地下水开采模数是怎么计算出来的
❶ 地下水模数和地下水储水量什么关系
地下水模数应为地下水开采模数，即单位面积上地下水的开采量。地下水储水量应为地下水储存量。
地下水开采模数的大小主要由地下水补给量决定，与地下水储存量关系不大。
❷ 平原区浅层地下水开采率怎么计算
这个貌似是不能计算的吧...我国一般平原浅层地下水的开采率为100%，也就是说，在我国的大部分的平原地区所有的浅层地下水都已经被开采或者正在开采中，其中华北平原和东北平原属于过度开采。额，好像没什么关系.....一般来说，开采率主要就是根据当前社会发展水平以及使用水资源及开采难度来衡量的。
❸ 地下水量均衡计算
一、均衡方程的建立
根据水均衡原理，结合松嫩平原地下水的补给、径流、排泄条件，建立地下水量总均衡方程：
松嫩平原地下水资源及其环境问题调查评价
其中：∑Q补＝Q降水＋Q侧补＋Q河渗＋Q回渗
∑ Q排＝Q蒸发＋Q侧排＋Q河排＋Q湖排＋Q泉排＋Q开采
式中：Q补为地下水总补给量，104m3·a-1;Q排为地下水总排泄量，104m3·a-1；μ为水位变动带给水度；F为均衡区面积，km2； H 为水位变幅，m； t为均衡时间段长，a;Q降水为降水入渗补给量，104m3·a-1;Q侧补为侧向径流补给量，104m3·a-1;Q河渗为河流渗漏补给量，104m3·a-1;Q回渗为渠道渗漏及灌溉回渗补给量，104m3·a-1;Q蒸发为潜水蒸发排泄量，104m3·a-1;Q侧排为侧向径流排泄量，104m3·a-1;Q河排为河流排泄量，104m3·a-1;Q湖排为湖泡排泄量，104m3·a-1;Q泉排为泉水排泄量，104m3·a-1;Q开采为人工开采量，104m3·a-1。
均衡期为2004年5月初至2005年4月末一个水文年。
二、补给项计算
松嫩平原地下水补给主要来源于大气降水入渗补给、地表水和农田灌溉水的入渗补给以及山丘区地下水侧向径流补给。
（一）降水渗入补给量
大气降水入渗补给是本区地下水的主要补给源，其入渗量与降水量、潜水水位埋深及包气带岩性等条件有关。根据包气带岩性和潜水位埋深将全区划分为76个降水入渗系数分区，131个计算段，计算公式为：
Q降水＝10-1·α·X·F
其中：Q降水为降水对地下水补给量，104m3·a-1；α为渗入补给系数；X 为计算时段有效降水量， 104m3·a-1。按全年降水的90%计算，在计算时每个单元取区内几个气象站的算术平均值；F为计算单元内陆地面积F（km2），扣除了计算单元内的水体面积。
（二）地下径流侧向补给量
盆地周围均是基岩山地丘陵区，其侧向补给地下水的量很有限，补给主要来自于山区河流的地下水径流，全区共有补给断面25条，根据达西定律，各个断面的侧向径流量按如下公式计算：
Q侧补＝10-4·K·M·B·J.T
式中：Q侧补为地下水侧向流出量，104m3·a-1;K 为补给断面平均渗透系数，m·d-1;M 为补给断面含水层平均厚度，m;J为补给断面的地下水力坡度；B为补给断面宽度，m;T为补给时段长（365 d）。计算结果见表6—9。
（三）河道渗漏补给量
从地下水等水位线与河流关系分析，盆地内对地下水有补给的河流分布在西部山前倾斜平原与嫩江的齐齐哈尔江段。其中，霍林河近几年干枯，洮儿河2004年也已干枯，因此这两条河流2004年没有计算入渗量。河流渗漏补给量按以下公式计算：
Q河渗＝10-4·B·L·K·（H河—H）/M·T
表6—9 地下水侧向径流补给量一览表
式中：Q河渗为河道渗漏补给量，104m3·a-1;H河为河流水位，m;H 为地下水位，m;B为河床宽度，m;L为计算段河流长度，m;K为河床底积层渗透系数，m·d-1;M为河床底积层厚度，m;T为补给时段长（d），这里取155～185 d。
洮儿河入渗补给量采用上、下游流量差计算河水入渗量，将上游水文站镇西站和务本站的河道来水量减去下流水文站洮南站的河道来水量和区间引出水量作为扇形地河道渗漏补给量。用公式表示为：
Q河补＝Q镇西＋Q务本－Q洮南－Q引水
式中：Q河补为河道渗漏补给量，104m3·a-1;Q镇西、Q务本、Q洮南为镇西、务本、洮南水文站河流多年平均径流量，104m3·a-1;Q引水为上、下游站之间的引用河水量，104m3·a-1,Q引水＝900×104m3·a-1。
根据1956～2004年的水文资料统计，Q镇西＝155 199×104m3·a-1,Q务本＝246 211.17×104m3·a-1,Q洮南＝143 818×104m3·a-1，计算得Q河补＝24 692.17×104m3·a-1。河流渗漏补给量计算结果见表6—10。
表6—10 河道渗漏补给量（单位：104m3·a-1）
（四）灌溉水回渗补给量
灌溉回渗水量主要是水田灌溉回渗，回渗水量计算公式：
Q回＝10-4β回·Q灌·F
式中：Q回为农田灌溉水回渗补给量，104m3·a-1;Q灌为灌溉定额，m3·hm-2;F为水田面积， hm2；β回为灌溉回渗补给系数。各补给项计算成果见表6—11。
表6—11 2004年地下水均衡补给项计算成果表（单位：104m3·a-1）
续表
续表
三、排泄项计算
（一）潜水蒸发量
潜水蒸发强度主要与潜水水位埋深、包气带岩性、地表植被和气候因素有关，是地下水主要排泄途径之一，特别是低平原由于潜水水位埋深较浅，潜水蒸发强烈。对于潜水水位埋深小于蒸发极限深度的地区蒸发量由下式计算：
Q蒸发＝102·ε·F
ε＝ε0·（1—h/L）n或 ￡＝ε0·β·F
式中：Q蒸发为潜水蒸发量，104m3·a-1;h为水位埋深小于蒸发极限埋深区的平均地下水位埋深，m;L为地下水蒸发极限埋深，m;F为埋深小蒸发极限埋深区的面积，km2；ε。为E601蒸发器测定的水面蒸发强度，mm·a-1；β为潜水蒸发率。
