第七章 地下水的动态

第七章地下水的动态第1页，课件共19页，创作于2023年2月第1节地下水动态与均衡的概念

一、动态

地下水的各要素（水位、水量、水质、水温、流速、流向等）在自然和人为因素的综合影响下随时间作有规律的变化

二、均衡

利用质量守恒定律，分析地下水在某地区某时段内水量、热量和盐量的收入与支出之间的平衡关系。

水量的收支关系——水量平衡

盐量的收支关系——盐量平衡

热量的收支关系——热量平衡

第2页，课件共19页，创作于2023年2月

收入＞支出正均衡

收入＜支出负均衡

均衡区：进行均衡计算所选定的地区。

均衡期：进行均衡计算的时间段。

三、动态与均衡的关系:

动态是均衡的外部表现，均衡是动态变化的内部原因。

四、研究动态与均衡的意义

①供排水工程的设计

②查明地下水的补排条件

③土壤改良——排水与灌溉

第3页，课件共19页，创作于2023年2月第2节地下水动态

一、地下水动态形成机制

将地下水动态理解为含水层（含水系统）对环境施加的激励所产生的响应。

图7-1激励与响应关系第4页，课件共19页，创作于2023年2月二、地下水动态的影响因素

输入信息因素：气象因素和水文因素

输出信息因素：地形、地质和人为因素1、气象因素：是主因素（降水、蒸发、气温、气压）

降水和蒸发：直接影响地下水的补给与蒸发

气温：影响降水形式、蒸发强度、浅层地下水水温。

气压：对潜水位产生伪变化。

潜水位变动伴随的相应潜水储存量的变化为真变化；

不反映潜水水量增减的潜水位变化为伪变化

第5页，课件共19页，创作于2023年2月气候还存在多年的周期性波动。例如，周期为11年的太阳黑子变化，影响丰水期与干旱期的交替，从而使地下水位呈同一周期变化。

第6页，课件共19页，创作于2023年2月2、水文因素

地表水体补给地下水而引起地下水位抬升时，随着远离河流，水位变幅减小，发生变化的时间滞后。

河水对地下水动态的影响一般为数百米到数公里，在此范围外，主要受气候因素的影响。

滨海地区海水潮汐的影响，使地下水位呈现一天两次升降的周期性变化。

3、地形因素

地形高的地方，远离排泄区，水位变化更为显著；地形低的地方，靠近排泄区，水位变化不显著。第7页，课件共19页，创作于2023年2月4、地质因素

岩性：同一地方，同一雨季，细粒中的水位变化显著，粗粒中变化不显著。

构造：是一个区域性的影响因素。

地震、火山活动：短期影响。在震前地下水位急剧上升、下降、冒砂等，甚至震前地下水化学成分也会改变。

5、土壤和生物因素

土壤的影响主要表现为对潜水化学成分的改变，尤其是在土壤盐渍化和沼泽化两地区最为明显。

生物的影响表现在两个方面：

植物蒸腾对潜水动态的影响

细菌对地下水化学成分的影响

第8页，课件共19页，创作于2023年2月6人为因素

疏干类型：集水建筑物采水、矿坑排水等排水工程；充水类型：渠道、水库、堤坝、灌溉系统等第9页，课件共19页，创作于2023年2月开采状态下地下水流态剖面示意图

第10页，课件共19页，创作于2023年2月三、地下水动态类型

根据排泄方式和水交替强度，潜水及松散沉积物浅部的承压水，可分三种主要动态类型。

1、渗入—蒸发型：

分布在干旱,半干旱地区,地形切割微弱的平原或山间盆地中心

补给：降水、地表水入渗（但不丰沛）

径流：微弱，水交替强度十分缓慢

排泄：蒸发为主

动态特征：年水位变幅小而均匀；水质季节变化明显，向盐化方向发展；土壤易盐渍化。

第11页，课件共19页，创作于2023年2月2、渗入—径流型：

分布在山前或山区，地形高差大，水位埋藏深。

补给：降水、地表水入渗（丰沛）

径流：强烈，水交替强度大

排泄：径流排泄为主

动态特征：年水位变幅大而不均（由分水岭到排泄区，年水位变幅由大而小）；水质季节变化不明显，长期中地下水不断趋向淡化。

第12页，课件共19页，创作于2023年2月举例：承压含水层的动态类型：渗入--径流型

动态变化程度：取决于构造开启程度，构造开启程度越高，水交替越强烈，动态变化也越强烈，水质的淡化趋势越明显。

第13页，课件共19页，创作于2023年2月3、渗入—蒸发、径流型（弱径流型、过渡型）：

分布在降水丰沛、气候湿润的平原或盆地中心。

补给：降水、地表水入渗（丰沛）

径流：径流微弱，蒸发也微弱

排泄：径流排泄为主

动态特征：年水位变幅小而均匀；水质季节变化不明显，长期中地下水不断向淡化方向发展，但发展慢

第14页，课件共19页，创作于2023年2月第3节地下水均衡

一、水均衡方程式

基本关系式：

储量变化=收入量–支出量

(△W)=(A)-(B)

二、举例：陆地上某均衡区在均衡期内：（A）包括大气降水量（X）

地表水的流入量(Y1)

地下水流入量(W1)(承压水的越流量和侧向补给量)

凝结水量（Z1）

人工补给量(灌溉回归水补给、人工回灌补给等)

第15页，课件共19页，创作于2023年2月B包括

地表水流出量（Y2）

地下水流出量（W2）

蒸发量（Z2）

人工排泄量（人工开采、排水渠等）

△W包括

地表水变化量（V）

饱气带水变化量（m）

潜水变化量（u△h）

承压水变化量（ue△hc）

U—给水度Ue—弹性给水度△h—潜水位变幅△