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开发地下水 提高水安全 地下水测绘与地下水可持续管理 本白皮书内容 地下水测绘与水文地质建模的方法和工具 地下水资源政策与管理 投资地下水供水的益处及预防地下水问题 地下水与水资源综合管理密不可分 中欧水资源交流平台介绍及中丹地下水合作 绿色转型白皮书绿色转型白皮书 开发地下水，提高水安全 地下水测绘与地下水可持续管理 版本：2.0 首页图片 地下水勘探SkyTEM技术 关于本白皮书 本白皮书由丹麦反思水资源网络 (Rethink Water Network) 编制，项目由丹麦水资源论坛 (Danish Water Forum)与绿色国度 (State of Green)协调 完成。 反思水资源网络由60余家技术与咨询公司、水务公司、水组织及政府当局组成，旨在支持我们的国际合作伙伴与水同行，制定出最高效的 水资源解决方案。 技术主编 Geological Surveys of Denmark and Greenland (GEUS) 理查德汤姆森 Richard Thomsen rthgeus.dk Geological Surveys of Denmark and Greenland (GEUS) 弗纳索德加德 Verner Sndergaard vhsgeus.dk 撰稿人 Alectia 公司 弗莱明皮特森 Flemming Pedersen COWI 咨询 安德斯雷夫斯加德 Anders Refsgaard anrecowi.dk Danish Nature Agency 丹麦自然局 菲利普格林德佩德森 Philip Grinder Pedersen phgpenst.dk DHI 咨询 托尔斯滕瓦门雅克布森 Torsten Vammen Jacobsen EnviDan 公司 延森德尔波尔格 Jens Dyrberg jdnenvidan.dk GEUS丹麦及格陵兰地质调查局 理查德汤姆森 Richard Thomsen rthgeus.dk GEUS丹麦及格陵兰地质调查局 弗纳索德加德 Verner Sndergaard vhsgeus.dk I-GIS 公司 托本巴赫 Torben Bach tobi-gis.dk Rambll 咨询 皮特汤姆森 Peter Thomsen SkyTEM 勘探公司 费莱明艾佛索 Flemming Effers Aarhus Geophysics 奥胡斯地球物理研究所 安德里亚维佐利 Andrea Viezzoli Aarhus University 奥胡斯大学 安德斯韦斯特克里斯蒂安森 Anders Vest Christiansen anders.vestgeo.au.dk The Danish Nature Agency 丹麦自然局 亨瑞克迪斯 Henrik Dissing hedisnst.dk China Resources Management 中国资源管理 拉尔斯斯科夫安德森 Lars Skov Andersen ChinaRMmail.dk 本白皮书根据丹麦水资源论坛的皮亚克里（Pia Klee）为主编的原1.0和1.1版本所编制。 更多信息 如需获取本白皮书副本及其相关出版物，请通过联络绿色国度。 反思水资源网络, 丹麦水资源论坛 w w w .w h y m a p .o r g Groundwater resources in major groundwater basins in areas with complex hydrogeological structure in areas with local and shallow aquifers groundwater recharge (mm/a) very high high medium low very low 0220100300 Surface water w w w .w h y m a p .o r g Groundwater resources in major groundwater basins in reas with complex hydr geological s ructure in reas with local and shallow aquifers groundwat r recharge (mm/a) very high high medium low very low 0220100300 Surface water & Geography continuous ice sheet larg freshwater lake large sal water lake major iver selected city WHITE PAPER - GROUNDWATER MAPPING AND SUSTAINABLE MANAGEMENT | 3 国家战略投资计划 【 塞内加尔 】 塞内加尔和许多其它发展中国家一样面临着水资源危机。