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1、,Fundamentals of Hydrogeoloy 水文地质学基础,第七章 地下水的补给与排泄Recharge，Discharge of G.W.,西北农林科技大学水利与建筑工程学院,Company Logo,本章内容,地下水是通过补给与排泄两个环节参与自然界的水循环 补给：含水层或含水系统从外界获得水量的过程 排泄：含水层或含水系统向外界排出水量的过程,7.1 地下水的补给,7.2 地下水的排泄,Company Logo,7.1 地下水的补给,补给使含水层的水量、水化学特征和水温发生变化 思考：补给获得水量后，含水层或含水系统会发生什么变化？地下水位上升，增加了势能，使地下水保持不停的
2、流动 由于构造封闭或气候干旱，得不到补给，地下水的流动将停滞 补给的研究包括：补给来源、影响因素与补给量 地下水的补给来源有：天然：大气降水、地表水、凝结水及相邻含水层的补给等 人类活动有关的：灌溉水入渗、水库渗漏及人工回灌,Company Logo,7.1.1 大气降水对地下水的补给,讨论：入渗机制？影响因素？补给量的确定？1、大气降水入渗机制 包气带是降水对地下水补给的枢纽，包气带的岩性结构和含水量状况对降水人渗补给起着决定性作用 目前认为，松散沉积物的降水入渗有两种方式：降水入渗的现象 两类空隙的入渗过程总结：均匀砂土层活塞式(piston/diffuse)含裂隙的土层捷径式(bypas
3、s),Company Logo,山西黄土及其入渗,Company Logo,1、大气降水入渗机制“活塞式”入渗 适用条件：均匀的砂土层 降水初期 t1：土层干燥，吸水能力很强，雨水下渗快 降水延续 t2：土层达到一定的含水量，毛细力与重力共同作用，下渗趋于稳定渗润阶段，渗漏与渗透阶段 降水再持续：当土层湿锋面推进到支持毛细水带时，含水量获得补给，潜水位上升,7.1.1 大气降水对地下水的补给,降水入渗过程,水分分布曲线,转页,Company Logo,降水入渗过程,Company Logo,入渗速率随时间的变化,Company Logo,下渗过程水分分布,Company Logo,下渗过程中水
4、分分布带,下渗水流运移模式的条件？饱和带-厚度1.5cm 含水量接近-水分传输带 过渡带 含水量在-厚度 湿润带 含水量变化大 湿润锋（面）,含水量%,深度cm,风干土,田间持水量,饱和含水量,饱和带,过渡带,水分传输带,湿润带,湿润锋,Company Logo,7.1.1 大气降水对地下水的补给,1、大气降水入渗机制“活塞式”入渗 均匀砂土层“捷径式”下渗 空隙大小极悬殊 捷径式下渗，新水可以超过老水，优先达含水层；捷径式下渗，不必包气带达到饱和即可补给下方含水层。,t1,t2,捷径式下渗图,Company Logo,2、降水补给的影响因素 P=Rs+E+S+qG 气候因素（P，E）；降水总
5、量,降水强度,降水频率；降水延续时间 总量大，强度适中，间隔短，时间长的绵绵细雨最有利。温度适中，温差较小，相对湿度大，蒸发强度小。地形:高或低，陡或缓 地质:渗透性愈大则愈有利 地下水位埋深：其他：,Rs,E,P,S,qs,7.1.1 大气降水对地下水的补给,Company Logo,7.1.1 大气降水对地下水的补给,3、补给量的确定方法 平原区一般采用入渗系数法（）降水入渗系数多用年平均值表示 由经验与实验等方法得出 全年降水入渗补给量：Q=P F 1000 m3/a，mm，无量纲，km2 降水入渗系数可用入渗试验仪、地中渗透仪来测定 书中介绍了水位动态法和山区降水入渗确定方法,Comp
6、any Logo,双环入渗试验装置,双环注水法-剖面图连续降水,Company Logo,地中渗透仪结构图,Company Logo,7.1.2 地表水对地下水的补给,地表水对地下水的补给（要求以自学为主）地表水体（河、湖、水库等）都可以成为地下水的补给来源 河流补给:因地而异（空间上），不同部位，岩性等；因时而异（时间上），不同季节，不同补排关系 比较长年性河流与季节性河流对地下水的补给的异同点？河流补给的主要影响因素有哪些？如何确定河水对地下水的补给量？地表水补给地下水的必要条件有哪些：有水力联系 地表水水位高于地下水水位,季节性河流,河流不同部位,Company Logo,季节性河流补给
