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文檔簡介

地下水的補給與排泄第一頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18主要內(nèi)容:掌握地下水的補給來源有哪些,以及影響不同補給來源補給地下水的因素,不同補給來源補給量的計算方法,了解大氣降水的入滲機(jī)制;掌握地下水排泄的主要方式,學(xué)習(xí)分析泉的成因類型。重難點:大氣降水的入滲機(jī)制、不同補給來源的形成條件及影響因素、學(xué)會根據(jù)泉的出露數(shù)量、位置及總流量大小、水化學(xué)特征等分析地層水文地質(zhì)意義。第七章地下水的補給與排泄第二頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18補給:含水層或含水系統(tǒng)從外界獲得水量的過程。補給的研究:

補給來源、補給條件與補給量。補給源:

地下水補給來源有天然與人工補給。天然補給:包括大氣降水、地表水、凝結(jié)水,其它含水層或含水系統(tǒng)的水:與人類活動有關(guān)的地下水補給:有灌溉回歸水、水庫滲漏水、專門性的人工補給。7.1地下水的補給第七章地下水的補給與排泄第三頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18(1)大氣降水入滲機(jī)制

松散沉積物中的降水入滲存在活塞式與捷徑式兩種(見圖7-1):

活塞式下滲是入滲水的濕鋒面整體向下推進(jìn),猶如活塞的運移,如圖7-1(a)。a)雨季之前(t0)時,包氣帶水分分布曲線如圖7-2(a)所示,近地表面水分出現(xiàn)虧缺。

b)雨季初期t1~t2時,入滲的降水首先補充包氣帶水分分布曲線的虧缺部分,如圖7-2(a)

t1和t2所示。第七章地下水的補給與排泄一、大氣降水對地下水的補給第四頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

圖7-1活塞式與捷徑式下滲(a)活塞式下滲;(b)捷徑式與活塞式下滲的結(jié)合第五頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

圖7—2降水入滲過程中包氣帶水分分布曲線

W0—殘留含水量;

Ws

—飽和含水量第六頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

c)隨著降雨的繼續(xù),多余的入滲水分開始下滲,近地表面出現(xiàn)高含水量帶,水分分布特征如圖7-2(b)t3時的狀況;如果連續(xù)降雨高含水量帶將向下推進(jìn),如果此時停止降雨,高含水量帶的水分向下緩慢消散(如圖7-2(b)t4所示)。

d)停止降雨后,理想情況下,包氣帶水分向下運移最終趨于穩(wěn)定,不下滲也無蒸發(fā)、蒸騰時,含水層獲得補給,地下水水位抬升,此時均質(zhì)土包氣帶水分分布如圖7-2(c)所示。

活塞式下滲是在理想的均質(zhì)土中室內(nèi)試驗得出的。實際上,從微觀的角度看,并不存在均質(zhì)土。尤其是粘性土,捷徑式入滲往往十分普遍。

第七頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

捷徑式入滲:當(dāng)降雨強(qiáng)度較大,細(xì)小孔隙來不及吸收全部水量時,一部分雨水將沿著滲透性良好的大孔隙通道優(yōu)先快速下滲,并沿下滲通道水分向細(xì)小孔隙擴(kuò)散。存在比較連續(xù)的較強(qiáng)降雨時,下滲水通過大孔道的捷徑優(yōu)先到達(dá)地下水面。如圖7-1(b)所示。第七章地下水的補給與排泄第八頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

捷徑式下滲與活塞式下滲比較,主要有兩點不同:

(a)活塞式下滲是年齡較新的水推動其下的年齡較老的水,始終是老水先到達(dá)含水層;捷徑式下滲時新水可以超前于老水先到達(dá)含水層;

