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国外水文地质环境地质动态国外水文地质环境地质动态 第第2期期 科技发展中心编科技发展中心编 2007 年5 月 16 日2007 年5 月 16 日 阿拉伯国家干旱地区与干旱国家研究中心与联邦德 国地学及天然原料研究院（ 阿拉伯国家干旱地区与干旱国家研究中心与联邦德 国地学及天然原料研究院（BGR）技术合作项目）技术合作项目 项目开始时间 1996年1月1日 项目结束时间 2008年3月31日 项目批号1996.2189.7 项目名称阿拉伯地区地下水与土壤资源管理、保护及可持续利用 报告题目地下水资源对污染敏感地下水脆弱性编图及风险评价指南 作者Armin Margane 博士（BGR） 委托单位联邦德国经济合作及发展部（BMZ） 出版日期2003 年 4 月，报告共 184 页。 该报告是阿拉伯地区地下水及土壤资源管理、 保护及可持续利用技术合作项 目的系列报告之一。除此以外，还有地下水监测指南；地下水资源可持续 管理指南；地下水保护区划分指南；在农业实践中对氮的可持续管理指 南等报告。 该项目由联邦德国地学及天然原料研究院（BGR）与阿拉伯干旱地区与干旱 国家研究中心（ACSAI）共同实施完成。该项目始于 1997 年 8 月,2003 年 12 月 为其第二阶段。阿拉伯干旱地区与干旱国家研究中心（ACSAI）成立于 1971 年， 是一个独立的，跨政府组织，在阿拉伯联盟框架下开展工作。 阿拉伯干旱地区与干旱国家研究中心（缩写ACSAD），所在地在叙黎亚大马 士革，是阿拉伯联盟跨区域组织。由21个阿拉伯地区成员国构成。 为了确保将来的水资源供给以及决策管理能力，ACSAD许多成员国开始采取 一体化水资源管理（IWRM）措施。ACSAD通过专业技术支持、研究和培训措施以 及通过促进区域科技成果交流，惠及各成员国。 BGR自1996年与ACSAD合作开展这一科研项目。在该科研项目进行中，编写了 地下水与土壤资源管理保护指南并分发至各成员国， 以提高成员国的专业研究技 术水平。 在2004年-2008年研究阶段，主要开发并使用了为汇水区（流域）内地下水 与土壤资源管理的综合决策支持系统DSS。该科研项目的主要目的是使各成员 国的水研究部门决策人员将综合决策支持系统DSS作为有效的工具来确定及实 施水资源管理战略。 在叙利亚共和国Zabadani盆地和摩洛哥对综合决策支持系统DSS进行了测 试。DSS最初的焦点放在选择主要事物上，如，最优化地下水抽取或优化土地利 用上，目的在于使土壤盐碱化与侵蚀程度减之最小。在DSS经成功使用后，配发 给各成员国。联邦德国对该项目总投入费用计为174万欧元。 多数阿拉伯国家面临环境挑战。水短缺、水污染与土地资源流失、恶化及污 染影响人民健康及社会经济发展。水与土壤资源不是用之不竭的资源，而是非常 珍贵的资源。由此，阿拉伯地区的可持续发展要求贯彻实施地下水及土壤资源保 护及可持续。 地下水脆弱性编图作为保护地下水资源的基础工具广泛用于发达国家。 这些 地下水脆弱性图件不仅仅为地下水研究专家使用， 而且也在土地利用规划中被广 泛利用。在本报告中，介绍的指南的目的是使阿拉伯地区国家有能力来编制地下 水脆弱性图件。 地下水脆弱性图与含有对地下水资源存在潜在危害图件有助于确定可能的 风险。 需要对供水对污染敏感性进行确认和评估以便根据污染风险采取相应的措 施。所以，风险评估对地下水资源保护有着重要的作用。 为有效地保护地下水资源，让土地利用规划部门重视地下水保护问题，这一 点同样重要，特别是这些部门在确定修建诸如垃圾处理场、圬水处理厂以及圬水 主管道、商业不动产、油品及有危害物品储存库（对地下水可能有污染）等时。 在修建这些设施的地方，不能危害地下水资源。 绘制地下水脆弱性图有助于增强土地利用规划人员保护地下水保护的意识。 在报告中介绍了在地下水脆弱性编图（制图中）最常用的方法； 1．DRASTIC 方法（该方法主要在美国使用） ； 2．