由参数分析知道，地下潜水蒸发量在给水度较大的岩层中最终接近一个常数，目前松嫩平原地下水位一般在3.5～8 m，地下水在蒸发极限深度以下是存在蒸发量的。因此，对潜水位在蒸发极限深度以下的地区采用蒸发系数计算潜水蒸发量，结果见表6—12。
表6—12 蒸发量计算成果表
（二）河流排泄量
1.基流分割法计算高平原河流排泄量
从地下水等水位线分析，盆地内分布在高平原的河流及嫩江的下游江段，基本是常年排泄地下水，汛期地下水回补现象明显。选择这些河流上的控制性水文站的多年测流资料，进行河水基流分割计算地下水排泄量。将河流径流量分割为地表水径流量和地下水径流量，通过地下水径流模数求得区内控制面积的地下水排泄量。
2.水均衡法
对于嫩江下游与松花江段排泄地下水量，通过沿江各段上下游水文站测流之差计算地下水排泄量。计算公式为：
Q河排＝Q下—Q上—Q汇＋Q调出
式中：Q下为下游观测站的流量，104m3·a-1;Q上为上游观测站的流量，104m3·a-1;Q汇为区间支流汇入量，104m3·a-1;Q调出为区间地表水调出量，104m3·a-1。
河流排泄量计算结果见表6—13、表6—14。
表6—13 高平原河流排泄地下水计算成果
表6—14 嫩江－松花江干流排泄地下水量（单位：108m3·a-1）
（三）湖泡排泄量
在松嫩低平原分布着几百个大小湖泡，位于盆地中心的湖泡，一部分湖水位低于地下水位，湖泡排泄地下水，例如大布苏泡湖面水位为122 m，而其周围的地下水位则为140 m，是典型的常年排泄地下水的湖泡。潜水等水位140 m 线以下地区，湖水和地下水处于相互补给和排泄的动态平衡状态，区域上的地下水向湖泡排泄量采用水均衡法通过下式计算：
Q湖排＝Q蒸发—Q产流—Q河注—Q降水—Q调入＋Q调出
式中：Q蒸发为湖泡水面蒸发量，104m3·a-1;Q产流为湖泡控制流域面积上的地表水产流量， 104m3·a-1;Q河注为河流注入水量，104m3·a-1;Q降水为湖泡水面降水量，104m3·a-1;Q调入为从区外调入的水量，104m3·a-1;Q调出为调出的湖泡水量，104m3·a-1。
湖泡排泄量计算成果表6—15。
表6—15 湖泡排泄量计算成果表
（四）泉水排泄量
区内泉水排泄地下水量只计算两处，前郭县的龙坑泉和五大连池泉群，根据观测资料统计多年平均泉水排泄量：龙坑泉为1591.4×104m3·a-1，五大连池泉群为75.75×104m3·a-1。
（五）侧向流出量
从整个盆地角度看，地下水侧向流出量只有松花江河谷一处，根据达西定律只计算松花江河谷一处侧向排泄量，计算方法同侧向补给量计算。
Q侧补＝10-4·K·M·B·J· T
式中符号意义同前。经计算松花江河谷侧向流出量为：2601.72×104m·3a-1。
（六）地下水现状开采量
地下水开采量是通过实际调查获取的，调查采取重点地段调查和控制区域类比的方法，结合收集的地下水现状开采资料综合得出。地下水开采量包括农业开采量、工业开采量、城镇生活开采量、农村生活开采量及其他开采量。调查统计全区平水年地下水开采量为581 593.51×104m3·a-1（表6—16）。其中农业用水量为44 250.01×104m3·a-1，工业用水量为73 316.98×104m3·a-1，生活用水量为84 026.40×104m3·a-1。
表6—16 地下水现状开采量计算统计表
四、地下水调节变化量
调节变化量包括潜水的容积储存量和承压水的弹性储存量，本次计算弹性储存量只考虑了第四系承压水弹性储存量的变化，未考虑古近－新近系承压水弹性储存量的变化。
潜水调节量的变化量公式：
Q储变＝102·μ· h·F
有越流系统的地下水调节量的变化量公式：
Q储变＝102·（μ＋μ＊）· h·F
式中：Q储变为地下水调节量的变化量，104m3·a-1；μ为水位变动带岩层给水度；μ＊为承压水弹性释水系数； h为地下水位年变幅，m·a-1;F为计算单元面积，km2。
调节变化量计算结果见表6—17。
表6—17 2004年地下水调节变化量计算结果表
五、均衡计算结果分析
2004年地下水均衡计算结果见表6—18。2004年各均衡区均为负均衡，这与当年的实际情况一致。从实际情况看，2004年大部分地区是一个降水频率为85%～95%的枯水年，洮儿河，霍林河全年断流。全区地下水降水入渗补给量与多年平均值相比减少了27.74×108m3，总补给资源量减少了33.23×108m3。各区地下水开采量都有不同程度增加，全区地下水开采量比平水年增加了8.18× 108m3。根据2004年5月和2005年4月的地下水位统测数据统计，全区地下水位平均下降0.31 m。
表6—18 2004年地下水均衡计算结果
嫩江流域地下水系统水位下降幅度最大，平均为0.48 m。其中Ⅰ1区下降0.29 m, Ⅰ2区达0.72 m,Ⅰ3区下降0.55 m,Ⅰ4区下降0.34 m。其原因是这一地区处于半干旱气候区，2004年该区西部山前倾斜平原降水仅为平水年的一半，导致该地区地下水降水入渗补给量减少了21.51×108m3，另一方面，该区农灌井密度大，农业用水占总用水量的70%以上，枯水年农业开采地下水量大幅度增加。2004年，Ⅰ1区和Ⅰ4区农业用水开采量增加了30%, Ⅰ2区增加了50%,Ⅰ3区增加20%。
第二松花江流域地下水位平均下降0.16 m，部分地段略有上升。地下水降水入渗补给量减少了2.99×108m3，开采量增加了约10%。
松花江干流地下水系统水位下降幅度小，平均为0.05 m，地下水降水入渗补给量减少了2.86× 108m3，开采量基本与往年持平。该区处于半湿润气候区，2004年哈尔滨站降水与平水年基本接近。该区工业用水所占比重较大，农业基本靠自然降水，农灌井密度小，枯水年农业用水增加不大。
水均衡计算精度分析：全区总均衡绝对误差为4.2577×108m3，相对误差为10.9%，小于20%。二、三级均衡区的相对误差也都小于20%，均衡结果满足精度要求，说明地下水资源计算水文地质条件概化合理，所选计算参数正确，可以作为计算地下水资源的基础。
