| 词条 | 地表水地下水联合运用 |
| 释义 | § 地表水地下水联合运用 § 简介 为促进一个流域、地区或灌区的水资源供需平衡，对地表水和地下水进行合理的统一开发利用和管理。在农田灌溉中，联合运用的主要形式是井渠结合。有些地区兴建了大规模的引水、调水工程，与原有的井灌区联成一个系统；而在一些大型自流灌区，由于地表水资源不足，又在灌区进行机井建设。美国加利福尼亚州的中央河谷、巴基斯坦的印度河平原、印度的恒河平原和中国的黄淮海平原，都是大面积地表水和地下水联合运用的地区。 § 优点 ①调蓄地表径流。利用含水层的蓄水功能，蓄存丰水时期的多余地表水量，供枯水时期使用。 ②改善地下水质。调蓄地表径流水量，对含盐量较高的地下水可以起到稀释作用。巴基斯坦和以色列的一些灌区，曾采用这样的方法减少地下水的含盐量。中国黄淮海平原的黑龙港地区，对浅层矿化地下水也进行过"抽咸换淡"。在荷兰，还把夏天温度较高的水回灌地下，到冬天抽出灌溉对水温要求较高的温室花卉和蔬菜。 ③调控地下水位。大型水库和灌区的兴建，增加了对地下水的补给,引起地下水位升高,导致灌溉土地渍涝和次生盐碱化。在这些地区，开采利用地下水可降低地下水位，配合地面排水，进行旱、涝、盐碱综合治理；但地下水超量开采会引起地下水位下降，使水井建设费用和抽水费用增加。长期超采会形成大面积地下水位降落漏斗，招致地面沉陷和滨海地区海水入侵等危害。在这种情况下可引进地表水，以减少地下水开采量，并对地下水进行回灌，以调控地下水位。 管理 管理中，应对地表水的引用，含水层抽水和回灌进行合理调度，达到灌溉水源的优化利用。在运用管理中还要制定相应的管理办法。 ①行政措施：对地表水和地下水集中统一管理； ②法律措施：对用户分配一定的抽水定额； ③经济措施，合理计收地表水和地下水灌溉水费。 § 参考书目 N.伯拉斯著，戴国瑞等译：《水资源科学分配》，水利电力出版社，北京，1983。(N. Buras, Allocation of water Resources1972.) § 扩展阅读 渠灌区井渠结合地表水与地下水联合运用进行灌溉.其形式有以下两种主要形式.: 以地面水为主的利用渠道引用地表水和利用水井提取地下水相结合的地面水和地下水联合运用的形式有以下三种方案. (1). 水源地的方式 水源地是在灌区内选取一定面积作为地下水的集中开采区,开采出的地下水供本区和灌区其他地区在地表水缺水季节灌溉之用, 或在灌区上游地下水开采条件较好的地区，集中开采地下水，专门共下游灌区灌溉之用，其作用与城市供水水源地相同。灌区水源地一般选择在地下水补给条件较好,含水层储水和导水性能良好的山前冲洪积扇缘潜水溢出带地区, 集中开采地下水,除用来灌溉本区耕地外, 主要供给临近和下游地区灌溉农田。这种井渠结合方式的优点是布井集中，输电线路短，投资较小,便于管理。一般说来，由于水源地的集中开采量较大，而周边渠灌区灌溉对地下水的补给强度又较小,除非在有大量的山前或侧向补给的情况下补给和开采才能保持平衡,否则将出现地下水位降落漏斗,地下水的开采将难以持续。例如,新疆北疆五家渠灌区的青格达湖水源地,自70年代在20km2的土地上共打机井43眼,井深在50-100m, 平均年开采地下水2100万m2 ,灌溉下游的灌区土地,水源地平均开采强度为155万m3/a.km2(或1550mm/a),动水位埋深14.1m。 70年代中期以来达到65眼,平均年开采量达到8273万m3/a.km2,开采强度达到461万m3/a.km2(或4610mm/a), 动水位达到25-30m,已形成相当规模的水位降落漏斗。 在河流冲洪积扇前缘地区,山前倾斜平原的潜水溢出带,土层由导水性很强的沙卵砾石组成,未经衬砌的河流和渠道的渗漏严重,补给地下水量大.由于开采地下水时单井出水量大,水位降深小,在这类地区建设水源地比较有利.但为了减少渗漏和加快输水速度对河流和渠道进行衬砌后,地下水的补给量将减少,在开采量超过补给量时,水源地的地下水位将持续下降。 在地下水来源主要为灌区内部渠系和田间灌溉水补给,而开采强度又较大的情况下,以水源地开采地下水的方式应慎重采用。在水源地的规划设计中必须根据地下水的补给条件和地下水的开采量,通过地下水的模拟,预测地下水位的变化趋势,判别水源地的持续利用的可能性。 (2). 灌区内渠灌区与井灌区集中成片相邻布置的方式 在这种布置方式下,灌区内部可分为相邻的渠灌区和井灌区两部分，井灌区作为地下水的开采区，渠灌区作为地下水的补给区。这种井渠结合方式的优点同样是布井集中，输电线路较短。