GIA 方法及其当前修改本， PI-方法， 主要在联邦德国各州及联邦各部门使用； 3．瑞士主要使用 ERIK 方法； 4．COP-方法，可能成为全欧洲岩溶地区脆弱性编图部门的使用方法。 在某地区选用最佳的地下水脆弱性编图方法取决于数据采集量（实用性） ， 空间数据分布，图件比例尺，图件的目的以及水文地质环境。上述方法主要用来 支持土地利用规划及地下水保护措施。举例来说，划分地下水保护区，多数情况 下，图件比例尺为 150，000 和 1100，0000。数据实用性越好，图件越详细， 图比例尺越大。 数据实用性低的地区，但总的水文地质条件是已知的，应选择的合适的方法 是 DRASTIC。 若所有需要的数据不清楚， 那么可以考虑用简单一些的方法， 如 GOD （FOSTER 与 HIRAATA，1988） 。最适用的方法是 GIA-方法及其修改版本，PI 方 法，因为所用的评价系统主要基于科学考虑，比 DRASTIC 主观上少些。在岩溶环 境情况，GIA-方法有不足之处。此时可考虑使用 PI 方法，因此这种方法原则上 可以在所有水文地质环境条件下使用。 在完全是岩溶地质环境情况下，推荐使用 EPIK 方法，这是因为该方法就是 为此目的设计的，所以比 PI 方法对岩溶环境好的多。 因为在使用 COP-方法实际经验尚不足，所以迄今为止尚没有推荐该方法作 为在岩溶地区地下水脆弱性制图的标准方法。 在岩性不同的单元，也就是说，赋存或没有赋存岩溶含水层的单元内，既可 推荐使用 GIA-方法又可推荐使用 PI 方法。 地下水脆弱性图件已成为保护地下水资源免遭污染的标准工具。 这些图件对 土地规划决策过程中尤为重要。 土地利用规划人员在决定土地利用时需要专家意 见以避免对地下水资源的水质造成不良的影响。 地下水脆弱性图得到广泛的使用，距今已有 30 多年。 在所有方法当中，根据水从地表到含水层（渗流时间）的运移时间来划分含 水层脆弱性程度。 在孔隙中的这类水流不同于在坚硬岩石裂隙与洞穴中流动的水 流。 联邦德国地学及天然原料研究院（BGR）是欧洲 COST620 碳酸盐岩含水层保 护脆弱性及风险制图工作组成员。 该工作组负责制定岩溶地区地下水脆弱性图的 制图标准方法。在过去的数十年间，BGR 已为发展中国家绘制了大量的地下水脆 弱性图件。在阿拉伯地区首批地下水脆弱性图中包括与约旦水务部门绘制的一 些图件，约旦北部，Irbid 周围地区，地下水资源图及 Ammra 南部地区地下水资 源图。并以地下水危害图对上述图件加以补充，以便确认何处的地下水资源可能 有风险并得出关于监测这些危害对地下水的污染和土地利用规划决策结论。 图件 比例尺为 150，000。之所以选择该比例尺，是为了土地规划人员（部门）在 大的地区土地规划中提供适用的规划工具。作为一标准方法，Hohlting 等建议 使用 GLA-方法。该方法在联邦德国得到广泛的使用。 在阿拉伯地区地下水及土壤资源管理， 保护及可持续利用的技术合作项目中 还绘制了黎巴嫩贝卡谷地，叙利亚 Ghouta 地区类似的图件。 在瑞士，地下水脆弱性图被用作岩溶地区地下水保护带划分的标准工具 （BUWAL，2000 年） 。瑞士政府决定用 ERIK 方法（SAEFL，2000 年） 。欧洲其他国 家将来也希望遵循类似概念。 在新的约旦-联邦德国， 地下水资源管理 （2002-2005 年）技术合作项目框架内，项目将至少要基于岩溶含水层地下水脆弱性图上的 2 眼井或泉来划分地下水保护带。 该报告第二部分介绍了地下水脆弱性定义。第三部分计算地下水脆弱性参 数。FOSTER HIRATA（1988）MORRIS FOSTER（2000） VRBA ZAPOROZE（1994） 列出了导致不同介质中污染物载荷稀释情况。 水与污染物通过这些途径到达地下 水水面（土壤，非饱和带及饱和带） 。下述因素决定岩石及土壤盖层的保护效果 及过滤效力 1．矿物岩石的成分； 2．岩石致密程度； 3．节理及破碎程度； 4．孔隙度； 5．有机物质含量； 6．碳酸盐含量； 7．