第四章地下水的动态及其预报

第四章

地下水动态及其预报地下水动态及其预报影响地下水动态的基本因素1地下水的动态观测2地下水动态预测模型3地下水的均衡4地下水动态及其预报影响地下水动态的基本因素1地下水的动态观测2地下水动态预测模型3地下水的均衡4影响地下水动态的基本因素

地下水动态是指地下水位、水量、水质和水温等水文要素随时间和空间变化的现象和过程。变化的实质是上述因素收支不平衡的结果水位变化：1.水量变化；2.地应力作用影响地下水动态的基本因素

地下水均衡是指地下水水量、盐量、热量和能量等的收支状况。是地下水均衡的外部表现地下水动态地下水均衡是地下水动态的内在原因意义：合理利用地下水、有效防范相关生态环境问题查清地下水的补给与排泄确定含水层之间以及含水层与地表水体之间的关系检验水文地质结论，论证地下水管理措施影响地下水动态的基本因素

影响地下水动态的基本因素自然因素气象因素水文因素生物因素地下水开采(工业、农业开采)地下水回灌基本因素人为因素地质因素气候因素土壤因素水利工程人为污染气候及气象因素气候指气象状况的多年特点。它会造成地下水位多年的、有规律的周期性变化，通常较稳定；气象因素包括气压、气温、风、降水和蒸发等；

昼夜变化（沿海及岛屿地区）

季节变化（东部季风区，西北干旱区）

多年变化（太阳黑子）注意：水动态的真变化（地下水均衡引起的）水动态的伪变化（其他因素引起的，如气压变化）水文因素地下水与地表水存在水力联系的地区，水文因素对地下水动态影响显著；

河水补给（远离河流，水位变幅小）

河流排泄（接近河流，水位变幅小）

潮汐作用（潮差大，海岸近，水位变幅大）地质因素地质因素是影响输入信息变换的因素，起到加强或缓和的作用

包气带厚度（越厚地下水位抬升时间越晚）

渗透系数，给水度（越大，地下水位变幅越小）

地震（邢台地震、海城地震、唐山地震）土壤因素和生物因素土壤因素主要影响潜水化学成分的变化；植被聚集水分，改善入渗条件，叶面蒸腾对潜水产生季节性和多年变化影响；细菌对地下水化学成分有一定影响

改变地下水补给：影响降水时空分布，把坝上游补给增加，下游补给减少，改变下垫面，减小补给如果开采与补给平衡，则地下水位不会下降，如果大于补给则会造成地面沉降、塌陷等问题。补给排泄温室效应、筑坝拦水、城市化，大面积灌溉；人工开采，如凿井抽水人为因素人为因素

降水对地下水位动态的影响

开采对地下水位动态的影响

地下水开采管理一般根据影响地下水动态的主要因素和动态特征来划分

对于潜水

蒸发型（干旱半干旱的平原或盆地）

年水位变幅小，各处相近，水质季节变化明显，不断盐化

径流型（山区及山前）

年水位变幅大而不均，水质季节变化不明显，趋于淡化

弱径流型（气候湿润的平原与盆地）

年水位变幅小，各处相近，水质季节变化不明显，趋于淡化地下水的动态类型及主要特征其他及人类活动影响下的地下水动态类型

降水入渗型

年水位变幅较大，地下水位与降水量变化一致或稍滞后

人工开采型

地下水位变幅随开采量变化明显

水文型

地下水位随地表水位变化，其幅度与河流远近有关地下水的动态类型及主要特征其他及人类活动影响下的地下水动态类型

灌溉入渗型

地下水位随灌溉期变化明显，年内高水位期常延续较长

冻结型

下层水位变化平缓，变幅不大；上层相反

越流型

年水位随开采层变化，变幅较小，变化平缓地下水的动态类型及主要特征地下水动态及其预报影响地下水动态的基本因素1地下水的动态观测2地下水动态预测模型3地下水的均衡4地下水的动态观测(一)地下水动态长期观测的目的和任务(二)地下水长期测内容(三)长观资料的整理与分析(一)地下水动态长期观测的目的和任务目的：根据水文地质条件和对地下水动态分析研究的要求，建立地下水长期观测站网，对地下水动态（如地下水水位、水温、水质等）要素进行定期观测。

基本任务

地下水长期观测工作的基本任务，应根据不同水文地质单元区的地下水埋藏分布和运动规律，以及不同利用的目的予以确定。(二)地下水长期观测内容主要有：1、水位观测；2、水温观测；3、开采量统计；4、水质监测。(三)长观资料的整理与分析1、整理内容：月平均、月最大、月最小以及变幅等，各种动态要素的时间变化曲线及平面等值线图等。2、分析计算：主要是计算含水层的水文地质参数。地下水水位的观测地下水水质取样地下水水位、水温的观测不同含水层地下水水位的动态观测GroundwaterlevelobservationP-76Q-1地下水水位的动态观测地下水水位的动态观测地下水水质的动态观测大连海水入侵程度图

198819942002地下水水温地下水动态及其预报影响地下水动态的基本因素1地下水的动态观测2地下水动态预测模型3地下水的均衡4地下水动态变化预测模型解析法物理模拟法数值模拟模型动态要素回归模型其他新方法：GM,GA,ANN,……确定性模型随机模型确定性模型：变量之间具有确定的函数关系；随机模型：应用概率统计分析方法找出不确定性因素的规律滦河水源地开采井水位降深变化过程线滦河水源地最大降深等值线图地下水动态及其预报影响地下水动态的基本因素1地下水的动态观测2地下水动态预测模型3地下水的均衡4阐明某一地区在某一时间内地下水水量、盐量和热量等的收支数量关系

均衡区

均衡计算所选定的区域

均衡期

进行均衡计算的时间段

均衡项

收入项（各类补给量，侧向入流）、支出项（各类排泄量和侧向流出量）和储存变化量（收支差额）地下水的均衡研究水均衡亦称水量平衡，指对于某一区域，在一定时段内，水的收入量减去支出量，应等于区域内蓄水变化量，即：

ΔV=A–B式中：ΔV—储存变化量（增量）；A—时段内收入之总水量；B—时段内支出之总水量；地下水的均衡方程潜水均衡方程式为：

大气降水补给地下水水量的确定承压水均衡方程式为：

大气降水补给地下水水量的确定弹性释水系数：含水