7、地下水,Company Logo,河流不同部位地表水与地下水之间的补给关系,Company Logo,7.1.3 含水层之间的补给,越流地下水量的内部转化 潜水承压水之间的补给 思考题：图7-11（右图）中泉水的大小与哪些因素有关！,越流,Company Logo,越流（Leakage）：具有一定水头差的相邻含水层，通过其间的弱透水岩层发生水量交换的过程 经常发生于松散沉积物中，粘性土层构成弱透水层,越流量如何计算？,Company Logo,含水层通过钻孔发生水力联系,含水层通过导水断层 发生水力联系,含水层之间的水力联系,Company Logo,7.2 地下水的排泄,地下水排泄的研究包括
8、：排泄方式、影响因素、排泄量的确定 排泄方式：泉（点状排泄）向地表水体泄流（河流线状）、向相邻含水层的排泄 蒸发（面状排泄）前三种排泄方式称为径流排泄，与蒸发排泄的区别：径流排泄水分（盐分）呈液态排出,盐随水去 蒸发排泄水分呈气态排出，盐分积累下来，水去盐留,Company Logo,7.2.1 泉 spring,泉是地下水的天然露头，多为“点”状，属径流排泄 泉的出露是地形、地质与水文地质条件有机结合的结果，据补给泉的含水层类型可将泉划分为上升泉、下降泉。1.下降泉(出露潜水含水层中的泉）根据出露条件又将下降泉分为：侵蚀泉：地形切割到潜水面 接触泉：地形切割至隔水底板 溢流泉：水流在前方受阻
9、，水位抬升，而溢流成泉,下降泉,Company Logo,下降泉,侵蚀泉：地形切割到潜水面 接触泉：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,Company Logo,上升泉,2.上升泉（出露于承压含水层中的泉）上升泉根据出露条件分为：侵蚀泉，断层泉，接触带泉,Company Logo,7.2.1 泉 spring,3.研究泉的意义？直接得到水文地质资料；间接分析出水文地质信息。通过泉的出露标高、流量、动态、温度、水化学，可以综合分析与泉水成因有关地质、水文地质条件 地下水位标高，岩层的含水性（透水性），含水岩层的补给，循环（交替），地质构造、断层等，供水水源（直接利用
10、）。a.泉出露两侧岩层的含水性：含水层；隔水层 b.泉出露处断层的导水性 c.泉的流量大小：导水性的好坏 d.泉的温度：地下水循环深度 e.泉流量大小或水化学：补给与径流条件的好坏,Company Logo,山东济南百脉泉,在实际中泉的成因与定名是比较难判定的 P76-77为济南全群成因条件分析-请自学,Company Logo,河流切割含水层时，地下水向河流的排泄，称为泄流 地下水的泄流量可通过分割河流流量过程线的方法确定,7.2.2 泄流,Company Logo,7.2.3 蒸发和蒸腾,蒸发与蒸散腾 evaporation&evapotranspiration 土面蒸发：潜水通过包气带耗
11、失水分 叶面蒸腾：通过植物根系吸收潜水或包气带水转化为叶面水而蒸发消耗（一株大的植物，犹如一台生物抽水机）,Company Logo,7.2.3 蒸发和蒸腾,1、土面蒸发过程 包气带水分直接耗失降低包气带水分含量，加大亏损量，潜水通过支持毛细水带将水传输到包气带蒸发，使地下水位下降 毛细上升速度:蒸发速度大于毛细上升速度则支持毛细水带下降，VC上升，至蒸发速度VEVC时，维持稳定的蒸发排泄，排泄的结果，水分不断消耗，地下水位下降，盐分不断积累在土层上部！VC=?,Company Logo,土面蒸发过程-毛细水上升消耗过程,Company Logo,7.2.3 蒸发和蒸腾的影响因素,a.气候因素：干燥，气温高，蒸发量愈大 b.地下水位埋深：超过蒸发极限深度 则蒸发0 如：华北地区，水位埋深5m，基本不考虑蒸发 干旱地区，极限水位埋深大；湿润地区极限埋深小 c.包气带岩性：,Company Logo,7.2.3 蒸发和蒸腾的影响因素,c.包气带岩性：蒸发与毛细上升速度 Vc=KI 有关 问：容易产生盐碱化的是哪类土？,Company Logo,7.2.4 蒸发量的测定方法,地中渗透仪 潜水位动态 经验公式 第七章结束,地 中 渗 透 仪 结 构 图,测蒸发量,