❹ 用水模数是什么意思
地下水模数应为地下水开采模数，即单位面积上地下水的开采量。地下水储水量应为地下水储存量。地下水开采模数的大小主要由地下水补给量决定，与地下水储存量关系不大。
❺ 地下水可采资源计算
地下水可采资源的计算方法较多，但由于该区为重要工业城市，为大型集中水源地，故采用平均布井法计算地下水可采资源量。
现将开采井平均分布在江南区、老市区，集中分布在牤牛河沿岸。城市工业与生活用水井为防止地下水受到污染，在江北，七家子、哈达湾设计开采井布局沿江距离为500m;牤牛河北岸开采井采用现有开采井布局;其他开采井距江(河)距离为100～200m。设计开采井遍布全区，共布设250眼井。城市工业及生活用水井按年开采365d计算，单井开采量按地下水富水程度考虑，约束条件为开采条件下水位降深为含水层厚度1/3计算。计算公式如下:
Q开=∑NtQ单t (9.36)
式中:Q开为地下水可开采量，万m3/d;Nt为分区布井个数，个;Q单为单井开采量，m3/d;t为开采时间，d。
计算结果见表9.31。
图9.39 验证期地下水流场拟合图(2003-01)
表9.31 研究区可采资源计算表
续表
研究区地下水可采资源量为8325.6500万m3/a(22.81万m3/d)，平均可采模数60.5282万m3/(a·km2)，其中牤牛河沿岸、江北区可采模数大于100万m3/(a·km2)，可采资源丰富;七家子、哈达湾可采模数50万～100万m3/(a·km2);老市区及江南可采模数20万～50万m3/(a·km2);其他地段可采模数10万～20万m3/(a·km2)(图9.40、图9.41)。
图9.40 研究区地下水可采资源分布图
图9.41 地下水可采资源统计图(按计算区)
1—牤牛河北岸;2—牤牛河南岸;3—江北;4—龙潭山;5—七家子;6—哈达湾;7—老市区;8—温德河区;9—白山区;10—江南区
研究区地下水可采资源量按行政与流域分区统计结果见表9.32。
表9.32 研究区地下水可采资源汇总表
牤牛河流域地下水可采资源量为6.7000万m3/d;松花江流域可采资源量15.5550万m3/d;温德河流域可采资源量为0.5550万m3/d。龙潭区可采资源量为15.8950万m3/d;昌邑区可采资源量为4.4880万m3/d;船营区可采资源量为0.8770万m3/d;丰满区可采资源量为1.5500万m3/d(图9.42、图9.43)。
图9.42 地下水可采资源统计图(按流域)
1—牤牛河;2—松花江;3—温德河
图9.43 地下水可采资源统计图(按行政分区)
1—龙潭区;2—昌邑区;3—船营区;4—丰满区
❻ 地下水允许开采量（可开采量）的分级
地下水的允许开采量相当于固体矿产的储量，由全国矿产储委统一审批。为了根据不同目的和具体水文地质条件选择适当的计算评价方法，以得到不同精度的开采量，便于开发利用，有必要对允许开采量进行分级。我国2001年颁布的国家标准《供水水文地质勘察规范》（GB50027-2001）中，将地下水允许开采量（可开采量）分为A、B、C、D四级，各级的精度按下列五个方面进行分析和评价：
表10-20 某水源地抽水试验观测数据
表10-21 某水源地水位恢复及其计算表
48.某水源地水文地质条件见教材补偿疏干法实例（图10-14及有关资料）。如果取安全系数r=0.7，试对该水源地的允许开采量作出评价（参考答案：Q允开=1735.4m3/d）。
49.四川某地凉风洞暗河系统为岩溶地下水的独立流域，流域面积约300km2。其支流冒水井又是一个独立的小型暗河水系，其面积为56km2，冒水井暗河系统出口处的平均流量0.41m3/s。求该支流的径流模数（M），并求凉风洞暗河系统（全区）地下水的可采量（参考答案：2.196m3/s）。
50.某泉有6年的月平均流量观测资料（表10-15），试按1 L/s的间隔划分流量区间，统计6年中各流量区间出现的月数，计算其流量频率（N）和保证率（P），并作出流量频率和保证率曲线，求出保证率为90%的泉水流量（参考答案：保证率为90%的泉水流量为1.9L/s）。
❼ 井水补给速度怎么计算地下水允许开采量怎么计算
http://www.chinahongrun.com/jszx/upfile/20080325/20080325113318597.doc
❽ 地下水开采模数的介绍
单位面积上地下水的开采量。
❾ 区域地下水开采量变化
我国北方地下水的开发利用自新中国成立后进入了新的时期，在20世纪70年代后期，特别是改革开放以后，随着经济建设的发展，地下水开发利用由初期点状供水开采，发展形成集中供水水源地开采和农业井大范围面状的高强度开采。地下水年开采量在20世纪70年代以后呈现快速的增加趋势（表2-2）。
表2-2 北方主要盆地/平原地下水开采量
注：可采资源量为2003～2004年评价结果。“—”：无数据。
1.松嫩平原
20世纪50～60年代，松嫩平原开始了一定程度的地下水开发利用，1978年改革开放后，随着国民经济的快速发展，地下水开发出现了前所未有的规模，工农业生产以及居民生活均以开采第四系和新近系承压含水层为主。
20世纪50年代，农田灌溉规模较小，地下水开发以分散的浅井为主要形式，开采量小。60年代末开始使用机井，井深一般在50～100m。70年代，区内每年抗旱打井几千眼。80年代，农业水利化建设进入了一个全新阶段，水浇地面积和水田面积大大增多。在河谷地区、西部扇形地前缘以及低平原地区大量出现水田，农业用水量大幅度增长。河谷地区农业用水开采层位以开采浅层潜水含水层为主，井深10～30m；高平原以白垩系承压水和第四系潜水混合开采为主，井深50～80m；低平原以开采第四系承压水为主，井深60～100m；西部扇形地以开采浅层水为主，井深12～40m。
