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导语：在地下水定义的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：河套灌区；水资源；联合利用；GAMS
中图分类号：TV213文献标识码：A文章编号：16721683（2013）03001205
内蒙河套灌区是黄河流域特大型灌区之一，降水稀少、蒸发强烈，属于干旱、半干旱地区。灌区现有灌溉面积57.4 万hm2，多年平均引黄水量51.8亿m3/a。作为工业、生活重要水源的地下水主要靠引黄灌溉入渗补给，浅层地下水属于典型的入渗蒸发型，水分以垂直运动为主。随着节水改造工程的逐步落实，内蒙河套灌区的引黄指标将限定为40亿m3/a。在引黄水量的日益减少和人口、经济不断增长的情况下，灌区水资源供需矛盾更加突出。同时，由于地下水资源利用率较低，造成了区域土壤次生盐渍化，影响了灌区经济社会的可持续发展。因此，如何有效利用有限的水资源，改善区域生态环境，成为内蒙河套灌区亟待解决的首要问题[1]。
本文首先对灌区现状水资源供需进行了平衡分析，并根据河套灌区中长期规划和水资源利用特点，建立了适合河套灌区的水资源联合利用优化模型，选择2030年作为规划年，对两种情景下的水资源联合利用方案进行了分析，并模拟了规划年的地下水埋深动态变化。
1现状水资源供需平衡
根据灌区多年的引黄资料统计，河套灌区总干渠首多年平均引黄能力达到54.7亿m3/a，干渠实际引水能力为51.8亿m3/a，而分配到各灌域总的引水量为48.2亿m3/a。河套灌区现有灌溉面积为57.4 万hm2，按河套灌区总干渠续灌、干渠及以下渠道轮灌的实际情况以及灌区实测渠道水利用系数，各级渠道按面积加权得出的现状渠系水利用系数为042～0.46，灌溉水利用系数为0.30～0.36，引黄水量全部用于灌溉。灌区多年平均地下水开采水平较低，除了城镇生活、农村生活、牲畜饮用水和工业用水之外，在灌区小片分布有井灌区。根据表1多年平均供需平衡分析结果，灌区地表水全部用于灌溉，灌区多年平均地下水开采量为1.48亿m3/a，地下水利用率仅为144%。
另外，根据国家和地方的黄河水资源分配方案，初步确定内蒙河套灌区节水改造工程实施后，引黄水量指标为40亿m3/a。表1灌区水资源多年平均供用平衡分析结果
Table 1The annual average supply and demand balance of water resources in the irrigation district （unit：108 m3）亿m32灌区水资源联合利用模型
河套灌区主要靠引用黄河水进行农业灌溉，随着黄河水资源的日益减少，再加上分配给灌区的引黄水量将限制在40亿m3/a，其势必影响灌区经济的快速发展。另外，灌区地表水和地下水水力联系密切，且相互影响，灌区地下水主要靠引水渠系渗漏和田间灌溉入渗补给，因此，引黄水量的多少直接影响地下水的补给量，进而影响地下水的可开采量及地下水埋深；而在需水量一定的情况下，地下水可供水量同时也决定着引水量的多少。因此本文从河套灌区的实际出发，通过建立的优化模型对各个分区各个时段的地表水和地下水进行统一调配[26]，使得在既能满足各行业需水量又能充分利用地下水的前提下，总的引用黄河水量最小。
2.1变量设置
灌区内工业、生活及牲畜用水以开采地下水为主，引用的黄河水主要是进行农业灌溉，生态用水包括城镇绿化、生活服务用水和淋盐保墒用水，在计算时城镇绿化、生活服务用水归入到城镇生活用水里，而淋盐保墒用水属于秋浇水被分配给农业用水。因此，各灌域的用水行业包括城镇生活用水、农村生活用水、牲畜用水、工业用水及农业用水，分别用XT、XV、XL、XI和XA表示。后缀GW表示使用地下水源，SW表示使用地表水源，下标i、t表示第i分区t时段上述各用水行业分配的水量（i=1，2，3，4，5，分别代表一干灌域、解放闸灌域、永济灌域、义长灌域和乌拉特灌域；t=1，2，…，12，代表月份）。
2.2目标函数
在满足各约束条件下，目标函数即为引水量最小，用公式表示为：
minf（x）=min∑51i=1∑121t=1XASWi，t（1）
式中：XASWi，t为第i分区t时段引黄水量（万m3）；
2.3约束条件
（1）供水约束。
a.地表水可供水量约束。计算中各分区内地表用水量不能超过优化水平年可供地表水量，因而形成如下约束条件：
∑121t=1XASWi，t≤SWi（2）
∑51i=1SWi≤SQW（3）
式中：SWi为第i分区地表水可供水量（万m3）；QSW为灌区总的引水量（万m3）。
b.地下水可供水量约束。要求地下水开采量不能超过各分区地下水可开采量。而地下水可开采量可由地下水补给量乘以开采系数确定。另外，根据地下水矿化度的不同每个分区又分成k个小区：
XTGWi，t+XVGWi，t+XLGWi，t+XIGWi，t+
XAGWi，t≤GWi，t（4）
GWi，t=
∑K1k=1（100αiPi，t+XASWi，tβi+XASWi，tηiγi+Qmi，t+Qyi，t1Fi）・Fi，kCi，k（5）
a.生活用水约束。水资源的合理分配是在满足资源约束的条件下，首先要达到人民生活用水的要求。根据用水标准分为城镇生活用水、农村生活用水和牲畜用水：
城镇XTGWi，t≥QTRGWi，t（6）
农村XVGWi，t≥QVRGWi，t（7）
牲畜XLGWi，t≥QLRGWi，t（8）
式中：QTRGWi，t、QVRGWi，t、QLRGWi，t分别为第i分区t时段城镇生活需水量、农村生活需水量和牲畜需水量（万m3）。
b.农业用水约束。为保证农作物生长需要，各分区抽取的地下水量和引地表水灌溉水量应最大程度地满足农作物需水量[7]。因而形成如下约束条件：
Mj，t，min≤XAWi，j，t1Aj≤Mj，t，mix（9）
∑J1j=1XAWi，j，t=XASWi，t+XAGWi，t（10）
式中：XAWi，j，t为第i分区t时段j作物的用水量（万m3）；Aj为j作物的种植面积（km2）；Mj，t，min、Mj，t，max为j作物t时段最小、最大灌水定额。
c.工业用水约束。为了维持工业经济的不断发展，各分区工业供水量应满足下列约束条件：
QIRWi，t，min≤XIGWi，t≤QIRWi，t，max（11）
式中：QIRWi，t，min、QIRWi，t，max为第i分区t时段工业最小、最大需水量（万m3）。
（3） 地下水位约束。
为防止由于地下水位上升或地下水位下降导致土壤盐渍化与沙漠化，必须将地下水位调控在一定的范围内。根据河套灌区土壤、植被等状况，设定灌区地下水适宜埋深为3 m[1，8]。另外，河套灌区地下水交换以垂向为主。因此，在忽略分区之间水平方向水量交换的前提下，第i分区地下水位约束可用如下不等式表示：
Hi，min≤Hi，t+1≤Hi，max（12）
Hi，t+1=Hi，t+αiPi，t1μi+
XASWi，tβi+XASWi，tηiγi+XAGWi，tθi1100ηiFi-εi，t-
XTGWi，t+XVGWi，t+XLGWi，t+XIGWi，t++XAGWi，t1100ηiFi（13）
式中：Hi，min为第i分区允许最低水位值（m）；Hi，max为第i分区允许最高水位值（m）；θi为第i分区井灌回归系数；εi，t为第i分区t时段最低水位与最高水位之间蒸发强度（m3/m2）；μi为第i分区含水层给水度。
（4）渠沟过水能力约束。
a.引水渠道过水能力约束。
XASWi，t≤CWBi，max（14）
式中：CWBi，max为第i分区引水渠道最大过水能力（万m3）。
b.总排干沟过水能力约束。
（XTGWi，t+XVGWi，t+XLGWi，t+XIGWi，t+XAGWi，t）・
Pdc≤DWBdc，max（15）
式中：DWBdc，max-总排干沟最大过水能力（万m3）；Pdc-排水系数。
（5）井灌开采能力约束。
XTGWi，t+XVGWi，t+XLGWi，t+XIGWi，t+
XAGW≤COWi（16）
式中：COWi为第i分区开采井开采能力总和。
（6）非负性约束。
XTGWi，t、XVGWi，t、XLGWi，t、XIGWi，t、
XAGWi，t≥0 （17）
2.4模型求解
GAMS通用数学模型系统是世界银行与美国GAMS开发公司在20世纪90年代初开发的一种旨在建立和解决大型复杂数学规划问题的高级计算机软件。它面向分析解决综合问题的计算机用户，巧妙地融合了关系数据技术与数学规划理论，使应用中相互关联的数学模型与数据彼此独立，从而为用户在模型、算法和数据之间提供了一个便捷的接口。另外，它不需花费太多时间和精力去研究模型的算法，从而避免了动态规划中“维数灾”的障碍。
任何一个GAMS程序都由集合、数据、模型、求解、报告5个部分，如表2所示。利用这些语句再与一般的算术运算内部函数、基本设置及用户界面环境相结合，便可构成一个完整的模型系统[910]。
表2GAMS语言基本语句
Table 2Basic sentences of GAMS language
类型1命令1意义集合1SETS1集合的定义与赋值1SCALAR1单参数的定义与赋值数据1PARAMETERS1多维参数组的定义与赋值1TABLE1多维参数表的定义与赋值1VARIABLES1变量定义模型1EQUATION1方程定义1MODEL1模型定义求解1SOLVE1模型求解1DISPLAY1数据输出报告1FILE1数据输出路径及文件名定义1PUT1数据输出至指定文件3水资源联合利用方案分析
针对灌区水资源利用特点及节水改造工程实施情况，本文设置了2种联合利用方案。第一种方案是考虑节水工程改造和配套设施完善等进展情况，尤其是井渠结合灌溉面积的增加速度不可能过快。在满足各行业需水（包括地表需水和地下需水）条件下，河套灌区最小的引黄水量，本方案比较切合实际，命名为C1联合利用方案。第二种方案是考虑引黄水量受到限制（甚至不足40亿m3/a）时，增加井渠结合灌溉区域的面积，通过抽取地下水灌溉，以弥补地表水不足。该情况需要调整地区的发展模式，提高地下水开采能力，实施周期较长，本方案命名为C2联合利用方案。
另外，根据灌区中长期规划，设定2030年为规划年，规划年各部门需水量均根据当地相关部门发展规划计算得来。
3.1C1联合利用方案分析
利用本文建立的灌区水资源联合利用模型，对C1联合利用方案进行了水资源优化配置，供需平衡分析结果见表3，地下水埋深模拟结果见图5。
3.2C2联合利用方案分析
4结论
（1）两种联合利用方案下规划年2030年引黄水量分别为39.66亿m3/a和36.42亿m3/a，比多年平均减少了约18%和24%，而地下水利用率则分别提高了约67%和72%。因此，在合理调整产业布局、优化作物种植结构、采用先进灌溉技术、加强井渠结合灌溉、提高地下水利用率、协调分配各灌域引黄水量，以及全面落实续建配套与节水改造工程等前提条件下，可以在引黄水量减少的情况下维持灌区经济社会的可持续发展。
（2）本文所计算的地下水供水量，不仅包括了矿化度