黏土含量； 8．金属氧化程度； 9．Ph 值； 10． 氧化还原能力 11． 阴离子交换能力（CEC） ； 12． 岩石与土壤盖层的厚度； 13． 渗透速率与速度。 同时要考虑到某些化学特性、地下水污染性质、通过土壤包气带与饱和带的 运移时间。这些特性包括 1．影响可溶性和化学反应能力的天然参数（温度、压力等） ； 2．弥散/扩散； 3．化学络合、吸附及沉淀； 在报告中对地下水脆弱性编图方法作了详细的描述。主要有 1．水文地质综合与分级方法（HCS） ； 2．参数系统法，又可细分为矩阵系统、等级系统及计点系统模型； 3．指数方法与类推的关系； 4．数学模型，其由可分为数字方法与统计方法。 美国 EPA 方法（DRASTIC） ，DRASTIC 方法是美国环境保护暑开发的。 D水位深度； R净补给量； A含水层介质； S土壤介质； T地形； I渗流带影响； C含水层导水系数。 报告介绍了 DRASTIC 方法使用实例与 DRASTIC 方法优缺点。联邦德国脆 弱性编图概念（GLA-方法和 PI 方法） 。ERIK 方法介绍与 ERIK 方法的优缺点。 COP 方法（在欧洲主要用于岩溶含水层） 。该方法是由 Malaga（西班牙）大学 水文地质组参与 COST62 计划（项目）作为岩溶含水层地下水脆弱性编图引入 的。所用的参数 C-水流密度； O-盖层； P-大气降水。 COP 方法使用实例及其优缺点。地下水脆弱性编图标准，用于土地利用规划 目的的地下水脆弱性图（比例尺为 1500，00 或 100。0000） 。岩溶地区地 下水脆弱性图。所选择的编图地区标准，风险评价，对地下水危害（污染） 确认。 报告附录 1 为联邦德国地下水脆弱性编图概念，基本情况，参数评价，土壤 参数以及有效田间持水量和 7 个实例介绍。 附录 2，介绍地下水脆弱性图编制评价过程 附录 3，介绍岩溶地区 脆弱性编图-EPK 方法 岩溶地区地下水脆弱性编图实用指南 （瑞士环境、林业及景观署编写） 用于岩溶地下水保护区。 白雄飞供稿 欧洲及周围邻国地下水水体研讨会欧洲及周围邻国地下水水体研讨会 会议地点联邦德国柏林 时间2005 年 10 月 25 日-26 日 BGR 与欧洲地质调查局邀请25个欧洲成员国及邻国的地质调查局60多专家 参加了研讨会。 在这次会议上对3个主题进行了讨论。这个3个主题分别是 主题1，地下水水体划界和分级 K.Kadunas作了拉脱维亚与立陶宛地下水水体划界方法； R. Schenk作了布兰登堡地下水水体与易北河流域； T. Walter作了萨尔兰地下水水体确认等报告。 主题2，地下水水质、水量状态 P. Crouzet作了欧洲水平模拟及统计的基于土地资源的评价； J.G. Fritsche作了天然背景值与阈值-欧洲BRIDGE项目。 主题3，监测策略及未来对测量与行动要求 G. Drhfer作了题为地下水水体对联邦德国地下水管理的意义报告； S.S.D. Foster作了题为超越地下水水体定义的报告-为管理而投资的相关问题 的报告。 主题4欧洲跨边界含水层系统 J. Chilton作了题为欧洲跨边界水评价报告； H. Strub, P. Winter作了题为欧洲跨边界含水层系统报告- WHYMAP系统论文。 在会议上得出5个结论，2个建议。 结论1地下水水体应该是地下系统内的地下水统一体。它们必须是如下情况 在水文地质（结构及构造）、水流条件、（水力）、特性（水质）方面尽可能 是统一的、均匀的。在水力相关性、水流系统（补给、排泄及年龄）方面与存 在水力联系的地表水水体是一致的。 结论2地下水水体划界需要一概念模型来完成并需要清楚了解水文地质边界条 件以便完成下述事项 1．支持对已同意的管理单元进行描述与划界； 2．满足监测要求； 3．满足水量状态管理要求； 4．满足水质状态管理要求； 5．促进调解与缓解措施的规划与操作。 结论3所介绍（划定）的欧洲各地地下水水体基于同样的标准，即 1．水文地地质边界； 2．地表水与地下水相互作用； 3．地下水高点（分水岭）； 4．