第七章 地下水的動(dòng)態(tài)

第七章地下水的動(dòng)態(tài)第一頁，共十九頁，2022年，8月28日第1節(jié)地下水動(dòng)態(tài)與均衡的概念

一、動(dòng)態(tài)

地下水的各要素（水位、水量、水質(zhì)、水溫、流速、流向等）在自然和人為因素的綜合影響下隨時(shí)間作有規(guī)律的變化

二、均衡

利用質(zhì)量守恒定律，分析地下水在某地區(qū)某時(shí)段內(nèi)水量、熱量和鹽量的收入與支出之間的平衡關(guān)系。

水量的收支關(guān)系——水量平衡

鹽量的收支關(guān)系——鹽量平衡

熱量的收支關(guān)系——熱量平衡

第二頁，共十九頁，2022年，8月28日

收入＞支出正均衡

收入＜支出負(fù)均衡

均衡區(qū)：進(jìn)行均衡計(jì)算所選定的地區(qū)。

均衡期：進(jìn)行均衡計(jì)算的時(shí)間段。

三、動(dòng)態(tài)與均衡的關(guān)系:

動(dòng)態(tài)是均衡的外部表現(xiàn)，均衡是動(dòng)態(tài)變化的內(nèi)部原因。

四、研究動(dòng)態(tài)與均衡的意義

①供排水工程的設(shè)計(jì)

②查明地下水的補(bǔ)排條件

③土壤改良——排水與灌溉

第三頁，共十九頁，2022年，8月28日第2節(jié)地下水動(dòng)態(tài)

一、地下水動(dòng)態(tài)形成機(jī)制

將地下水動(dòng)態(tài)理解為含水層（含水系統(tǒng)）對(duì)環(huán)境施加的激勵(lì)所產(chǎn)生的響應(yīng)。

圖7-1激勵(lì)與響應(yīng)關(guān)系第四頁，共十九頁，2022年，8月28日二、地下水動(dòng)態(tài)的影響因素

輸入信息因素：氣象因素和水文因素

輸出信息因素：地形、地質(zhì)和人為因素1、氣象因素：是主因素（降水、蒸發(fā)、氣溫、氣壓）

降水和蒸發(fā)：直接影響地下水的補(bǔ)給與蒸發(fā)

氣溫：影響降水形式、蒸發(fā)強(qiáng)度、淺層地下水水溫。

氣壓：對(duì)潛水位產(chǎn)生偽變化。

潛水位變動(dòng)伴隨的相應(yīng)潛水儲(chǔ)存量的變化為真變化；

不反映潛水水量增減的潛水位變化為偽變化

第五頁，共十九頁，2022年，8月28日氣候還存在多年的周期性波動(dòng)。例如，周期為11年的太陽黑子變化，影響豐水期與干旱期的交替，從而使地下水位呈同一周期變化。

第六頁，共十九頁，2022年，8月28日2、水文因素

地表水體補(bǔ)給地下水而引起地下水位抬升時(shí)，隨著遠(yuǎn)離河流，水位變幅減小，發(fā)生變化的時(shí)間滯后。

河水對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的影響一般為數(shù)百米到數(shù)公里，在此范圍外，主要受氣候因素的影響。

濱海地區(qū)海水潮汐的影響，使地下水位呈現(xiàn)一天兩次升降的周期性變化。

3、地形因素

地形高的地方，遠(yuǎn)離排泄區(qū)，水位變化更為顯著；地形低的地方，靠近排泄區(qū)，水位變化不顯著。第七頁，共十九頁，2022年，8月28日4、地質(zhì)因素

