收稿日期：２００７－１１－１５；修订日期：２００７－１２－２６科技项目：国家重点基础性研究项目（编号：２００６ＣＢ４０３４０１）和国家科技支撑计划项目（编号：２００７ＢＡＤ６９Ｂ０２）资助。
作者简介：张光辉（１９５９－），男，研究员，博士生导师，从事区域水循环演化和地下水可持续利用研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：Ｈｕａｎｊｉｎｇ＠ｈｅｉｎｆｏ．ｎｅｔ地质通报ＧＥＯＬＯＧＩＣＡＬＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＣＨＩＮＡ第２７卷第６期２００８年６月Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．６Ｊｕｎ．，２００８１问题的提出地下水不仅是水资源的组成部分，也是生态和地质环境不可缺少的要素。
由于区域地下水位持续下降，西北内陆地区的生态环境急剧退化［１］，华北平原出现了严重的地面沉降等环境地质问题［２］。
因此，如何实现人与自然和谐理念条件下的地下水可持续利用，已成为２１世纪地下水科学研究的热点课题［３－１０］。
地下水可持续开采量和地下水功能评价都试图解答上述问题，近年来备受关注［４－１７］。
地下水可持续开采量与地下水功能评价的关系张光辉，严明疆，杨丽芝，刘中培ＺＨＡＮＧＧｕａｎｇ－ｈｕｉ，ＹＡＮＭｉｎｇ－ｊｉａｎｇ，ＹＡＮＧＬｉ－ｚｈｉ，ＬＩＵＺｈｏｎｇ－ｐｅｉ中国地质科学院水文地质环境地质研究所，河北石家庄０５００６１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＧｅｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００６１，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ摘要：针对中国北方地下水评价中偏重资源而对地下水的生态功能和地质环境功能重视不足的问题，立足于流域尺度的地下水循环系统和地下水的自然属性，突出协调综合发挥地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能的目标，从地下水可持续开采量与地下水功能的理念基础、评价原则和评价机理３个方面探讨二者的内在关联性，认为它们同源于人与自然和谐的理念，都以流域尺度的地下水循环系统为研究主体，以保护生态与地质环境为目标，彼此相互促进和相互支撑。
地下水功能评价是合理确定地下水可持续开采量的充分条件，地下水可持续开采量的合理确定是实现地下水功能评价目标的必要条件；如果二者缺一，则地下水的生态功能或地质环境功能难以得到有针对性的保护。
关键词：地下水功能；可持续开采量；生态与地质环境约束；互相支撑；综合效益最佳中图分类号：Ｐ６４１．８文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－２５５２（２００８）０６－０８７５－０７ＺｈａｎｇＧＨ，ＹａｎＭＪ，ＹａｎｇＬＺ，ＬｉｕＺＰ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｙｉｅｌｄａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｓ．ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆＣｈｉｎａ，２００８，２７（６）：８７５－８８１Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｓｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ，ｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｓｐａｉｄｔｏｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｗｈｉｌｅｌｅｓｓｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｉｓａｔｔａｃｈｅｄｔｏｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ．Ｉｎｒｅｇａｒｄｔｏｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍａｎｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｃｉｒ－ｃｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｎａｃａｔｃｈｍｅｎｔｓｃａｌｅａｎｄｎａｔｕｒａｌａｔｔｒｉｂｕｔｅｓｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｅａｎｄｇｉｖｅｐｌａｙｔｏｔｈｅｒｅ－ｓｏｕｒｃｅｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｙｉｅｌｄａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｔｈｅｉｒｃｏｎｃｅｐｔｓ，ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｃｈａ－ｎｉｓｍ．Ｉｔｉｓｔｈｏｕｇｈｔｔｈａｔｔｈｅｙｏｒｉｇｉｎａｔｅｆｒｏｍｔｈｅｓａｍｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｈａｒｍｏｎｙｂｅｔｗｅｅｎｍａｎａｎｄｎａｔｕｒｅ，ｔａｋｅｔｈｅｃａｔｃｈｍｅｎｔ－ｓｃａｌｅｇｒｏｕｎｄ－ｗａｔｅｒｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔａｎｄｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｓｔｈｅｔａｒｇｅｔａｎｄｐｒｏ－ｍｏｔｅａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｅａｃｈｏｔｈｅｒ．Ｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｉｓｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｒａｔｉｏｎａｌｌｙｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｕｓ－ｔａｉｎａｂｌｅｙｉｅｌｄａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｙｉｅｌｄｉｓｔｈｅｐｒｅｒｅｑｕｉｓｉｔｅｆｏｒａｃｈｉｅｖｉｎｇｔｈｅｔａｒｇｅｔｏｆｇｒｏｕｎｄ－ｗａｔｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｓ．