降雨入渗补给浅层地下水过程探讨.pdf

河南水利与南水北调2010年第6期 水文与水资源 降雨人港补给浅层地下水 过程拣讨 口宾予莲(河南省水文水资源局) 口齐登红(河南省地质环境监测院) 摘要：文章总结了降雨入渗补给的模式，通过分析活塞式降雨入渗、降雨入渗补给的滞后和延迟、降雨入渗优先补给等，研 究了土壤不同岩性，不同埋深、不同降雨时段与不同土壤含水量条件下的降雨入渗补给过程。 关键词：降雨入渗；补给地下水；补给过程 一、降雨入渗补给概念 大，毛细负压与重力共同使水下渗，此时包气带的人渗能力很 通常将降雨从地表进入土壤，通过土壤进入地下水的过程 强。但入渗补给地下水的量不一定很大。经过几次降雨后，土壤 称为降雨入渗补给。降雨从地表进入土壤的水量称为降雨入渗 中的湿峰面未达到地下水面，就被蒸发掉或引起土壤含水量增 量。降雨从地表渗入土壤非饱和带，又从非饱和带渗入饱和带 加，并未对地下水形成人渗补给。随着降雨强度和频率的增加， 或潜水含水层的那部分水量，称为降雨对浅层地下水的入渗补 试筒土壤中含水量增加，湿峰面推进到地下一定深度，相对于 给量，简称降雨入渗补给量，其过程称为降雨入渗补给过程。 重力水力梯度而言，毛细水力梯度逐渐变小，人渗速率逐渐趋 二、降雨入渗过程 于某一定值。当土壤中含水量超过田l’白】持水度时，降雨入渗量 降雨入渗过程一般可用图1来表示。图中abe线为干土降迅速增加，形成一个入渗高峰。之后逐渐变小。砂性土在雨季每 雨条件下入渗率随时间变化过程线。降雨入渗补给的强度主要 次这样的降雨过程，都会形成一个入渗补给过程。 取决于降雨强度和土壤渗吸强度。当降雨强度较小或土壤渗吸 性能较强，且降雨强度小于土壤渗吸强度时，则入渗水强度主 要取决于降雨强度，雨水将全部渗入地下。入渗率如图中a1)段 所示，此时降雨强度基本保持不变，土壤表层含水率随入渗时 2R 褥 间的延续而逐渐提高，直至达到某一稳定值。这一阶段的入渗 篓 强度等于降雨强度，为自由入渗阶段，人渗率为R。当降雨强度 K 超过了土壤的渗吸速度，入渗强度将取决于土壤的渗吸强度， 这样就会形成地表积水或地表径流(入渗率如图1中的bc 卜—洪水控制—卜—土壤入渗能力控制一 段)。这一阶段为压力入渗阶段。两个阶段的交点(图中1的b 点)即为积水点(时间为tp)。渗入地下的水量一部分储存在地 图1降雨入渗过程图 下水面以上土层的土壤孔隙中。超过田间土壤持水率部分的水 三、活塞式降雨入渗过程 量才渗入补给地下水，这部分水量为地下水入渗补给量。 目前认为降雨人渗方式有2种，活塞式和捷径式(优先 下面以亚砂土夹薄层亚粘土降雨入渗试验为例，说明年度 流)。活塞式入渗补给过程，属于入渗湿润峰面推进补给型。由 降雨入渗补给过程。在降雨初期，由于土壤干燥，毛细负压很 于形成人渗湿润峰的降雨强度、降雨频率、降雨持续时间、雨前 土壤含水率等复杂因素的影响，峰面下移的速度有所差异，入 作者简介：宾予莲(1966一)，女，工程师，任职河南省水文 渗过程也不一样。 水资源局总1-E，主要从事水文科研及管理。 土壤含水量的变化明显反映了降雨入渗补给模式。在长时 《40、》 万方数据 水文与水资源 河南水利与南水北调》2010年第8期 间没有降雨的情况下，由于土面蒸发，试筒上部的含水量已低 量越小，入渗补给滞后时间越长；反之人渗补给滞后时间越短。 于残留含水