Mapgis在地下水功能区划分中的应用

程天舜

(广东省深圳市水务规划设计院，广东 深圳 518008)

地下水资源是重要的供水水源，也是维系区域生态环境的要素。为加强地下水资源管理，合理开发利用和有效保护地下水资源，根据《中华人民共和国水法》的有关规定，根据水资源综合规划编制工作总体安排，开展地下水功能区划定工作。

1 地下水功能区划分体系

以地下水主导功能为基础，划分地下水功能区;根据地下水功能区的主导功能，兼顾其他功能要求，确定各功能区维系供水安全的水位、开采总量控制指标和水质保护目标。

地下水一级功能区划分为开发区、保护区、保留区3类，主要协调经济社会发展用水和生态与环境保护的关系，体现国家对地下水资源合理开发利用和保护的总体部署。地下水二级功能区主要协调地区之间、用水部门之间和不同地下水功能之间的关系。地下水功能区划分体系见表1。

表1 地下水功能区划分体系

2 地下水功能区划分依据

地下水功能区划分的主要依据包括:地下水补给条件、含水层富水性及开采条件、地下水水质状况、生态环境系统类型及其保护的目标要求、地下水开发利用现状、区域水资源配置对地下水开发利用的需求、国家及省对地下水资源合理开发利用及保护的总体部署等。

2.1 开发区

开发区指地下水补给、赋存和开采条件良好，地下水水质满足开发利用的要求;当前及规划期内(2030年，下同)地下水以开发利用为主且在多年平均采补平衡条件下不会引发生态与环境恶化现象的区域。开发区应同时满足以下条件:①补给条件良好;多年平均地下水可开采量模数不小于2万 m3/a·km2;②地下水赋存及开采条件良好;单井出水量不小于10 m3/h;③地下水矿化度不大于2g/L;④地下水水质能够满足相应用水户的水质要求;⑤多年平均采补平衡条件下，一定规模的地下水开发利用不引起生态与环境问题;⑥现状或规划期内具有一定的开发利用规模。

按地下水开采方式、地下水资源量、开采强度、供水潜力和水质等条件，开发区划分为集中式供水水源区和分散式开发利用区2类二级功能区。

2.2 保护区

保护区指区域生态与环境系统对地下水水位、水质变化和开采地下水较为敏感;地下水开采期间应始终保持地下水水位不低于其生态控制水位的区域。保护区划分为生态脆弱区、地质灾害易发区和地下水水源涵养区3类二级功能区，对于面积较小的地下水二级功能区，可考虑与其它地下水功能区合并。

2.2.1 生态脆弱区

指有重要生态保护意义且生态系统对地下水变化十分敏感的区域，包括于旱半干旱地区的天然绿洲及其边缘地区、具有重要生态保护意义的湿地和自然保护区等。

2.2.2 地质灾害易发区

指地下水水位下降后，容易引起海水入侵、咸水入侵、地面塌陷、地下水污染等灾害的区域。

2.2.3 地下水水源涵养区

指为了保持重要泉水一定的喷涌流量或为了涵养水源而限制地下水开采的区域。

2.3 保留区

保留区指当前及规划期内由于水量、水质和开采条件较差，开发利用难度较大或虽有一定的开发利用潜力但规划期内暂时不安排一定规模的开采，作为储备未来水源的区域。保留区划分为不宜开采区、储备区和应急水源区3类二级功能区。对于面积较小的地下水二级功能区，可考虑与其它功能区合并。

2.3.1 不宜开采区

指由于地下水开采条件差或水质无法满足使用要求;现状或规划期内不具备开发利用条件或开发利用条件较差的区域。

2.3.2 储备区

指有一定的开发利用条件和开发潜力，但在当前和规划期内尚无较大规模开发利用活动的区域。

2.3.3 应急水源区

指地下水赋存、开采及水质条件较好;一般情况下禁止开采，仅在突发事件或特殊干旱时期应急供水的区域。

3 Mapgis在地下水功能区划分的应用

Mapgis软件是由中国地质大学(武汉)自主研发的地理信息系统，具有优秀的地图输入、编辑、输出和强大的空间分析功能。

地下水功能区划分可先采用 Mapgis的绘图功能，将地下水功能区划分中的单个划分指标绘制分区图，包括:地下水可开采模数分区图、地下水水质等值线图、地下水单井涌水量等值线图、地质灾害易发性分区图等，然后采用 Mapgis空间分析技术，将单一划分指标分区进行叠加，综合确定研究区的地下水功能区划分，并与相关的规划成果进行协调，形成最终的功能区划图。

如图 1，单一指标分区如 I、II所示，I表示研究区受某一因素影响，分A、B两个区;II表示研究区受另外单一因素影响，分 a、b、c三个区;图 III表示量单一指标分区的叠加，表明由于两个指标的作用，研究区形成了6个不同影响因素左右的分区，即形成了6个不同的动态类型分区。

图1 单一划分指标空间分析示意图

4 实例应用

4.1 研究区概况

深圳市位于广东省中部沿海，西连珠江口伶仃洋，与珠江三角洲相望;南隔深圳河，与香港特区九龙新界接壤;东临大亚湾，与惠东县的平海半岛相望;北与东莞、惠阳接壤。深圳市可分为四个地貌带，即平原台地地貌带、丘陵谷地地貌带、海岸山脉地貌带和半岛海湾地貌带。

4.2 研究区地下水概况

深圳市地下水资源主要受降雨补给。全市地处温暖潮湿的亚热带气候区，气候湿润多雨，水系发育，地下水补给源充足，补给期长，径流短促，排泄多向，地下水与地表水关系密切，相互转化明显，具有较强的可调节性，可作为本地区供水的辅助水源。

4.3 研究区地下水功能区划分

4.3.1 全市地下水单井出水量等值线图

根据收集全市地下水钻孔(水井)抽水试验资料，绘制了全市地下水单井出水量等值线图(图2)。

图2 全市地下水单井出水量等值线图

4.3.2 全市地下水矿化度等值线图

通过分析已有的水化学资料，绘制了地下水矿化度等值线图(图3)。4.3.3 全市地下水可开采模数分区图

图3 全市地下水矿化度等值线图

通过对全市地下水资源可开采量计算求得了地下水资源可开采模数，并绘制了全市地下水可开采模数分区图(图4)。

图4 全市地下水可开采模数分区图

4.3.4 全市地质灾害易发性分区图

通过收集和分析资料可知，深圳市主要地质灾害易发区为:西部滨海海水入侵区、东部滨海海水入侵区、龙岗岩溶塌陷易发区、坑梓岩溶塌陷易发区、坪山岩溶塌陷易发区等。绘制了全市地质灾害易发性分区图(图5)。

4.3.5 全市地下水功能区划图

根据上述指标分区图在空间上进行叠加(应用Mapgis软件强大的空间分析功能)，形成全市地下水功能区划图(图6)。

图5 全市地质灾害易发性分区图

根据功能区划分成果，将全市地下水划分为:1个集中式供水区，6个分散式开发区，生态脆弱区2个、18个地质灾害易发区、27个地下水水源涵养区，8个不宜开采区、4个储备区、3个应急水源区。

5 结语

地下水功能区划是地下水开发利用规划的前提和基础，本文利用国内自主研发的地理信息系统(Mapgis)对功能区划的评价指标进行单指标分区图件绘制，然后利用Mapgis软件空间分析功能进行评价指标叠加，完成了评价区功能区划分。

图6 全市地下水功能区划图

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［2］R. Tsang＆ P. A. Witherspoon. Steady State Flow in Rigid Networks of Fracture. Water Resources Research，1974.10(2)，pp328～335.

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