其沿海城市和首都达喀尔面临着因盐水入 侵而失去地下水供水的风险。塞内加尔的未来发展取决于是否在水利领域制有完善的发展战略，从而使 地表水和地下水资源的综合利用最优化。综合全3D水文模型的开发彻底改变了人们对塞内加尔复杂的地 下水系统的认知。为支持战略投资计划，塞内加尔对大力开发水资源的时机进行了分析确定，包括对社 会经济和环境影响的分析。该水文模型属于开创性的杰作，是当今世界上最大的水文和盐水渗透三维模 型之一，覆盖了整个塞内加尔。塞内加尔水资源管理和规划理事会已经制定了一个水资源综合管理行动 计划，这将帮助其水利改革做好充分的准备。（资料来源：COWI 咨询） 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 4 2. 测绘与水文地质建模的方法和工具 在丹麦政府为子孙后代保护地下水资源的 决心的促进下，丹麦目前已拥有了多项创 新的方法和工具，经证明能够有效地开展 大规模的地下水测绘。这些方法和工具包 括最新的地球物理测绘方法、唯一的地球 物理数据库、世界级的数据处理工具和协 议、以及创新的3D地质建模软件。这些 先进的方法和工具已经在全球范围内获得 了科学验证，并且通过测试和钻井探测仍 在不断地被改进。 通过两个数据源进行测绘 在世界上大部分地区，地下水测绘仅建立 在一个数据源的基础上，即钻井信息。然 而，由于钻井密度较低，基于此方法建立 的模型仍有许多不确定之处。在丹麦及少 数其它国家，地下蓄水层测绘使用了钻井 和地球物理测量法结合的方法。密集、大 规模的使用地球物理方法，特别是钻井探 测和航空电磁勘探一体化的工作流程，让 测绘结果更加准确、可靠。 在测绘整体地质概况时，钻井数据作用巨 大，但不可避免的是其密度低，且大部分 钻井很浅。空间密集型的地球物理测量法 可以用来创建水文地质模型的基底，而后 以战略要地的钻井探测来证实地球物理数 据。这一方法为把对地球物理数据的解读 转化为地质模型提供了关键信息。当两 种方法被同时使用时，两个 数据集的描述和建模能力 均能够得到加强。 电测法和电磁法均测量出电阻率与地下岩 性、电阻率与水盐度的高度相关性，使 其成效在各种地球物理方法中尤为突出， 因此，使用电磁法航空测绘，能够为流域 尺度的地下地质模型提供详细、全面的数 据。大面积使用航空勘探获得的数据密度 是地面勘探能够获得的好几倍，更是大大 高于钻井探测获得的数据密度。 瞬变电磁测量 丹麦开发的SkyTEM 系统，被认为是全世 界最好的航空瞬变电磁测量系统之一，也 是唯一专门为满足水文地质测绘对数据的 高质量要求而开发的系统。航空勘探方法 生成的数据集的横向密度较高。一般来 说，SkyTEM 系统会根据目标和地质的复 杂性，以100- 500米的平行间距进行飞 行探测。探测直径一般在20- 40米之间， 探测深度超过地表下300米。因此，基于 每平方千米数百个数据点的数据，该系统 的标准输出是从地表到地下300米的地下 3D示意图。 通过采用严格的协议对数据进行采集、处 理、转化和整合，获取构建水文地质模型 所需的定量地球物理结果。随SkyTEM 系 统一起开发的，还有一个名为“奥胡斯工 地下水模型 水文地质模型是对真实地质系统的简化描述。完美地复制整个地质系统是不可 能完成的，因为地质系统非常复杂。但是通过使用地质和地球物理勘探和钻井探测创 建一个简化的地下水模型，却能够有效地辅助地下水管理决策。输入的数据越详细、越精 确，地下系统的水循环和储水量的计算结果就越真实、越实用。（资料来源：GEUS 丹麦及 格陵兰地质调查局） GEUS 目前，航空数据抽样可以生 成详细的地下结构3D图片。 但是，正如大脑3D扫描图需 要专家进行详细分析一样， 为了充分了解地质情况，航 空地球物理学也需要专业人 员对数据进行分析和解读。 