地下水水质评价常用方法

Ⅰ 地下水资源评价方法简述

在新建任何一个地下水开发利用工程之前，都必须知道研究区有多少地下水资源，预测工程实施之后地下水均衡状态的变化，判断相关的地质环境和生态环境是否会恶化。回答这些问题就是地下水资源评价的主要任务。地下水资源评价包括水量评价和水质评价两个部分，都要在专门的国家规范指导下进行。

水量评价的目标是确定地下水均衡要素的总量，预测不同开采规模对地下水均衡状态的影响，限定地下水的允许开采量。地下水资源的水量评价一般按以下的步骤来进行。

(1)圈定合理的评价区

根据地表水资源和地下水资源评价一致性的规定，地下水资源的评价也要按照不同级别的江河水系进行流域分区，而不能只限于某个水源工程建筑物的覆盖范围，也不能限于某个特定的含水层，以“影响半径”来圈定评价区往往也是不合理的。目前还存在用行政分区作为评价区的习惯，但这样做只是为某个行政区域的管理者提供参考，其资源数量必须在流域背景下进行合理的划分。

(2)资料收集、补充勘探

对评价区气象、地理、水文、含水层特点、水资源利用水平等现状条件进行调查，收集资料数据。如果现有的资料数据不足或由于年代太老不适应新情况，就需要开展补充勘探，选择适用的测绘遥感技术、地球物理探测技术、地下水钻探和试验技术、同位素示踪技术等。对全部资料进行系统的分析，按照重要程度排列出评价区所有的地下水补给要素和排泄要素，并确定各种要素对应的评价参数，如降水入渗系数及潜水蒸发极限埋深等。

(3)取多年平均数据或典型水文年数据进行现状水均衡分析

计算现状条件下地下水的总补给量和总排泄量，确定当前的水均衡状态。如果评价区地下水的现状是零均衡，那么总补给量或总排泄量都可以作为地下水的资源数量，其单位一般为10⁸m³/a。对于已经存在地下水开采的地区，需要特别注意地下水是否处于负均衡状态。如果地下水向负均衡状态演变，应计算其储存量的年度递减值，即评价地下水存量资源的消耗速率。由于地下水均衡要素都存在一定程度的不确定性，现状水资源的计算也要对结果的精度进行评估，并给出不同保证率下的资源量。

(4)对地下水均衡状态的影响

采用合适的分析模型，按照不同的方案预测新增地下水开发利用工程对地下水均衡状态的影响。根据问题的复杂程度，可以选取经验公式、地下水动力学解析理论、数值模拟等手段进行地下水开采动态预测。随着计算工具的进步，数值模拟越来越成为地下水资源评价的重要方法。但是，使用数值模拟软件并不能代替对地下水分布和运动规律的认识，必须使模型的建立符合评价区含水层的特点和计算精度要求，充分考虑地下水与地表水的相互作用，考虑地下水均衡状态变化后可能导致的参数变化。模型预测的时间可以达到10年或20年，但并没有最长时间的限制，因为10km尺度以上的区域地下水响应时间可以非常长，甚至达到1000年。

(5)确定可开采量

以水资源保护和生态环境保护为约束条件，根据预测结果确定可开采量。地下水开发利用的约束条件在各个地区是不一样的，并且是随着时代的发展而变化的，有些地区要防止河流干涸、泉水断流、湿地退化，有些地区要防止地面沉降、土壤盐渍化、海水入侵，还有些地区要避免含水层被疏干等，应尽可能在分析中考虑周全。新建工程不损害现有地下水开发工程、不损害邻近地区的用水也是重要的约束条件。可开采量就是满足上述综合约束条件的地下水开采规模，其单位一般也是10⁸m³/a。但是，实际可开采量与开采方式(布井位置、布井数量、抽水周期等)也有关系，应在水资源评价报告中加以讨论。

地下水的水质评价目标是确定地下水的化学成分作为饮用水源的适宜性，判断是否受到污染和可能遭受污染的风险。水质评价必须从有代表性的地下水监测孔中提取水样，进行常规水化学分析、污染物检测等调查。对于存在地表水渗漏或灌溉水回归补给的情况，地表水、土壤水的污染程度和地下水接受污染的途径也在调查之列。地面存在的各种点源和面源污染都应该在地下水污染的风险评价中加以考虑。