由于缺乏外区地下水的补给，必须使地下水的开采量与渠道渗漏和田间灌溉水对地下水的补给量能够保持平衡, 为此，井灌区与渠灌区的面积必须保持一定的比例, 视开采量和灌溉渗漏量和降雨补给量的大小而定,例如，1:2, 1:3。灌溉制度设计中采用的地下水对根层补给量也必须与设计的地下水位埋深相适应，且集中连片的井灌面积不宜过大，否则将造成开采区地下水埋深过大，使水井抽水的费用提高，而渠灌补给区的地下水位的埋深又过小，在非灌溉的易于返盐季节，地下水位难以达到控制在地面下1.2-1.4m 以上的要求。为此，在井渠结合的布置方式,井灌和渠灌的面积设计方案确定之后，还需要对地下水位在时间和空间上变化规律的进行详细地分析。 (3). 灌区内井渠并用，或同时采用地表水和地下水两种灌溉水源，或在时间上交替使用的灌溉方式. 例如,河南省人民胜利渠灌区,陕西省泾惠渠灌区,新疆北疆的五家渠灌区的大部地区都是采用这种井渠结合的形式。 半干旱半湿润地区在地下水可采量与地表水引水量比值较大的情况下，采用这种布置方式的井渠结合区内同时需有渠灌和井灌两种灌溉设施，河水紧张季节井水和渠水并用或单纯采用井水灌溉,河水丰富时期采用渠灌，易于积盐季节到来之前采用地下水灌溉。地表水和地下水的灌溉水量和时间的安排必须满足地下水采补平衡和控制地下水位的要求。在半干旱和干旱地区地下水可开采量在灌溉总用水量中所占的比重较小，应根据地下水的可采量在灌区内分散布井。这种方式的最大优点是可以充分发挥地下水库的作用, 有效地根据作物生长和防止土壤积盐的要求控制地下水位,是平原地区最常用的井渠结合布置方式。但采用这种灌溉方式时,需要同时布置渠灌和井灌设施，布设输电线路。 各地区适宜的井渠结合方式视当地的地形地貌、气候条件、地下水埋深和地下水的补给消耗条件、扣除生态需水后地下水可用于社会经济需水的可采量等确定。例如，新疆乌鲁木齐河流域不同地形地貌上下游灌区地下水排水和井渠结合布置形式如示意图1所示（据钟骏平、董新光、姜卉芳）。图 1 新疆典型流域不同地形地貌上下游灌区排水和井渠结合布置形式示意图 表格 由于在山前多有较大的侧向补给，冲积扇上部灌区土壤透水性较好，有入渗的灌溉水向下排泄，因此山前冲洪积扇缘地下水溢出带为了充分利用地下水资源，灌区井渠结合的形式可以采用水源地和分散取水相结合。冲洪积平原上中部地下水的侧向补给较少，主要为地表水的垂直补给，灌区用水应以地表引水为主，适当利用地下水，调控地下水位，井渠结合应以灌代排，水井的布置应采取集中分片布置和分散取水的方式。冲洪积平原下部地下水主要为灌溉地表水的垂直补给，灌区用水应主要引用地表水，适量利用地下水，以调控地下水位，井渠结合应采用分散取水的方式，为了保持灌区的水盐平衡，还必须有一定的淋盐水量通过水井抽水将盐分排出区外。 § 水资源配置数学模型 规划情况及基本要求 规划问题包括一个地表水库，一个地下水库（地下含水层）和一个灌溉工程，三者构成了单一地表水库和单一地下水库的联合运用系统，见图1.1。整个系统可以分为三个子系统：地表供水子系统、地下供水子系统和用水子系统（此处指灌溉区）。系统组成包括以下七个部分： 图1.1 单一地表水库和单一地下水库的联合运用系统结构示意图 （1）地表水库 地表水库的功能主要是调节径流，满足用水部门的需水要求，削减洪峰流量，保护下游的安全；利用多余的水对地下水库进行人工回灌，即人工补给，减少地表水的废弃，提高水资源的利用程度。对地表水库，其主要任务是确定库容的大小和制定各时期的供水量。 （2）地下水库 地下水库一般是位于灌区地表以下第一个具有相对不透水层以上的潜水含水层。主要作用是协同地表水向灌区供水，满足农业生产的要求。对于地下水库 ，主要任务不是确定库容大小而是推求地下水位的变化过程，可提供的水量的多少以及最优控制水位。 （3）输配水系统 输配水系统指各级灌溉渠道，其作用是把水库的水输送到灌区或人工回灌设施进口。渠道输水损失大部分渗漏到地下含水层，成为可利用的地下水。 （4）排水系统 排水系统指地表各级排水渠道。其作用是汇集灌溉退水、降雨径流和地下排水，并将其排入外河。 （5）管井系统 管井系统的作用是抽取地下水。另外，管井还兼起排水作用，以防治土地盐渍化。 （6）人工回灌措施 人工回灌措施是指把地表水库不能储蓄的水引渗到含水层。即将水通过田间、沟渠、坑塘积蓄起来，形成一定的水层，使水直接经过土壤包气带垂直渗透到地下含水层。 （7）用水系统 用水系统包括所有的用水部门。