（3）从规划年供需平衡分析结果来看，部分灌域由于工业需水量的急剧增加，从而使得地表水有余，而地下水不足。因此，除了使用节水新技术和新设备、提高工业水的重复利用率外，也可以通过水权置换，把一部分地表水转让给用水量较大的工业，从而避免出现集中开采所导致的一系列生态环境问题。
参考文献（References）：
[1]王伦平，陈亚新，曾国芳.内蒙古河套灌区灌溉排水与盐碱化防治[M].北京：水利水电出版社，1993.（WANG Lunping，CHEN Yaxin，ZENG Guofang.Irrigation，Drainage and Salinization Control in Hetao Irrigation District of Inner Mongolia[M].Beijing：China Water Power Press，1993.（in Chinese））
[2]马斌，解建仓，汪妮，等.多水源引水灌区水资源调配模型及应用[J].水利学报，2001，（9）：5963.（MA Bin，XIE Jiancang，WANG Ni，et al.Optimal Operation Model for Multireservoir in Irrigation Area and Its Application[J].Journal of Hydraulic Engineering，2001，（9）：5963.（in Chinese））
[3]杨庆娥，李恒太，王晓琳，等.邯郸市南水北调供水区多水源联合调度研究[J].南水北调与水利科技，2007，5（4）：3739.（YANG Qinge，LI Hengtai，WANG Xiaolin，et al.Study on Joint Optimal Operation of MultiSource Water Supply of SouthtoNorth Water Transfer Project in Handan[J].SouthtoNorth Water Transfers and Water Science & Technology，2007，5（4）：3739.（in Chinese））
[4]Bharati L.，Rodgers C.，Erdenbergere T.，et al.Integration of Economic and Hydrologic Mmodels：Exploring Conjunctive Irrigation Wwater Use Strategies in the Volta Basin[J].Agricultural Water Management，2008，95（8）：925936.
[5]Safavi H.R.，Darzi F.，Marino M.A.SimulationOptimization Modeling of Conjunctive Use of Surface Water and Groundwater[J].Water Resources Management，2010，（24），19651988.
[6]吴丽，田俊峰.区域产业结构与用水协调的优化模型及评价.南水北调与水利科技，2011，9（4）：5154.（WU Li，TIAN Junfen.Optimal Model of Coordination between Industrial Structure and Water Resources Utilization as well as its Evaluation[J].SouthtoNorth Water Transfers and Water Science & Technology，2011，9（4）：5154.（in Chinese））
[7]Bogachan Benli，Suleyman Kodal.A Nonlinear Model for Farm Optimization with Adequate and Limited Water Supplies Application to the Southeast Anatolian Project （GAP） Region[J].Agricultural Water Management，2003，62：187203.
[8]赵锁志，孔凡吉，王喜宽，等.地下水临界深度的确定及其意义探讨―以河套灌区为例[J].内蒙古农业大学学报，2008，29（4）：164197.（ZHAO Suozhi，KONG Fanji，WANG Xikuan，et al.Confirming of Critical Depth of Groundwater Level and Discussion on its SignificanceTake Hetao Irrigation Area for Example[J].Journal of Inner Mongolia Agricultural University，2008，29（4）：164197.（in Chinese））
关键词：地下水脆弱性；分布特征；演化特征；地下水位
evolution features and respond to groundwater depth variationof groundwater vulnerability in north china plain
meng su-hua, fei yu-hong, zhang zhao-ji, qian yong, li ya-song, liu zhong-pei
(the institute of hydrogeology and environmental geology, cags, shijiazhuang 050061, china)
abstract: groundwater depth was increased due to extensive exploitation and utilization of groundwater, and led to the variation of groundwater vulnerability, which have guidance meaning for taking rational measures to protect groundwater. using the improved drastic model to assess groundwater vulnerability of 1959，1984 and 2005, the results showed that groundwater vulnerability of north china plain were mainly moderate, low and high, the very low and very high vulnerability were of small proportion. comparing with 1959, the area of very low and low vulnerability expanded, while area of moderate, high and very high vulnerability reduced in 2005. change rate of groundwater vulnerability areas from 1984 to 2005 was faster than that from 1959 to 1984. the degree that groundwater vulnerability decreases is positive correlation with water table decline.
key words: groundwater vulnerability；distribution features；evolution features；groundwater level
1968年法国的margat［1］首次提出地下水脆弱性的概念，在其后几十年间各国学者从不同角度给出了不同的定义。1993年美国国家科学研究委员会［1］给出了比较广泛认可的地下水脆弱性定义:污染物到达最上层含水层之上某特定位置的倾向性与可能性。与此同时,这个委员会将地下水脆弱性分为两类:本质脆弱性和特殊脆弱性。本质脆弱性指不考虑人类活动和污染源而只考虑水文地质内部因素的脆弱性，它具有相对静态、不可变和人为不可控制性。但由于人类活动对地下水环境的长期强烈累计影响，使影响地下水脆弱性的某些因子的状况发生变化，使地下水脆弱性在空间和时间上发生演变［2］。
地下水脆弱性评价是地下水资源保护和管理的重要依据，它作为一种预防地下水污染的重要手段已被广泛运用到水井水源地的保护和流域地下水资源的综合管理之中［3］。本文对华北平原1959年、1984年和2005年的地下水脆弱性进行了评价和对比分析，探讨了华北平原地下水本质脆弱性在人类活动影响下的时空演变特征及对埋深变化的响应。
1 研究区背景
华北平原位于
将drastic模型直接应用到华北平原地下水脆弱性评价中，难以获得高质量评价结果。有些参数对研究区地下水脆弱性评价并无实际意义，如在本区，地势平坦，地形坡降由山前1‰～2‰变为东部滨海平原的0.1‰～0.2‰，按照drastic方法的评分标准［9］，全研究区的地形参数评分均为10分，故可不考虑。另外华北平原土壤类型比较单一，也可不考虑。含水层介质用含水层累积厚度代替，含水层累积厚度指含水系统中砂层和卵砾石层的累积厚度，反映了地下水储水空间的大小，厚度越大，储水空间越大，地下水的稀释能力越强。因此本研究选取地下水位埋深、净补给量、包气带综合岩性、含水层累积厚度、渗透系数5个因子作为评价指标，采用如下模型：
d.rw.d+r.rw.r+i.rw.i+t.rw.t+c.rw.c=dritc（1）
式中：d、r、i、t、c—地下水位埋深、净补给量、包气带综合岩性、含水层累积厚度和渗透系数；r—评价指标评分等级；w-评价指标的权重；dritc—脆弱性综合指数。
2.2 指标意义及分级
各指标按10个等级评分（表1）。地下水位埋深和净补给量采用drastic的评分标准，包气带综合岩性采用专家打分法，遵循砂质颗粒评分间距小，土质颗粒评分间距大的原则。渗透系数和含水层累积厚度评分参照雷静［8］的模拟结果。评分值越大，表示地下水脆弱性越高。
地下水位埋深、净补给量和渗透系数采用“华北平原地下水可持续利用调查评价”监测数据，包气带综合岩性和含水层累积厚度由钻孔资料计算。
table 1 ranges andratings for dritc factors评分地下水位埋深/m净补给量/mm含水层累积厚
100～2>25410～0>100 由于区域地下水位下降，包气带厚度增大，为准确识别包气带对地下水脆弱性的影响，本次研究采用厚度加权法对包气带岩性进行评分，方法是，收集区内2 800个水文地质钻孔，采用vb编程逐个钻孔逐层计算，公式如下：