地下水的水量评价和水质评价应相互结合。如果评价区地下水的矿化度有差异，需要将其按照淡水区、微咸水区、咸水区分别评价水量资源。水量评价的预测模型不仅要计算地下水位的变化，在条件具备的情况下，还可以建立溶质运移模型以便计算地下水矿化度、特定化学组分浓度的变化。

Ⅱ 地下水资源的评价原则和方法

9.3.1.1 地下水资源评价原则和依据

本次地下水资源评价主要范围为吉林省吉林市城区，面积为137.55km²。地下水资源评价对象主要是第四系松散岩类孔隙潜水。地下水资源评价的主要依据是研究区历年各种类型的地质与水文地质普查与勘查成果、地下水资源评价成果、地下水动态观测资料、抽水试验与其他水文地质试验资料、水资源公报与地下水动态简报、本次野外实际调查资料，以及相关的水文气象资料和国民经济统计资料。地下水资源评价的资料系列采用2002～2006年，并计算出地下水天然资源量和可开采资源量(可开采量)。

9.3.1.2 地下水资源计算分区及边界条件概化

研究区北部、东部及西部为丘陵与阶地接触界限，属隔水边界;丘间谷地、河谷阶地上游以及波状台地是研究区的补给边界;松花江、温德河与牤牛河是研究区已知水头边界。各种边界类型及分布位置见图9.19。研究区上部边界为潜水位，底部边界为二叠系及侏罗系地层及岩浆岩。

依据研究区边界条件，结合前人地下水资源计算分区成果，本次计算划分为10个计算区，分别为牤牛河北岸、牤牛河南岸、江北、龙潭山、七家子、哈达湾、老市区、温德河区、白山区、江南区，总计算面积为137.55km²(图9.19)。

图9.19 资源计算分区图

Ⅲ 地下水资源评价原则与方法

一、地下水资源评价原则

（一）地下水天然资源评价的原则

柴达木盆地地下水资源评价是通过对前人资料的深入细致分析、研究和在本次工作成果的基础上，对柴达木盆地地下水资源按地下水系统进行划分。基于盆地地表水与地下水流域基本一致，具共同的排泄基准面。依据水文自然单元的特征，根据地下水资源评价需要，将盆地划分为15个二级地下水系统，83个三级地下水系统，346个四级地下水系统（表3-1）。

柴达木盆地地下水资源按地下水系统评价时，山区和平原区三级地下水系统分别评价。三级地下水系统界线是在二级地下水系统界线的基础上划分，山区以地表分水岭或盆地界线为界，山前以基岩与第四系地层界线为界；平原区三级地下水系统界线以两侧流域界线为界，向湖盆中心以TDS 5g/L等值线为界线。山前平原区按水质又划分地下水TDS小于1g/L的淡水、1～3g/L微咸水和3～5g/L的半咸水。盆地深层承压-自流水（淡）则单独进行评价。

柴达木盆地西部和中部地段，广泛分布古近-新近系地层，富含有丰富的油、气和高压自流水，主要是在地质历史时期积累、保存下来的深层含水体———油田水。具封闭性和独立的地下水补径排系统，地下水年龄久远，与第四系松散岩类孔隙水地下水系统有着质与量的区别，不能作为同一类型的地下水资源进行评价；盆地冲湖积平原及中心地带广泛分布着高TDS的咸卤水区（TDS大于5g/L），是目前盐湖化工开采的主要地区，地下水主要为晶间卤水和承压-自流水（TDS大于300g/L）。由于油田水和咸卤水分布区研究程度低，资料缺少，故此次不予评价。

地下水天然资源评价是以地下水系统为单元，对系统内各项天然补给量进行评价。为便于地方各部门使用，将所评价的地下水资源补给量、开采资源量、深层地下水资源量和地下水开采潜力，依据地下水系统所处的行政单元（市、县等）进行统计分配，主要为地方部门用水规划提供基础性资料。另外，此次地下水资源评价主要为2002～2004年实测资料。格尔木河冲洪积扇数学模型采用2000年资料，两者之间水文地质参数选取存在差异。