弗纳索德加德 研究地球物理学家 GEUS丹麦及格陵兰地质调查局 VERNER SNDERGAARD Research Geophysicist GEUS GEOLOGICAL SURVEYS OF DENMARK AND GREENLAND WHITE PAPER - GROUNDWATER MAPPING AND SUSTAINABLE MANAGEMENT | 5 美国某区域的航空勘探 在美国内布拉斯加州西部的普拉特河地区，由于农业灌溉的巨大用水需求，该地区急需地下和地 表水管理。多年来，美国地质勘探局负责发包和监督航空电磁数据的采集和处理工作。这项工作 的重要部分由丹麦的企业负责。示意图中的黑线表示在开展航空电磁勘探前预计的地下蓄水层基 岩的底部。通过勘探，开发了更准确的地下水模型，发现了之前未探测到的五百万立方米的地下 水。（资料来源：美国地质勘探局科学调查报告：2011-5219） 1350 1300 1250 1200 1150 1100 0 2 4 公里 冲积层钻井记录 粉砂岩钻井记录 南 北 蓄水层的新基 蓄水层的旧基 米 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 6 作台”（Aarhus Workbench）的数据处 理、转化和视觉化专用系统。 其它地球物理方法 为了完善模型，航空测量方法常常辅以地 震测量、核磁共振探测（MRS）等其它 测量方法。地震测量法可以弥补航空测量 方法无法获取的详细的结构信息；而核磁 共振探测可以直接测量含水量，并且可以 区分含盐地下水和重质黏土。 其它重要的测绘方法 地球物理数据通常会加以其它数据补充， 包括：新的钻井探测、泵测试、地下水水 头测绘、水测绘和土壤化学测绘等数据。 如果无法获得某一地区地下水系统的地质 结构的精确信息，则会采用钻井的方法； 泵测试分析能够提供关于地下水系统水文 地质结构的有用信息；系统的地下水水头 测绘则用于确定水流模式及多层含水层系 统与地表水系统之间的互动；以多个钻井 采集的水样为基础的地下水化学测绘数 据，不仅有利于保护地下水，还能够揭示 地下结构，从而有助于对其它来源数据的 解读。 建模 对于确定地下水保护区域，最佳水井位置 和可持续开采水平等问题，地质、水文地 质、水文及地下水化学模型必不可少。这 些模型是利用3D建模工具并结合航空测 量、地面地球物理测量和钻井探测获得的 数据而开发得出。这要求建模人员必须要 有专业的技能和丰富的地质建模经验，并 通晓地球物理数据、地质演进历程及岩石 和土壤的特性。为了协助模型构建，特别 开发了一个名为GeoScene3D的地质建模 软件。 从钻井探测、航空勘探，到处理和分析地 下水化学数据，直至最后建成模型，这是 个连续的、记录完整的、可反复追溯的过 程。成功的关键是在收集电磁测量数据到 生成地下水模型的整个工作流程中，始终 采用最高的技术水平，并且确保工作尽可 能的准确、透明和记录完整。 根据我们的经验，获取密集 准确的地球物理学数据，并 对其进行严格的处理，能够 为现有的水文地质知识体系 增加有价值的新信息，并且 藉此更好地管理水资源。 安德里亚维佐利 总监 奥胡斯地球物理研究所 ANDREA VIEZZOLI Director AARHUS GEOPHYSICS PROTECTING GROUND WATER, 2001 THE COUNTY OF AARHUS 562 564 566 568 572 576 Grundfr Mundelstrup Borum Sften Trige Sabro Hinnerup 1 km TEM - sonderinger -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 Tilst Elevation in metres Map based on 1400 TEM soundings Grundfr City The prequartenary clay surface 1 km Boring-60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 Elevation in metres Map based on 518 borings Grundfr Hinnerup Grundfr Trige Sften Sabro Mundelstrup City Tilst 测绘的精确度 本图展示了在丹麦某区域开展基于航空瞬变电 磁测量(TEM)的地球物理测绘前后，我们对地 下蓄水层结构的了解情况。图1 所示为完全基 于钻井探测而对地下蓄水层的了解。深蓝色表 示该区域地下蓄水层较厚；红色则表示该区域 没有地下蓄水层或地下蓄水层很薄。