水文地質(zhì)學基礎 10.動態(tài)與均衡

復習地下水流系統(tǒng)概念地下水流系統(tǒng)的劃分GFS的水動力特征GFS的水化學特征GFS的水溫度特征地下水流系統(tǒng)物理模擬小結(jié)第10章地下水的動態(tài)與均衡(TrendandBalanceofG.W.)10.1地下水動態(tài)與均衡的概念10.2地下水動態(tài)地下水動態(tài)的形成機制地下水動態(tài)的影響因素10.3地下水均衡地下水均衡方程式區(qū)域地下水均衡10.1地下水動態(tài)與均衡的概念地下水動態(tài)概念：地下水各種要素（水位、水量、水質(zhì)、氣體成分、水溫、微生物等）隨時間的變化。含水層（含水系統(tǒng)）Q補Q排實質(zhì)：含水層（含水系統(tǒng)）中地下水的補給量（包括水量、鹽量以及熱量）、排泄量、儲存量變化的綜合表現(xiàn)。儲存量變化量研究內(nèi)容：影響因素、類型及其成果分析研究補給量與排泄量收支的數(shù)量關(guān)系就是地下水的均衡問題。概念：某一時段、某一范圍內(nèi)地下水水量（鹽量、熱量等）的收支狀況就是地下水的均衡。地下水動態(tài)與均衡的關(guān)系地下水均衡地下水的動態(tài)與均衡是同一事物的兩個方面，前者是后者的外部表現(xiàn)，而后者是前者的內(nèi)在根源。研究內(nèi)容：均衡區(qū)與均衡期的確定，均衡方程式的確定，各收支項求取，均衡計算結(jié)果的校核與分析。地下水動態(tài)與均衡的研究意義檢驗并完善前期水文地質(zhì)結(jié)論；查明地下水資源數(shù)量、質(zhì)量及其變化；為數(shù)學模擬提供依據(jù)；為擬訂合理的地下水利用、防治方案及措施提供定量依據(jù)；地下水動態(tài)的形成機制降水—補給地下水系統(tǒng)—水位—動態(tài)變化地下水水位（泉流量）對外界輸入（降水）響應的特點滯后和延遲現(xiàn)象疊加現(xiàn)象因外界激勵（或輸入）而引起的系統(tǒng)響應（或輸出）的變化幅度是含水系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)作用的結(jié)果某要素（水位、水量）隨時間的變化程度用穩(wěn)定性來恒量變化幅度小動態(tài)穩(wěn)定變化幅度大動態(tài)不穩(wěn)定10.2地下水動態(tài)地下水動態(tài)的影響因素本源因素氣象（氣候）因素水文因素地質(zhì)營力因素天文因素等轉(zhuǎn)換因素地質(zhì)結(jié)構(gòu)水文地質(zhì)條件主要包括地質(zhì)構(gòu)造、含水層類型、巖性以及地下水埋藏深度等地下水動態(tài)的影響因素氣象（氣候）因素（降水與蒸發(fā)）年內(nèi)（季節(jié)）變化——最突出多年變化——研究周期長晝夜變化——在許多地區(qū)不明顯氣象要素及潛水埋深變化圖思考：解決生產(chǎn)實際問題時如何考慮地下水的水位動態(tài)？供水工程應考慮多年最低地下水位的供水能力?排水工程考慮多年最高地下水位時的排水能力?水文因素

指地表水體的變化對地下水動態(tài)的影響。河水與地下水聯(lián)系密切，且河水位高于地下水位，說明河水補給地下水；距離河流越遠，水位越低，水位變幅越小，發(fā)生變化的時間越滯后；觀1觀2觀3地質(zhì)因素氣候與水文因素決定了一個地區(qū)地下水動態(tài)的總輪廓；地質(zhì)因素是間接且相對穩(wěn)定的，起削峰填谷的作用。包氣帶厚度與巖性(K)：對滯后時、延遲時和變幅的影響飽水帶巖性：K和μ均起作用;埋藏條件：承壓水的變幅小于潛水；地下水所處的空間部位：一般而言，補給區(qū)較排泄區(qū)更不穩(wěn)定人為因素取水建筑物、排水工程（礦坑排水、渠道排水）→水位下降；修建水庫、地表水灌溉、跨流域調(diào)水以及人工回灌等→水位抬升；地下水污染其他因素地震固體潮潮汐外部荷載地下水動態(tài)類型入滲-徑流型分布于不同氣候條件下的山區(qū)及山前地帶徑流-蒸發(fā)型分布于干旱內(nèi)陸盆地遠山及盆地中心部位入滲-蒸發(fā)型分布于半干旱平原和盆地內(nèi)部入滲-弱徑流型分布于濕潤平原和盆地10.3地下水均衡地下水均衡：某一時間段內(nèi)某一地段內(nèi)，地下水水量（熱量、質(zhì)量、能量）的收支狀況，稱為地下水均衡；均衡區(qū)：均衡計算所選定的區(qū)域（三維）；均衡期：均衡計算的時間段；水均衡方程式：A-B=ΔW

A——收入項(補給量）；B——支出項（排泄量）；

ΔW——均衡時段內(nèi)，均衡區(qū)的儲存量的變化量對于一個地區(qū)，多年氣候處于平均狀態(tài)，故A=B；人為活動影響下：正均衡（A>B）、負均衡（A<B）地下水均衡方程式均衡區(qū)YfWu1QtXfZcZuQdWu2h潛水均衡方程式Xf+Yf+Zc+Wu1+Qt

-(Zu+Qd+Wu2)

=μΔh

潛水均衡方程式：

Xf+Yf+Zc+Wu1+Qt-(Zu+Qd+Wu2)

=μΔh

幾種特殊條件下的潛水均衡方程式：干旱半干旱平原區(qū)忽略Zc=0

；地形切割微弱Qd→0；無越流時Qt=0；徑流滯緩Wu1

Wu2；Xf+Yf

-Zu

=μΔh多年均衡條件下：μΔh=0，則Xf+Yf=

Zu濕潤山區(qū)

Zu

=0→Xf+Yf

=Qd

強烈開采區(qū)

Xf+Yf

=Q開

思考以下含水系統(tǒng)的水均衡,寫出水均衡方程式,并標出各項的含義。Qs1Qs2XfZuXf+

Zc=

Zu+Qs1+Qs2ZcXf1+Yf1+Zc+W1=

Zu1+Qd+W2Xf2+Yf2+Qt=Zu2W2=Qt+W3區(qū)域地下水均衡以含水系統(tǒng)分析，水量均衡方程：進行水均衡研究或計算，切忌避免重復計算，否則會人為地夸大地下水的可利用量，造成不可挽回的損失和后果。以單個含水層分析，補給量=各含水層補給項之和？CUG水文地質(zhì)學基礎21《水文地質(zhì)學》基本概念、原理與分析方法

關(guān)系框圖空隙水物理關(guān)系（運動規(guī)律）化學關(guān)系（化學成分化學作用）水量水質(zhì)時間變化空間變化動態(tài)均衡賦存、分類補給含水