（二）潜水开采资源评价原则

地下水开采资源评价是在地下水天然补给资源的基础上进行的，在地下水系统内根据以往工作基础，主要考虑区域水位下降、土壤盐渍化、水质恶化与地下水开采的相互制约关系；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，即在保证生态环境需水量的同时，又能使地下水资源得到永续开发利用；将各系统内地下水开采资源总量控制在天然补给资源量的40％以内，以保证盆地生态环境用水需求。同时根据不同水质，将盆地平原区地下水分别按地下淡水、微咸水和半咸水进行开采资源评价。

（三）深层承压水可采储量评价原则

柴达木盆地的深层承压水的勘探、研究资料较少，开发利用程度差异性较大。由于受资料限制，此次根据地下水系统划分原则，从地下水资源开发利用角度考虑，对淡水分布区的深层承压水进行评价。

（四）地下水潜力评价原则

从柴达木盆地地下水开采现状来看，地下水总体开发程度较低。虽然局部地区存在开发利用程度稍高，与当地的地下水天然补给资源相比较，仍存在很大的开采潜力。评价时根据当地国民经济规划和经济技术进步对地下水需求的变化考虑，地下水潜力评价从开采潜力和利用潜力两方面入手，着重考虑开采盈余量、微咸水的可扩大开采资源量和依靠环境容量可扩大开采资源量的评价。

二、地下水资源评价方法

（一）山区地下水资源评价方法

柴达木盆地周边山区于20世纪70、80年代和90年代均进行过不同比例尺的区域地质、水文地质调查，计算采用的地下水径流模数均为实测资料，具有广泛的代表性和实用性。此次山区地下水资源评价，是按山区三级地下水系统作为地下水资源计算区，将三级地下水系统内按各含水岩组确定的块段作为计算单元，所有分布在山区的各含水岩类中的地下水都参加计算，所用山区泉点资料均为前人实测资料。根据前述计算方法，山区地下水资源评价采用地下径流模数法进行计算。

公式：Q_径＝M·F·T·86.4

式中：Q_径为地下水径流量，10⁴ m³/a；M为地下水径流模数，L/（s·km²）；F为含水岩组分布面积，km²；T为地下径流时间，d。

昆仑山北坡海拔4250m以下、祁连山南坡海拔3900m以下为非冻土区，地下水径流时间取365d；昆仑山北坡海拔4250m以上、祁连山南坡海拔3900m以上为多年冻土区，地下水径流时间取150d（5月10日至10月10日）。

地下水径流模数主要利用前人资料，由泉域法求得：

公式：M＝q/f′

式中：M为地下水径流模数，L/（s·km²）；f′为泉点集水面积，km²；q为泉流量，L/s。

（二）平原区地下淡水资源评价方法

平原区地下水（淡水）资源评价的方法较多，对于区域性地下水天然资源评价主要有水资源均衡法、断面径流量法、补给量总和法、数值法等多种方法。目前广泛采用的数值法和水均衡法评价地下水资源，对于水文地质研究程度较高的地区效果较好，评价精度较高。柴达木盆地各地水文地质研究程度差异较大，受研究程度的制约，除格尔木地区可采用数值法和水资源均衡法计算地下水资源外，其他地区仅能采用补给量总和法进行评价，无法采用其他地下水资源评价方法进行评价。

公式：Q_总＝Q_河＋Q_潜＋Q_渠＋Q_灌＋Q_库＋Q_侧＋Q_降

式中：Q_总为各项地下水天然资源总补给量；Q_河为河水入渗量；Q_潜为出山口河谷潜流量；Q_渠为渠道入渗量；Q_灌为田间灌溉渗入量；Q_侧为山前基岩裂隙水侧向补给量；Q_降为大气降水入渗补给量；Q_库为水库渗漏补给量。

Ⅳ 地下水污染现状评价方法及计算公式

地下水污染的空间差异需通过分区来体现。污染分区可以从单项污染组分不同地段上污染程度（即单项污染指数）的差异角度来划分，也可以从多项污染组分不同地段上综合污染程度的差异角度来划分。这里采用以各单项污染组分不同地段上污染程度的差异分区为分析基础，以多项组分不同地段上综合污染程度的差异分区为正式的污染等级分区。