从20世纪70年代未到2004年，地下水开采量增长了近3倍。80年代和90年代是松嫩平原地下水开发的高速增长期，1984年的开采量为28.68×1083，1994年增加到38.41×108m3，2004年约为58.16×108m3。从80年代中期到90年代中期，10年间地下水开采量增加了9.73×108m3，平均每年增加近1×108m3。从90年代中期到2004年，每年增加近2×108m3。过去的20年，是地下水开采量增长最快的时期（赵海卿等，2009）。
根据2004年调查结果，松嫩平原地下水可采资源量为101.52×1083/a，2004年地下水开采量为58.16×1083，其中农业用水年开采量为42.43×1083，占总开采量的72.9%；生活用水为8.40×1083，占开采量的14.5%；工业用水为7.33×1083，占12.6%。全区以开采潜水为主，占 49.2%，地下水开采强度较大（开采模数大于 5×1043/km2·a）的地区主要集中在白城、哈尔滨、绥化、松原、阿城、齐齐哈尔、榆树、绥棱、五常、九台、大庆、德惠、呼兰和长春市，其中白城、哈尔滨、绥化开采模数达10×104m3/（km2·a）以上。
2.西辽河平原
20世纪60年代以前地下水开发主要集中于城市和村镇，供人畜饮用，60～70年代初，农用机井开始出现，但地下水开采量不是很大，70年代末地下水资源开发利用程度提高，80年代以后，地下水成为该地区用水的主要水源。20世纪70、80、90年代全区地下水平均开采量分别为：4.53×1083/a、10.90×1083/a、22.06×1083/a（图2-17）。80年代以后地下水开采急剧增加，1987～2006年，西辽河平原农业用水量总体呈增加趋势（图2-18）。
图2-17 西辽河平原地下水开采量变化
图2-18 西辽河平原地下水农业利用开采量变化（杨恒山等，2009）
根据《西辽河平原地下水资源及其环境问题调查评价》（李志等，2009）的结果，西辽河平原地下水可采资源量54.88×108m3/a，2004年地下水实际开采量35.81×1083，其中农业用水29.03×108m3，工业用水量2.25×108m3，林业用水量为0.97×108m3，牧业用水量1.69×108m3，生活用水量1.86×108m3。
3.下辽河平原
下辽河平原上新统地下水的开采始于1969年，地下水的开采大体上分为四个阶段（王卫东和宋庆春，2004）：
第一阶段：1969年至1975年，以开采馆陶组地下水为主，主要为零星开采。
第二阶段：1976年至1982年，明化镇组和馆陶组地下水同时开采，从零星、分散供水，变成了集中分区供水，开采井达到约100眼，建成大小水源15座，开采能力达到15×104m3/d。
第三阶段：1983年至1988年，农业及城市用水增加时期，新近系地下水开采井至1988年已有各种水井402眼，开采能力达到35×104m3/d。
第四阶段：1989年至今，控制调整开采时期。至1996年新近系地下水总开采量33×104m3/d；其中明化镇组地下水开采量 14×104m3/d；馆陶组地下水开采量 19×104m3/d。
4.华北平原
在新中国成立初期（1949～1957年），华北平原基本开采浅层地下水，开采深度10～15m，取水构筑物以砖井为主，这一阶段地下水开采量很小。以河北平原为例，地下水开采量仅约30×108m3/a，地下水系统处于平衡状态。1958～1964年，农业开始发展，除仍持续砖井开采外，部分地区开始钻20～40m甚至60m左右的木质管井，开始用离心泵抽水，在有咸水区开始试验性地开采深度为100～150m 的承压水，这一阶段河北平原地下水开采量约40×108m3/a，由于1963～1964年降水量大，地下水系统仍处于平衡状态。
1965～1979年是农业大发展阶段，也是在平原地区重点开展“旱、涝、碱、咸”综合治理的重要时期。这一阶段由于降水偏少、气候偏干旱，在华北平原上掀起了一个机井建设的高潮，揭开了大规模开发地下水的序幕。在有咸水区开始大量开采深层承压淡水，开采深度一般为200～250m，在城市附近，开采深度可达250～300m。地下水开采量大幅度提高；到1979年，河北平原地下水开采量达到113×1083/a，深层淡水达到15～17×1083/a。经过10多年地下水开采利用，为农业增产并达到粮食自给、城市工业用水及城乡居民饮用提供了水源保证。同时，从70年代初期开始，地下水位开始区域性下降，并出现若干水位下降漏斗。
从20世纪80年代到世纪末，工农业生产空前发展，水资源供需矛盾日益突出，已成为制约社会发展的主要因素。这一时期除了进一步开发地表水，提高地表水可利用量外，仍持续开采地下水，无论浅层还是深层地下水，开采量逐渐增大，开采井的深度也有加深的趋势。2000年华北平原地下水开采量达到211.98×1083，其中浅层地下水178.40×108m3，深层地下水33.58×108m3，为保证这一时期国民经济的发展起到了重要作用。但是，由于长期超采地下水，引发了一系列的环境地质问题。
最近三十年是华北平原地下水高强度开发时期，全区地下水开采量从20世纪70年代的156.57×108m3/a，增加到2000年的211.98×108m3，增长35%。其中，80年代最大，为211.09×108m3/a（表2-3），这是因为该阶段是改革开放初期，工农业迅速发展，需水量急剧增加，到 90年代，随着一些环境地质问题的出现和水源危机，人们普遍意识到水的重要性，全社会对水资源的紧缺感和环保意识进一步增强，对于全面节流与开源以及加强水资源管理等一系列重大问题取得了共识，地下水开采量相对稳定。
