透系数C（Conducti
34、vity of the Aquifer）影响渗透系数大小的因素很多，主要取决于含水层中介质颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等，通常可通过试验方法或经验估算法来确定k值。单位统一为m/d。4.2.2数据的预处理数据的处理方法视数据类型的不同而不同。（1）对通过测量不能直接得到的3项指标：含水层介质类型（A）、土壤介质类型（S）和渗流区介质类型（I），分别按照附件1的要求进行分级（分类）并给出相应的定额（参照表6、7、8）；（2）对通过测量可以直接得到的4项指标：含水层埋深（D）、净补给量（R）、地形坡度（T）和含水层渗透系数（C），直接选取实际测量值。,举例说明：选取5个备选的水文地质单
35、元，将7项评价指标特征值按照下图格式要求在Excel中输入并保存。,4.3权重的确定本技术要求中提供两种确定权重的方法，用户可以根据自己对研究区的了解程度及需求选择不同的方法，目的是使所取的权重更加合理。4.3.1参考DRASTIC中给定的权重由国内外大量实验综合，并借鉴DRASTIC方法提供给定的7项指标不同的权重，见如下表1所示：,表1 DRASTIC方法中各指标的权重正常情况下脆弱性的归一化权重wi为有农药污染的情况下脆弱性的归一化权重wi为,4.3.2方根法确定权重在DRASTIC中，根据指标的相对重要性给7项指标赋予15大小不等的权重。但是，实际上影响地下水脆弱性的实际水文地质条件情
36、况相当复杂，应根据实际水文地质条件，运用经验知识确定指标权重。本技术要求推荐采用方根法确定7项指标的权重。,(1)根据项目特点构建判断矩阵，矩阵中各元素为相对重要性标度。如表2所示。表2 构建判断矩阵,对于某地区的脆弱性，其评判指标集合为：TD,R,A,S,T,I,C按各个指标的影响大小，把集合内的评判指标进行两两比较，并赋予一定的确定值，用bij表示bi对bj的重要性，根据心理学家的研究结果，人们定性区别信息等级的极限为。故采用如表3所示的比例标度规则。评判矩阵具有如下性质：bij0；bij1/bji；ij时，bij1。其取值见表3。,表3 评判规则,(2)针对指标相互比较得到的判断矩阵，计
37、算指标权重。这些权重反映了这些互相联系的指标的相对重要性。基本思路是：求判断矩阵的最大特征值和特征向量（即指标的权重）。判断矩阵的最大特征值和特征向量采用方根法计算。其计算步骤为：计算矩阵各行各元素乘积 Mi bij n=7计算7次方根 Xi i=1,2,3,4,5,6,7；n7对向量进行规范化将上述7次方根所得的7个向量组成矩阵，并对其进行规一化。X=(x1,x 2,，x 7)，归一化方法如下：WiXi/Xi得到=（w1,w2,，w7）为所求特征向量近似值，即各指标的权重。,计算矩阵的最大特征值max其中：由于客观事物的复杂性或对事物认识的片面性，通过所构造的判断矩阵求出的特征向量（权值）是
38、否合理，需要对判断矩阵进行一致性和随机性检验。,矩阵的随机一致性比例检验公式为：式中：为判断矩阵的随机一致性比率；为判断矩阵一致性指标；它由下式计算：（maxn）/（n1）式中：为最大特征根；n为判断矩阵阶数；为判断矩阵的平均随机一致性指标。由表8查出。,由大量试验给出，对于低阶判断矩阵，取值列于表4。对于高于12阶的判断矩阵，需要进一步查资料或采用近似方法。表4 平均随机一致性指标当阶数2时，矩阵总有完全一致性；当阶数大于2时如果CR0.1，即认为判断矩阵具有满意的一致性，说明权数分配是合理的；否则，就需要调整判断矩阵，直到取得满意的一致性为止。对于通过一致性检验的最大特征根所对应的特征向量
39、，按照如下的格式保存在Excel中，以备运行评价程序时调用。,4.4基于DRASTIC的模糊评价模型本技术要求要求使用基于DRASTIC的模糊评价模型进行脆弱性评价。由于该方法运算量大，考虑其可操作性，技术要求中提供程序对定量的评价进行计算。在此只说明使用程序的基本步骤，基于DRASTIC的模糊评价模型的理论方法在附件2中具体说明。4.4.1 加载元数据运行基于DRASTIC的模糊评价模型的程序，读入保存好的excel格式的数据。如果操作成功，会返回相应的内容；反之则会提示操作失败的原因；,4.4.2开始评价从模型中读入权重，在4.3中提到两种方法确定权重，故应用程序时存在两种情况：,（1）默
