水文地质学基础地下水的补给与排泄

1、水文地质学基础，1。学会沟通PPT，本章内容，7.1地下水补给7.2地下水排泄7.3地下水径流7.4地下水补给、径流和排泄对地下水质量的影响，2。学会交流PPT的基本概念，地下水通过补给和排泄参与自然水循环。补给：含水层或含水层系统从外界获取水的过程。随着水量的增加，盐和能量也会增加。排放：从含水层或含水层系统向外界排放水的过程，减少水、盐和能量的量。3。学习和交流PPT的基本概念，根据地下水的循环位置可分为补给区、径流区和排泄区。径流区是含水层中地下水从补给区向排泄区的流动范围。水文地质条件是地下水埋藏、分布、补给、径流和排泄条件、水质和水量及其形成地质条件的总称。补给区是含水层暴露或接近地

2、表的区域，以接受渗透补给，如大气降水和地表水。4，学会沟通PPT，7.1地下水回灌，回灌使含水层水量，水化学特征和水温发生变化思考：通过回灌获得水量后，含水层或含水层系统会发生什么？地下水位的上升增加了势能，使地下水持续流动。因为结构是封闭的或者气候是干燥的，如果不补充，地下水流将是停滞的。补货研究包括：补货来源、补货机制、影响因素、补货量。地下水的补给来源是：自然的：与人类活动有关的大气降水、地表水、冷凝水和邻近含水层的补给：灌溉水渗透、水库渗漏和人工补给。5.学会交换PPT，7.1.1通过大气降水补充地下水，讨论：渗透机制？影响因素？供应量的确定？1.大气降水的入渗机制包气带是降水补给地下

3、水的枢纽。包气带的岩性结构和含水量对降水入渗起着决定性的作用。目前认为松散沉积物的降水入渗有两种方式：降水入渗现象。两种缝隙的入渗过程总结：活塞/漫土旁路，6带裂缝，6。学习和交流PPT，1。大气降水“活塞”入渗的入渗机理适用条件：在均匀砂层的入渗初期，t1:土层干燥，吸水能力强，雨水入渗快，在入渗阶段继续入渗，t2:土层达到一定含水量，毛管力和重力共同作用，入渗趋于稳定，在入渗和入渗阶段继续入渗：当土层的湿锋推进到支持毛管水区时，含水量得到补充，潜水位上升，7.1.1大气降水补给地下水，7。学会交换PPT、活塞渗透：渗透水的湿锋整体向下推进，就像活塞的移动一样。8，学会交换PPT，渗透过程中

4、的水分分布，9，学会交换PPT，7.1.1，通过大气降水补给地下水，1，大气降水的入渗机理，“活塞”入渗，砂层的均匀入渗，“捷径”入渗，间隙大小千差万别，活塞与捷径的区别：捷径入渗，新水可以超过旧水，以含水层为主；快捷入渗可以在包气带不饱和的情况下补给地下含水层。近道入渗图，t1，t2，近道入渗图，10，研究和交换PPT，山西黄土及其入渗，目前认为松散沉积物中有两种降水入渗：活塞式和近道式。11，学会沟通PPT，2，降水补给的影响因素，水渗入地下含水层，土壤表面蒸发，叶片蒸腾，土壤水分，大气水分，12，学会沟通PPT，(降水入渗能力)，垂直入渗速度v=Q/t，视包气带岩性而定，入渗率随时间变化

5、，13，学会沟通PPT，7.1.1大气降水的补给t地质学： 3。包气带：a岩性，b厚度，c含水量4。地形3360是高或低、陡峭或缓慢的。地下水位埋深：6。植被发展的人类工程学。学会在降雨入渗补给中交换渗透点、岩性和水位埋深。问题：地下水位埋深地下水接受降水补给的最佳深度一般为2-2.5m，15。学会交换PPT，7.1.1。降水入渗补给(1)平原地区降水入渗补给一般采用入渗系数法()降水入渗补给系数通常用年平均值表示，年降水入渗补给量由经验和试验得出：Q=a P F 1000。P -年降水量(毫米)；-降水入渗系数；一般介于.4.它高达0。中国南方岩溶地区和西北干旱气候沙漠盆地的供氟面积(km2