地下水低点（河流，凹陷）。 需要协调一致的有关地下水水体信息系统来说明地下水水体的性质与跨边 界地下水水体。 结论4水文地质统一体有助于获得行政上与管理决策方面的相关知识、专家意 见、信息及数据。 柏林研讨会讨论结果 1．分析整理所需的一致数据以便促进数据与信息在各国间的可操作性； 2．建议欧洲采用共同的地下水类型学； 3．需要更多的补充数据（如，土地利用、排泄、水开发利用区域信息方面 的数据）。 结论5监测与评价必须同时进行。监测的目标应包括在监测计划内以明确一致 性与利用及生态状态之间的困难选择（要求不同的方法和数据集，发展合适的评 价方法）。 地下水监测应考虑地表水、人类活动。 对欧洲地质调查局的建议（1） 柏林地下水水体研讨会对欧洲地质调查局提出的建议 1．开发能够更好了解地下水水流与滞留时间的系统（尤其是大的、深的水流系 统）； 2．考虑因过量抽水与随之出现的压实对含水层的损害（影响）； 3．采取预防性、长期的措施来避免主要含水层系统免遭污染。 建议（2） 要求在天然环境条件下确认跨边界含水层，而非根据利用现状来确认。 要求对非正常的地下水系统（热水/火山活动，矿床，封闭盆地）进行调查。 要求根据对地下水背景成分定义与评价地下水自然电位， 研究评价至今未测量过 的含水层（对比测量盆地项目预测结果）。 在这次会议共展出了17块反映科学研究成果与10个多媒体科研报告。 它们的题目 及主要内容如下 展板1，阿尔巴尼亚地下水资源 主要内容阿尔巴尼亚地理位置，自然地理，地质条件，主要含水层，孔隙含水 层，岩溶含水层。阿尔巴尼亚岩溶含水层分布面积达6500平方公里，构成25 个水文地质构造单元。介绍了裂隙与孔隙含水层。阿尔巴尼亚地下水资源、开 采及总的地下水形势 1．总的可开采地下水资源量约130m 3/s； 2．城市与工业实际利用水量约11 m 3/s，所利用的约6.5 m3/s地下水抽自砾石含 水层，4.5 m 3/s来自岩溶泉水。 跨边界含水层阿尔巴尼亚与邻国共享3个主要含水层，1.Shkodra Lake岩溶区 含水层；2.Prespa 岩溶含水层；3.Vjosa河岩溶含水层。 存在的地下水问题自1990年以来，迅速发展的城市化及人口大量迁移造成新的 污染源。即使划分了地下水保护区，也没有起到预期的效果。新一代水文地质学 者培养没有得到应有的重视。 法规没有得到贯彻执行。 控制与监测工作没有跟上。 现有的地下水资源水文地质信息资料未能充分利用， 所以所打的钻孔往往不能有 效利用。 展板2克罗地亚DANUBE流域地下水体 用11副图及2张表对该地下水水体作了介绍 展板3爱沙尼亚水文地质图，比例尺1400，000 展板4确定地质成因背景值的自动Excel工具 展板5联邦德国下萨克森地下水水体综合概念模型 展板6联邦德国下萨克森地下水水体，编号36-05，水文地质与水文化学描述 展板7斯洛文尼亚地下水水体划界 展板8匈牙利主要地下水水体及其化学分析 展板9意大利Canera流域地下水与地表水相互关系监测与调查 展板10荷兰天然环境下区域分类方法 展板11瑞典地下水资源，瑞典含水层，欧洲水框架法实施报告 展板12奥地利地下水水体 展板13爱尔兰共和国地下水水体划界，主要内容地下水水体划界方法，第一 步，含水层划界及描述，第二步，地下水水体初步划界与描述，监测网设计等 展板14Shannon地下水水体划界 展板15欧洲跨边界含水层图 展板16欧洲含水层表 多媒体报告1欧洲地下水水体研讨会目标与动机 多媒体报告2欧洲地下水水体研讨会 多媒体报告3联邦德国萨尔兰地下水水体确认 多媒体报告4保加利亚地下水水体，地下水水体确认与划界 多媒体报告5联邦德国布兰登堡与易北河及奥德河流域地下水水体 多媒体报告6水框架法在波兰的实施 多媒体报告7波罗的海国家地下水水体划界方法 多媒体报告8欧洲跨边界地下水监测与评价 多媒体报告9欧洲跨边界含水层系统-WHYMAP系统论文，WHYMAP世界水文地质 图及评价项目 多媒体报告10天然背景值和阈值，欧洲BRIDGE项目 白雄飞供稿