图2 为在 同一区域开展基于地面TEM的地球物理测绘后 所展示的情况。修正后的图示展现了明显不同 的地下蓄水层位置，而之后新的钻井探测证实 了这一情况。（资料来源：GEUS 丹麦及格陵 兰地质调查局） 图1 基于518 个钻井探测的地图 图2 基于1,400个瞬变电磁测量探测的地图 GEUS GEUS 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 7 第2步 借助奥胡斯工作台软件，地球物理学家 能够将SkyTEM的原始数据转化成准确、透明 和记录完备的3D地下电阻率模型，该模型亦 即地下水测绘项目的地球物理基础。这一软 件专为航空地球物理数据的水文地质应用而开 发，是独一无二的。它融合了应用数据处理和 建模协议工具，确保其运行成果符合地下水测 绘的质量要求。（资料来源：奥胡斯地球物理 研究所） 第1步 SkyTEM航空勘探系统通过对地下电阻率 的详细测绘，为丹麦和其它国家开展大规模地下 水资源测绘提供了巨大的帮助。该系统向地面传 输电磁信号，并将其回收到的信号转化成电阻率 模型。（资料来源：奥胡斯大学，水文地球物理 小组和GEUS丹麦及格陵兰地质调查局）。 2 1 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 8 第3步 完成对地球物理数据的处理和转化后，即可确定具体的地下结构。这一 步骤的任务是根据电导率的不同，确定不同的地层和结构。了解不同沉积物的 电气属性，对区分各种地球物理结构至关重要。该步骤高度依赖区域内钻井探 测获得的信息。一旦确定了结构，即可使用GeoScene3D工具进行地质建模。 （资料来源：GEUS丹麦及格陵兰地质调查局） Fig. 11 Miocene clay Miocene silt/sand Glaciotectonic complex Clay till Meltwater sand Glaciolac. clay Meltwater sand Saline groundwater Miocene clay Miocene silt/sand Clay till Meltwater sand Miocene silt/sand Saline groundwaterSaline groundwater Miocene clay Miocene clay Meltwater sand Miocene silt/sand? Glaciotectonic complex Paleogene clay Profile 2 Profile 1 South North West East 1 10 100 Resistivity m 1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000 19000 20000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 km km 第5步 地下水模型揭示了地质结构对地下水流 量的影响。地下水模型所需的所有信息从Geo - Scene3D软件直接输出到水文建模软件中。例 如，地下水流动路线的计算结果，完全取决于 地质模型中输入数据的质量，地下地质结构较 为复杂的地区尤为如此。此处的示例为呈锯齿 状的流域。（资料来源：GEUS丹麦及格陵兰地 质调查局） 第4步 GeoScene3D软件将航空和钻井数据 放在3D平台中进行核对。地质学家在与水文 地质工作者和水文化学家的合作下，已能够 为所研究区域开发一个地质模型。通过应用 MikeShe、 Modflow或 FeFlow等水文建模软 件，该模型可以用于计算地下水流量。（资料 来源：I-GIS公司） 4 5 3 资料来源：乔金森等，2012年：地质元素和盐度分布的跨界地球物理测绘对评估将来因海平面上升而引起海水侵蚀的重要性。水文和地球系统科学，1854-1862页。 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 9 3. 地下水资源政策与管理 为了获得最佳效益，长期规划时应将地下 水开采纳入其中，将可持续的地下水供应 摆上政治高度，并为其分配必要的资源。 在丹麦，公共和私人用户均必须为其所使 用的每立方米水支付 0.04欧元（每 1000 美制加仑为0 .2美元）。这为地下水测绘 和项目管理提供了资金。