华北平原地下水开采量总体分布以河北省占的比重最大，以2000年为例，华北平原地下水总开采量为211.98×108m3。其中河北地下水开采量为128.62×108m3，占华北平原地下水总开采量的60.7%，河南、山东、天津、北京地下水开采量分别为25.38×1083、27.56×108m3、5.55×108m3、24.87×108m3，分别占地下水总开采量的12.0%、13.0%、2.6%、11.7%。
表2-3 华北平原地下水开采量状况统计表
华北平原以开采浅层地下淡水为主，浅层地下水开采量为178.40×1083/a，占地下水总开采量的 84.2%。深层地下水开采量为 33.58×1083/a，占地下水总开采量的15.8%，主要集中在有咸水区的衡水、沧州地区和天津市，以及唐山、廊坊、邢台等市的部分地区。
华北平原深层地下水开采程度极不均一，天津市深层地下水开采程度最高，深层地下水开采量达3.36×108m3/a，占本省地下水开采量的60.54%。河北省深层地下水开采程度也较高，深层地下水开采量为28.30×108m3/a，占本省地下水开采量的22%。山东省深层地下水开采量达1.92×108m3/a，仅占本省地下水开采量的6.97%。河南省深层地下水基本未开发利用。
华北平原农业用水占有较大的比例。2000年华北平原农业用地下水168.01×1083，占地下水总开采量的74.54%。河北省、河南省农业用水比例最高，占本省地下水总开采量的78%，山东省、北京市、天津市也分别占本省市地下水总开采量66%、61%、56%。2000年华北平原工业用地下水量27.92×1083，占华北平原地下水总开采量的13%。北京、山东工业用地下水量较高，分别占本省市地下水总开采量17%、20%。华北平原生活用地下水量24.86×108m3/a，占华北平原地下水总开采量的11%。北京、天津由于人民生活水平高，生活用水分别占本市地下水总开采量的21%和18%。
（1）北京平原
20世纪50年代末期，北京市地下水开采量为4×1083/a；20世纪60年代，北京地区平均地下水开采量为10.79×108m3/a，其中城近郊发展最快；进入70年代，北京市地下水开采程度大幅度提高，开采量比60年代增加近一倍，1978年地下水开采量为25.59×108m3；80年代初期地下水开采量为26×108-28×108m3/a；20世纪90年代以来地下水开采量相对稳定，开采量为26×108-28×108m3/a；进入21世纪，地下水开采量在24×108-26×108m3/a之间，其中2000年和2003年地下水开采量分别为24.83×108m3和24.18×1083（图2-19）。北京平原区地下水整体上处于超采状态，但各区县地下水开采程度明显不均，根据2003年地下水开采状况，北京市平原区地下水开采程度指数为1.15，顺义、大兴、怀柔和通州等地区地下水开采程度指数均大于1.20，除规划市区、房山外其他区县地下水开采程度指数均小于1.00。
图2-19 北京市地下水开采量历史变化图
（据张兆吉等，2009）
（2）天津平原
1948年天津市区地下水开采量约4×104m3，主要开采深层地下淡水，从1958年开始地下水开采量有所增加，到1967年，地下水年开采量约0.7×1083，主要开采咸水之下的深层淡水；到20世纪70年代，地下水开采急剧增加，年平均地下水开采量约7.1×1083/a；80年代，地下水开采量持续增加，年平均地下水开采量约8.1×1083/a，其中1981年，开采量达10.38×108m3，为天津市历史上开采地下水最多的一年；1987～1999年间全市开始实施计划取用地下水等一系列制度，地下水开采量保持相对稳定，90年代年平均地下水开采量约6.6×1083/a；2000～2002年，地下水开采量呈增大趋势；2003～2004年，地下水开采量有所减少（图2-20）。
图2-20 天津平原地下水开采量变化图
（据王家兵等，2013）
（3）河北平原
20世纪60年代以前，地下水利用程度较低，开采量20～30×1083/a。从70年代开始，由于国民经济发展对水资源需求量的增加，加之气候连年干旱，地下水开采量从80×1083/a左右发展到80年代的119.5×1083，1990年为110×1083，2000年达到128×108m3，2003年开采量为122×108m3。
地下水开采强度在地域上变化很大，河北平原2003年浅层地下水平均开采强度为11.8×104m3/（km2·a），深层地下水开采强度为4.01×104m3/（km2·a）。地下水位下降漏斗中心地带开采强度达到（30～50）×104m3/（km2·a），如石家庄市区2003年开采强度高达30.75×104m3/（km2·a）；个别地区最高超过100×104m3/（km2·a）。深层地下水水位下降漏斗中心地带达到（8～10）×104m3/（km2·a）。微咸水分布区开采程度仅为20%～30%。
（4）鲁北平原
20世纪70年代以前，主要开采浅层地下水，用于人畜饮用和灌溉菜地，开采量很小。70年代以后，大规模开采地下水，以浅层地下水开采为主，开采量为12.28×1083/a，在德州市、滨州市等主要城市开采深层地下水，开采量为0.41×108m3/a；进入80年代，大力兴修农田水利，逐步形成了引黄为主、井灌为辅的农业用水格局，浅层地下水开采量增幅减慢，开采量为15.16×108m3/a，但随着城市规模的扩大和工业的发展，深层地下水开采量大幅增加，开采量为1.25×108m3/a；到了90年代，由于黄河来水量逐年减少，引黄保证率明显降低，地下水的开采量大幅增加，浅层地下水开采量为21.92×108m3/a，深层地下水开采量为1.54×108m3/a；进入21世纪以来，由于小浪底水库的运行保证了黄河常年不断流，黄河来水时间和来水量明显增加，增大了地表水利用的数量和范围，地下水开采量略有减少，2003年浅层地下水开采量20.25×1083，占地下水总开采量83%，其中淡水开采量5.69×108m3，占浅层水开采量的28%；微咸水开采量13.85×108m3，占浅层水开采量的68%；半咸水和咸水开采量0.72×1083，占浅层水开采量的4%。2003年深层地下水开采量4.13×108m3，占地下水总开采量17%，开采主要集中在聊城、德州、滨州等城镇地区。
