七章补径排选编.ppt

第七章 地下水的补给、径流与排泄 第一节 地下水的补给;地下水的补给、排泄;一、大气降水补给 1、大气降水的入渗机制 降水通过包气带向下移动的过程称入渗，是一个复杂的过程，在运动过程中所通过的路程复杂，同时获得盐分和热量。 1）入渗方式 ;;;;活塞式：整体湿峰面向下移动 捷径式：沿大孔隙或渗透性好的通道下渗。 活塞式下渗是新水推动老水。新水先到地下水面；捷径式不一定。前者主要适用于沙砾 岩介质，后者主要是粘性土中。 入渗过程线分几个阶段： 0线：原始雨量线 1线：降雨初期 2线：降雨当中 3线：后期线，后期表层饱和 4线：停雨线，岩层不饱和 5线：终止线，水位上升。 ;;当土层蓄水能力超过 降水量时，地下水位不上升，入渗水全部消耗于包气带。当降水量超过包气带蓄水能力时，地下水位上升。 土层的蓄水能力： Wv=(H-h)(Wmax-W0) Wv：土层的蓄水能力。 H：降水前地下水的埋深。 h：地下水面以上支持毛细水上升高度。（m） Wmax：田间持水率，（以体积计） W0：支持毛细水以上土层降水前的平均含水率。（残留含水量） Ws：饱和含水量。;一次降水对潜水的补给量： Xy=X-Yy-（H-h）(Wmax-W0)。 Xy：一次降水对潜水的补给量; X：降水量。 Yy：地面径流量。 2）影响因素： 降雨形式（大，中，小雨）。小雨易入渗，形成地表径流少。 降水强度：(每小时降水量mm/h); 地形条件;植被情况： 地表平整程度; 包气带岩性、厚度：K值小且厚度大时补给潜水量就小。 以上条件或因素不完全单一，而是综合影响，互相制约。;2．降雨入渗系数的确定： 降雨入渗系数指在同一面积上降雨入渗补给地下水数量占降水百分比。 α=Xi/X*100%. α:入渗系数 Xi：入渗量 X：降雨量。 （1）根据动态观测资料资料求α。 α= Xi/X Xi=△h*F*μ X=X*F α=△hμ/X=μ(Hmax-H+△ht)/XI △H:水位增加值； F:面积 ； μ:给水度； H:降水前的水位。△h:地下水位变化； x:在水位上升时期以厚度表示降水量。;优点：概念明确，方法简单。 缺点：精度受给水度的限制，同时没有考虑到地下水的蒸发，故α只能是近似值。 （2）利用直线斜率法求α Xi=X-Y-E 即入渗量=降水量-径流量-蒸发量。 若 H=X-Y 则 Xi =H-E。 而 α=Xi/X 得 α=（H-E）/X H=αX+E ………直线方程， α为直线斜率。; ; 例：有三年观测资料（降水,蒸发，径流）,可作出直线图（不同年分） 该方法在卡斯特地区或覆盖层薄的地区计算出效果好些。 (3) 降水入渗系数经验值。 利用地中渗透仪求入渗量，再用α= Xi/X ，求取 （4）山区入渗系数α 比值法：α=Qi/（FX*100） Q：入渗总量 F：计算区面积 X： 降水量 关键是Qi不好求 ;二．地表水的补给。 当地表水高于地下水位时，在压力差的作用下使地表水补给地下水。 影响因素：河床长度与周湿，河床渗水性，水位差，河床过水时间。 补给量：Q=Q1-Q2 山区：Q=X*F*α*100 ;堰 塞 湖;;;;地上河渗漏量的估算： 设河道过流时间t，河 渠水位上涨到h0。其向一 侧渗漏的单宽流量q为： t时刻两侧渗透的总水量W为： α：压力传导系数，(m2/d) K：渗透系数 m/d M：含水层厚度 m; μ：给水量 l：河道长度。（m）; t：计算时间（d） ; 基流 t;三．凝结水补给 凝结作用：由气态水转化为液态水的过程。 绝对湿度：单位体积空气中实际包含的气态水量。 饱和湿度：单位体积实际包含水的量与饱和时气态水量之比。 求取方法：用蒸发皿求得。 意义：在干旱地区或沙漠地区有实际意义，如美国沙漠中的一个村庄供水全部利用凝结水。 形成机理：当温度降低时，饱和湿度随之降低，温度降到一定程度时，绝对湿度与饱和湿度相等，温度再降低时，超过饱和湿度的部分水以水滴的形式析出，形成地下水。; 夏秋之交，白天大气和土壤都吸热，晚上土壤比空气散热快，当温度降到一定程度时形成凝结水（如下天的露珠）。例如我们经常听到的“早穿棉衣中穿沙，围着火炉吃西瓜”，就是说明温度在一天的变化，居统计，撒哈拉沙漠的昼夜温差达50度。 讨论：凝结水确实存在，但水量较小，有的学者认为，真正起作用的是地下土壤蒸发而形成的水气在在夜间凝结形成的水。 ; 四、含水层之间的补给