水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 第7章 地下水的補(bǔ)給與排泄課件

FundamentalsofHydrogeoloy水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)

第7章地下水的補(bǔ)給與排泄

Recharge，DischargeofG.W.中國地質(zhì)大學(xué)水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)組佛鳴一鼎提供，更多地大資料qq:605734043內(nèi)部資料及歷年真題

本章內(nèi)容地下水是通過補(bǔ)給與排泄兩個環(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排泄：含水層或含水系統(tǒng)向外界排出水量的過程7.1地下水的補(bǔ)給7.2地下水的排泄7.1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)會發(fā)生什么變化？地下水位上升，增加了勢能，使地下水保持不停的流動由于構(gòu)造封閉或氣候干旱，得不到補(bǔ)給，地下水的流動將停滯補(bǔ)給的研究包括：補(bǔ)給來源、影響因素與補(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)給等人類活動有關(guān)的：灌溉水入滲、水庫滲漏及人工回灌7.1.1大氣降水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)1）山西黃土垂直裂隙及其捷徑下滲1、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——滲潤階段，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，含水量獲得補(bǔ)給，潛水位上升7.1.1大氣降水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)2）降水入滲過程水分分布曲線轉(zhuǎn)頁7.1.1大氣降水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)3）濕鋒面t1t2地面潛水面降水入滲過程7.1.1大氣降水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)4）K入滲速率隨時間的變化7.1.1大氣降水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)6）下滲水流運(yùn)移模式的條件？飽和帶--

厚度1.5cm含水量接近--水分傳輸帶

過渡帶含水量在--厚度濕潤帶

含水量變化大濕潤鋒（面）含水量%深度cm風(fēng)干土田間持水量飽和含水量飽和帶過渡帶水分傳輸帶濕潤帶濕潤鋒下滲過程中水分分布帶2、降水補(bǔ)給的影響因素P=Rs+E+ΔS+qG氣候因素（P，E）；降水總量,降水強(qiáng)度,降水頻率；降水延續(xù)時間總量大，強(qiáng)度適中，間隔短，時間長的綿綿細(xì)雨最有利。溫度適中，溫差較小，相對濕度大，蒸發(fā)強(qiáng)度小。地形:高或低，陡或緩地質(zhì):滲透性愈大則愈有利地下水位埋深：其他：RsEPSqs7.1.1大氣降水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)8）3、補(bǔ)給量的確定方法平原區(qū)一般采用入滲系數(shù)法（α）降水入滲系數(shù)多用年平均值表示由經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)等方法得出全年降水入滲補(bǔ)給量：Q=P·α·F·1000

m3/a，mm，無量綱，km2降水入滲系數(shù)可用入滲試驗(yàn)儀、地中滲透儀來測定書中P69-70,介紹了水位動態(tài)法和山區(qū)降水入滲確定方法7.1.1大氣降水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)10）7.1.1大氣降水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)11）雙環(huán)注水法--剖面圖——連續(xù)降水雙環(huán)入滲試驗(yàn)裝置7.1.1大氣降水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)12）河南鄭州均衡試驗(yàn)場地中滲透儀7.1.1大氣降水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)13）地中滲透儀結(jié)構(gòu)圖地表水對地下水的補(bǔ)給（要求以自學(xué)為主）地表水體（河、湖、水庫等）都可以成為地下水的補(bǔ)給來源河流補(bǔ)給:因地而異（空間上），不同部位，巖性等；因時而異（時間上），不同季節(jié)，不同補(bǔ)排關(guān)系比較長年性河流與季節(jié)性河流對地下水的補(bǔ)給的異同點(diǎn)？河流補(bǔ)給的主要影響因素有哪些？如何確定河水對地下水的補(bǔ)給量？地表水補(bǔ)給地下水的必要條件有哪些：有水力聯(lián)系地表水水位高于地下水水位7.1.2地表水對地下水的補(bǔ)給季節(jié)性河流河流不同部位7.1.2地表水對地下水的補(bǔ)給（續(xù)2）河流不同部位地表水與地下水之間的補(bǔ)給關(guān)系越流——地下水量的內(nèi)部轉(zhuǎn)化潛水—承壓水之間的補(bǔ)給思考題：圖7-11（右圖）中泉水的大小與哪些因素有關(guān)！7.1.3含水層之間的補(bǔ)給越流含水層通過鉆孔發(fā)生水力聯(lián)系含水層通過導(dǎo)水?dāng)鄬影l(fā)生水力聯(lián)系含水層之間的水力聯(lián)系7.2地下水的排泄地下水排泄的研究包括：排泄方式、影響因素、排泄量的確定排泄方式：泉（點(diǎn)狀排泄）向地表水體泄流（河流—線狀）、向相鄰含水層的排泄蒸發(fā)（面狀排泄）前三種排泄方式稱為徑流排泄，與蒸發(fā)排泄的區(qū)別：徑流排泄—水分（鹽分）呈液態(tài)排出,鹽隨水去蒸發(fā)排泄—水分呈氣態(tài)排出，鹽分積累下來，水去鹽留7.2.1泉spring（續(xù)1）侵蝕泉：地形切割到潛水面接觸泉：地形切割至隔水底板溢流泉：水流在前方受阻，水位抬升，而溢流成泉下降泉7.2.1泉spring（續(xù)2）2.上升泉（出露于承壓含水層中的泉）