Ｉｆｏｎｅｏｆｔｈｅｍｉｓｌａｃｋｉｎｇ，ｔｈｅｎｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｐｒｏｔｅｃｔｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｒｇｅｏ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｗｉｔｈａｃｌｅａｒａｉｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｙｉｅｌｄ；ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｏｆｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ；ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｅａｃｈｏｔｈｅｒ；ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｂｅｎｅｆｉｔ・水文地质・环境地质・工程地质・地质通报ＧＥＯＬＯＧＩＣＡＬＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＣＨＩＮＡ２００８年自１９１５年Ｌｅｅ［１８］提出地下水可开采量（又称允许开采量（ｓａｆｅｙｉｅｌｄ））的概念以来，经过Ｍｅｉｎｚｅｒ［１９］、Ｃｏｋｌｉｎｇ［２０］、Ｂａｎｋｓ［２１］、Ｓｕｔｅｒ［２２］和Ｚｅｉｚｅｌ［２３］不断完善和明确其“在经济、技术合理，不破坏原来水质、不产生不良环境后果前提下可以从地下含水层系统中抽取的水量”的理念［１］，在２０世纪７０—９０年代被广泛应用。
但是，近３０年来仍然出现了诸多与大规模开采地下水相关的生态和地质环境问题，例如地下水位降落漏斗的范围不断向纵深拓展，导致许多地区生态环境退化、地面沉降、海水入侵地下淡水系统等问题日趋严重。
Ｆｒａｎｓ等［４］的研究表明，即使实际开采量远低于允许开采量，也会发生同样的生态或地质环境问题。
因此，近年来有关地下水可持续开采量及其功能评价的研究日益深入，但是二者之间是什么关系尚无人探讨，这是需要阐明的问题，它对于地下水的可持续利用研究具有积极的促进作用。
本文从它们的理念基础、评价原则和评价机理３个方面进行了探讨，并阐明了二者相互促进的内在关系。
２理念基础的关联“可持续开采量”（ＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＹｉｅｌｄ）是指具有一定补给来源和储存能力的地下水系统，在遵循自然水循环规律和地下水流动原理（如水量均衡）的基础上，不超过多年平均补给量且保证地下水系统能够及时达到新的平衡条件下的可开采量，它不挤占维持生态和地质环境稳定所需的水量。
它的实质是在生态与环境承载力允许的条件下可以永续开采的地下水量，其可开采量在经济、技术合理理念下进一步突出了生态和环境保护的目标，强调在生态和地质环境友好模式下的地下水可利用量［２－６］。
“地下水功能”（ＧｒｏｕｎｄｗａｔｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）是指地下水的质和量及其在空间、时间上的变化对人类社会和环境所产生的作用或效应，主要包括地下水的资源供给功能（简称资源功能）、生态环境维持功能（简称生态功能）和地质环境稳定功能（简称地质环境功能），它们共存于由水量、水质、水动力流场和含水介质体（地层）耦合构成的地下水系统中，彼此依存，相互制约，任一功能被过度强化（利用）都会引起其他功能的响应变化。
地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能是统一的有机整体，它们各自的承载力有限，具有区位特征，它们的综合可利用性也是有限的，不仅与地下水系统的埋藏条件、补给、径流、排泄条件密切相关，还与当地的降水、蒸发、地形地貌和地质构造控水状况有密切的关系［９］。
地下水的资源功能（ＧｒｏｕｎｄｗａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅ－ｆｕｎｃｔｉｏｎ，记作Ｂ１）是指具备一定的补给、储存和更新条件的地下水资源的供给保障作用或效应，具有相对独立、稳定的补给源和水的供给保障能力。
地下水的生态功能（ＧｒｏｕｎｄｗａｔｅｒＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＦｕｎｃｔｉｏｎ，记作Ｂ２）是指地下水系统对陆表植被、湖泊、湿地或土地质量良性维持的作用或效应，如果地下水系统发生变化，则生态环境出现响应的改变。
地下水的地质环境功能（ＧｒｏｕｎｄｗａｔｅｒＧｅｏｌｏｇｉｃＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＦｕｎｃｔｉｏｎ，记作Ｂ３）是指地下水系统对其所赋存的地质环境的稳定性具有支撑和保护的作用或效应，如果地下水系统发生变化，则地质环境出现响应的改变［９］。
无论是地下水可持续开采量，还是地下水功能评价，都是试图针对由于区域地下水位不断下降引发的生态和地质环境问题，寻求一种规范人们开发利用地下水行为的科学依据，使人类活动更符合自然规律，达到提高生产、生活用水过程中保障生态和地质环境安全的能力，出发点完全一致。
从图１可以看出，地下水可持续开采量和地下水功能评价的主体是相同的，都处于气候变化和生产、生活及生态耗水的影响圈层之下，面对如何实现地下水的资源功能、生态功能和地质环境功能在和谐条件下的可持续利用，同时它们都力求实现人类活动与地下水功能状态之间和谐友好。
在这一系统图１地下水各功能之间及其与外部影响因素的关系Ｆｉｇ．１Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｖａｒｉｏｕｓｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｉｒｅｘｔｅｒｎａｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓ８７６第２７卷第６期图２华北地下水补给量、开采量与降水量之间的关系Ｆｉｇ．２ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｅｃｈａｒｇｅａｎｄｐｕｍｐａｇｅｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａ中，气候变化是不可调控的变量，它不仅影响一个地区地下水的补给量，还影响人类的用水强度和规模（图２）。