(b)對于捷徑式下滲,入滲水不必全部補充包氣帶水分虧缺,即可下滲補給含水層。

通常情況下,砂礫質(zhì)土中主要為活塞式下滲,而在粘性土中則活塞式與捷徑式下滲同時發(fā)生。

第七章地下水的補給與排泄第九頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18(2)影響大氣降水補給地下水的因素??落到地面的降水,歸根結(jié)底有三個去向:轉(zhuǎn)化為地表徑流,蒸發(fā)返回大氣圈,下滲補給含水層,如圖(7-4)。

由下滲過程可知,滲入到地面以下的水不等于全部補給含水層的水。其中,相當(dāng)一部分水滯留在包氣帶中構(gòu)成土壤水,通過土面蒸發(fā)與葉面蒸騰的方式從包氣帶水直接轉(zhuǎn)化為大氣水。圖7-4降水入滲補給含水層框圖第七章地下水的補給與排泄第十頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18平原地區(qū)降水入滲補給地下水水量表達(dá)式:

qx=X–D–ΔS

(7-1)

qx

——降水入滲補給含水層量,mm;X——年降水總量,mm;D——地表徑流量,mm;ΔS——包氣帶水分滯留量,mm;α稱為降雨入滲系數(shù),即每年總降雨量補給地下水的份額,常以小數(shù)表示。通常0.2—0.5,南方巖溶地區(qū)達(dá)0.8,西北干旱地區(qū)趨于0。第七章地下水的補給與排泄第十一頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

大氣降水補給地下水的影響因素:氣候(氣象)、包氣帶的巖性和厚度、地形與植被覆蓋等。

氣候(氣象)包括:年降水總量、降水強(qiáng)度與歷時、降水頻率,以及溫度和蒸發(fā)強(qiáng)度。

包氣帶特征包括:包氣帶的巖性和厚度

其他因素主要有:地形坡度、地表覆蓋程度以及覆蓋物的儲水-透水特征等。

影響降水入滲補給地下水的因素是相互制約、互為條件的整體,不能孤立的割裂開來加以分析。

第十二頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18降水量

降水的一部分首先補足水分虧損,然后補給地下水。年降水量的多少直接影響補給量的多少。降水入滲系數(shù)、年降水量、潛水的埋深關(guān)系圖(河北)第七章地下水的補給與排泄無效降雨量第十三頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18包氣帶滲透性與厚度砂土砂壤土壤土粘土累積入滲量mm20010024h時間0滲透性與滲透量的關(guān)系第七章地下水的補給與排泄第十四頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18植被覆蓋率影響古老牧場4-8年牧場草地裸地累積入滲量mm603060min時間0植被對入滲量的影響第七章地下水的補給與排泄第十五頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18二、地表水對地下水的補給

(1)河流與地下水的補給關(guān)系

沿著河流縱斷面,河流與地下水的補給關(guān)系具有分段性的特點(圖7-5)。

山區(qū)河谷深切,河水位常低于地下水位,起排泄地下水的作用(圖7-5a)。

山前由于河流的堆積作用,河床處于高位,河水常年補給地下水(圖7-5b)。

沖積平原與盆地的某些部位,河水位與地下水位的關(guān)系,隨季節(jié)而變(圖7-5c);在某些特殊的沖積平原中,河床因強(qiáng)烈的堆積作用而形成所謂的“地上河”,河水經(jīng)常補給地下水(圖7-5d)。第七章地下水的補給與排泄第十六頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18山區(qū)深切河谷

排泄地下水,洪水期補給地下水第七章地下水的補給與排泄

1—基巖;2—松散沉積物;3—地表水位(縱剖面);4—地下水位;5—地表水位(橫剖面)第十七頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18山前河流

由于堆積作用,河床高,常年補給地下水。第七章地下水的補給與排泄

1—基巖;2—松散沉積物;3—地表水位(縱剖面);4—地下水位;5—地表水位(橫剖面)

第十八頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18沖積平原河流

補給排泄關(guān)系,隨季節(jié)而定。第七章地下水的補給與排泄

1—基巖;2—松散沉積物;3—地表水位(縱剖面);4—地下水位;5—地表水位(橫剖面)