（5）豫北平原
豫北平原地下水开发历史可分四个时期，1965年以前，仅在安阳、新乡、焦作等大的城市开采地下水，开采量较小；1965～1977年，地下水开采量逐年增加，主要开采浅层含水层；1978～1990年，城镇和厂矿兴建了许多水源地，地下水开采量剧增；1990年以后，地下水开采量呈缓慢增长，各行业地下水开采量所占比例分别为：工业为8.6%，生活为10.4%，农村占81.0%。据调查结果，全区2004年浅层地下水总开采量为27.70×108m3，其中农业开采24.39×108m3，深层地下水开采为0.36×108m3。
从新乡市、安阳市、鹤壁市、焦作市、濮阳市的地下水开发利用状况来看，地下水开采量自20世纪70年代起逐渐增大，新乡和安阳两市70年代地下水开采量为29.94×108m3/a；80年代五个城市地下水开采量39.18×108m3/a，其中，工业利用12.32×108m3/a，农业利用23.27×108m3/a；90年代地下水开采量38.65×108m3/a，其中，工业利用3.49×108m3/a，农业利用33.90×1083/a。
5.山西盆地
山西六大盆地地下水的开发利用历史概况起来大致可分为以下四个阶段：
第一阶段：新中国成立初期至60年代中期。此阶段全区的各项建设尚处于起步阶段，国民生产力发展水平较低，地下水开采量较小，以开采第四系浅层水为主，主要用于人畜吃水和浇灌。
第二阶段：70年代初期至80年代初期。随着国民经济的发展，城市居民生活、公共事业及工业生产用水的不断增加，全区进入了大规模开发地下水时期，兴起打井高潮，特别是农业灌溉也开始大量开采地下水，井灌面积发展迅速，农业用水量的猛增，地下水的开采从浅层转向中深层，由于缺乏统一规划、统一管理，形成地下水大规模无序开采状况。
第三阶段：80年代至90年代初。进入80年代，特别是改革开放带来的经济迅速发展，各行各业对水资源的需求量迅猛增长，地下水的开采量也呈逐年增加的趋势，开采层位转向中深层承压水。
第四阶段：90年代以后至今。前期对地下水缺乏合理的规划，地下水位呈逐渐下降趋势，主要开采中深层水，局部地区已出现明显的水位降落漏斗。后期限制无序开采，加强地下水和地表水联合运营，合理调配。
大同市20世纪70年代以前地下水开采较少，仅有城北水源地一处。1958年开采量仅为28.86×1043，1964年开采量为284.7×1043，从70年代开始地下水开采量逐渐增大。自来水公司水源地由1处增加为4处，城北水源地1975年开采量为2174.67×1043，1980年开采量为2889.20×1043，1984年为1.28×1083，1987年开采总量为1.36×1083，1995年开采总量为1.60×1083，2002年开采总量1.66×1083，超采6000×1043/a。
太原盆地，1988～1989地下水开采量为68977.7×104m3/a（合189×104m3/d），其中农业灌溉用水量最大，为139×104m3/d，占总水量的70%～80%，工业及城镇生活采水量为50×104m3/d，其中太原市工业及生活采水量最大；为37×104m3/d，农业灌溉采水量为17.63×104m3/d，其它县市以农业灌溉采水量最大，城镇生活及工业采水量平均为1×104m3/d左右。2003年调查达盆地孔隙水开采量达82516.5×104m3。其中农业灌溉用水量为46929.7×104m3，占总水量的57%，工业和城镇居民生活用水为33586.8×104m3，比1988～1989年的18250×104m3/a增加17336.8×104m3/a，平均每年增长速率为6.3%。
太原市是以地下水为主要供水的城市，60年代以前地下水主要开采浅层水，且开采量较小，60年代起随着工农业迅速发展和城市规模不断扩大，地下水开采量与日俱增，并开始利用中深层地下水，1965年为32.93×1043/d，1972年为93.58×1043/d，1981年地下水开采量最大，达123.41×1043/d，据2003年调查，太原市共有水井2263 眼，其中农业灌溉井数1048眼，工业267眼，农村生活468眼，城市生活480眼，地下水开采量总计为102.24×104m3/d（图2-21）。
忻州盆地，20世纪70年代之前，地下水开采量相对较小，且以开采浅层水为主，进入70年代之后地下水开采量迅速增加，开采深度逐渐加深，到90年代初形成了与现今相似的浅、中层水混合开采模式，90年代中后期至今，地下水开采量虽然具有逐年增大的趋势，但增加的幅度不大。据已有资料，忻州盆地1991年地下水开采量21709×1043，2003年地下水总开采量25166.8×104m3，其中农灌用水量为16407.5×104m3，占地下水开采总量的65.20%。
运城盆地：1961～1964年，地下水总开采量（7304～8264）×104m3/a。60年代中期至80年代，地下水开采总量除1965年为9955×1043外，一般年份保持在（16219～22826）×1043/a。开采量有逐渐增大的趋势。80年代之后，地下水开采量在（34040～56522.07）×104m3/a之间。80年代初期，地下水开采量较大，1980年，地下水开采量为51586.07×104m3，1980～1984年，地下水开采量逐年下降，地下水开采量在34040.3～51586.07×104m3/a之间，1985～1997年间，地下水开采量呈现逐年增加趋势，地下水开采量在（35346.6～56522.07）×1043/a 之间，1997年，地下水开采量达最大，为56522.07×104m3；1997年之后，地下水开采量呈逐年下降的趋势，地下水开采量在（54654.79～45313.45）×104m3/a之间，总体上有增加的趋势（图2-22）。2004年盆地地下水总开采量为46519.32×104m3，地下水的平均开采模数为9.5023×104m3/（a·km2），其中，农业利用35697.80×104m3，工业利用6806.66×104m3。