一般的综合利用水库，其用水部门包括农业灌溉用水、工业用水及城镇生活用水、水力发电用水、水产养殖用水等。为简化起见，现仅考虑灌区这一用水部门。灌区内种植作物的种类、宜灌面积是已知的，各种作物的需水量可以根据降雨、土质、作物种类等确定。作物的种植结构可纳入模型中作为待定的组成部分。 上述联合运用系统的主要任务是：解决该地区的灌溉用水问题，同时兼顾防洪、排涝和控制盐渍的要求。以规划年限内工程综合净效益最大为优化准则，确定系统内各项工程的最优规模和系统的最优运行策略。系统的决策变量有：地表水库库容V，管井供水能力q，渠系输水能力Q，回灌能力R，排涝流量W和各种作物的种植面积F。 目标函数 目标函数 式中 ——第i种作物的种植面积，万亩； ——第i种作物灌溉下的单产，kg /亩； ——第i种作物无灌溉下的单产，kg /亩； ——第i种作物的价格，元/kg ； ——第i种作物的效益分摊系数； N——灌溉区作物种类； ——年防洪效益； C（V）——地表水库年费用，为库容V的函数； C（R）——人工回灌工程年费用，为回灌能力R的函数； C（q）——管井工程年固定费用，为井群设计能力q的函数； C（Q）——配水渠系及渠系建筑物年费用，为渠系输水能力Q的函数； C（F）——田间工程年费用，为灌溉面积F的函数； C（W）——排涝工程年费用，为排涝流量W的函数； ——管井工程运行动力费用，为t时段提水扬程Ht、抽水量 以及单位水量的提水费用d和一年中的时段数T的函数。 § 地表水环境质量标准 1 范围 1.1本标准按照地表水环境功能分类和保护目标，规定了水环境质量应控制的项目及限值，以及水质评价、水质项目的分析方法和标准的实施与监督。 1.2本标准适用于中华人民共和国领域内江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域。具有特定功能的水域，执行相应的专业用水水质标准。 2 引用标准 《生活饮用水卫生规范》（卫生部，2001年）和本标准表4-表6所列分析方法标准及规范中所含条文在本标准中被引用即构成为本标准条文，与本标准同效。当上述标准和规范被修订时，应使用其最新版本。 3水域功能和分类标准 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类： Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区； Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等； Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； Ⅳ类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区； Ⅴ类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。实现水域功能与达功能类别标准为同一含义。 4标准值 4.1地表水环境质量标准基本项目标准限值见表1。 4.2集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值见表2。 4.3集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值见表3。 5水质评价 5.1地表水环境质量评价应根据应实现的水域功能类别，选取相应类别标准，进行单因子评价，评价结果应说明水质达标情况，超标的应说明超标项目和超标倍数。 5.2丰、平、枯水期特征明显的水域，应分水期进行水质评价。 5.3集中式生活饮用水地表水源地水质评价的项目应包括表1中的基本项目、表2中的补充项目以及由县级以上人民政府环境保护行政主管部门从表3中选择确定的特定项目。 6水质监测 6.1本标准规定的项目标准值，要求水样采集后自然沉降30分钟，取上层非沉降部分按规定方法进行分析。 6.2地表水水质监测的采样布点、监测频率应符合国家地表水环境监测技术规范的要求。 6.3本标准水质项目的分析方法应优先选用表4-表6规定的方法，也可采用ISO方法体系等其他等效分析方法，但须进行适用性检验。 7标准的实施与监督 7.1本标准由县级以上人民政府环境保护行政主管部门及相关部门按职责分工监督实施。 7.2集中式生活饮用水地表水源地水质超标项目经自来水厂净化处理后，必须达到《生活饮用水卫生规范》的要求。 