a=∑a.ih.i∑h.i（2）
式中：a—岩性加权平均评分值；a.i—计算层段内不同岩层的评分（表2）；h.i—计算层段内各岩层厚度，计算层段为地面到地下水位部分。
table 2 ranges and ratings forvadose zone media
岩性黏土粉质黏土粉土细粉砂粉砂细砂中砂粗砂卵石砾石
评分02.545.57899.5102.3 权重确定
根据本研究划分的分区，采用层次分析法确定山前冲洪积平原、海河冲积湖积平原、东部冲积海积平原和古黄河冲洪积平原的权重，如表3所示。cr=-0.003，说明判断矩阵具有较好的一致性。权重越大，对地下水脆弱性影响越大。
table 3 weight of evaluation factors in different partitions
平原类型
埋深包气带综合岩性渗透系数净补给量含水层累积厚度山前冲洪积平原0.230.310.130.230.1
海河冲积湖积平原0.280.340.10.210.07
东部冲积海积平原0.300.320.10.210.07
古黄河冲洪积平原0.310.340.10.170.082.4 评价结果分析
应用上述改进的地下水脆弱性评价指标体系，采用2 km×2 km正方形剖分单元（共计34 253个），由式（1）计算求得每个剖分单元的综合指数，然后利用mapgis编绘地下水脆弱性分区图(图1－图3)，划分为低脆弱性、较低脆弱性、一般脆弱性、较高脆弱性和高脆弱性5个等级。
从区域分布上看，华北平原地下水脆弱性以一般脆弱性、较低脆弱性和较高脆弱性为主，低脆弱性和高脆弱性所占比例较小（表4）。高及较高脆弱性地区主要分布在山前平原冲洪积扇地带、古黄河冲洪积平原东部地区。山前平原岩性颗粒粗，渗透系数大，含水层累积厚度较薄；古黄河冲洪积平原东部地下水位埋深浅、含水层累积厚度偏薄、渗透系数较大。低脆弱性区与浅层地下水降落漏斗分布基本一致，其余地区为一般及较低脆弱性。
table 4 percentage of groundwatervulnerability in northchinaplain on different times
（%） 年份低脆弱性较低脆弱性一般脆弱性较高脆弱性高脆弱性
1959013.1266.6020.000.28
19840.1227.1359.7812.810.16
20056.0546.7040.466.750.04图1 1959年华北平原地下水脆弱性分布图
fig.1 groundwater vulnerability of 1959 innorthchinaplain
图2 1984年华北平原地下水脆弱性分布图
fig.2 groundwater vulnerability of 1984 innorthchinaplain图3 2005年华北平原地下水脆弱性分布图
fig.3 groundwater vulnerability of 2005innorth china plain
山前平原，1959年以一般和较高脆弱性为主，2005年以一般和较低脆弱性为主。海河冲积湖积平原，1959年主要为一般脆弱性；1984年主要为较低脆弱性与一般脆弱性，宁晋县分布有小面积低脆弱性；2005年以较低脆弱性和低脆弱性为主。东部平原地下水脆弱性基本未变化。古黄河冲洪积平原沿黄一带地下水脆弱性未变化，在浅层地下水开采强度较大的临西县、临清市、冠县、濮阳市、新乡市地下水脆弱性明显降低。
3 地下水脆弱性变化及对埋深变化的响应
3.1 变化特征
分析地下水脆弱性变化程度知，1984年与1959年相比，部分地区脆弱性降低一级；2005年与1984年相比，研究区地下水脆弱性以不变和降低一级为主，在宁晋、饶阳、肥乡，开采比较强烈的肃宁脆弱性降低了两级。与1959年相比，2005年山前平原和海河冲积湖积平原地下水脆弱性普遍降低一级，在地下水位降幅大的地区（主要为浅层地下水位漏斗分布区）脆弱性降低了二级，东部平原及沿黄地带地下水脆弱性级别基本未变。
对比不同年份的地下水脆弱性面积变化速率（表5），1984年-2005年地下水脆弱性各级面积变化速度远高于1959年-1984年。说明20世纪80年代后，工农业迅速发展，地下水的开采量增加，地下水位埋深增大，人类活动对地下水脆弱性产生了重要影响。
table 5 area change coefficient of groundwater vulnerability in north china plain
km2/a时 间低脆弱性区较低脆弱性区一般脆弱性区较高脆弱性区高脆弱性区
1959年-1984年6781-379-400-7
1984年-2005年3931 298-1 281-402-83.2 地下水脆弱性对埋深变化的响应
在上述5个评价指标中，地下水位埋深受补给量和开采量的影响而变化，包气带综合岩性和含水层累积厚度与地下水位埋深的大小直接相关。自20世纪70年代中后期以来，区域降水量减少，地下水补给量减少，且开采量增大，导致地下水位大幅度下降，埋深增大。
据华北平原地下水可持续利用调查评价项目成果，1959年地下水动力场基本保持天然状态［10］；1984年“57”项研究显示，山前平原区浅层地下水位普遍下降5～20 m，中东部及滨海平原区略有下降；2001年，山前地下水位普遍下降10～30 m，中东部普遍下降5～10 m，滨海平原区普遍下降0～5 m［11］。
本研究根据2 800个钻孔资料和水文地质条件，厘定了包气带岩性、含水层累积厚度和地下水位埋深变化对脆弱性评价影响，结果表明，影响地下水脆弱性的主导因素为地下水位埋深的变化。
下面通过统计分析的方法来研究地下水位埋深变化对地下水脆弱性的影响机制，表6为2005年相对于1959年在不同地下水位降幅（间距为2 m）范围内的地下水脆弱性变化。从表6可以看出，当地下水位降幅为0~6 m时，对地下水脆弱性的影响较小；随着地下水位降幅的增大，地下水脆弱性级别不变化的概率呈逐渐减小的趋势(90.46%～3.94%)，同时脆弱性降低一级的概率增大(9.36%～87.28%)；当地下水位降幅为11 m时，地下水脆弱性降低二级的可能性开始出现，并且随着地下水位降幅增大，地下水脆弱性降低二级的概率逐渐增大(2.20%～48.73%)；当地下水位降幅在18～22 m时，脆弱性降低一级的概率达到最大值87.28%，然后随地下水位降幅增加概率逐渐减小(87.28%～44.49%)。当地下水位降幅为34~38 m时，脆弱性降低二级的概率达到最大值48.73%，同样随地下水位降幅增加概率逐渐下降(48.73%～37.25%～21.26%)。综上得出：地下水脆弱性变化程度与地下水位降幅呈正相关性。当地下水位下降时，地下水脆弱性不同程度的变化概率随地下水位下降幅度增大而增大，随后随地下水位降幅增大而减小，发生更大程度的变化。随地下水位持续下降，其它影响因素也发生变化，地下水脆弱性变化与地下水位降幅的关系也逐渐减弱。
表6 1959年-2005年地下水脆弱性随地下水位降幅变化的概率
地下水位降幅/m脆弱性级别不变概率（%）脆弱性降低一级概率（%）脆弱性降低二级概率
人们对地下水脆弱性评价时往往只考虑当前状况，而对各指标的变化及对脆弱性的影响程度考虑甚少。本次工作通过分析大量钻孔资料和地下水动态监测资料，发现伴随浅层地下水位下降，地下水位埋深增大，包气带厚度增大，降雨入渗补给量减少(同样降雨量条件下），不仅增加了污染物在进入含水层前降解的机会，还降低了污染物可能的进入量，从而使得地下水脆弱性降低。
当地下水位降幅为0~6 m时，对地下水脆弱性的影响较小；随着地下水位降幅的增大，地下水脆弱性降低一级的概率增大；当地下水位降幅为11 m时，地下水脆弱性降低二级的可能性开始出现；当地下水位降幅在18~22 m时，脆弱性降低一级的概率达到最大值87.28%。当地下水位降幅为34~38 m时，地下水脆弱性降低二级的概率达到最大值48.73%。
参考文献:
［1］ jaroslav vrba, alexander zaporozec. guidebook on mapping groundwater vulnerability［m］. international contributions to hydrogeology founded by g. ccastany, e. groba, e. romijn. 1984,(16).
［2］ 严明疆,申建梅,张光辉.人类活动对滹滏平原地下水资源脆弱性影响分析［j］. 地球学报, 2006,27 (增刊):217-222. (yan ming-jiang, shen jian-mei, zhang guang-hui. analysis of impact of human activities on the vulnerability of groundwater resource in the hufu plain［j］. acta geoscientica sinica, 2006,27 (supp.):217-222.(in chinese))
［3］ 严明疆，申建梅，张光辉，等．人类活动影响下的地下水脆弱性演变特征及其演变机理［j］.干旱区资源与环境，2009,23(2):1-5.(yan ming-jiang, shen jian-mei, zhang guang-gui, et al. impact of human activ ities on the groundwater sentivity and transmuting characters in hutuohe river area［j］. journal of arid land resources and environment, 2009,23(2):1-5. (in chinese))
［4］ 张兆吉，雒国中，王昭，等. 华北平原地下水资源可持续利用研究［j］.资源科学,2009,31(3):355-360.(zhang zhao-ji, luo guo-zhong, wang zhao, et al. study on sustainable utilization of groundwater in north china plain［j］. resources science,2009,31(3):355-360. (in chinese))
［5］ antonakos a k, lambrakis n j. development and testing of three hybrid methods for the assessment of aquifer vulnerability to nitrates,based on the drastic model,an example from ne korinthia,greece［j］. journal of hydrology,2007,333:288-304.