第十九頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18地上河

補給地下水。第七章地下水的補給與排泄

1—基巖;2—松散沉積物;3—地表水位(縱剖面);4—地下水位;5—地表水位(橫剖面)

第二十頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18第七章地下水的補給與排泄第二十一頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18開封柳園口懸河第七章地下水的補給與排泄第二十二頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18山東境內(nèi)黃河第七章地下水的補給與排泄第二十三頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18河流與河床:透水河床的長度與浸水濕周的乘積(相當(dāng)于過水?dāng)嗝妫?,河床透水性(滲透系數(shù))

河流與地下水:河水位與地下水位的高差(影響水力梯度),河床至地下水位間的巖性的透水性。

河床過水時間:根據(jù)河床的過水時間,河流分為常年性和間歇性。(2)河流補給地下水的影響因素第二十四頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18河流對地下水補給的過程-間歇河流為例1、汛期開始,河水浸濕包氣帶并發(fā)生垂直下滲,使河下潛水面形成水丘(a)2汛期河水不斷下滲,水丘逐漸抬高與擴(kuò)大,與河水聯(lián)成一體。

3

汛期結(jié)束,河水撤走,水丘逐漸趨平,使一定范圍內(nèi)潛水位普遍抬高(c)第七章地下水的補給與排泄第二十五頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18(3)河流滲漏補給地下水的水量的確定

簡單的確定方法,可以在有滲漏的河段上下游,分別測定斷面流量Q1及Q2,則河流滲漏量等于

Q補=(Q上游-Q下游)t

其中t為河床過水時間。不適用地下河發(fā)育地帶不適用有泉的地帶不適用河流排泄地下水的地帶不適用河床尚未潤濕的時間段第七章地下水的補給與排泄第二十六頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18大氣降水與地表水對地下水補給的區(qū)別:

a)從空間分布上看,大氣降水屬于面狀補給,范圍普遍且均勻;地表水則可看作線狀補給,局限于地表水體周邊。

b)從時間分布上比較,大氣降水持續(xù)時間有限而地表水體持續(xù)的時間長,或是經(jīng)常性的。

c)大氣降水對地下水的補給不同地區(qū)受氣候因素(主要是降雨)影響,河流對地下水的補給關(guān)系沿著河流縱斷面而有所變化。

第七章地下水的補給與排泄第二十七頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

潛水和承壓水含水層接受降水及地表水補給的區(qū)別:

潛水在整個含水層分布面積上都能直接接受補給,而承壓水僅在含水層出露于地表,或與地表連通處方能獲得補給。第七章地下水的補給與排泄第二十八頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18高處出露點獲補給出露低洼處在匯水面積內(nèi)獲補給通過導(dǎo)水?dāng)鄬荧@補給潛水的補給受匯水面積控制含水層的匯水區(qū)與補給區(qū)第二十九頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

(1)平原區(qū)大氣降水入滲補給量

在平原區(qū),大氣降水入滲補給地下水的量通??捎孟率酱_定:

Q=X.a.F.1000

Q——年降水入滲補給量(m3/a);

X——年降水量(mm);

a——入滲系數(shù);

F——補給區(qū)域面積(Km2)。三、大氣降水及河水補給地下水水量的確定第七章地下水的補給與排泄第三十頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18確定入滲系數(shù)常用的方法有以下兩種:利用地中滲透儀測定

在若干個入滲皿中放入本區(qū)代表性原狀土柱,以水位調(diào)節(jié)管控制不同的地下水位埋深,經(jīng)過若干年觀測,可以得到不同包氣帶巖性、地下水位埋深及不同年降水量條件下降水入滲系數(shù)。

