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水文地质工程地质技术方法动态 2010年1-2期
6.1评估并确认含水层储量允许的地下水开采量
前面提到，将MOS地区划分为不同的水文地质区域（图1），每个区域都有类似的压力变化。从而，储量的变更可以与每个区域的典型代表点的压力演变进行比较。为获得该结果，在每个区域选择一个最具有代表性的压力计，将压力变化与利用前面描述过的方法算得的地下水开采总量进行比较（图5）。
在只有降雨入渗才会发生侧向补给的水文地质分区内，上述结果忽略侧向补给后，水文地质分区有很高的相关性；相关性表明，地下水开采控制压力水平（及水储存量）变化的比例达95%以上（图. 5c–e）。然而，在某些分区内还存在其它方式的补给（侧向补给，北部和中部地区的地表水入渗补给），地下水开采量仅占压力水平变化的60-80%（图5a，b）。
值得注意的是，从2001年开始，Εl Salobral-Los Llanos区域地下水开采量与压力水平变化的相关性非常小，这是客观原因造成的。实际上，从2001年开始，该区就开始利用地表水代替地下水灌溉，对Albacete城市的用水供应也改成地表水。
6.2 研究费用
本次地下水开采量定量研究过程当需要经费支持。理想状况下，每年需要购置16景卫星影像以覆盖MOS地区农作物的所有生长期（7，260km2），监测和计算该地区农民使用的地下水量时需要野外技术员及实验室技术员。为实现这些工作该系统需0.1 Mε/年，该数额与使用其他方法计算所需成本额形成鲜明对比。
7 结论
本文介绍了一种精确、客观且低成本的监测及计算地下水开采量的方法，该方法适用于半干
旱气候下的作物灌溉用水以地下水开采为主的广阔含水层集中区域。自1982年至2006年在面积为7,260 km2的灌溉作物区应用了这种方法，在此期间，灌溉作物面积约增长了200km2。随着灌溉面积加，农业地下水开采量也不断增大，在一些年份甚至超过了500 Mm3。
为检验该方法，仔细分析作物分类精度及每种作物的生长需水量。获得的结果（在定义完研究区的水文地质特征及分离利用地表水灌溉的作物之后）与含水层储量值（水压力线）变化进行对比。在单独的水文地质单元内，地下水开采总量占含水层总量变化的95%以上。
为验证分散在MOS地区的实验区作物分类，进行野外调查工作。灌溉区及非灌溉区的辨别误差小于1%，野外观察的作物类型与利用遥感技术获的结果一致性超过96%。利用影像分类结果计算的作物面积精度控制在一个像元之内。
在每个研究区的实验区野外测量结果表明，理论值与用于每种作物的水量实际值存在差异。因此需要利用适当的系数（Cc）对理论值进行校正，使之与地下水开采量实际值相符。通常，春季灌溉作物的校正系数为1.45，夏季灌溉作物的校正系数为1.20，春夏季灌溉作物的校正系数为
1.29。而同一年内的校正系数也存在差异，春季灌溉作物差异值为0.57，夏季灌溉作物该差异值为0.18，春夏季灌溉作物差异值为0.41。所有的这些数据表明，地下水实际开采量比理论水需求量高出21%，换个说法，即灌溉效率为79%。
利用该方法计算的地下水开采量比传统的直接方法精度高，而经济成本比采用直接方法的费用低60倍，（水流计及能量消耗数据），在500 km2的灌溉范围内约合1ε/ 0.01 km2。成果可以用于管理规划以及调节半干旱气候含水层延伸很广地区的地下水开采，在这些地区，直接方法由于大面积扩展和密集使用的经济成本而不适用。