地下水动态与均衡.pps.ppt

本 章 内 容： 地下水动态与均衡的概念 地下水动态 地下水均衡 第一节 地下水动态与均衡的概念 含水系统始终与环境发生物质、能量、信息的交换，时刻处于变化之中。 地下水动态的概念： 在与环境相互作用下,含水层各要素(水位、水量、水化学成分、水温等)随时间的变化,称作地下水动态。 地下水要素随时间发生变动的原因： 含水层(含水系统)水量、盐量、热量、能量收支不平衡的结果。 例如： 当含水层的补给水量大于排泄水量时,储存水量增加,地下水位上升； 当补给量小于排泄量时,储存水量减少,水位下降。 盐量、热量、能量的收支不平衡,会使地下水水质、水温或水位发生相应变化。 地下水位的变化反映了地下水所具有的势能的变化。而地下水势能变化可以由于获得水量补给储存水量增加引起,也可以与水量增减无关。 例如： 当含水层受到地应力作用,赋存地下水的含水介质受到压应力并将其传递到地下水上时,地下水位也会上升； 后一种情况下地下水位虽有上升但并不意味着其水量增加。 地下水均衡的概念： 某一时段内某一地段内地下水水量(盐量、热量、能量)的收支状况称作地下水均衡。 地下水动态反映了地下水要素随时间变化的状况。 地下水动态提供关于含水层或含水系统的不同时刻的系列化信息。 地下水动态与地下水均衡间的关系： 动态是均衡的外部表现； 均衡是动态的内在根源。 研究意义： 查清地下水的补、排； 阐明其资源条件； 确定含水层间、含水层与地表水体的关系。 第二节 地下水动态 地下水动态的形成机制 影响地下水动态的因素 地下水天然动态类型 人类活动影响下的地下水动态 一、地下水动态的形成机制 形成机制的理解： 地下水动态是含水层(含水系统)对环境施加的激励所产生的响应； 地下水动态是含水层(含水系统)将输入信息变换后产生的输出信息。 实例分析：分析降雨对地下水位的影响 一次降雨：通常持续数小时到数天，把它看作是发生于某一时刻的“脉冲”。 同一时刻的降雨,在包气带中通过大小不同的空隙以不同速度下渗。 当运动最快的水滴到达地下水面时，水位开始上升，占比例最大的水量到达地下水面时，水位的上升达到峰值；运动最慢的水滴到达地下水面后,降水的影响结束。 与一个降水脉冲相对应,作为响应的地下水位的抬升表现为一个波形。或说,经过含水层(含水系统）的变换,一个脉冲信号变成了一个波信号。 与对应的脉冲相比较,波的出现有一个时间滞后a,并持续某一时间延迟b（图）。 多次降雨： 当相邻的两次或多次降雨接近，各次降雨引起的地下水抬升的波形相互迭合。 当各个波峰迭加时,会迭合成更高的波峰（图a、b、c),地下水位会出现一个峰值。 实际情况下，多是各个波形的波峰与波谷迭合,削峰填谷,构成平缓的复合波形（图d、e、f)。 降水对泉流量的影响： 一次降雨使泉水量出现一个波形的增加，若干次降雨所引起的波形相迭合，削峰填谷的结果使泉流量远较降水变化为稳定。 间断性的降水,通过含水层(含水系统)的变换,将转化成比较连续的地下水位变化或泉流量变化。这是信号滞后,延迟与迭加的结果。 地下水动态的特点： 连续性 随机性 周期性 二、影响地下水动态的因素 按照地下水动态是含水层(含水系统)连续的信息输出的理解，将影响地下水动态的因素分为两类: ①环境对含水层(含水系统)的信息输入： 如降水、地表水的补给，人工开采或补给，地应力对地下水的影响等； ②变换输入信息的因素： 赋存地下水的地质、地形条件。 影响动态的主要自然因素： 气候因素 水文因素 地质因素 植被因素 气候的影响是起主导作用的因素，尤其是对潜水、浅层水更为突出。 降水和蒸发直接影响地下水的补给和排泄，其季节性和多年变化规律，引起地下水动态季节性变化最为明显。 东南地区： 地下水位过程线呈锯齿状多峰型(a)； 华北地区： 夏季雨量为全年的60％～70％，秋季多暴雨，春旱秋涝，地下水位过程线多为不对称状单峰型（c)； 但因该区降水量年际变化大，也会相应出现双峰型(d)； 东北地区: 夏季短,湿润多雨，冬季漫长干燥，严寒多风雪，雪期长达半年，地下水位过程线呈现舒缓状单峰型(e)。 分