第三十一頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

1—入滲(蒸發(fā))皿;2—導(dǎo)水管;3—地下觀測室;4—室邊排水溝;5—原狀土樣;6—皿內(nèi)水位;7—過濾層;8—過濾管;9—檢查管;10—防沉底座;11—支架;12—測壓管;13—馬里奧特瓶;14—水位調(diào)整管;15—接滲瓶;16—加水管;17—出水管;18—通氣管;19—接滲管;20—截門;21—防水墻圖7—8地中滲透儀結(jié)構(gòu)圖

第七章地下水的補給與排泄第三十二頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18降水入滲系數(shù)、年降水量、潛水的埋深關(guān)系圖(河北)第三十三頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

利用天然潛水位變幅確定

在研究區(qū)地下水水平徑流及垂向越流與蒸發(fā)都很微弱、不受開采影響的地段里,觀測不同包氣帶巖性、地下水位埋深,由降水入滲引起的地下水抬升值Δh,同時觀測降水量,結(jié)合測定地下水位變動帶的給水度μ則:

注意:一個地區(qū)的植被不同,蒸騰量很不相同,值就不相同。因此,應(yīng)當(dāng)選用植被情況不同的地段求取值。

第七章地下水的補給與排泄第三十四頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

山區(qū)的大氣降水入滲補給地下水量:

由于山區(qū)地形切割,地下水位埋藏深度大,地下水的蒸發(fā)排泄量可以忽略,大體上可認(rèn)為山區(qū)地下水的補給量等于其排泄量,故可通過測定地下水排泄量反求其補給量。

山區(qū)地下水全部以大泉形式集中排泄時,可通過定期測定泉流量求得全年排泄量。

如果地下水為分散泄流排泄,可通過分割河水流量過程線求年排泄量。

如果山區(qū)地下水有一部分以地下徑流形式排入相鄰的平原或盆地,則必須另行計算這一部分水量加入排泄量中。(2)山區(qū)降水與河水入滲量第七章地下水的補給與排泄第三十五頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18山區(qū)的入滲系數(shù)是全年降水與河水補給地下水的量與年降水量的比值:

(7—4)

式中:Q--地下水排泄量(泉的排泄量、河流的基流量)(m3/a)

f--匯水面積(Km2)X--年降水量(mm第七章地下水的補給與排泄第三十六頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

在某些地方,水汽的凝結(jié)對地下水的補給有一定意義。一般情況下,凝結(jié)形成的水相當(dāng)有限。

凝結(jié)作用:飽和濕度隨溫度降低,溫度降到一定程度,空氣中的絕對濕度與飽和濕度相等。溫度繼續(xù)下降,超過飽和濕度的那一部分水汽,便凝結(jié)成水。這種由氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水的過程稱作凝結(jié)作用特點:1、晝夜溫差大(撒哈拉大沙漠晝夜溫差50℃)。

2、夜間土壤(沙層)溫度低,首先自身凝結(jié)出水,其次是大氣層凝結(jié)出水四、凝結(jié)水的補給

第七章地下水的補給與排泄第三十七頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18(1)兩個含水層相鄰:兩個含水層之間存在水頭差且有聯(lián)系的通路,則水頭較高的含水層便補給水頭較低者(圖7-10、7-11)五、含水層之間的補給第三十八頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

(2)兩個含水層間隔水層分布不穩(wěn)定:在其缺失部位的相鄰的含水層便通過“天窗”發(fā)生水力聯(lián)系(圖7—12)。第七章地下水的補給與排泄第三十九頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

(3)兩個含水層間有導(dǎo)水?dāng)鄬樱呵写└羲畬拥膶?dǎo)水?dāng)鄬油蔀榛鶐r含水層之間的聯(lián)系通路(圖7—13)。同理,穿越數(shù)個含水層的鉆孔或止水不良的分層鉆孔,都將人為地構(gòu)成水由高水頭含水層流入低水頭含水層的通道。第四十頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

(4)兩個含水層間為弱透水層——越流:相鄰含水層通過其間的弱透水層發(fā)生水量交換。

越流經(jīng)常發(fā)生于松散沉積物中,粘性土層構(gòu)成弱透水層。

MHAHBAB主含水層補給含水層第七章地下水的補給與排泄第四十一頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

