7.水文地质学基础-地下水的补给与排泄.ppt

地下水科学与工程教研室 本章内容 基本概念 基本概念 7.1 地下水的补给 补给使含水层的水量、水化学特征和水温发生变化 思考：补给获得水量后，含水层或含水系统会发生什么变化？ 地下水位上升，增加了势能，使地下水保持不停的流动 由于构造封闭或气候干旱，得不到补给，地下水的流动将停滞 补给的研究包括：补给来源、补给机制、影响因素、补给量 地下水的补给来源有： 天然：大气降水、地表水、凝结水及相邻含水层的补给等 人类活动有关的：灌溉水入渗、水库渗漏及人工回灌 7.1.1 大气降水对地下水的补给 讨论：入渗机制？影响因素？？补给量的确定？？？ 1、大气降水入渗机制 包气带是降水对地下水补给的枢纽，包气带的岩性结构和含水量状况对降水人渗补给起着决定性作用 目前认为，松散沉积物的降水入渗有两种方式： 降水入渗的现象— 两类空隙的入渗过程——总结： 均匀砂土层——活塞式 (piston/diffuse) 含裂隙的土层——捷径式 (bypass) 7.1.1 大气降水对地下水的补给 1、大气降水入渗机制 “活塞式”入渗 ——适用条件： 均匀的砂土层 降水初期 t1 ： 土层干燥，吸水能力很强，雨水下渗快-渗润阶段 降水延续 t2 ： 土层达到一定的含水量，毛细力与重力共同作用， 下渗趋于稳定——渗漏与渗透阶段 降水再持续： 当土层湿锋面推进到支持毛细水带时， 含水量获得补给，潜水位上升 （降水入渗能力）垂向渗透流速v=Q/t，取决于包气带岩性 下渗过程水分分布 下渗过程中水分分布带 7.1.1 大气降水对地下水的补给 1、大气降水入渗机制 “活塞式”入渗 —— 均匀砂土层 “捷径式”下渗 ——空隙大小极悬殊 活塞式与捷径式区别： ① 捷径式下渗，新水可以超过老水，优先达含水层； ② 捷径式下渗，不必包气带达到饱和即可补给下方含水层。 山西黄土及其入渗 7.1.1 大气降水对地下水的补给 2、降水补给的影响因素 P = R + E +ΔS + G 气候因素（P，E）： 1.年降水量 2.降水强度和延续时间 总量大，强度适中，间隔短， 时间长的绵绵细雨最有利。 温度适中，温差较小， 相对湿度大，蒸发强度小。 地质: 3.包气带：a岩性、b厚度、c含水量 4.地形: 高或低，陡或缓 5.地下水位埋深： 6.植被发育 人类工程 7.1.1 大气降水对地下水的补给 3、降水入渗补给量 （1）平原区大气降水入渗补给量 一般采用入渗系数法（α） 降水入渗系数多用年平均值表示，由经验与实验等方法得出 全年降水入渗补给量： Q = a · P · F · 1000 式中：Q ----降水入渗补给地下水量（m3/a）； P ---- 年降水量（mm）； a ---- 降水入渗系数；一般在０.２～０.4之间。在南方岩溶地区高达０．８以上,西北干旱气候的沙漠盆地接近于0. F ---- 补给区面积（km2）。 确定a 的常用方法：入渗试验仪、地中渗透仪、经验类比法、利用潜水位天然变幅确定 双环入渗试验装置 地中渗透仪结构图 7.1地下水的补给 3、降水入渗补给量 （2）山区降水入渗补给量的确定 7.1.2 地表水对地下水的补给 地表水对地下水的补给 补给来源：地表水体（河、湖、水库等） 补给机制: 因地而异（空间上），不同部位，岩性等； 因时而异（时间上），不同季节，不同补排关系 河流补给的主要影响因素有哪些？ 地表水补给地下水的必要条件有哪些： （1）存在水力联系 （2）地表水水位高于地下水水位（存在水头差） 思考：比较长年性河流与季节性河流对地下水的补给的异同点？ 河流不同部位地表水与地下水之间的补给关系 7.1.3 含水层之间的补给 越流——地下水量的内部转化 潜水—承压水之间的补给 思考题： 右图中泉水的大小与哪些因素有关！ 含水层之间的水力联系 7.1.3 含水层之间的补给 人工补给地下水 7.2 地下水的排泄 地下水排泄的研究包括： 排泄方式、排泄机制、影响因素、排泄量的确定 排泄方式： 泉（点状排泄） 向地表水体泄流（河流—线状）、向相邻含水层的排泄 蒸发蒸腾（面状排泄） 人工排泄 前三种排泄方式称为径流排泄，与蒸发排泄的区别： 径流排泄—水分（盐分）呈液态排出,盐随水去 蒸发排泄—水分呈气态排出，盐分积累下来，水去盐留 7.2 .1 泉 spring 定义： 泉是地下水的天然露头。 多为“点”状，属径流排泄 分类：根据补给泉的含水层类型可将泉划分为上升泉、