［6］ 王宏伟, 刘萍, 吴美琼．基于地下水脆弱性评价方法的综述［j］．黑龙江水利科技,2007，35(3):43-45.(wang hong-wei, liu ping, wu mei-qiong. review of the evaluation methods of groundwater vulnerability［j］. heilongjiang science and teclnology of water conservancy, 2007，35(3)：43-45. (in chinese))
［7］ 贺新春，邵东国，陈南祥，等．几种评价地下水环境脆弱性方法之比较［j］.长江科学院院报，2005，22(3)：17-24.(he xin-chun, shao dong-guo, chen nan-xiang, et al. research on methods of groundwater vulnerability evaluation［j］.journal of yangtze river scientif ic research institute,2005,22(3):17-24. (in chinese))
［8］ 雷静,张思聪. 唐山市平原区地下水脆弱性评价研究［j］.环境科学学报,2003,23(1):94-99.(lei jing, zhang si-cong. study on the groundwater vulnerability assessment in tangshan plain area［j］.acta scientiae circumstantiaei, 2003,23(1):94-99. (in chinese))
关键词：工程地质；地质勘察；水文地质
【分类号】：F284
1水文地质的工程地质勘察分类
1.1综合状况水文地质勘察
为了能够促进经济与社会的发展进程，水文地质勘察属于一项基本形式的水文地质性质调研工作，提交相应的地区水文地质调研报告与综合情况水文地质图。其相应的具体任务为有效确认地区地下水的实际类型、分布状况、埋藏情况、地下水相应的化学成分、动态性质与地下水资源等各个方面[1]。
1.2供水状况水文地质勘察
供水状况水文地质勘察作为一种进行勘察地下区域水源的勘察性质工作，其具体包含了城市供水勘察、矿山、港湾、机场、站点、村落与市镇等各个方面[]。特殊形式的水文地质工作环节中，通过测绘、物探、钻探、测试与监测等各种具体方法确定相应的含水层分布状况，埋藏条件、地下水相应的构成条件、水质状况与动态变化状况等方面。
1.3工程状况水文地质勘察
为了能够避免地下水对于工程项目建设的实际性危害与水文地质相应的具体勘察工作。比如进行地下水的引流状况调查，可以避免进行地下水相应的渗漏勘察，从而可以有效降低地下水相应的水位探测，在实际操作处理过程中通常是包含了具体的岩土工程勘察类。
1.4特殊项目水文地质调查
为了能够有效预防与治疗流行性疾病等进行相应的具体水文地质调查，使用地下水相应成分与各种元素进行水文地质勘察，为了能够实现含水层储的合理使用，使用冷库对于地下水污染状况进行控制的水文地质调查。
2水文地质的工程地质勘察问题
2.1地下水类型
依据特殊性质，地下水相应的赋存介质分为松散形式岩类状孔隙水、碎屑岩形式裂隙相应的孔隙水、碳酸盐形式岩裂相应的隙喀斯特水、火山岩形式相应的裂隙孔隙水与基岩形式相应的裂隙水等各种类型[2]。
2.2静水位与变化程度
天然形式的地基承载力相应的设计值可以计算出砂土的地震液化程度，进行膨胀土相应的胀缩深度、基础深度与边坡稳定程度的确定性评价。基坑位置相应的侧土压力主要用于计算基坑相应的降水量与地下工程规模，涌水量计算，计算相应的深基坑，地下室底板相应的抗浮计算，判断岩石渗透变形等方面的一系列具体问题，应当需要静水位相应的地下水资料。
地下水位相应的地形、气象、水文与人等各方面的因素与变化，集中收集地区相应的水文地质数据，数据相应的邻近区域或者经过长期观察与调查，查明分析地下水相应的水位变化特征。通常情况下随着季节改变而改变，随着潮汐海岸的作用，河流与湖泊岸边洪水的直接影响，人工排水区与抽水等有关影响。
2.3地下水相应的径流、补给、排泄
依据地形、气象、水文、地质结构、含水层分布情况等各种因素，研究并分析地下水相应的流动与动态特性。地下分布的相应水流量，依据水位线图的有关因素进行确定。
2.4建筑材料腐蚀评价
需要为腐蚀性评价实现分析，应当对饮用水进行适宜性的评价分析。评价腐蚀相应的二级或者三环境评价，依据地层相应的渗透性评价，弱透水层定义为以粉砂与粘土，强透水层定义沙质土壤。
2.5测定水文地质参数
依据实际的工程要求，经过抽水试验、渗透试验、注水试验与水压试验等形式测定地下水相应的流速，测定并进行长期观测从而分析渗透系数、影响半径、导水系数、水供应、释水因子、吸收率、地下水实际流速流量与孔隙水压力等各方面实际参数。
对于一般形式的工程实际测量过程当中，通常只需要做到简单形式的抽水实验，应当提供相应的渗透系数。关键性的重要项目应当需要实行两次以上相应的降水抽水实验，至少应当需要有一个观察孔的具体安排，最大程度的下降方法相对应工程设计应当需要达到降水设计相应的降深的一半程度[3]。
3水文地质的工程地质勘察工作建议
3.1地下水水质污染状况调查
对于我国目前阶段的水质出现严重污染的实际状况，所以应当发展的全面充分调查地下水的水质情况，当作一项主要工程来把控执行。在具体的工作部署上为大流域或者经济发展相应的重点地区、城市群地区与农牧业重点开发地区不断发展。建议这项具体工作实行进地下水和环境地质实际调查项目环节中单独分离出来，成为一个单独形式的具体项目。
3.2建设区域性国家级示范基地
第一个实行联合构建生态系统实现综合评价相应地下水资源的实际目的，在若干年后以评估潜在形式的地下水资源作为关键点，能够符合国家的战略转移发展目标，进行能源基地的大力建设。
3.3提升地下水均衡实验基地建设水平
需要强化水文地质标准参数，为各个不同区域相应的地下水科学实验基地，发展与地下水有关的具体科学实验项目。西北区域除了需要测试地下水相应的蒸发蒸腾相关性研究，应当充分结合各种不同的实际地貌类型，研究各种不同介质水和相应的入渗机理，东部区域应当依据各种不同区域，研究相应的包气带水分运移土壤水分与盐分的水，充分合理地运用内容的变革化研究。
3.4充分实行地下水监测具体性项目规划
全面实行地下水相应的监测网络建设，引入数据采集系统与自动传输系统，同时提升一部分具有代表性意义的实际监测点。由我国开始实行实际监测措施以来，不可以直接反映出真实状况的数据，应当需要一部分新型的监测孔，这作为实行国土资源部对于地下水监测，为了能够防止地下水出现过度开采污染的现象[4]。
3.5积极落实新兴理论、新型技术与新颖方法的研究与应用
遥感技术、同位素技术、数值模拟技术与信息技术等各种实用技术是提升水文地质特征的主要技术方法。目前阶段所研究的相应服务不断得到扩大，有利于降低相应的实际工作量，为相应的决策与分析提供一定程度的技术支持和管理。地下水相应的系统理论在水文地质中的实际应用，地下水运动与分析相应的水资源评价具有相应的基本理论，需要充分结合中国的实际情况，实现进一步完善与提高的目的。
3.6强化区域性综合研究与专题研究
我国相应地域广阔，相应的自然地理与地质条件显得十分复杂，地质条件相对比较复杂，我国地下水相应的分布与演化存在着重要影响作用。中国相应的地质调查局已经确定地区性研究院，是一家具体性质的转型研究机构，也作为区域性管理中心，培训相互的水文地质专家的相应理论与结合实际应用的实际专家，不断大力提升我国的水文地质研究进程。
3.7强化地下水合理使用
不断维持实施工程学院的全局性与长期性特点，进行定向形式的问题研究。在实际的国民经济具体发展规划体系当中，相应规划的有关水文地质工作过程的面对着带非常巨大的实际机遇。国家应当需要的以水文地质工作作为相应的出发点与落脚点，充分结合经济与社会发展的实际需要，实行服务经济社会的有效性发展，水文工作才可以显示巨大的生命力。依据政府的相关职能部门，应当不断提升地下水开发使用与保护的有关政策环节的具体战略研究，保证地下水这一项宝贵资源相应的自然属性与社会属性能够实现紧密与经济结合的目标，实现能够适合于我国基本国情与自然环境达到综合和协调目的具体办法。
参考文献
[1]吴波.工程地质勘察中水文地质测试与研究[J].中国新技术新产品，2009（21）.
[2]范中林.工程地质勘察中水文地质问题的影响[J].科技创新导报，2009（18）.