越流補給量的大小,也可用達(dá)西定律進(jìn)行分析。

根據(jù)Q=KωI,在一維流動條件下,單位水平面積弱透水層的越流量V為:

(7—6)

式中:K——弱透水層垂向滲透系數(shù);

I——驅(qū)動越流的水力梯度;

HA

——含水層A的水頭;

HB——含水層B的水頭;

M——弱透水層厚度(等于滲透途徑)

盡管弱透水層的垂向滲透系數(shù)相當(dāng)小,但是,由于驅(qū)動越流的水力梯度往往比水平流動的大上2—3個數(shù)量級,產(chǎn)生越流的面積(全部弱透水層分布范圍)更比含水層的過水?dāng)嗝娲蟮枚?,對于松散沉積物構(gòu)成的含水系統(tǒng),越流補給量往往會大于含水層側(cè)向流入量。第七章地下水的補給與排泄第四十二頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18六、地下水的其它補給來源

建造水庫、進(jìn)行灌溉以及工業(yè)與生活廢水的排放都使地下水獲得新的補給。

灌溉渠道的滲漏以及田面灌水入滲常使淺層地下水獲得額外的補給。

采用有計劃的人為措施補充含水層的水量稱之為人工補給地下水。

第七章地下水的補給與排泄第四十三頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18實行人工回灌,開辟地下水的補給源。滲濾池滲濾井

人工地下水回灌有時也稱為有計劃的回灌,是指將多余的地表水、暴雨徑流水或再生污水通過地表滲濾或回灌井注水,或者通過人工系統(tǒng)人為改變天然滲濾條件,將水從地面上輸送到地下含水層中,隨后同地下水一起作為新的水源開發(fā)利用。《水資源管理的新戰(zhàn)略-人工地下水回灌》云桂春第四十四頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/187.2地下水的排泄一、概述

排泄定義:含水層或含水系統(tǒng)失去水量的過程。含水層的排泄研究內(nèi)容:排泄途徑、排泄條件與排泄量等。排泄方式:天然排泄有:泉、向河流泄流、蒸發(fā)和蒸騰等,以及一個含水層(含水系統(tǒng))向另一個含水層(含水系統(tǒng))的排泄。人工排泄有:用井孔抽汲地下水,或用渠道、坑道等排除地下水等。第七章地下水的補給與排泄第四十五頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18泉是地下水的天然露頭,在地形面與含水層或含水通道相交點地下水出露成泉。泉類型根據(jù)補給泉的含水層的性質(zhì),泉分為上升泉及下降泉兩大類。

上升泉由承壓含水層補給。

下降泉由潛水或上層滯水補給。下降泉類型據(jù)出露原因分為侵蝕泉、接觸泉與溢流泉。侵蝕(下降)泉溝谷切割揭露潛水含水層的潛水面時所形成的泉。(圖7-17a、b)。

接觸泉地形切割達(dá)到潛水含水層隔水底板時,地下水被迫從兩層接觸處出露所成的泉。第七章地下水的補給與排泄二、泉第四十六頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18侵蝕泉或接觸泉:溝谷切割揭露潛水含水層的潛水面或地形切割達(dá)到潛水含水層隔水底板侵蝕泉接觸泉第四十七頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18溢流泉隔水底板隆起或透水性急劇變?nèi)醯臐撍畬?,?dǎo)致水流動受阻而涌溢于地表所成的泉。第七章地下水的補給與排泄第四十八頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18上升泉類型按出露原因可分為侵蝕(上升)泉、斷層泉及接觸帶泉。侵蝕(上升)泉當(dāng)河流、沖溝等切穿承壓含水層的隔水頂板時,所形成的泉。斷層泉承壓水沿導(dǎo)水?dāng)鄬由仙?,在地面高程低于測壓水位處涌溢地表,所形成的泉。接觸帶泉

