第6章 地下水的动态与均衡.ppt

第四节 地下水均衡 地下水均衡方程式—质量守恒定律 均衡：某一时间段、某一地段内，地下水水量（热量、盐量、能量）的收支状况，称为地下水均衡 均衡区：均衡计算所选定的区域（三维的） 均衡期：均衡计算的时间段（一个水文年） 均衡方程式一般表达形式：A - B = ΔW 　A——收入项；　B——支出项 ΔW——均衡时段内，均衡区的水量变化量 均衡结果（表现）：正均衡或负均衡 正均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（盐量、热量）的收入大于支出。 负均衡：反之，支出大于收入，地下水储存量（盐储量、热储量）减少，称作负均衡。 一、均衡区与均衡期 二、天然条件下潜水水均衡方程式 潜水均衡方程式： Xf + Yf + Zc + Wu1 + Qt - ( Zu+Qd+Wu2 ) = μΔh Δh 潜水均衡方程式 Xf + Yf + Zc + Wu1 + Qt - ( Zu+Qd+Wu2 ) = μΔh 几种条件下的潜水均衡方程式： 干旱半干旱平原区：忽略Zc ；地形切割微弱Qd→0； 无越流时Qt =0；径流滞缓Wu1 ? Wu2 → 0； Xf + Yf - Zu =μΔh 多年均衡条件下 ：μΔh =0，则 Xf + Yf = Zu 湿润山区潜水均衡 Zu =0 Xf + Yf = Qd 强烈开采区 Xf + Yf = Q开 三、区域地下水均衡 堆积平原含水系统地下水均衡模式图 堆积平原含水系统地下水均衡模式分析 用含水系统分析，水量均衡方程： 进行水均衡研究或计算，切忌避免重复；否则会人为地夸大地下水的可利用量，造成不可挽回的损失和后果 分区（三段均衡区）分析： 堆积平原含水系统地下水均衡模式图 （1）随着潜水位下降，地下水不再溢出成泉，Qd＝0 （2）W2减小； （3）Zu1变小； （4）W1增加； （5）Yf1增大； （6）可能使Xf1增大。 假定单独开采山前平原的潜水 地下水均衡计算步骤及实例 水均衡计算和评价的主要步骤 在查明区域地下水条件，确定均衡要素并建立均衡方程式 划分均衡区 确定水文地质参数 计算各项补给量和排泄量，根据均衡方程，按每一项逐步进行计算 结论 专门目的的地下水均衡研究举例 某地处于半干旱山前冲洪积平原，利用潜水及部分地表水进行灌溉，由于地下水开采量大于补给量，水位逐年下降；要求确定需从区外引入的地表水量。 收入项 A＝Xf+Yf+f+ Wu1 支出项 B=Qk十Wu2 式中：f——灌溉水入渗补给潜水量； Qk——潜水开采量； 由于潜水埋深普遍大于3米，据观测，蒸发损失极小，故忽略不计。据此，地下水均衡方程式为： μΔh=Xf+Yf+f+ Wu1－Qk－Wu2 或 μΔh＋Qk＋Wu2=Xf+Yf+f+ Wu1 如本区灌溉总需水量为Q，则为了保持地下水位不继续下降，应补充引入灌溉用地表水量Qi为： Qi＝Q-A=Q-(μΔh＋Qk＋Wu2) 而调整后地下水开采量应等于Qk-Qi。 按目前强度继续开采地下水，若干年后地下水位的下降值将为： 例1 如图所示的冲积平原。平原西部以山脉为界，山脉由不透水的花岗岩和石英岩组成，平原东部以一大河为界，山脉与河流间的平原面积为33.7km2，地下水系统由砂质沉积物组成，可看做单一潜水含水层。含水层的降水补给为130mm/年，几条小溪在山脚处汇入沙质冲击区，也补给地下水系统3000m3/d。主河流附近有几处泉水，测得总排量为5000m3/d。泉水完全用于家庭供水，其对含水层的回归流忽略不计。另外，河流有基流，其部分源自河流以西地区，图中已标明，该基流估计为10000m3/d。试计算该含水层是否均衡？ 实例2：克雷洛夫对中亚某灌区的潜水均衡研究 1、均衡公式： 2、计算结果： 31.0=22.7+255.5+77.0+9.2-313.4-20.0 3、结论：补给量大于排泄量，土壤有盐渍化危险，需减少灌水入渗，或加大排水量。 2均衡区划分：划分为两个均衡区 计算有关数据，见表6-3 评价：全区补给量小于排泄量，处于超采状态。 实例3：唐山市处于燕山南麓，地势北高南低北高，多年平均降雨量为648.1 mm,地表水有5条河流,2个水库及一些坑塘洼地，埋深150m以上的潜水---半承压水，为市区农业及部分工业、生活用水的主要开采层，单位涌水量5~25m3/h·m,地下水自1973年逐步下降，各含水层水位下降速度在0.42