图2-21 太原市地下水开采量变化过程
图2-22 运城盆地地下水（1960～2004年）开采量
（据韩颖等，2009）
6.河套平原
河套平原地下水大规模开采是在近些年，2004年以前，地下水是整个城市工业生产和城乡居民用水的唯一水源，也是农业用水的主要水源之一，2010年，河套盆地地下水总开采量达18.11×108m3。浅层地下水开采量为12.35×108m3，占总开采量的68.2%，深层承压水开采量为 4.93×1083，占总开采量的 27.2%，地下水混采井开采量为 0.83×1083，占总开采量的4.6%。浅层含水层是主要开采层位，占据了地下水总开采量的一半以上；其中，呼和浩特市地下水开采总量为4.59×108m3，包头市为3.29×108m3，巴彦淖尔市为6.22×108m3，鄂尔多斯市为3.97×108m3。
呼和浩特市在20世纪70年代末至90年代初，经济快速发展，地下水开采量不断增加，从1979至1989年地下水开采量以平均每年4.92%的速率增长（图2-23）。在90年代，地下水开采量持续增加，浅层地下水开采量增加较大，承压地下水开采量变化不大。至1998年，开采量达到2.09×108m3，其中浅层开采量1.04×108m3；承压水开采量0.93×108m3；混采井开采量0.12×108m3。至2005年，地下水开采总量为2.24×108m3，其中承压水开采量1.15×108m3；浅层水开采量1.09×1083。2005年以来，引黄入呼供水工程逐步配套完善，一定程度上缓解了地下水开采压力。2005～2010年地下水开采量比较稳定。至2010年，地下水开采总量为3.63×108m3，其中承压地下水开采量1.96×108m3，浅层地下水开采量1.16×108m3。
图2-23 呼和浩特市城区地下水开采量变化
包头市规模性的开采地下水始于20世纪60年代，1958年市区开采地下水量为531×104m3，到1993年全市地下水开采量达3.35×108m3，此后多年保持在（2.9～3.5）×108m3/a左右。
巴彦淖尔市地下水利用时间较短，进入21世纪以来，地下开采量基本维持在（6～7）×108m3/a之间，2010年地下水开采量6.666×108m3。
7.银川平原
银川平原地下水开采量在逐年增加，随着开采量的逐年增加，在开采井群相对集中的银川市区和大武口市区已形成了区域地下水水位降落漏斗。
银川平原地下水开采的初级阶段始于20世纪70年代，开采集中在城市及其周边，开采量1.51×108m3/a，地下水开采程度较低。80年代，随着经济发展对地下水的需求，在银川平原相继兴建了大中小型水源地12处，加上厂矿单位自备井和农田灌溉井的增加，地下水开采量上升到3.11×1083/a。至90年代，银川平原共有大中小型水源地18处，厂矿单位自备井数也在急剧增加，地下水开采量达到4.01×108m3/a。
截至2003年，银川平原共有地下水井5753眼，其中工业、城镇生活用水机井1560眼，农村机电抗旱井4193眼，250m深度内地下水开采量5.84×108m3（表2-4）。
表2-4 银川平原各市县历年地下水开采量统计表（108m3/a）
（据吴学华等，2009）
8.河西走廊平原
河西走廊大规模开采地下水始自20世纪70年代初期，地下水开采量从70年代初期的（1.5～2.0）×108m3/a增加到90年代末期的21×108m3/a（张荷生，2005），其中，疏勒河流域开采量增加缓慢，黑河流域、石羊河流域开采量增加较快。
据2004年疏勒河流域的调查结果，该流域1980年地下水开采量4540×1043，开采井数1718眼；1999年地下水开采量10115×1043，开采井数1658眼；2004年地下水开采量高达16870×1043，开采井数3382眼。2004年地下水开采量比1980年增加了3.7倍。在地下水井灌开采的同时，泉水引用量有所减少（表2-5）。
表2-5 疏勒河流域不同时期地下水开采量统计
（据程旭学等，2009）
石羊河流域自20世纪80年代开采量持续增加（图2-24），至2003年后有所减少，2005年，全流域共有机井18647眼，地下水总开采量为15.44×1083，其中农业利用14.74×1083。
黑河流域 20世纪 80年代开采量约为 2.37×1083/a，90年代开采量约为 5.43×108m3/a，2000～2005年，开采量约为9.44×108m3/a。
图2-24 石羊河流域地下水开采量
（据胡建勋和甄计国，2009）
9.柴达木盆地
柴达木盆地地下水资源开发从20世纪60年代开始，地下淡水开发利用也处于较低水平。70年代，地下淡水开采量逐年增加。80年代，地下淡水开发利用中农业与工业用水规模扩大，1988年总开采量1.41×108m3，其中农业用水达到最高水平0.58×108m3，工业用水量0.47×108m3。90年代，随着工业快速发展、城镇扩大，工业及城镇所用地下水量需求猛增。1995年盆地内地下淡水资源的总开采量为0.96×1083，工业生产用水量为0.50×108m3；农业用水用水量为0.27×108m3。2000年后，农业用水大部分地区改用地表水，农用地下水少了0.55×108m3/a，工业用水量增加了0.19×108m3/a。2003年总开采量1.10×108m3，其中，农用地下水0.03×108m3，工业用水0.65×108m3，城镇及农牧区居民生活用水开采量4193.07×104m3。
