第十章地下水的动态与均衡.ppt

水均衡方程 大气降水入渗量(X) 地表水上游流入量(Y1) 地下水流入量(越流补给量)(W1) 水汽凝结量(Z1) 收入项(A) 地表水下游流出量(Y2) 地下水流出量（W2） 蒸发量(Z1) 支出项(B) 均衡期的存储量变化 △ω＝A – B (X+Y1+W1+Z1) - (Y2+W2+Z2)= △ω 地表水变化量(V) 包气带水变化量(m) 潜水变化量(μ△h) 承压水变化量(μe△hc) 水储量变化 △ ω 均衡期的存储量变化 △ω＝A – B (X+Y1+W1+Z1) - (Y2+W2+Z2)= X-（Y2-Y1）-（W2-W1）-（Z2-Z1）= V + m + μ△h + μe△hc= △ω 对于潜水：潜水均衡示意图 潜水均衡方程 降水入渗补给量(Xf) 地表水渗入量(Yf) 水汽凝结量(Zc) 上游断面流入量（Wu1） 越流补给量(Qt) 收入项(A) 潜水蒸发量(Zu) 排泄量(Qd) 下游断面流出量（Wu2） 支出项(B) 均衡期的潜水储量变化 △ω＝ μ△h (Xf+Yf+Zc +Wu1+Qt) - (Zu+Qd+Wu2)= μ△h 多年干旱半干旱平原潜水均衡方程 降水入渗补给量(Xf) 地表水渗入量(Yf) 水汽凝结量(Zc=0） 上游断面流入量（Wu1=0）径流微弱 无越流补给(Qt=0) 收入项(A) 潜水蒸发量(Zu) 排泄量(Qd=0) 下游断面流出量（Wu2=0）径流微弱 支出项(B) 多年均衡条件下潜水储量变化 △ω＝ μ△h=0 Xf+Yf - Zu= 0 即 Xf+Yf = Zu 上式即为典型半干旱平原或盆地中心潜水均衡方程式。 第5节 人为活动影响下的地下水均衡 随着人类生产生活的延续，人类活动影响下的地下水均衡越来越重要，它可以定量评价人类活动对地下水动态的影响，预测水量水质的变化趋势，据此提出合理的地下水动态调控措施。 例如，为防治土壤次生盐碱化，克雷洛夫对乌兹别克斯坦某灌溉区进行潜水均衡研究，得到该区潜水均衡方程式： μ△h=Xf+f1+f2+Qt- Zu – Qr 即31.0=22.7+255.5+77.0+9.2-313.4-20.0 第5节 人为活动影响下的地下水均衡 由此方程式我们可以得到重要的信息： 1.潜水表现为正均衡，潜水位上升620mm，潜水储存量增加31mm，照这样下去，潜水不断蒸发，会造成土壤盐碱化； 2.灌溉水入渗是造成潜水上升、原地下水均衡破坏的主要因素，它占总补给量的91%； 3.现有的排水设施排水能力太低，不能有效防治潜水位抬升； 4.为防治土壤次生盐碱化，必须减少灌水入渗、增大排水能力，或两者兼顾，这样才能消除每年31mm的潜水储存量。 第6节 大区域地下水均衡研究中的一些问题 对于大型含水系统，除了统一求算补给量外，往往还需要分别求算各子系统的补给量，此时，应非常注意避免上下游之间，浅层水、深层水之间，地表水与地下水之间的水量重复计算。 举例说明： 主要是山前洪积物冲积物堆积的复杂平原孔隙含水系统，包含了山前冲洪积平原潜水、冲积湖积平原浅层水及深层水。其中冲积湖积平原的粘土为弱透水层，自浅而深，由无压的浅层水逐渐转变为半承压的深层水。 第6节 大区域地下水均衡研究中的一些问题 下图为一堆积平原孔隙含水系统，包含了山前冲洪积平原潜水、冲积湖积平原浅层水及深层水。其中冲积湖积平原的粘土为弱透水层，自浅而深，由无压的浅层水逐渐转变为半承压的深层水。 第6节 大区域地下水均衡研究中的一些问题 山前冲积洪积平原潜水：Xf1+Yf1+W1=Zu1+Qd+W2 冲积平原浅层水：Xf2+Yf2+Qt=Zu2 冲积湖积平原深层水：W2=Qt+W3 第6节 大区域地下水均衡研究中的一些问题 上式两端相加，得到： Xf1+Xf2 + Yf1+Yf2 +W1= Zu1+Zu2+Qd+W3 注意：我们在计算含水系统的水均衡时，不能简单的将整个系统的收入项累加，以免重复计算，如上式简单相加时造成W2和Qt重复计算。 假定单独开采山前平原潜水，则整个系统的水量均衡产生变化： 1)由于潜水位下降，所以地下水不再溢出成泉，即Qd=0； 2)与下游水头差变小，所以山前平原流入冲积平原的水量W2减小； 3)水位下降，蒸发减弱，即Zu1减小； 4)与山区地下水水头差变大，所以山区地下水流入量W1增加； 5)地