40、认权重。读入基础数据提示成功之后，选择默认权重，会提示读入权重成功，点击开始评价，评价成功则会显示评价结果；如果失败，则会提示失败的原因。（2）自定义权重。读入基础数据提示成功之后，选择自定义权重，会提示读入权重成功，点击开始评价，评价成功则会显示评价结果；如果失败，则会提示失败的原因。,评价者根据确定权重的方法选择读入权重的类型。,4.4.3评价结果显示与输出评价程序计算出来的评价结果，是按照本技术要求提出的地下水脆弱性的10个级别及对应的脆弱性描述显示。,此评价程序提供评价结果的输出，在“文件”中点击“保存”则自动以Excel的格式保存。此表的设计与脆弱性评价成果表紧密结合，利于操作（注：
41、由于版面大小限制，以上图片显示的结果并不是全部结果）。,5.极端气候地区地下水脆弱性,5.1 极度干旱在干旱地区，含水层的补给速度非常低。在这种地区有天然的胶结地表土层，它能阻止污染物向下的快速移动，污染物被排放到地表或者地下，因此下移速度非常缓慢。人们认为补给量和储存量的比值比净补给量更适合于评价干旱半干旱地区地下水的脆弱性。总之，干旱地区需要评价的主要因素为补给量、土壤介质类型、含水层渗透系数、水力梯度及地形。,5.2极度潮湿降雨量较大的地区会有较大的潜在补给量。伴随着地下水流的快速横向流动，就会出现污染物快速向下移动。根据地下水和污染物混合的能力，污染物可能会有较高稀释速度，同时，污染物
42、渗透进入地下水时与岩土接触时间较少。5.3极度炎热炎热的天气通常伴随着突然的季节变化，它可能是干旱也可能是潮湿的。热是一种不可控制的因素，除了会使污染物和有关联的地下水变热，还会使污染物更容易与土壤发生反应。因此这些物质会变得更加不稳定，土壤微生物将更加丰富和活跃，还将有助于降解污染物，尤其是有机污染物。5.4极度寒冷 冻结的土壤趋于抑制污染物的下降运动，地下水在永久冻结地带的径流是复杂的、难以预测的。冻结地带的地下水的“自净化”能力远低于没有冻结的地区。冻结/解冻的过程导致地下水矿化度的增加，污水污染物趋于浓缩而不是稀释，这个过程是不可逆的。,6.地下水脆弱性评价成果,6.1综合研究报告综合
43、研究报告包括水文地质条件、地下水脆弱性等级划分及分区情况等。在综合分析的基础上，将地下水的脆弱性划分为10个等级：脆弱性极低（极难污染）；脆弱性很低（很难污染）；脆弱性较低（较难污染）；脆弱性略低（略难污染）；脆弱性稍低（稍难污染）；脆弱性稍高（稍易污染）；脆弱性略高（略易污染）；脆弱性较高（较易污染）；脆弱性很高（很易污染）；脆弱性极高（极易污染）；,6.2图表包括脆弱性评价成果表（见附表）和地下水脆弱性综合图。（参照地下水脆弱性编图技术要求GWID7执行。）,地下水系统划分导则GWI-A5,1.术语与基本概念,1.1地下水系统 Groundwater system是具有水量、水质和能量输入
44、、运移和输出的地下水基本单元及其组合。是指在时空分布上具有共同地下水循环规律的一个独立单位。它可以包括若干次一级的亚系统或更低的单位。1.2地下水系统边界 Groundwater system boundary地下水系统边界是指两个地下水系统之间或地下水系统与其环境之间所存在的界线。地下水系统边界具有时空四维性。,1.3地下水系统环境 Environment of groundwater system地下水系统环境是指存在于地下水系统外的与之有密切联系的物质的、经济的、信息的和人际的相关因素的总称。与地下水系统有密切联系的环境分为三类：自然环境、技术经济环境和社会环境。1.4地下水系统结构 G