巖性：同一地方，同一雨季，細(xì)粒中的水位變化顯著，粗粒中變化不顯著。

構(gòu)造：是一個(gè)區(qū)域性的影響因素。

地震、火山活動(dòng)：短期影響。在震前地下水位急劇上升、下降、冒砂等，甚至震前地下水化學(xué)成分也會(huì)改變。

5、土壤和生物因素

土壤的影響主要表現(xiàn)為對(duì)潛水化學(xué)成分的改變，尤其是在土壤鹽漬化和沼澤化兩地區(qū)最為明顯。

生物的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

植物蒸騰對(duì)潛水動(dòng)態(tài)的影響

細(xì)菌對(duì)地下水化學(xué)成分的影響

第八頁，共十九頁，2022年，8月28日6人為因素

疏干類型：集水建筑物采水、礦坑排水等排水工程；充水類型：渠道、水庫、堤壩、灌溉系統(tǒng)等第九頁，共十九頁，2022年，8月28日開采狀態(tài)下地下水流態(tài)剖面示意圖

第十頁，共十九頁，2022年，8月28日三、地下水動(dòng)態(tài)類型

根據(jù)排泄方式和水交替強(qiáng)度，潛水及松散沉積物淺部的承壓水，可分三種主要?jiǎng)討B(tài)類型。

1、滲入—蒸發(fā)型：

分布在干旱,半干旱地區(qū),地形切割微弱的平原或山間盆地中心

補(bǔ)給：降水、地表水入滲（但不豐沛）

徑流：微弱，水交替強(qiáng)度十分緩慢

排泄：蒸發(fā)為主

動(dòng)態(tài)特征：年水位變幅小而均勻；水質(zhì)季節(jié)變化明顯，向鹽化方向發(fā)展；土壤易鹽漬化。

第十一頁，共十九頁，2022年，8月28日2、滲入—徑流型：

分布在山前或山區(qū)，地形高差大，水位埋藏深。

補(bǔ)給：降水、地表水入滲（豐沛）

徑流：強(qiáng)烈，水交替強(qiáng)度大

排泄：徑流排泄為主

動(dòng)態(tài)特征：年水位變幅大而不均（由分水嶺到排泄區(qū)，年水位變幅由大而小）；水質(zhì)季節(jié)變化不明顯，長期中地下水不斷趨向淡化。

第十二頁，共十九頁，2022年，8月28日舉例：承壓含水層的動(dòng)態(tài)類型：滲入--徑流型

動(dòng)態(tài)變化程度：取決于構(gòu)造開啟程度，構(gòu)造開啟程度越高，水交替越強(qiáng)烈，動(dòng)態(tài)變化也越強(qiáng)烈，水質(zhì)的淡化趨勢越明顯。

第十三頁，共十九頁，2022年，8月28日3、滲入—蒸發(fā)、徑流型（弱徑流型、過渡型）：

分布在降水豐沛、氣候濕潤的平原或盆地中心。

補(bǔ)給：降水、地表水入滲（豐沛）

徑流：徑流微弱，蒸發(fā)也微弱

排泄：徑流排泄為主

動(dòng)態(tài)特征：年水位變幅小而均勻；水質(zhì)季節(jié)變化不明顯，長期中地下水不斷向淡化方向發(fā)展，但發(fā)展慢

第十四頁，共十九頁，2022年，8月28日第3節(jié)地下水均衡

一、水均衡方程式

基本關(guān)系式：

儲(chǔ)量變化=收入量–支出量

(△W)=(A)-(B)

二、舉例：陸地上某均衡區(qū)在均衡期內(nèi)：（A）包括大氣降水量（X）

地表水的流入量(Y1)

地下水流入量(W1)(承壓水的越流量和側(cè)向補(bǔ)給量)

凝結(jié)水量（Z1）

人工補(bǔ)給量(灌溉回歸水補(bǔ)給、人工回灌補(bǔ)給等)

第十五頁，共十九頁，2022年，8月28日B包括

地表水流出量（Y2）

地下水流出量（W2）

蒸發(fā)量（Z2）

人工排泄量（人工開采、排水渠等）

△W包括

地表水變化量（V）

飽氣帶水變化量（m）

潛水變化量（u△h）

承壓水變化量（ue△hc）

U—給水度Ue—彈性給水度△h—潛水位變