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本文针对海河南系平原浅层地下水水位变化引起的耗能增加问题开展研究。在研究机理层面，分析了影响地下水开采耗能的不同因素。在方法层面，利用基于单井抽水耗能理论公式，推导了浅层地下水开采耗能计算公式。利用GIS技术研制了海河南系平原不同时期浅层地下水耗能空间分布图。
利用不同时期浅层地下水流场的演化特点，结合GIS技术方法，对典型年份(1964年、1984年和2001年)地下水开采储存量变化计算。得出1984年和2001年海河南系平原浅层地下水储存量减少分别为175.66×108m3和384.87×108m3，年均减少量分别为8.78×108m3和10.40×108m3。并分析了不同时期地下水开采中工业、农业和城市生活用水对地下水变化的贡献作用。
利用不同时期地下水位数据和区域地下水开采耗能计算公式，对典型年份(1964年、1984年和2001年)地下水开采耗能及耗能差值进行量化计算和比较分析，分析获得20世纪60年代以来该地区地下水位下降导致开采耗能大幅度增加态势和分布格局。计算出研究区三个不同时期浅层地下水水位降深1m时，对应开采耗能分别为0.16×108kW·h，0.65×108kW·h和1.20×108kW·h，从区域上量化了地下水水位下降引起的地下水开采耗能问题。
结合已经实施的南水北调工程，研究了不同调水情景条件下研究区的响应问题，分析南水北调对海河平原地下水开采和水位动态的可能影响，并计算有无考虑南水北调工程实施的两种情景下的地下水开采耗能。结果表明：2030年，在比较有南水北调供水的影响下，海河南系平原浅层地下水农灌开采耗能节省0.71×108kW·h，折合费用节约1.65×108元。研究结果可以为研究区南水北调后地下水水位回升的社会经济效益评价提供参考。
本文对海河南系平原浅层地下水开采耗能问题首次进行了系统的量化研究。其研究成果可对该地区地下水开采问题及其相关耗能研究与生产提供重要的参考。