关键词：平原地区；地下水资源；合理开发
中图分类号：P641文献标识码： A
一、平原地下水资源概况
1、第一轮地下水资源评价
完成于2000年，利用资料系列为1986一1999年。评价分平原、岗区、山区三个地质地貌单元，其中平原区采用多年平均水均衡法，计算了多年平均水位埋深4m条件下的天然补给资源、可采资源;岗区根据年内最低与最高水位差值计算调节(可采)资源;山区利用水文分析法计算其天然资源。
计算结果:河南省平原区地下水天然补给资源为128.51亿m3/a、可采资源128.47亿m3/a;岗区调节(可采)资源18.62亿m3/a;山区天然资源34.90亿m3/a。扣除重复量后，全省多年平均地下水天然补给资源量实际为179.44亿m3/a，其中平原、岗区占80.55%(144.54亿m3/a)。
该评价成果广泛应用于河南省工农业生产、国民经济规划，一直沿用至二十世纪末期。
2、第二轮地下水资源评价
完成于2012年，评价分平原岗地区、山区两个地质地貌单元。在地下水系统划分的基础上，平原岗地区采用多年平均水均衡法，计算了多年平均地下水天然补给资源及水位埋深4m条件下的可开采资源;山区利用地下水径流模数法、可采系数法分别计算其多年平均天然资源、可开采资源。
计算结果:全省地下水天然补给资源量多年平均为164.58亿m3/a，约占全省水资源总量的40 %，其中山区为38.87亿m3/a;平原(含岗地)为131.77亿m3/a，二者重复量为6.06亿m3/a;浅层地下水可开采资源量多年平均为163.00亿m3/a，其中山区为28.47 m3/a，平原(含岗地)为134.54亿m3/a;按地下水类型分，在全省地下水天然资源量中，松散岩类孔隙水占77 %，岩溶裂隙水占12 %a，基岩裂隙水占11%0
河南属北方缺水省份，水资源贫乏且分布不均，全省人均水资源占有量仅为全国人均水平的1/5，地下水对保障社会经济发展具有举足轻重的作用。近二十年来，我省地下水资源量减少约15亿m3，导致这一结果的主要原因是降水量的减少和因人类不合理开采而造成的地下水位持续下降，改变了降水人渗补给条件，其次为人类水利工程活动。为满足社会经济可持续发展的需求，地下水资源的开采应做到开发与保护并重，避免开发利用中产生不良环境地质问题，发挥其最大的社会、环境和经济效益。
二、有关地下水资源相关概述
(1)地下水定义。地下水就是赋存并运移于地下岩土空隙中的水。含水岩土分为两个带，上部是包气带，即非饱和带，在这里，除水以外，还有气体;下部为饱水带，即饱和带，饱水带岩土中的空隙充满水。狄义的地下水是指饱水带中的水。
( 2)地下水利用的利与弊。有利的方面是①分布广泛，便于就地开采使用;因干净、不易被污染，水质普遍较优;③不占用地表空间; ④动态比较稳定; ⑤水量受气候变化影响较小，具有较大到调蓄能力等。有弊的方面是①不合理的灌溉可造成次生盐碱化;②过量开采，可造成在沿海地区，海水入侵，水质恶化，地面沉降，使区内建筑物失去稳定，不同含水层之间诱发水力联系，产生水的混合作用，使水质恶化，岩溶区地面塌陷; ③其它，如矿坑涌水、基础及边坡的稳定问题等。
( 3)地下水对我国经济发展的重要作用。全国地下水淡水大然补给量8837亿立方米/年，占全国水资源总量的1/ 3;我国农村普遍饮用地下水，地下水灌溉面积占全国耕地面积的40%;全国660多个城市中，利用地下水供水的400多个;全国城市总供水量中，地下水供水量占30%，华北、西北城市分别高达72%和66%。自上世纪70年代以来，地下水的开采量以平均每年25亿立方米的速度递增，说明经济发展对地下水的依赖程度越来越高。
三、地下水资源开发利用中存在的问题
地下水资源是指在一定期限内，能提供给人类使用的，且能逐年得到恢复的地下淡水量。是水资源的组成部分。通常以地面入渗补给量(包括大然补给量和开采补给量)计算其数量。因此，地下水资源的开采一般不应超过补给量，否则会给环境带来危害.使生态条件恶化。
黄淮平原浅层地下水是该地区工农业用水和乡镇人畜用水的主要水源，地下水开采强度大。开封、郑州、新乡等地，均出现地下水超采。地下水过量开采已造成了一系列生态环境问题。
(1)地下水资源污染严重。随着经济的发展，农药、化肥、生活污水及工业“二废”的排放量日益增大，而这些污水大部分未经处理直接排入环境，构成了地下水的主要污染源。据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势，严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。
（2）持续过量开采，降水漏斗不断扩大。由于持续高强度的过量开采，使得地下水资源不能得到及时补充，使得降落漏斗不断扩大，甚至造成含水层的疏干。
(3)土地沙化。地下水位的持续下降使地下水位埋深加大。灌溉成本加人。随着地下水位的持续下降，地下水位埋深加大，导致凿井深度不断增加，加大了建井成本;提水耗能增加，加大了运行费用。
（4）法律法规的不完善。我国现行的有关法律法规规定了地下水资源的保护措施，但是，都不够系统和具体，不利于地下水资源的保护。主要表现在法律、法规体系很不完善，至今没有一部系统的地下水资源保护法规。
四、地下水资源可持续利用的基本原则
根据我国水资源开发利用的民期实践，从可持续发展的观点出发，水资源可持续利用应遵循的基本原则是：水资源的可持续利用既要考虑当前的发展要求，又要考虑未来发展的需要，不以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的利益需要;水资源的利用要在部门之间、地区间得到合理分配；水资源的可持续利用要与人口、社会、经济和环境协调发展，既要达到发展经济的日的，又要保持人类赖以生存的水资源的持续利用环境。
（1）水资源可持续利用必须以经济发展为前提。首先，发展是人类水恒的主题，如果只追求“可持续”而一味地限制水资源的利用，制约社会经济的向前发展，是不符合人类社会发展进步的本质的。其次，只有经济得到了发展，才有能力去合理利用水资源，采用有效措施保护水资源。
（2）水资源承载能力的最主要特点是客观性和主观性的统一。在一定区域内的特定条件下，水资源总量及其变化规律是一定的，是可以把握和衡量的；水资源承载能力大小将因人类社会经济活动而改变，人类可以通过自身行为，尤其是社会经济行为来改变水资源承载能力的大小，控制其发展变化方向。因此，实现水资源可持续利用，经济发展是前提、管理是保证、科技是手段，三者相互渗透，相互影响。经济愈发达、技术愈先进，水利工程建设和管理水平也愈高，通过提高水资源的利用率，可提高水资源的承载能力。
（3）科学有效的管理是水资源可持续利用的重要保证。国际上公认，节水潜力的50%在管理。发挥好管理的四大职能――计划、组织、协调、控制，对于水资源可持续利用具有重要意义。
（4）加大对水科技的投入，提高水资源开发利用与保护的科技含量。科技含量越高，水资源开发利用与管理的水平越高，一定的水资源的承载能力也越大。
五、河南平原灌区地下水资源可持续利用对策
地下水资源可持续利用是个系统工程，必须采取工程措施和非工程措施相结合，行政措施和经济措施相结合。
（1）加强灌区地下水资源评价预测工作。灌区地下水资源的开采必须坚持以供定需，严禁盲日超采。灌区地下水参与水循环，是个动态资源。因此，地下水资源评价是个民期工作，应建立河南平原地下水资源评价预测模型，开展地下水资源的实时预测预报，为地下水资源可持续利用提供决策依据。
（2）坚持适度开采原则。只要控制地下水位在合理的埋深内作“似正弦曲线”的上下波动，既不使水位过浅而造成土壤次生盐碱化，也不使水位过深而造成入渗补给量的减少，就可达到以充分利用地下水库调节作用为主的水资源充分和合理地利用。
（3）做好地下水库建设工程、地下水回灌工程和污水净化等地下水环境治理工程。应当具体明确规定上述地下水环境治理工程建设的组织、管理、实施等内容。可以在水文地质条件较好的地段筑建地下拦水坝修建地下水库，也可以利用地下废弃的矿井、巷道构建地下水库。
（4）合理配置水资源。以经济为杠杆，辅以行政手段，对各种水资源进行合理配置，统一水价。如沿黄地区，浅层地下水丰富，可通过政策和水价格措施鼓励开发利用地下水，减少引黄灌溉水量，从而有效控制地下水位，防比土壤次生盐碱化，而将引黄水量通过工程措施引入南部缺水地区，灌溉补源，增加地下水资源量。
（5）大力推广节水技术，发展节水农业。进一步开展节水技术研究和农业灌溉理论研究，要根据不同的自然条件、水资源条件、经济条件和种植结构，选择节水灌溉模式，提高水的利用率和效益。
（6）在水源规划时要保证一定数量的生态用水，防比植被退化和土地沙化。
（7）要加强地下水资源的保护。严禁工业废水和城市生活污水排入灌区污染地下水;对用污水灌溉的灌区严格管理，严格按污水灌溉标准接纳经处理达标的污水;要定期监测地下水水质和土壤的土质。
参考文献：
1、杨林生。水资源可持续利用管理不确定性分析方法及应用。郑州：黄河水利出版社，2011
2、王玉玲。地下水资源的可持续利用。北京：地质出版社，2008
关键词：工程勘察 水文地质 岩土 危害
一、水文地质的定义
水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。
二、工程地质勘察中水文地质评价内容
在工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容：
1.应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。
2.工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。
3.应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如：
3.1对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性。
3.2对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉上时，应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性。
3.3当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。
3.4在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透和富水试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定的可能性。
三、岩土水理性质
岩土水理性质是指岩士与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩：岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形，而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，下面首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。
1.地下水的赋存形式：地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。
2.岩土的主要的水理性质及测试办法：
2.1软化性，是指岩土体浸水后，力学强度降低的特性，一般用软化系数表示，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时，在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性上层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。