地下水现状综合污染程度应遵照如下的原则和方法进行分区：

（1）地下水污染现状分区的空间范围：平面上限定在整个研究区，垂向上限定在同一含水层，一般限定在潜水含水层。

（2）地下水污染现状是按照“综合污染指数”进行分区的：即采用每个采样点地下水中多项污染组分的“综合污染指数”来判断地下水污染现状的等级归属^［29］。所谓“综合污染指数”是对应单项污染指标的“单项污染指数”而言的，但是，“综合污染指数”要求是按照“应调查测试的项目”计算出来的，这个“应调查测试的项目”个数多，而实际工作中取得的水样的测试项目往往距“应调查测试的项目”还有一些缺项，用缺项的实测项目资料计算出的多项污染组分的“综合污染指数”不是真正的“综合污染指数”（姑且称作“似综合污染指数”），为了避免概念上的混淆，当水质分析资料存在缺项的情况下，应回避“综合污染指数”，建议改用“复合污染指数”来表述实测资料缺项的多项污染组分计算出的“似综合污染指数”。严格来讲，因为用来确定“复合污染指数”的检测项目不完全，所以，其计算结果与“综合污染指数”比较可能会有偏差，造成等级归属有误，但是，在检测项目不全的情况下，采用复合污染指数总比仅仅用单项污染指数一种方法要好一些。当实际工作中所取水样的测试项目等于“应调查测试的项目”时，“复合污染指数”即是真正的“综合污染指数”了。

（3）复合污染指数PI是用多项污染组分的单项污染指数计算出来的，其计算借用了“综合污染指数”的公式：

供水水文地质计算

式中：PI_i为第i个水样的复合污染指数；

为第i个水样的n项污染组分各单项污染指数I_i，j（j＝1，…，n）的算术平均值；I_i-max为第i个水样的n项污染组分各单项污染指数I_i，j（j＝1，…，n）中的最大值。

单项污染指数I_i，j的计算公式：

供水水文地质计算

式中：C_i，j为第i个水样中第j项污染组分的实测含量（mg/L）；C_j-0为第j项污染组分的背景值（mg/L）。

对于某项背景值为含量区间的计算公式为：

供水水文地质计算

式中：C_j，m为第j项污染组分背景值含量区间的中值（mg/L）；C_j，max为第j项污染组分背景值含量区间的最大值（mg/L）。

式（8-2-1）中特别突出了污染程度最大项的作用，很大程度上体现了“一票否决”的原则。

（4）按照复合污染指数PI可划分出四个污染级别：PI≤1未污染区，1＜PI≤2.5轻度污染区，2.5＜PI≤5 中等污染区，PI＞5 严重污染区，为了叙述方便，本文依次称为一、二、三、四级污染区。

Ⅳ 地下水水质评价及其特征

本文拟采用模糊数学(肖位枢，1992)综合评价法对地下水水质进行评价。

4.2.1.1 基本原理

模糊综合评判问题，其实质就是模糊变换问题，其原理可用下述模式表示:

断陷盆地地下水环境演化与水文地球化学模拟——以三门峡盆地为例

式中: ——输入，是由参加评价因子的权重经归一处理后得到的一个1×m阶权重矩阵;

———模糊变换器，是由各因子评价结果(即各个因子对各级水的隶属度)组成的一个m×n阶模糊关系矩阵;

———输出，即所求的综合评价结果。

4.2.1.2

权重矩阵 可由下式确定:

断陷盆地地下水环境演化与水文地球化学模拟——以三门峡盆地为例

式中:a———因子在所有项目中所占权重;

C———因子监测浓度;

S———因子标准浓度;

i———因子数;

j———水质分类级别数。

权重表示各因子对水质污染影响的贡献占总贡献的大小，与评价因子的实测浓度(C)成正比，与该因子的标准浓度(S)成反比。

对水质污染评价问题，当选定评价集D=(d₁，d₂，…，d_n)后，宜采用“降半梯形分布图”来求得模糊关系矩阵

断陷盆地地下水环境演化与水文地球化学模拟——以三门峡盆地为例

式中:b———模糊关系系数;