由于巖漿的動力作用和成巖的冷凝作用,在巖體邊部形成冷凝裂隙(成巖裂隙),同時圍巖近接觸帶附近形成構(gòu)造裂隙,構(gòu)成接觸帶裂隙,地下水沿此裂隙帶上升所成的泉。第四十九頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18侵蝕(上升)泉斷層泉接觸帶泉第五十頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18濟(jì)南泉水成因地質(zhì)示意圖1-下奧陶紀(jì)白云質(zhì)灰?guī)r;2-中奧陶紀(jì)灰?guī)r;3-閃長巖及輝長巖;北部侵入體包圍奧陶紀(jì)灰?guī)r。南部灰?guī)r區(qū)地勢高為降水補給區(qū)。受巖體的阻擋地下水匯于東南處,成“家家泉水”。泉城濟(jì)南地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)條件分析第五十一頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18在2.6km2出露106個泉,最大總涌水量5m3/s。市南為寒武奧陶系的單斜山區(qū),地形與巖層均向北傾斜。市區(qū)北側(cè)為閃長巖及輝長巖侵入體,包圍奧陶紀(jì)灰?guī)r。灰?guī)r區(qū)降水補給,受巖體的阻擋地下水匯于市東南處,成“家家泉水”。第五十二頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/181、前震旦紀(jì)片麻巖、片巖;2、下寒武紀(jì)頁巖夾砂巖;3、中寒武紀(jì)鮞狀灰?guī)r;4、上寒武紀(jì)薄層灰?guī)r及頁;5、奧陶紀(jì)厚層灰?guī)r;9、水量<IL/s;10、水量1-10L/s;11、水量>10L/s;12、溫泉;13、下降泉;14、上升泉據(jù)泉的出露情況及涌量,判斷巖層含水性第五十三頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/181、片麻巖及花崗巖中,泉的數(shù)量多,涌水量小于1L/s,弱含水層。2、下寒武統(tǒng)頁巖夾薄層砂巖,只在斷層帶有個別小泉,結(jié)合巖性可判斷本層為隔水層,僅斷層帶局部導(dǎo)水。3、中寒武統(tǒng)為鮞狀灰?guī)r,出露泉不多,但泉涌水量可達(dá)l-10L/s,為較好的含水層。4、上寒武統(tǒng)僅出現(xiàn)個別小泉,結(jié)合其巖性分析,基本上可看作隔水層。5、奧陶紀(jì)厚層灰?guī)r區(qū),一是地表水系不發(fā)育;二是泉的數(shù)量不多而涌水量大;三是泉水多出露于本層與其它地層接觸帶。說明奧陶紀(jì)灰?guī)r是補給區(qū)和最好的含水層。6、斷層的某些部位分布溫泉,說明斷層導(dǎo)水且水循環(huán)深度大。7、東南部為在片麻巖與花崗巖接觸帶,有一個上升泉,表明接觸帶某些部分是張開的。8、地下水集中排泄于河、湖或海的底部時,便形成水下泉。第五十四頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18通過研究泉在地層中的出露情況及其涌水量,可以很好地說明巖層含水性。

古老片麻巖及燕山期花崗巖:發(fā)育構(gòu)造裂隙與風(fēng)化裂隙,泉的數(shù)量多,而涌水量均小于1L/s,說明這兩者都是弱含水層(體)。

下寒武統(tǒng)為厚層頁巖夾薄層砂巖:只在斷層帶有個別小泉,結(jié)合巖性可判斷本層為隔水層。中寒武統(tǒng)為鮞狀灰?guī)r:出露泉雖不多,但泉涌水量可達(dá)1—10L/s,說明是較好的含水層。