45、roundwater system structure地下水系统结构是指不同多孔介质组成的地下水补给、径流和排泄以及水化学演化的场所或由构造断裂、溶洞、裂隙、节理等组成的地下水补给、径流和排泄以及水化学演化的空间网络。地下水系统结构是地下水系统保持整体性以及具有一定功能的内在依据。,1.5 地下水系统分级 Groundwater system classification地下水系统分级是指根据地下水系统结构、水动力或水化学特征等将一个独立的地下水系统划分为不同层次的若干次级系统。1.6地下水系统区 Groundwater system section地下水系统区是指具有相似的水循环特征且在地域
46、上相互毗邻的地下水系统组合体。地下水系统区内的地下水系统的输入和输出受相似气候条件或地表水系等的影响，使得区内所包含的地下水系统的循环特征具有一定的共性。每个地下水系统区可以包含若干个地下水系统。,2.总 则,2.1目的各地下水系统的水资源分布与开发利用，受自然地理条件、含水层的空间结构、社会经济状况、产业结构布局、城市化进程等诸多因素的影响和制约，在不同的地下水系统中，这些因素的作用和影响程度都有明显的差异，因而，开展地下水系统环境和结构分析，对地下水系统进行合理划分，确定不同层次地下水系统的区、级，是更准确评价地下水资源的基础，是进一步运用地下水系统理论进行地下水资源合理开发利用研究、地下
47、水资源科学管理和正确认识地下水资源开发利用与环境保护之间的相互关系的前提。2.2任务依据地下水系统理论，根据地形地貌、大地构造、水文地质特征、气候、地表水系等差异，重点考虑地下水系统自然属性，以潜水为主，制定各级地下水系统划分方案，确定地下水系统划分的原则要求，指导划分“项目”工作区地下水系统。,3.地下水系统分区、分级与编号,3.1分区与分级按照本导则的目的与任务，地下水系统划分首先应根据我国的宏观地貌单元、大地构造格局、气候分带以及一级地表水系特征的差异，划分出不同的地下水系统分区，在此基础上，再结合实际工作的需要，依据每个分区内地下水循环特征、水动力特征、水化学特征以及含水层结构的不同，
48、进一步划分出一、二、三、四级地下水系统。,3.2编号其中：代码第一位为字母码，表示地下水系统分区，从字母A开始顺序排列。代码第二位和第三位为数字码，表示一级地下水系统，从01开始顺序排列。代码第四位为字母码，表示二级地下水系统，从A开始顺序排列。代码第五和第六位为数字码，表示三级地下水系统，从01开始顺序排列。代码第七和第八位为数字码，表示四级地下水系统，从01开始顺序排列。,4.中国地下水系统分区,4.1 地下水系统分区依据4.1.1宏观地貌单元不同地貌单元常构成不同的地下水系统分区。宏观上来看，我国大型的高原、丘陵、盆地和平原之间，通常以高大山脉相连接，如青藏高原区与西北内陆盆地之间为昆仑
49、山脉；华中丘陵区与西北黄土高原以及华北平原之间为秦岭山脉；东北平原与蒙北高原之间为大兴安岭，这些山脉常构成区域上气候分界线或地表分水岭，由于山体的阻挡，不同地貌单元之间基本上不通过边界产生物质和能量的交换，山脉两侧不同地貌单元中的地下水形成各自独立的循环体系，所以划分地下水系统分区时，要充分考虑宏观地貌单元的特征。,4.1.2大地构造中国的大地构造所表现的特征是决定各个地区不同自然地理条件的重要因素。秦岭为中国南北的分界；贺兰山为西北半干旱气候与干旱气候的分界；南岭是中国华中与华南的天然分界，也是长江与珠江的分水岭；抬升的喜马拉雅带构成的青藏高原，形成独立的自然区域。分区时，要充分考虑宏观构造
50、格局（一级构造单元）对区域地下水循环的影响。,4.1.3气候条件不同气候分带内常形成不同的地下水系统分区。气候条件对地下水系统的输入和输出有着很重要控制作用，不同气候分带内，由于降雨和蒸发作用的差别，区域地下水的补给、径流、排泄方式以及补给、排泄量都有很大的差异，地下水的循环特征各不相同，因而气候分带也是地下水系统分区必须考虑的因素。中国气候分带特征明显，依次为：华南及华中亚热带湿润区、华北暖温带亚湿润区、东北中温带亚湿润区、西北中温带干旱区以及青藏高原寒带、亚寒带干旱区，划分时，要充分考虑气候分带的差异。,4.1.4一级地表水系一级地表水系如长江、黄河，与地下水的关系极为密切，既可以构成地下