C———因子监测浓度;

d———分类级别的标准浓度;

i———因子数;

j———水质分类级别数。

4.2.1.3 因子集与评价集的确定

通过分析三门峡市2002年水质资料，对各离子含量进行分析，Fe，Mn，NO^－₃，NO^－₂，NH⁺₄5种离子对水质状况影响较大，它们的累计贡献比达到了90%以上，能够反映出本区的水质状况。而总硬度在本区普遍较高，并有超标现象。故最终确定Fe，Mn，NO^－₃，NO^－₂，NH⁺₄5种离子和总硬度为因子集。

从改善地下水水质的角度出发，本次拟采用惯用的3级水分法:Ⅰ级水的数值采用三门峡市水质污染的本底值，表示水质刚刚受到污染或轻度污染。Ⅱ级水的数值采用国家规定的饮用水标准的上限，表示中度污染。Ⅲ级水的数值取Ⅱ级水数值的2～3倍为分类标准，表示严重污染。由此可得评价集D(表4.1)。按照上述原理，对三门峡市地下水水质进行了评价，得出研究区各观测点的水质级别。根据评判结果并结合本区的具体环境、水文地质特点，进行水质类别分区(图4.4)。由图4.3可以看出:地下水水质的分类等级具如下分布的规律:靠近城区的区域地下水水质差，个别地段由于受到点源的污染，成了严重污染区。由于青龙涧河从三门峡城区流过，地下水位埋深较浅，接受了地表水的补给，因此地下水水质受地表水的影响较大，水质较差。轻度污染区主要分布在远离城区的地段，该区域受人为活动的影响较小，地下水位埋深大，不容易受地表水的污染。

表4.1 水质评价集 单位:mg/L

图4.3 三门峡市地下水水质分区图

图4.4 总硬度变化趋势图

Ⅵ 地下水资源的水质评价

一切不符合质量要求的地下水都不能作为水资源。为了保障人民身体健康和工农业用水需要，很多国家已颁发统一的饮用水、工业用水及灌溉用水等的水质评价标准（见用水水质）。地下水质评价一般应分两部分：①用取样分析化验的方法查清地下水的水质，对照水质标准评价其适用性；②若在水文地质勘察过程中发现水质已受污染或有受污染的可能，则应查清污染物质及其来源、污染途径与污染规律，在此基础上预测将来水质的变化趋势和对水源地的影响。水质变化的预测，须通过由弥散方程、连续方程、运动方程和状态方程组成的数学模型，即弥散系统，用数值法解算出污染物质的浓度随时间和地点的变化，从而提出地下水资源的防护措施。
在岩土中赋存和运移的、质和量具有一定利用价值的水。是地球水资源的一部分，与大气降水资源和地表水资源密切联系，互相转化。

Ⅶ 地下水污染源评价方法有哪些

地下水污染脆弱性的影响因素主要有地球化学系统与地下水流系统两方面，而评价方 法主要有三大类，即综合评价法、指标评价法以及统计评价法。

Ⅷ 地下水质量评价方法及计算公式

地下水质量按《地下水质量标准》（GB/T 14848-93）分类评价，地下水质量分类指标见表7-4-1。

表7-4-1 地下水质量分类指标

评价步骤如下：

（1）先对每个水样的各单项组分进行评价，对照表7-4-1 确定各单项组分所属的水质量类别（属Ⅰ类还是Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类或Ⅴ类）。

（2）再按各单项组分所属的水质量类别对照表7-4-2 分别确定各单项组分的评价分值C_i（0分还是1分、3分、6分或10分）。

表7-4-2 单项组分评价分值表

（3）然后对每个水样计算其综合评价分值C，按下式计算综合评价分值C：

供水水文地质计算

式中：

为各单项组分评分值C_i的平均值；C_max为单项组分评分值C_i中的最大值；n为某一水样的测试项数。

（4）根据综合评价分值C，按表7-4-3划分地下水质量级别。

表7-4-3 地下水质量级别标准

在地下水质量实际评价过程中，往往会遇到现有水样资料的已测试项目与表7-4-1列出的项目有缺项的情况，因为有缺项，所以按（7-4-1）式计算出来的C值不是真正的“综合评价分值”，为了区别，对缺项情况下计算出来的C值改称作“复合评价分值”。