丹麦政府已指定 相关公共机构负责该项目，以确保地下水 测绘的成果能够发挥最佳作用，并且能应 用于更广泛的环境中。 执行与管理 在启动地下水测绘项目之前，必须先考虑 测绘结果将用于何处，以及将如何应用于 水资源管理。尤其重要的是为该项目的执 地下水测绘是实现稳定、持 续供水的第一步。但是，测 绘需要良好的数据收集和安 全的数据管理，更重要的 是，政府也必须持有保护地 下水资源的决心。 菲利普格林德佩德森 国家地下水测绘科主管 丹麦自然局 PHILIP GRINDER PEDERSEN Head of National Groundwater Mapping Division DANISH NATURE AGENCY 行管理提供必要的资源，以确保数据的收 集和解读并明确负责该项目执行管理的公 共机构。 国家数据库和标准 为了从勘探数据中得出必要的结论，数据 必须是有效、真实和准确的。国家数据库 对数据和成果的安全存储至关重要。如果 这些数据能够便于获取，它们在未来将有 很大的价值。数据的存储必须以记录完整 且连续的方式进行。统一现有的标准和准 则，而后参照执行，可以确保数据在进入 数据库之前的质量。 自 1998年启动国家地下水测绘项目起， 丹麦政府就一直高度重视数据安全。丹麦 系统验证 为了确保地球物理勘探设备运行适当，建立试验基地的意 义重大。丹麦航空和地面瞬变电磁测量仪器的国家试验基 地位于奥胡斯西部。SkyTEM系统定期在不同的海拔进行 测试和校准。测试结果将与地面瞬变电磁测量结果进行对 比，确保收集的数据始终保持高质。（资料来源：奥胡斯 大学，水文地球物理小组） 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 10 及 GEUS丹麦及格陵兰地质调查局已经为 所有地球物理数据、已有的和新的钻井数 据、水化学数据和水力数据建立了国家数 据库，并实施统一的标准和准则，保证了 原始数据的质量和可比较性。这对数据的 进一步处理非常重要。此外，也为地质和 水文地质模型及关于地下水测绘的所有报 告建立了数据库。为了让数据便于使用和 统一数据处理，丹麦还开发了一组高效的 集成软件。 地下水：政策先导 数据的有效使用是地下水测绘项目成功的 基本指标，但是仅仅解读数据是不够的。 地下水测绘的成果必须最终用于地下蓄水 公共机构、高等院校及咨询 公司之间的密切且专业的合 作意味着丹麦已发具备一流 的地下水可持续供应技术。 皮特汤姆森 项目经理与地球物理学家 RAMBLL 咨询 PETER THOMSEN Project Manager and Geophysicist RAMBLL 层的管理和保护。这要求将地下水安全 摆上更高的政治议程，并指派负责今后 测绘结果使用的行政单位。此外，还需 指定公共机构来监控测绘发现的地下水 资源，确保这些资源得到了有效的保护。 国家试点研究 【 泰国 】 2011年，在地下水资源部的领导下，泰国政府在曼谷以北约350公里的地区开展了一个试点研究项目。该研究项目旨在借助EnviDan、 SkyTEM勘 探、I -GIS等丹麦工程和软件公司，以及GEUS丹麦及格陵兰地质调查局就地质建模提供的技术援助、知识传授和培训，对1000平方公里的测试地 区进行地下蓄水层测绘。GEUS丹麦及格陵兰地质调查局还在提供和安装启用地球物理数据库方面给予了帮助。 WHITE PAPER - GROUNDWATER MAPPING AND SUSTAINABLE MANAGEMENT | 11 特定区域的测绘 【 马来西亚 】 在新技术的帮助下，从空中测绘水和矿产资源成为了可能。在东南亚的马来西亚， 航空技术被用于大型地下水地球物理勘探项目。该勘探项目在覆盖3 ,000平方千米 （ 1,100平方英里）的区域内，以间距30- 40千米（18 -25英里）的平行轨道共飞行 15,000千米（9 ,000英里）进行探测。多家丹麦企业共同参与了这个项目，分别负 责钻井、下井测井、水质测试、井田设计、地质和水文建模。探勘发现了一处可每天 产出 5亿升（1 .3亿美制加仑）地下水的潜在水源。（资料来源：SkyTEM勘探公司和 EnviDan国际公司） 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 12 除了地表水资源短缺这个明显的原因外， 使用地下水资源的一个重要原因就是与地 表水相比，地下水污染更少、水质更好， 需要的水处理也较少。但是地下蓄水层一 旦受到污染，则意味着昂贵的治理成本， 因此必须保护地下蓄水层不受污染。