7.3省、自治区、直辖市人民政府可以对本标准中未作规定的项目，制定地方补充标准，并报国务院环境保护行政主管部门备案。 表1 地表水环境质量标准基本项目标准限值 单位：mg/L 序号 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 Ⅴ类 1 水温（℃） 人为造成的环境水温变化应限制在：周平均最大温升≤1 周平均最大温降≤2 2 p H值(无量纲) 6 - 9 3 溶解氧 ≥ 饱和率90%（或7.5） 6 5 3 2 4 高锰酸盐指数 ≤ 2 4 6 10 15 5 化学需氧量（COD） ≤ 15 15 20 30 40 6 五日生化需氧量（BOD5） ≤ 3 3 4 6 10 7 氨氮（NH3-N ） ≤ 0.015 0.5 1.0 1.5 2.0 8 总磷（以P计） ≤ 0.02(湖、库 0.01) 0.1(湖、库0.025) 0.2(湖、库0.05) 0.3(湖、库0.1) 0.4(湖、库 0.2) 9 总氮（湖、库，以N计） ≤ 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 10 铜 ≤ 0.01 1.0 1.0 1.0 1.0 11 锌 ≤ 0.05 1.0 1.0 2.0 2.0 12 氟化物（以F-计） ≤ 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 13 硒 ≤ 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 14 砷 ≤ 0.05 0.05 0.05 0.1 0.1 15 汞 ≤ 0.00005 0.00005 0.0001 0.001 0.001 16 镉 ≤ 0.001 0.005 0.005 0.005 0.01 17 铬（六价） ≤ 0.01 0.05 0.05 0.05 0.1 18 铅 ≤ 0.01 0.01 0.05 0.05 0.1 19 氰化物 ≤ 0.005 0.05 0.2 0.2 0.2 20 挥发酚 ≤ 0.002 0.002 0.005 0.01 0.1 21 石油类 ≤ 0.05 0.05 0.05 0.5 1.0 22 阴离子表面活性剂 ≤ 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 23 硫化物 ≤ 0.05 0.1 0.2 0.5 1.0 24 粪大肠菌群（个/L） ≤ 200 2000 10000 20000 40000 表2 集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值 单位:：mg/L 序 号 项 目 标 准 值 1 硫酸盐（以SO42-计） 250 2 氯化物（以Cl-计） 250 3 硝酸盐（以N计） 10 4 铁 0.3 5 锰 0.1 表3 集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值 单位： mg/L 序号 项目 标准值 序号 项目 标准值 1 三甲烷 0.06 21 乙苯 0.3 2 四氯化碳 0.002 22 二甲苯① 0.5 3 三溴甲烷 0.1 23 异丙苯 0.25 4 二氯甲烷 0.02 24 氯苯 0.3 5 1，2-二氯乙烷 0.03 25 1，2-二氯苯 1.0 6 环氧氯丙烷 0.02 26 1，4-二氯苯 0.3 7 氯乙烯 0.005 27 三氯苯② 0.02 8 1，1-二氯乙烯 0.03 28 四氯苯③ 0.02 9 1，2-二氯乙烯 0.05 29 六氯苯 0.05 10 三氯乙烯 0.07 30 硝基苯 0.017 11 四氯乙烯 0.04 31 二硝基苯④ 0.5 12 氯丁二烯 0.002 32 2，4-二硝基甲苯 0.0003 13 六氯丁二烯 0.0006 33 2，4，6-三硝基甲苯 0.5 14 苯乙烯 0.02 34 硝基氯苯⑤ 0.05 15 甲醛 0.9 35 2，4-二硝基氯苯 0.5 16 乙醛 0.05 36 2，4-二氯苯酚 0.093 17 丙烯醛 0.1 37 2，4，6-三氯苯酚 0.2 18 三氯乙醛 0.01 38 五氯酚 0.009 19 苯 0.01 39 苯胺 0.1 20 甲苯 0.7 40 联苯胺 0.0002 |
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