上寒武統(tǒng):僅出現(xiàn)個別小泉,結(jié)合其巖性分析,基本上可看作隔水層。

奧陶紀(jì)質(zhì)純厚層灰?guī)r:地表水系不發(fā)育、泉的數(shù)量不多而涌水量大、三是泉水多出露于本層與其它地層接觸帶。這說明奧陶紀(jì)灰?guī)r是本區(qū)最好的含水層。第五十五頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18二、泄流

泄流:當(dāng)河流切割含水層時,地下水沿河呈帶狀排泄,稱作地下水的泄流。

在河流上選定斷面,定期測定河水流量,可得出河流流線過程線,并分割得出地下水泄流量(圖7-21)。

最簡單的分割方法在流量過程線起漲點A起引一線交于退水段的B點,相當(dāng)于地下水泄流補給河水的量,稱作河流的基流。第五十六頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18流量過程線分割法推測泄流量

1、直接分割法

A:起漲點,作平行線,交于退水線點B。第五十七頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

蒸發(fā)排泄是低平地區(qū),尤其干旱氣候下松散沉積物構(gòu)成的平原與盆地中地下水主要的排泄方式。

地下水的蒸發(fā)排泄的兩種形式:一種是與飽水帶無直接聯(lián)系的土壤水蒸發(fā),另一種是飽水帶-潛水的蒸發(fā)。與潛水面不發(fā)生直接聯(lián)系的包氣帶水:包括孔角毛細(xì)水、懸掛毛細(xì)水乃至過路毛細(xì)水(自然還包括結(jié)合水),這部分水由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài)而蒸發(fā)排泄,造成包氣帶水分虧缺,間接影響飽水帶接受降水補給的份額,但不會直接消耗飽水帶的水量。三、蒸發(fā)第五十八頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18與潛水面有聯(lián)系的包氣帶水:緊接潛水面的支持毛細(xì)水是潛水沿著毛細(xì)孔隙上升而形成的,與潛水密不可分。當(dāng)潛水面埋藏不深,支持毛細(xì)水帶離地表較近,大氣相對濕度小于飽和濕度,毛細(xì)彎液面上的水不斷由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài),逸入大氣;潛水則源源不斷通過毛細(xì)作用上升補充支持毛細(xì)水(支持毛細(xì)水上升運動可以參見第五章),使蒸發(fā)持續(xù)進(jìn)行。

潛水持續(xù)蒸發(fā)的結(jié)果:蒸發(fā)使水分不斷消耗,水中鹽分保留下來。因此,強(qiáng)烈的潛水蒸發(fā)將使土壤集鹽(造成土壤鹽漬化)與地下水不斷濃縮鹽化。第五十九頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18影響潛水蒸發(fā)及地下水鹽化程度的因素

a)氣候:氣候愈干燥,相對濕度越小,潛水蒸發(fā)便愈強(qiáng)烈。相對濕度經(jīng)常小于50%的西北,有的地方潛水礦化度可達(dá)100—300g/L;相對濕度經(jīng)常保持80%以上的川西平原,盡管潛水位埋藏很淺,但其礦化度不到0.5g/L。

第六十頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18

b)潛水埋藏深度:潛水面埋藏愈淺,蒸發(fā)愈強(qiáng)烈。半干旱地區(qū)的河北石家莊市,潛水蒸發(fā)與其水位埋藏深度的關(guān)系。小于2m時,蒸發(fā)量顯著增大。但干旱地區(qū)山前埋深達(dá)數(shù)十米的潛水礦化度仍比較高,是干旱氣候下氣態(tài)的蒸發(fā)的結(jié)果。石家莊第六十一頁,共六十九頁,編輯于2023年,星期日2023/6/18c)包氣帶巖性

通過對毛細(xì)上升高度與速度的影響潛水蒸發(fā)。砂最大毛細(xì)上升高度太小,而亞粘土與粘土的毛細(xì)上升速度又太低,均不利于潛水蒸發(fā)。粉質(zhì)亞砂土、粉砂等組成的包氣帶,毛細(xì)上升高度大,而毛細(xì)上

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