此 外，在许多地方的公共和商业领域使用地 下水则更经济，并且能够确保安全、稳定 的淡水供应。 延缓投资 对于那些以地表水资源为基础的供水公 司，补充地下水资源作为新的供应水源， 将带来潜在的经济收益。地下水资源的利 用能够让这些公司更好地进行长期规划， 还能够延缓对地表水基础设施的巨额投 资，或者确保更高级别的水安全。由于无 需建造水坝，地下水的处理方法也比地表 水的更简单、更便宜，也更易于增加供水 量。 4. 投资地下水供水的益处 满足行业需求 地下水测绘和地下水可持续管理让人们更 好地了解了水资源的可利用性，这是吸引 新企业和行业参与的关键因素。由于提高 了供水效率、改善了水质和供应安全，各 企业均能够从中获益。矿产、食品和饮料 行业及农业往往需要与其它行业或群体争 夺水资源。地下水或许是这一问题的解决 方案。同时，如果管理得当，地下水开采 对环境的影响也较小。上述各项均有助于 促进经济增长。 向当地合作伙伴传授知识 对当地业务合作伙伴而言，投资地下水测 绘和水资源可持续管理还带来了附加利 益，那就是新技术的引进。根据过往丹麦 与其它国家合作的经验，国际专家传授的 知识能为当地企业打造一个强大的平台， 有利于将当地水业务扩展到其它地区。 地下水可以成为工业生产 的稳定水源。若以可持续 的方式开发使用，地下水 资源将为经济增长和发展 做出积极的贡献。 延森德尔波尔格 项目经理 ENVIDAN 国际公司 JENS DYRBERG Project Manager ENVIDAN INTERNATIONAL 避免盐水入侵 【 越南 】 越南胡志明市的部分供水来自于地下水。由于 地下蓄水层深处出现了盐水，越南成立了一个 项目，邀请丹麦专家使用地面瞬变电磁测量 (TEM)技术开展地球物理勘探，找出淡水/盐水 分界面的深度，以避免盐水渗入抽水井。（资 料来源：ALECTIA公司） WHITE PAPER - GROUNDWATER MAPPING AND SUSTAINABLE MANAGEMENT | 13 地下水行动计划【 越南 】 越南针对高地中部的雷博克流域上游12, 300平方千米的区域制定了一项水资源行动计划，行动计划的一个关键目标是评估该区域 的地下水资源，探索使用地下水进行农业灌溉和城市供水的可能性。这项调查包括地质、水文地质和水文建模，一是评估该流域 变更种植的农作物对灌溉需求的影响；二是评估地下水资源的安全产水量，使地下水能够满足今后更大的用水需求。水资源行动 计划于1993 -1994年制定，并于1995 -1997年进行了修改更新。该行动计划为高地中部发展成为主要的咖啡种植地奠定了基础。 在 1997-2001年期间，实施了两个农村优先发展项目，这些项目旨在提高农村地区特别是贫困和少数民族地区的总体生活水平。 （资料来源：COWI 咨询） 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 14 Abstraction well B4 and monitoring well 99.257, Beder Metres above sea level 120 100 80 60 40 20 0 20 18 16 14 12 10 0 2 4 6 8 Sulphate mg/l Water level 1968 1973 1978 1984 1989 1995 2000 2006 2011 2017 Sulphate mg/l Ground water level Sulphate content Guide value 50 mg/l Max. admissible value 250 mg/l Source: Aarhus Water, GEUS. 5. 预防地下水问题 只要有一点污染和/或采用不均衡的开采 方法，就会导致地下水资源遭受永久性的 损害。通过精确的地下水测绘、地下水可 持续管理，并结合水资源综合管理，能够 预防或解决部分重大问题。 以下为主要难题及它们的解决方法： - 通过测绘淡水与地下水的分界面和探测 出沿海地区之前未发现的地下淡水蓄水 层，能够预防盐水入侵。 - 地面沉降发生在城市里是非常危险的， 将地下水资源的开采转移到城市外可以 避免这个风险。这要确保井田位于较偏 远地区或不容易发生地面沉降的地区。 - 即便是地下水，水质差也是一个问题。 地下水测绘能够帮助针对水井的位置和 伴随着地下水开发而产生 的问题通常可以通过准确 的地下水测绘和可持续管 理来解决。 