Ⅸ 地下水资源评价原则和方法

地下水资源是指赋存和运移在岩层中的，其质与量具有利用价值的地下水，具有可恢复性、流动性和可宝贵性等特点。山西六大盆地第四系孔隙水系统是由补给、径流、排泄而组成的6个相对独立完整的地下水系统，具垂直交替和水平径流转化两个特点。其输入系统主要包括大气降水补给、山区侧向补给、河流入渗补给、渠系渗漏、地表水灌溉回渗、地下水灌溉回渗等，输出系统主要有人工开采、蒸发、排向邻区等。

一、评价原则

（一）计算区的确定

本次工作只计算各盆地孔隙水系统的地下水资源。计算边界的确定，以盆地第四系与边山基岩交界处作为二类边界。

（二）水文地质参数分区及确定

根据盆地内水文地质条件及第四系沉积物的沉积条件及规律，对盆地区水文地质参数进行分区，水文地质参数有新的试验数据的利用最新数据，没有的主要利用已有勘查成果，用水文地质比拟法选取或确定，部分选用经验值。根据地表岩性和本次实测水位埋深进行降水入渗系数分区和蒸发强度分区。

（三）计算不同降水频率的地下水资源补给量

为合理评价地下水资源，体现以丰补贝的原则，利用盆地区长系列降水资料计算不同保证频率的降水量，由此给出本区不同频率降水补给资源量。计算丰水年（P₂₅）、平水年（P₅₀）、枯水年（P₇₅）和多年平均地下水补给资源。

（四）以资源模数结合水文地质条件按行政单元分配地下水开采资源

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）统计的。为方便各种部门规划使用，以资源模数、面积并结合当地水文地质条件进行分配。

（五）水量计算考虑了地下水水质情况

对地下水质量进行评价，扣除了不能饮用的咸水量。

（六）对地下水资源潜力进行评价

根据水文地质条件，结合当地国民经济发展规划，地下水资源评价考虑了地下水开采潜力和利用潜力。

二、地下水资源评价方法

（一）根据水均衡原理，采用补给量法和排泄量法分别计算地下水资源量

补给量法主要包括大气降水入渗补给、盆地周边山区侧向补给量、河流渗漏补给、渠系渗漏补给、地表水灌溉回渗、地下水灌溉回渗量等，排泄量法主要考虑人工开采量、蒸发量、河流基流排泄量、排向邻区的地下水潜排量等。其中大气降水入渗量采用长系列资料分区进行评价，盆地周边山区侧向补给量根据以往研究模拟成果，结合近年来不同部门在盆地取得的研究成果，综合分析水文地质条件的基础上分段进行计算评价，地表水灌溉回渗和地下水灌溉回渗量根据最新调查数据进行计算。排泄量法主要根据本次实际调查情况，得出盆地孔隙水的开采量，蒸发量的计算在充分研究盆地以往资料的基础上，根据包气带岩性、地下水位埋深情况进行分区，选用不同的潜水蒸发强度进行计算，根据目前的等水位线图，具体考虑排向邻区的地下水潜排量。

（二）地下水开采资源量确定

忻州盆地地下水可开采资源量用平均布井法求得，并利用水均衡法校核。其余盆地以枯水年（保证率为75％）的补给资源作为开采资源量。

（三）评价地下水开采程度

采用开采系数法和开采模数法评价地下水开采程度。

（四）水质评价方法

本次评价的方法根据《全国地下水资源及其环境问题调查评价技术要求系列（二）》规定，按照地下水质量标准（GB/T14848—93）制定。在地下水单项组分分类并确定单项组分评分值的基础上，利用综合指数进行地下水质量分类和评价。

（五）地下水潜力评价

根据《全国地下水资源及其环境问题调查评价技术要求系列（二）》工作方法，依据地下水潜力系数、潜力模数等对工作区地下水潜力做出评价。