2.2透水性，是指水在重力作用下，岩土容许水透过自身的性能。松散岩上的颗粒愈细、愈不均匀，其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育，其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示，岩上体的渗透系数可通过抽水试验求取。
2.3崩解性，是指岩浸水湿化后，由于土粒连接被削弱，破坏，使土体崩敞、解体的特性。
2.4给水性，是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水的性能，以给水度表示。给水度是含水层的几个重要水文地质参数，也影响场地疏时间。给水度一般采用实验室方法测定。
2.5胀缩性，是指岩土吸水后体积增大，失水后体积减小的特性，岩土的涨缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚，失水变薄造成的。
四、地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的
地下水升降变化引起的岩土工程危害。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起危害又可分为三种方式
1.水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成：①土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。②斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。③一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。④引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂，管涌等现象。⑤地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳。
2.地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水。采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3.地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时．不仅使岩上的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的渗透，会将土层中的铁、铝成分淋失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。
五、结束语
综上所述，水文地质工作在建筑物持力层选择、基础设计、工程地质灾害防治等方面都起着重要的作用，随着工程勘察的发展，将受到越来越广泛的重视，切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。
参考文献：
关键词：隧道工程；含水砂层；隧道围岩；颗粒流；流固耦合
中图分类号： U45 文献标识码： A
0 引言
随着我国经济的高速发展，全国各大城市都在修建或筹建地下轨道交通，广州地铁5号线是广州地下铁道网络的重要组成部分，总里程达到32公里，几近一二号线线路长度总和，是广州地铁建设史上迄今为止最复杂、最困难的一条线。为我国地下铁道建设积累了丰富的经验。由于该线路穿越淤泥砂层，断裂带、富水破碎地层、溶洞等地质多，年降雨量大，地下水资源丰富，隧道修建过程中隧道渗漏水问题突出。目前，关于隧道工程防排水技术方面的研究较多，而关于隧道发生渗漏时围岩地下水渗流场和应力场的耦合作用机制方面的研究却较少，尤其是关于流固耦合作用效果下的围岩稳定性方面的研究则更少。由于隧道开挖形成的二次应力场改变了原岩应力场和地下水渗流场的分布，而渗流场的改变会反过来影响应力场。因此，利用流固耦合理论对连拱隧道开挖时的围岩稳定性进行分析具有重要的理论和实际意义。
本文以广州地铁五号线珠江新城―猎德区间隧道为例，针对不同颗粒分层、分别模拟了含水砂层隧道在不考虑地下水力和考虑地下水力下两者的围岩破坏机制，利用二维颗粒流软件PFC2D中流固耦合分析模块对富水暗挖隧道围岩稳定性进行研究。研究结果对富水地层中的隧道稳定性设计、防排水设计以及支护措施的改进具有一定的指导意义。
1 工程地质概况
珠江新城―猎德区间隧道沿线属于珠江三角洲平原，位于花城大道路下，地形较为平坦，地面标高6.82～10.78米。线路经过珠江大道与花城大道交叉路口地下人行通道（15#地道）、花城大道下沉广场、花城大道冼村路口地下人行通道（16#过街地道）后在花城大道猎德路口前到达猎德站。区间穿越地区为广州市新城区，道路两侧陆续已经完成商业开发。
本区间的地层结构属于二元类型，即上部的第四系地层和下部的白垩系风化岩层，因此本区间的地下水类型主要也分两大种类型：上层滞水、孔隙性潜水或微承压水、基岩裂隙水第四系砂层是典型的透水层，直接或间接的由大气降水的补给，同时受附近河涌水或其他地表水的渗透，基岩裂隙水的补给主要是连通性裂隙的侧向补给，当基岩水的水位降低时，会产生上覆第四系地层的越流补给。
2 模型及计算参数的确定
2.1 PFC2D颗粒流程序简介
与连续介质力学方法不同的是，PFC试图从微观结构角度研究介质的力学特性和行为。简单地说，介质的基本构成为颗粒（Particle），可以增加、也可以不增加“水泥”粘结，介质的宏观力学特性如本构决定于颗粒和粘结的几何与力学特性。形象地，这与国内80年代岩石力学界比较流行的实验室“地质力学”模型试验很相似，该试验中往往是用砂（颗粒）和石膏（粘结剂）混合、按照相似理论来模拟岩体的力学特性。
PFC中的颗粒为刚性体，但在力学关系上允许重叠，以模拟颗粒之间的接触力。颗粒之间的力学关系非常简单，即牛顿第二定律。颗粒之间的接触破坏可以为剪切和张开两种形式，当介质中颗粒间的接触关系（如断开）发生变化时，介质的宏观力学特性受到影响，随着发生破坏的接触数量增多，介质宏观力学特性可以经历从峰前线性到峰后非线性的转化，即介质内颗粒接触状态的变化决定了介质的本构关系。因此，在PFC计算中不需要给材料定义宏观本构关系和对应的参数，这些传统的力学特性和参数通过程序自动获得，而定义它们的是颗粒和水泥的几何和力学参数，如颗粒级配、刚度、摩擦力、粘结介质强度等微力学参数。
2.2 力学模型及参数的选取
2.2.1基本模型
围岩稳定性的解决途径
采用接触刚度模型，接触刚度与接触力和相对位移在在法向和切向的关系通过一下两个公式建立；
(1)
(2)
此处Fn为接触力的法向分量，Kn为该接触的法向刚度（力/位移）。Un为法向的重叠量；为接触力的切向分量，为剪切刚度。
2.2.2线性接触模型
线性接触模型是由法向和切向刚度定义的（）由两个接触实体（颗粒―颗粒，颗粒―墙）。
接触刚度的线性接触模型计算假定两个接触实体的刚度串联行动。接触正常的割线刚度由下式给出
(3)
并且接触剪切切线刚度由下式给出
(4)
其中上标[ A]和[B]表示两个实体接触。对于线性模型，正常的割线刚度，为等于正常切线刚度，由于
(5)
本区间的等效剪切波速为196.8m/s。按国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）第4.1条，广州市轨道交通五号线珠江新城至猎德区间沿线场地土类型为中软土，场地类别为Ⅱ类。简化后计算材料参数如表1所示，地质剖面图如图1所示
表1计算模型参数
图1地质剖面图
首先模拟不考虑水力作用下围岩变形情况，如图2为初始开挖模型，图3为初始开时的接触力线。
图2初始开挖模型
图3 初始接触力线
3 计算结果与分析
3.1 隧道开挖即时状态
隧道断面上部为半径5 m的半圆，下部为半径10 m的一段圆弧。假定断面一次挖成。刚开挖隧道区域颗粒间的接触见图3。这时围岩中是不存在拉应力的。且设置速度为零，下面我们将以此为基点，分别研究考虑水力和考虑水力渗流工况下的围岩稳定性
3.2不考虑水力作用
以图2为基础，在不考虑水力作用下运行1000时步的结果如图4所示。我们可以看出，由于开挖，隧道断面四周产生了较大区域的拉应力，隧道以下和左右两侧部分布较多，数
值较大，而上部较小。所有的拉应力出现在隧道边界约5 m的范围内，这就是在这一阶段隧道开挖的影响范围。随着时步的继续增加，拉应力的数值和范围还将扩大。图5为隧道区域的速度矢量示意图，可见越接近隧道的颗粒速度越大。图6为拱顶位移图，可见拱顶位置在降低，且没有收敛。随着时步的增加可预见隧道区域将被完全覆盖。
图4 计算1000时步后接触力线
图5 运行1000时步后速度矢量图
图6 拱顶竖向位置曲线
3.3考虑地下水渗流作用
地铁隧道建设中遇到地下水的情况在东部沿海城市非常多，其中广州地铁5号线猎德―珠江新城区间隧道既是一例。
3.3.1流固耦合PFC2D实现
图7显示示出了一个固定的控制量，，在模型中的域，其中内流动的流体存在一簇球状粒子。
图7流体通过颗粒组示意
假设流体流仅在x方向上，一个压力梯度，只出现在x方向上。通过考虑力的平衡，使x方向为一个单元内的颗粒，驱动力之和由下式给出
(6)
其中是在单位体积内的颗粒和流体之间的相互作用力， 是
颗粒的直径，并且非营利机构颗粒在细胞的数目。右手边的第一项的负号表示施加在流体上的力为正。第二项代表由压力梯度应用到粒子的作用力。注意，此术语的减号表示在x方向正向流动压力减小。
3.3.2流固耦合模拟
密度 左右两侧水压 粘度
1000 2000 10-3
用数值模拟地下水渗流作用，考虑了两种作用力同时作用的情况，地下水的浮力和向一侧的压力。应用软件的FLUID模块，设置流体的参数如表2。把右边墙设置成过滤墙，以便颗粒从此处滤出。分别做了开挖后50时步、200时步、500时步、1000时步后的结果，得到了一些结论。现在选择1000时步为代表以与不考虑水力作用结果相对照。计算结果表2流体力学参数
流固耦合模型如图8和图9所示
图8计算1000时步后渗流场模型
图9 计算1000时步后接触力线
图10和图11分别是计算1000时步后的速度矢量场和拱顶颗粒的竖向位移曲线
图10计算1000时步后的速度矢量场
图11 计算1000时步拱顶竖向位置曲线
对比两种情况的计算结果可知，考虑地下水渗流作用时的计算结果数值较不考虑的情况要小。这是由于地下水的作用产生向上的浮力和设置的水平向的水压力能起到缓冲颗粒运动的效果由两张竖向位置曲线可以得出，拱顶初始竖向位置为15.15m，在无水力作用下经1000时步后竖向位置为13.83m而在考虑水力作用下竖向位置为14.6m，两者相差0.77m。
4 结论
本文用颗粒离散元法建立了隧道物理力学模型，对饱和和含水砂层隧道围岩稳定性进行了模拟。通过分析整理计算结果，认为在砂层中开挖隧道需要考虑围岩的变形情况，饱和动态含水砂层结构松散，无粘聚力，自稳能力很差。应及时采取加固措施，防止围岩坍塌。在两种工况中拱顶位移呈现的形式有不同，原因为在考虑流固耦合工况下围岩不再只受重力作用，还包括水的浮力和水平向右的恒定水压。
综上，在含水砂层中开挖隧道，应在尽可能短的时间内对断面进行支护，防止出现较大的径向位移，进而导致坍塌。
参考文献（References）
[1] YUAN Y，JIANG X，LEE C F. Tunnel waterproofing practices in China[J]. Tunnelling and Underground Space Technology，2000，15(2)：227233.