弗莱明皮特森 部门经理与地球物理学家 ALECTIA 公司 FLEMMING PEDERSEN Head of Department, Geophysicist ALECTIA 可持续产量【 丹麦 】 丹麦贝泽一处水泵站的抽水量最初是通过对钻 井数据进行传统的水文地质分析并结合短时抽 水试验计算得出的。这些方法无法充分揭示地 下蓄水层动态变化的复杂性，导致水泵站的抽 水量被高估。从1968年水泵站开始抽水后， 地下水位下降了10米，硫酸盐浓度也增加了。 基于先进的地球物理测绘和3D水文建模，估 算的可持续产量在1990年下降了35 %。目 前，地下水位已经恢复到可持续水平，硫酸盐 含量也保持稳定。（资料来源：GEUS 丹麦及 格陵兰地质调查局） 深度做出更好的决策，使其远离污染物 和有害的自然化学物。 - 即便此前水井的产量令人失望，改良后 的测绘能够帮助更好地选择水井的位置 并发现好水井的产出潜力。 - 在过去，地下水资源的不当管理可能造 成了严重的问题。更好地了解地下蓄水 层为实现必要的管理体系奠定了基础。 - 如果现有的水井正面临着水质恶化，地 下水测绘和建模可以提高人们对这个状 况的认识，为今后地下水资源的可持续 开采创建一个平台。 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 15 行的解决方案。然而，除非采取了充分的 预防措施，否则人工补给地下水有可能污 染地下蓄水层的风险。 综合规划与管理 水资源综合管理，简称为IWRM ，是广为 认可的水资源规划和水资源管理框架。这 一框架鼓励多部门、领域合作，共同致力 于流域治理和分享水资源。地下水开发和 开采必须在这个整体背景下进行考量。全 球水资源合作组织于 1996年为推广水资 源综合管理而成立，在它看来水资源综合 管理“促进了水资源、土地和相关资源的 协调开发与管理，以公平且不损害重要生 态系统平衡的方式，最大化经济和社会效 益”。这要求更加协调地开发和管理土地 与水资源、地表水与地下水、江河流域及 其临海地、海洋环境及其上下游利益。然 而，水资源综合管理不仅仅是管理物质资 源和制定恰当的管理手段，还包括（i ） 营造一个有利的环境，包括支持政策、立 地下水是水文循环的重要组成部分。地下 水与地表水相互连接并构成同源。因此， 地下水和地表水必须在流域地区被共同管 理。评估地下水消耗时，必须同时评估其 对地表水（例如：湿地和河流耗损）和地 下蓄水层的影响。 此外，由于地下水抽取改变了地下蓄水层 与地表水水体之间的流动，河流三角洲和 沿海地区盐水入侵的风险也随之增加。地 下水保护和污染控制也与地表活动及土地 使用管理息息相关。 确保地下水可持续利用 要对地下蓄水层的补给作出可靠的估计， 必须具备地质模型和评价分布的水文地质 特性，同时考虑地表水与地下水之间的相 互影响。平衡地下水补给和地下水抽取是 地下水可持续利用的关键。在缺水、干旱 环境中，在农场或含水层储水和回采区域 （ ASR）进行人工补给地下水也许是个可 6. 地下水与水资源综合管理密不可分 地下水可持续开发 平衡地下水补给和消耗的可持续管理示意图 （选自地下水可持续开发，K .M.西斯库 克、M.O.瑞维特与R.M.戴维森，2002年）。 人工补给 （灌溉损失，废水返还） 天然补给 （过量降雨，地表渗水） 合水层储水 （地下水资源) 地下水可持续发展 间接补给 （弱透水层泄漏，跨层流体） 发展用水 （农业与工业） 环境用水 （泉水，地表水，湿地，海岸带） 人类用水 （饮用水和卫生设施，民生） 经济效益 人类效益环境效益 地下水资源能够在大面积范 围内开采，满足当地需求和 减轻负担。在一个健康的地 下蓄水层中，地下水可以零 成本远距离输送，并且无蒸 发损失。然而，平衡补给量 和开采量至关重要。 安德斯雷夫斯加德 项目和市场总监 COWI 咨询 ANDERS REFSGAARD Project and Market Director COWI 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 16 法框架、具有吸引力的融资和激励机制， 和（ii ）明确公共机构的作用，包括设立 公共机构和构建其组织能力。简而言之， 水资源综合管理是一个合理的、吸引人的 概念，它是建立在水资源的各种消耗都相 互依存的观念的基础上。 避免不可持续的方法 在许多国家，由于地表水资源过度开采 和污染，对地下水的需求日益增加。