10.准噶尔盆地
准噶尔盆地地下水开发始于20世纪50年代初，早期主要以大口井及少量的机井开发利用地下水，近年来，随着机井数量的大量增加，地下水开采量不断增加（图2-25）。60年代初期以水源地集中开发为特征，进入70年代，机井数量开始增多，1978年开采量约11.00×108m3，1985年开采量约15.67×108m3，1995年开采量23.83×108m3，2000年开采量26.17×108m3，2003年开采量30.11×108m3，占开采资源量的53.34%，地下水开采强度2.43×104m3/a·km2，地下水开采程度53.12%。孔隙水开采量为29.28×104m3/a，占总开采量的97.24%。
图2-25 准噶尔盆地不同年份地下水开发利用柱状图
（据谌天德等，2009）
❿ 地下水资源计算
一、计算公式
根据水均衡原理，建立了本区地下水均衡方程。
数学表达式：
三江平原地下水资源潜力与生态环境地质调查评价
式中：Qi补给为第i个计算单元地下水总补给量，m3/a；Qi排泄为第i个计算单元地下水总排泄量，m3/a；Qi开采为第i个计算单元地下水可开采量，m3/a；Qi垂补为第i个计算单元地下水的垂向补给量，m3/a，包括降水入渗补给量、渠灌水田回归补给量；Qi河补、Qi沼补、Qi邻补为第i个计算单元地下水的河流补给量、沼泽湿地垂向补给量、向邻区侧向径流排泄量，m3/a；Qi蒸发、Qi河排泄、Qi沼排、Qi邻排为第i个计算单元地下水蒸发量、河流排泄量、沼泽湿地排泄量、向邻区径流排泄量，m3/a； 为第i个计算单元地下水储存量的变化量，m3/a；n为计算单元数，取47。
计算方法：
为保证地下水资源能够永续利用，沼泽湿地不会因地下水的盲目开采而退化，对三江平原的地下水实行均衡开采。在多年均衡条件下，地下水储存量的变化量应为零，即ΔQ储存＝0，此时地下水位在多年均衡条件下基本稳定。从地下水资源组成及区域地下水水流系统模型上可以看出，地下水水位的动态变化除与气象、水文条件有关外，与地下水开采量大小有关。因此，若满足ΔQ储存＝0这一多年均衡条件，则必须合理确定各均衡区多年平均地下水可开采资源量。计算方法如下：
第一步，根据工作区多年降水与水文资料，确定历史上降水年份的丰枯程度，分别选择丰、平、枯水年降水、水文资料，按月进行时段划分，分别计算确定各时段各单元格的地下水垂向补给量。其中，模型所用的各类参数按模型识别结果确定，并假定现有的渠灌水田面积不变。进而得到各均衡区各单元格各时段的垂向补给强度。
第二步，分别按丰、平、枯水年各时段计算确定各类边界的水位值。
第三步，先给定一个初始的地下水可开采资源量（用现状开采量），按前述的地下水开采强度分配原则分配成逐月的地下水开采强度。
第四步，将上述确定的源汇项和边界条件代入模型，进行各均衡区各时段均衡计算。
重复上述第三步、第四步，逐步调整地下水可开采资源量，直至各均衡区丰、平、枯水年总的储存量变化量为零。此时得到的地下水开采资源量即为多年均衡条件下的地下水可开采资源量，从而确定各行政区多年均衡下的地下水资源量。
二、计算结果
经反复计算，各均衡区多年均衡期内均衡计算成果见表4-15。从图4-28中可以看出，当模拟计算可开采资源量为371 197.40×104 m3时，枯水年全区消耗储存量3 607.44×104 m3，平水年消耗储存量323.51×104 m3，丰水年储存量增加3 931.08×104 m3，多年均衡条件下地下水储存量处于平衡状态。各计算年枯水期（4月）与丰水期（9月）地下水流场特征见图4-29～图4-34。
图4-28 多年均衡各时段全区地下水储存变化情况图
图4-15 多年均衡期内均衡计算成果表
续表
图4-29 三江平原丰水年枯水期地下水等水位线图
图4-30 三江平原丰水年丰水期地下水等水位线图
图4-31 三江平原平水年枯水期地下水等水位线图
图4-32 三江平原平水年丰水期地下水等水位线图
图4-33 三江平原枯水年枯水期地下水等水位线图
图4-34 三江平原枯水年丰水期地下水等水位线图
（一）地下水补给资源量
全区多年平均地下水补给资源量（按丰、平、枯水年的平均值计算）514 522.93×104 m3，其中垂向补给量338 142.65×104 m3，河流净补给量58 314.54×104 m3，沼泽湿地净补给量72 538.87×104 m3，邻区侧向径流净补给量45 526.86×104 m3（表4-16）。垂向补给量中降水入渗补给量为277 768.91×104 m3，渠灌水田回归入渗补给量为60 373.74×104 m3，分别见表4-17～表4-19和表4-3。
表4-16 多年平均地下水资源量计算成果表
续表
表4-17 丰水年（P＝75％）行政区降水入渗补给量统计表 单位：104 m3
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表4-18 平水年（P＝50％）行政区降水入渗补给量统计表 单位：104 m3
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表4-19 枯水年（P＝25％）行政区降水入渗补给量统计表 单位：104 m3
续表
（二）地下水排泄量
多年均衡条件下全区地下水排泄量：河流净排泄量为22 402.12×104 m3，沼泽湿地净排泄量为13 523.07×104 m3，地下水蒸发排泄量为46 369.87×104 m3，向邻区侧向径流净排泄量为60 730.70×104 m3，地下水总排泄量与总补给量相等（表4-16）。
（三）地下水可开采资源量
多年均衡条件下全区地下水年可开采资源量为371 197.40×104 m3，各行政区可开采量详见表4-16。