[2]杜永彬 破碎带隧道开挖支护效果的模拟[J]重庆交通大学学报（自然科学版），2009，28（1）
[3]李地元，李夕兵，张伟，等 基于流固耦合理论的连拱隧道围岩稳定性分析[J]岩石力学与工程学报，2007，26（5）
[4] 何安久. 连拱隧道中隔墙防、排水施工技术[J]. 地下空间与工程学报，2005，1(3)：449451.
[5] 赖远明，吴紫汪，朱元林，等. 寒区隧道温度场、渗流场和应力场耦合问题的非线性分析[J]. 岩土工程学报，1999，21(5)：529533.
[6] Itasca Consulting Group．PFC2D Theory and Background[M]．Minneapolis，Minnesota，1999．
[13]Itasca Consulting Group．PFC2D Optional Features[M]．Minneapolis，Minnesota，1999．
[7] 吉小明，王宇会. 隧道开挖问题的水力耦合计算分析[J]. 地下空间与工程学报，2005，1(6)：848852.
[8] 吉小明. 隧道工程中水力耦合问题的探讨[J]. 地下空间与工程学报，2006，2(1)：149154.
关键词：城市建设 地质环境
Abstract: this paper introduces the construction of urban geological environment and the geological disasters, and provide solutions.
Key words: the city construction geological environment
中图分类号： TU984.11+1文献标识码：A文章编号：
1 城市建设地质极限的定义
城市是人类活动的产物，是人类密集居住的场所， 是人类向地质体施加作用最强烈的区域之一。
城市地质环境是城市所在部分的地壳表层在自然条件下，依其自然规律保持着动态平衡的系统。它是具有自身特征和功能的空间，如果扰动过大，系统的平衡无法自动恢复，将产生一系列地质问题甚至地质灾害。由此定义：城市建设地质极限是城市下伏岩土体承受城市建设作用荷载能力的最大值。
2 城市建设的荷载表达
2．1 城市建设的直接荷载
2．1．1 地表建筑形成的荷载
地表建筑形成的荷载可分为静荷载(建筑物重量)和动荷载(人类活动、风荷载、雪荷载等)两种。单体建筑或建筑群的重量是最直观的荷载施加方式，传统的地基中附加应力的定义也是由此而来。随着城市建筑高层化、密集化的趋势日益明显，建筑物荷载的强度和规模都越来越大，对地质体的应力状态的改变也越来越强。
2．1．2 地下开挖形成的荷载
为了满足城市高密度人口的需要，城市正在向三维空间发展：与建筑物的高度一样深的基坑在迅速增加,有可能诱发地震和地面变形。
2．2 城市建设的间接荷载
2．2．1 热岛效应形成的等效荷载
城市人口高度集中，市区温度比郊区高，城市愈大表现愈突出。它好像温度相对低的海洋中出现一个吸收阳光而温度相对高的岛屿一样。岛屿在气象上产生的效应在城市也同样有，所以把城市在气象学上的效应称为“热岛效应” 。
2．2．2 电容器效应形成的等效荷载
城市污染以后空气的电阻率增加。云和地之间形成的电容器机构的电容增加就使云与地之间形成的电压差可以达到很大才放电，这样雷电就更强烈。同时高层建筑物增多，构件中的金属和电子设备越用越多，增加了直接雷击和感应雷击的可能性。巨大的电能输入地下，等同于附加应力聚集产生的变形能，即相当于外荷载对土体做功。能量储存到一定程度，将释放，有可能激发滑坡、塌陷和地震。
2．2．3 电磁效应形成的等效荷载
随着城市扩大，城市上空和地下的电磁场密度和强度增加，造成了电磁场环境污染,电磁和雷击的电流一样是能量的一种存在形式。电磁场(波)产生和建筑物重量荷载一样的作用――影响岩土的结构，最终导致其中的附加应力传递分布情况改变。
2．2．4 工业生活污染形成的等效荷栽
城市居民生活、工业产生的垃圾、废水、废气中所含污染物繁多，使地基土体所赋存的地下水环境变化，水土之间的物理化学平衡被破坏。随着物理化学作用的活跃，土体的物质稳定和以物质稳定为基础的土体结构、力学性质随之变化。
2．2．5 地下水开采形成的等效荷栽
目前我国地下水开发程度已达40％ ～84％，许多城市超量开采地下水，地下水位下降，地基土体中的孔隙水压力减小，有效应力增大，是间接加荷的另一个侧面。由此，土体被压缩，地面沉降，造成建筑物倾斜、倒塌、沉陷、地下水管道破裂、海水倒灌等恶果。
3 城市建设地质极限问题的宏观表现
人类在一定的区域内建立起规则、美丽的城市的同时，也埋下了导致地质环境混乱的种子。对于城市而言，地质环境可以看作一种资源，并且是不可恢复资源，如：粘土层的塑性变形、残积土的原始结构破坏等，均很难恢复。在许多发展迅速、人口稠密的大城市，地质环境资源破坏严重，处于其承载能力的边缘，直接威胁到人类的生存和可持续发展问题。
3．1 局部地段地基变形、影响建筑物的稳定性
当土体作为建筑物的地基时，建筑物荷载通过基础传到地基中去。土体中产生抵抗荷载的附加应力。
3．2 引发大面积的区域性地面沉降
随着大量人口向城市聚集，城市区域的人类活动加剧。城市建筑范围、建筑物的高度密度、等效荷载等引起的附加应力随之增大。相邻建筑的单体地基变形相互影响、相互叠加，在一定的地质条件下，形成大面积、区域性的地面沉降。
3．3 激活城市下伏构造断裂。诱发地震
当城市荷载的规模和强度的不断增加而持续扩大土体中附加应力的影响范围时，城市建设将会影响到地壳岩体的应力状态。
原始地应力是由于地球的转动、其他星球的吸引以及地球内部熔融物质的作用等等因素，使地壳板块相互碰撞、挤压而在其中产生的应力。某些构造断裂处的岩体在原始地应力的作用下，可能已经临界于极限状态的边缘，已经积累了大量的应变能，而从上部传递下来的附加应力成为压垮骆驼的最后一根稻草。
不同地区的原始地应力相差很大，需要具体情况具体分析。
3．4 改变地基土原有的力学特性。影响地基土与建筑物的共振特性
通过前文的分析，认为城市建设荷载产生的附加应力有可能诱发地震。同样，在断层错动后，所释放的能量以地震波的形式由震源通过岩土体向地面的传递过程也将因为附加应力的存在发生变化。
土体的力学属性既是土体固有的本性，也有可能随环境发生改变。在土体上施加荷载，土体中的孔隙空间减少，粒间距离减少，颗粒间的连结力增大，力的传递方式和力的作用效果都随之改变。那么，土体的动力特性，如土体的自振频率(地基土层的卓越周期)、地震波在其中的传递速度等，也将会随之改变。如果地震发生，地面的运动情况和地震剧烈程度必然发生变化。
3．5 破坏城市下伏第四系孔隙含水层的储水性状,引发新的地基稳定问题
根据有效应力原理，城市下伏第四系孔隙含水层中地下水的渗出使其孔隙水压力减小甚至丧失，有效应力增大，颗粒骨架变形，孔隙压缩，产生地面沉降。因此，开采地下水的作用等同于地面上的外荷载，在地质体中产生了附加应力。水位降低值大则附加应力大，地面沉降量就大。在地下水位持续下降的情况下，土层长期处于压缩状态，地面呈现持续下降的趋势，影响地基稳定。据已有资料，地下水开采强度大的地区，是地下水位降落漏斗中心区，同时也是地面沉降累计量最多的地区，三者在空间位置上吻合。
含水层在附加应力的影响下，不仅仅是压缩变形。与此同时，孔隙含水层渗透性变差、储水量降低、三相比例变化，从而对外力的响应也将发生变化。例如：土体随着含水量的降低，可塑性降低，脆性增加，如果受到拉力的作用，更容易开裂，产生地裂缝。
与恒定荷载作用下的渗透固结不同，由于含水层中的水量及地下水水位受地下水开采和补给的控制，而不同时期地下水开采和补给量不同。因此，等效荷载以及它产生的附加应力、地面沉降均是时间的函数。
4 结论
(1)城市建设地质极限是城市下伏岩土体承受城市建设作用荷载能力的最大值。
(2)城市建设等同于向城市所依附的地质体不断的施加荷载。荷载产生的附加应力在岩土体中的传递和分布，是触发地质极限的根本原因。