随 着地下水水位下降，水井越挖越深，地下 水的开采不断加剧。水资源利用的不平衡 性和不可持续性迹象在干旱年份开始变得 明显，枯竭的水井、河床和湿地都是征兆 之一。持续开采加上低自然补给率，最终 将导致地下蓄水层需要几十年才能恢复。 由于抽水的成本随着深度加深而增加，可 以选择将井田转移到新发现的地下蓄水层 和投资输水管道。然而，这样做的结果往 往效率低下或者供水成本高昂，从而给生 产和生活带来深远的影响。 由于气候变化的影响，水资源短缺、供 水压力和不安全的供水将越来越频繁地 出现。不断攀升的人口压力也强调应对当 前问题和设想未来情景的必要。以可靠的 知识为基础，开展恰当的地下水管理、监 控和制定相关规章制度是解决方案的一部 分。认识到水资源的综合性质，有助于长 期保护水资源和确保对供水基础设施的投 资。 水资源综合管理 【 中国 】 在中国潍坊市和烟台市之间的东部沿海地区，地下水供应正面临着巨大的威胁。不可持续地抽取地下水导致水量和水质出现了严重问题，并对该 地区经济发展和环境带来了负面影响。近几十年来，海水不断地入侵地下蓄水层。目前，地下蓄水层盐度上升的情况已经扩展到距离海岸线10千 米以外的地区。当地曾尝试从地表水水库引水来人为地提高地下水补给，但仍无法有效地恢复淡水与盐水的交界线。为此，当地实施了一个水资 源综合管理项目，并分析了管理可能产生的不同效益。分析结果显示，在当前水平上将补给和抽水水平调整25 %，即可有效阻止盐分渗入，从而 避免井田里的高盐度。在该项目中，DHI公司开发的MIKE系列软件是集成地表水和地下水建模以及评估地下水资源及其影响的重要工具。通过使 用FELOW、MIKE SHE和MIKE11软件，DHI公司的综合管理建模概念得以实施。（资料来源：DHI咨询） 农业和工业的用水需求的 日益增长给淡水资源带来 了巨大的压力。水资源综 合管理计划必须将地下水 开发纳入其中。 托尔斯滕瓦门雅克布森 水文学家 DHI 咨询 TORSTEN V. JACOBSEN Hydrologist DHI WHITE PAPER - GROUNDWATER MAPPING AND SUSTAINABLE MANAGEMENT | 17 白皮书 地下水测绘与地下水可持续管理 | 18 CEWP的一个重要特色在于其共同领导水 平，目前有9 个水资源管理领域的重点合 作项目都在良好运行中。 丹麦领导了两项合作，其一是与中国山东 省在地下水领域的合作，其二是与中国 城市规划研究院在城市用水方面的合作。 因此，CEWP具备双向结构，结合了中国 和欧盟之间的总体政策对话，以及在实地 对合作活动进行创新、分析并建议新政 策。CEWP在管理，研究和商业三大核心 支柱内运营，运用连贯全面的方法来应对 水资源管理的挑战。 中欧水资源交流平台 中欧水资源交流平台（CEWP）成立于 2012年 3月并由中华人民共和国水利部部 长陈雷与代表欧盟成员国的时任丹麦环境 部长伊达奥肯女士签署联合声明后正式 启动。 2012年 7月，为期5 年的中国-欧盟河流管 理项目完成后，CEWP被发起作为中欧之 间就水资源管理经验进行高层政治对话和 经验交流的平台。CEWP这一合作模式标 志着中国和欧盟之间的合作模式由单一依 托欧盟提供资金发展援助，转变为双方共 同出资，开展互惠互利的活动。 CEWP的活动由秘书处协调，秘书处联合 了代表欧盟方面的丹麦自然署和代表中方 的中国水利部。 7. 中欧水资源交流平台与 中丹水合作伙伴关系 地 下 水 灌 溉 水 与 能 源 小 规 模 水 电 流 域 管 理 水 质 生 态 重 建 洪 涝 风 险 管 理 城 市 用 水 中欧水资源交流平台 政治对话 中欧水资源交流平台在成立 后的短短几年之内就已成为 中国和欧洲在水资源管理领 域开展对话的重要平台。期 间对话方汇集了商界、研究 机构和政府部门，更重要的 是，平台将众多支柱整合成 连续一体的项目。在中欧水 资源交流平台之内，丹麦做 出了巨大的贡献，尤其是承 担了地下水管理和城市水资 源综合管理两个专题对话的 责任。 亨瑞克迪斯 欧盟秘书处负责人 中欧水资源交流平台 Henrik Dissing Head of European Secretariat China Europe Water Platform 政府政策交流 政治策略 重点挑战 政府优先事项 框架 资金 政治目标 成果、提案、技术交流 商业机会 跨领域机遇 商务人士、科研人员 水资源管理人员 以难题为基础的 切实合作伙伴关系 WHITE PAPER - GROUNDWATER