上升泉根據(jù)出露條件分為：侵蝕泉，斷層泉，接觸帶泉上升泉7.2.1泉spring（續(xù)3）3.研究泉的意義？直接得到水文地質(zhì)資料；間接分析出水文地質(zhì)信息。通過泉的出露標(biāo)高、流量、動態(tài)、溫度、水化學(xué)，可以綜合分析與泉水成因有關(guān)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件①地下水位標(biāo)高，②巖層的含水性（透水性），③含水巖層的補(bǔ)給，循環(huán)（交替），④地質(zhì)構(gòu)造、斷層等，⑤供水水源（直接利用）。a.泉出露兩側(cè)巖層的含水性：含水層；隔水層b.泉出露處斷層的導(dǎo)水性c.泉的流量大小：導(dǎo)水性的好壞d.泉的溫度：地下水循環(huán)深度e.泉流量大小或水化學(xué)：補(bǔ)給與徑流條件的好壞河流切割含水層時，地下水向河流的排泄，稱為泄流地下水的泄流量可通過分割河流流量過程線的方法確定7.2.2泄流7.2.3蒸發(fā)和蒸騰

蒸發(fā)與蒸散騰

evaporation&evapotranspiration土面蒸發(fā)：潛水通過包氣帶耗失水分葉面蒸騰：通過植物根系吸收潛水或包氣帶水轉(zhuǎn)化為葉面水而蒸發(fā)消耗（一株大的植物，猶如一臺生物抽水機(jī)）7.2.3蒸發(fā)和蒸騰（續(xù)1）1、土面蒸發(fā)過程包氣帶水分直接耗失—降低包氣帶水分含量，加大虧損量，潛水通過支持毛細(xì)水帶將水傳輸?shù)桨鼩鈳д舭l(fā)，使地下水位下降毛細(xì)上升速度:蒸發(fā)速度大于毛細(xì)上升速度則支持毛細(xì)水帶下降，VC上升，至蒸發(fā)速度VE≈VC時，維持穩(wěn)定的蒸發(fā)排泄，排泄的結(jié)果，水分不斷消耗，地下水位下降，鹽分不斷積累在土層上部！

VC=?L有蒸發(fā)無蒸發(fā)7.2.3蒸發(fā)和蒸騰（續(xù)2）土面蒸發(fā)過程-毛細(xì)水上升消耗過程7.2.3蒸發(fā)和蒸騰（續(xù)3）a.氣候因素：干燥，氣溫高，蒸發(fā)量愈大b.地下水位埋深：超過蒸發(fā)極限深度則蒸發(fā)→0如：華北地區(qū)，水位埋深>5m，基本不考慮蒸發(fā)干旱地區(qū)，