水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)——地下水的補(bǔ)給與排泄(已修改)
2025-08-17 07:39 本頁面
【正文】 防災(zāi)科技學(xué)院 張耀文 水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) Fundamentals of Hydrogeology 本章內(nèi)容 地下水的排泄 地下水徑流 地下水補(bǔ)給、徑流與排泄對(duì)地下水水質(zhì)的影響 ? 基本概念 地下水是通過補(bǔ)給與排泄兩個(gè)環(huán)節(jié)參與自然界的水循環(huán)。 補(bǔ)給 ： 含水層或含水系統(tǒng)從外界獲得水量的 過程， 水量增加的同時(shí)，鹽量、能量等也隨之增加。 排泄 ： 含水層或含水系統(tǒng)向外界排出水量的 過程， 減少水量的同時(shí)，鹽量和能量等也隨之減少。 ? 基本概念 根據(jù)地下水循環(huán)位置，可分為 補(bǔ)給區(qū)、徑流區(qū)、排泄區(qū) 。 ? 徑流區(qū) 是含水層中的地下水從補(bǔ)給區(qū)至排泄區(qū)的流經(jīng)范圍。 ? 水文地質(zhì)條件 是地下水埋藏、分布、補(bǔ)給、徑流和排泄條件、水質(zhì)和水量及其形成地質(zhì)條件等的總稱。 ? 補(bǔ)給區(qū) （ recharge area）是含水層出露或接近地表接受大氣降水和地表水等入滲補(bǔ)給的地區(qū)。 地下水的補(bǔ)給 補(bǔ)給使含水層的水量、水化學(xué)特征和水溫發(fā)生變化 ?思考 ：補(bǔ)給獲得水量后，含水層或含水系統(tǒng)會(huì)發(fā)生什么變化？ ? 地下水位上升， 增加了勢(shì)能 ，使地下水保持不停的流動(dòng)。 ? 由于構(gòu)造封閉或氣候干旱，得不到補(bǔ)給，地下水的流動(dòng)將停滯。 ?補(bǔ)給的研究包括： 補(bǔ)給來源、補(bǔ)給機(jī)制、影響因素 、 補(bǔ)給量 ?地下水的 補(bǔ)給來源 有： ? 天然： 大氣降水、地表水、凝結(jié)水 及 相鄰含水層 的補(bǔ)給等 ? 人類活動(dòng)有關(guān)的： 灌溉水入滲、水庫滲漏 及 人工回灌 大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給 討論：入滲機(jī)制 ？ 影響因素 ？？ 補(bǔ)給量的確定 ？？？ 大氣降水入滲機(jī)制 ? 包氣帶是降水對(duì)地下水補(bǔ)給的樞紐 ， 包氣帶的巖性結(jié)構(gòu)和含水量狀況對(duì)降水人滲補(bǔ)給起著決定性作用 ? 目前認(rèn)為 ， 松散沉積物的降水入滲有 兩種方式 ： 降水入滲的現(xiàn)象 — 兩類空隙的入滲過程 —— 總結(jié)： 均勻砂土層 —— 活塞式 (piston/diffuse) 含裂隙的土層 —— 捷徑式 (bypass) 大氣降水入滲機(jī)制 ?“ 活塞式 ” 入滲 —— 適用條件： 均勻的砂土層 ?降水 初期 t1 ： 土層干燥 ， 吸水能力很強(qiáng) ， 雨水下滲快 滲潤階段 ?降水 延續(xù) t2 ： 土層達(dá)到一定的含水量 ， 毛細(xì)力與重力共同作用 ， 下滲趨于穩(wěn)定 —— 滲漏與滲透階段 ?降水 再持續(xù) ： 當(dāng)土層濕鋒面推進(jìn)到支持毛細(xì)水帶時(shí) ， 含水量獲得補(bǔ)給 ， 潛水位上升 大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給 濕 鋒 面 t1 t2 地面 潛水面 活塞式 下滲： 入滲水的 濕鋒面整體向下推進(jìn) ，猶如活塞的運(yùn)移。 下滲過程水分分布 滲潤階段 滲漏、滲透階段 大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給 大氣降水入滲機(jī)制 ?“ 活塞式 ” 入滲 —— 均勻砂土層 ?“ 捷徑式 ” 下滲 —— 空隙大小極懸殊 活塞式與捷徑式區(qū)別： ① 捷徑式下滲，新水可以超過老水，優(yōu)先達(dá)含水層； ② 捷徑式下滲，不必包氣帶達(dá)到飽和即可補(bǔ)給下方含水層。 捷徑式下滲圖 t1 t2 捷徑式下滲圖 山西黃土及其入滲 目前認(rèn)為，松散沉積物中的降水入滲存在活塞式與捷徑式兩種。 降水補(bǔ)給的影響因素 降水 地表 下滲補(bǔ)給含水層 蒸發(fā) 地表徑流 滲入地面以下的水 補(bǔ)給含水層的水 土面蒸發(fā) 葉面蒸騰 土壤水 大氣水 ≠ （降水入滲能力） 垂向滲透流速 v=Q/t，取決于包氣帶巖性 K 入滲速率隨時(shí)間的變化 在降雨強(qiáng)度 超過
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