(3)附加应力来自于地质体所受到的外部荷载。从细观结构的角度来看，外部荷载并不仅仅是以建筑物的重量和地表地下开挖这样直接的方式出现的。在城市发展的进程中有很多建设行为对地质体施加了间接荷载。热岛效应、电容器效应、电磁效应、工业生活污染、地下水开采等城市建设活动，通过改变地质体的空间受力状态、物质组成、结构构造、甚至直接向地质体内输入能量，在城市下伏岩土体上施加了等效荷载，从而触发地质环境达到极限。文中详细分析了这些城市建设行为的荷载表达。
【关键词】 供用水 节水 可持续利用
1 概述
鹤壁市位于华北平原中部，海河流域上游，太行山东麓向华北平原过渡地带，面积为2182km2，其中平原区（水资源评价定义面积）1353km2，山丘区面积为829km2。总人口163万，但人均水资源量仅为150m3，是一个严重缺水的城市，为满足经济社会发展对水资源的需求，鹤壁市在大力开展节水工作的基础上，长期依靠超采地下水和挤占生态用水来增加供水量，2014年下半年南水北调开始给鹤壁供水后，在一定程度上缓解了鹤壁的用水危急情况，但城市国民经济建设缺水，生态环境恶化和地下水超采等问题依旧非常突出，基于此，鹤壁市长期坚持“节水为先，多渠道开源”的水资源供求平衡战略。厉行全面节水，并取得了一定的效果。淇河是华北地区唯一未被污染的河流，常年水质达到国家一级标准，淇河盘石头水库蓄水6.08亿m3。鹤壁饮用水源地水质达标率保持100%。
2 鹤壁市水资源状况
2014年全市水资源总量2.3815亿m3，其中地表水资源量0.7603亿m3，地下水资源量2.0660亿m3，地表水与地下水重复计算量为0.4448亿m3。全市水资源总量比上年减少0.2663亿m3。产水系数0.22，产水模数10.9万m3/km2。
2014年末地下水埋深与上年年末比较，平原区地下水埋深平均下降0.78m。平原区浅层地下水位下降区（变幅0.5m）。
2014年全市地表水水质以有机污染为主，主要污染物为氨氮、化学需氧量。卫河鹤壁段水质没有改善。
3 鹤壁市供用水现状
2014年鹤壁市供水总量4.7322亿m3，其中地表水源供水1.6999亿m3，地下水源供水3.0323亿m3。地表水源供水中，蓄水工程供水0.9802亿m3，引水工程供水0.2464亿m3，提水工程供水0.4733亿m3；地下水源供水3.0323亿m3，其中浅层水3.0323亿m3。
鹤壁市区淇河段2014年共引提水1.3736亿m3，其中工农渠引水0.9680亿m3（实际供水0.4840亿m3），民主渠引水0.1403亿m3，引淇河水入琵琶寺水库0.0225亿m3，淇滨水厂提水0.1652亿m3，天赉渠引水0.0776亿m3。
2014年鹤壁市用水总量4.7322亿m3，其中农田灌溉用水量3.1574亿m3，占66.72%，工业用水量0.6737亿m3，占14.24%，林牧渔畜用水量0.2113亿m3，占4.47%，城镇公共用水量0.0880亿m3，占1.86%，城镇生活用水量0.3511亿m3，占7.42%，农村生活用水量0.1500亿m3，占3.17%，生态环境用水量0.1007亿m3，占2.13%。（见表1）
2014年鹤壁市共消耗水量3.4287亿m3，其中农田灌溉耗水量2.6782亿m3，占78.11%，工业耗水量0.2585亿m3，占7.54%，城镇公共耗水量0.0398亿m3，占1.16%，林牧渔畜耗水量0.1514亿m3，占4.42%，居民生活耗水量0.2202亿m3，占6.42%，生态环境耗水0.0806亿m3，占2.35%。（见表2）
2014年全市地下水资源量2.0659亿m3，其中山丘区地下水资源量1.0902亿m3，平原区地下水资源量为1.8766亿m3。平原区与山丘区地下水重复计算量为0.9009亿m3。
山丘区地下水资源量1.0902亿m3，其中河川基流量0.3967亿m3，山前侧向流出量0.3001亿m3，开采净消耗量0.3934亿m3。
平原区地下水总补给量为2.1489亿m3，其中降水入渗补给量0.9277亿m3，地表水体入渗补给量0.6488亿m3，山前侧渗补给量0.3001亿m3，井灌回归补给量0.2723亿m3。地下水补给量中扣除井灌回归补给量后，平原区地下水资源量为1.8766亿m3。
2014年全市地下水资源模数为9.67万m3/km2。
2014年鹤壁市水资源总量2.3815亿m3，其中地表水资源量0.7603亿m3，地下水资源量2.0660亿m3，地表水与地下水重复计算量为0.4448亿m3。全市水资源总量比上年减少0.2663亿m3。产水系数0.22，产水模数10.9万m3/km2。
市区水资源量0.6595亿m3，浚县水资源量1.0301亿m3，淇县水资源量0.6919亿m3。
4 鹤壁市水资源利用程度简析
2014年，鹤壁市平原区浅层地下水开采量为2.4178亿m3，总补给量为2.1489亿m3，平原区开采利用率（平原区浅层地下水开采量与总补给量的比值）为112.5%。
2014年全市农业灌溉亩均用水量253.7m3，万元GDP（当年价）用水量69.4m3，吨粮用水量268.3m3，工业万元增加值（当年价）用水量16.0m3，城镇居民大生活（城镇居民用水、城镇公共用水与城镇环境用水之和）人均日用水量171.0L，农村居民生活人均日用水量56.1L。（见表3）
2014年全市年平均降水量502.2mm，年蒸发量794.2mm，干旱指数1.58。
5 鹤壁市水资源利用程度简析
鹤壁市通过加强节水宣传教育等工作，提高了全民节水和水法治意识。2014年，鹤壁市有9家单位新建了节水工程，年设计节水量312.5万吨，实际节水量291.7万吨，节水工程利用率为80.68%，安装节水器具10712件（套），节水器具普及率70%。同时，鹤壁市以建设节水型农业为目标，大力发展各种农业节水灌溉技术，由于实施节水灌溉地区的自然、经济、社会条件不同，灌溉对应也不同，鹤壁市因地制宜，根据不同情况使用如低压管道输水灌溉、渠道防渗灌溉、喷灌、微灌等各种工程形式，采用坐水种、平整土地、合理耕作、覆盖保墒、软管灌溉等各种田间节水技术，取得了良好的社会、经济、环境效果。未来鹤壁市将继续通过水价杠杆、产业结构调整等手段，提高水资源利用率，推进节水型社会建设。
参考文献：
[1]于京要，贾军，刘雪丽.河北省水资源供求形势及其对策研究[J].海河水利，2015年
[2]孙乃波，张明芳，徐艳会.威海市未来城市供水形势分析及对策研究[J].山东水利，2014年
世界上对湿地的定义多达50种。学科意义上认为，湿地是由水（经常过湿或有浅水面）、水成土（或半水成土、或有潜育层）和挺水或湿生植物（可伴生其他水生生物）相互作用构成，其内部过程长期为水所控制的自然综合体。对保护和管理具有明显优势的定义是1971年在伊朗拉姆萨尔通过的《湿地公约》中的定义，即：不问其为天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6米的水域。
由于兼具陆地生态系统和水生生态系统的特点，湿地是地球上生产力最高的生态系统之一，可提供很重要的生态服务。湿地不仅提供给人类水、食物、矿物、纤维等资源产品，更具有维持生物多样性、涵养水源、补充地下水、蓄洪防旱、调节径流、净化水质、美化环境、调节气候、控制水土流失、保护沿海近岸地下水层不受盐化影响、提高抵御自然灾害能力、教育和科研以及文化传承等重要功能，对区域经济发展、人类生存环境、区域生态安全有着重要影响。据联合国环境署2002年的研究数据显示，1公顷湿地生态系统每年创造的价值高达1.4万美元，是热带雨林的7倍，是农田生态系统的160倍。
在全球层面，湿地是最容易受人类经济开发侵犯的一个类型，也导致了湿地生态系统成为当前全球退化、丧失最快的生态系统。中国自1992年加入《湿地公约》后，积极履行缔约国的义务，加强对湿地的保护，40%的湿地处于保护范围。2004年国务院办公厅明确提出要“抢救性保护湿地”，“十”亦明确提出我国湿地只能增加不能减少，但从中国的现状看，各地自然湿地退化和人为丧失的情况仍然在加剧，湿地生态系统遭受破坏的趋势未能得到有效扼制，湿地维持生物多样性、提供水、食物以及缓冲洪水、补充地下水，防止盐化侵蚀等重要生态功能在降低或丧失。
湿地生态系统的完整、稳定与健康支撑着人类的福祉。珍惜和保护已经变得非常脆弱的湿地家园，是我们共同的责任。认识湿地，善待湿地，湿地就会善待我们，帮助我们营造美好的家园。
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