6、)。常用的测定方法：渗透测试仪、地下渗透仪、经验类比法、潜水位自然振幅测定法、在实际工作中常用，16。学习交换PPT，双环渗透试验装置，双环注水法-剖面上连续沉淀，17。学会交换PPT、地下渗透仪结构图、原状土样、渗滤盘、导水管、河南省郑州平衡试验场的穿甲弹、试验土柱和地下观测室。学习交换PPT，7.1地下水补给，3。降水入渗补给(2)山区降水入渗补给的确定。基岩山区大气降水、地表水和地下水之间的转换比较复杂，单纯依靠山区大气降水入渗很难计算地下水补给量。山区地形切割，地下水位埋深大，地下水的蒸发和排放可以忽略不计。一般来说，山区地下水的补给量等于其排泄量，因此补给量可以通过测量地下水的排泄量

7、来计算。20，学会交换PPT，当山区的所有地下水都以泉水的形式排出时，每年的流量可以通过定期测量泉水流量来获得。如果地下水被分散排放，年排放量可以通过划分河流流量过程线来计算(见下图)。基本流量：径流过程线显示，河流全年出现且基本稳定的部分完全由地下水补充。如果山区的一部分地下水以地下径流的形式排入邻近的平原或盆地，这部分水必须单独计算并加入到排放量中。山区地下水排放，21。学会交换PPT。山区渗透系数是年降水量和河水与年降水量之比：Q年地下水排放量(m3/a)，按上述方法求得；f .集水区(平方公里)；x年降水量(毫米)。集水区：指某一点上游的所有主要支流区域(f为集水区的总面积)。22，学

8、会交换PPT，7.1.2地表水供给地下水，地表水供给地下水的来源：地表水体(河流、湖泊、水库等)。)供应机构：因地点(空间)、不同部分、岩性等而异。在不同的季节和不同的补给与排泄关系中，地表水补充地下水的必要条件是什么？(1)有液压连接；(2)地表水位高于地下水位(存在落差)。23，学会沟通PPT，河流不同部位地表水和地下水的补给关系，以及24，学会沟通PPT。在汛期开始时，河水渗入包气带并垂直向下渗透，这使得河水淹没的表面形成一个水丘(图一)。河水继续渗漏，水丘逐渐上升并扩大，与河流相连(图二)。在汛期结束时，河水被抽出，水丘逐渐变平，这通常在一定范围内提高了潜水位(图C)。季节性河流补充地

9、下水。学会交换PPT，并思考：如何确定河水对地下水的补给量？26，学会交换PPT，当河水补给地下水时，补给量取决于以下因素：可渗透河床长度与洪水周长的乘积(相当于穿越断面)，河床渗透率(渗透系数)，河水水位与地下水水位的高度差(影响水力梯度)，河床蓄水时间，对于常年河流，为了确定河水渗漏补给的地下水量，可分别在渗漏河段的上游和下游测量断面流量Q1和Q2，因此河水渗漏量等于()。这种渗漏是河水向地下水供应的水量。然而，对于水通过时间短的间歇性河流？思考：大气降水和河流补给地下水的异同？27，学习交换PPT并将大气降水与地表水作为地下水补给源进行比较。从空间分布来看，大气降水属于区域补给，其范围具

10、有普遍性和均匀性；地表水可视为线性补给，仅限于地表水的外围。与时间分布相比，大气降水持续时间有限，而地表水持续时间较长或频繁。在地表水附近，地下水由降水和地表水补充，开采后可得到加强，因此地下水极其丰富。一般来说，降雨量决定了一个地区地下水的丰富程度。就其水源而言，地表水是由大气降水转化而来的。即使对于干旱的山区盆地，河水作为地下水补给的主要来源，仍然来自山区降水或以冰雪形式积累的山区降水。28，研究和交换PPT，总结本段，大气降水与地表水在地下水补给上的区别：(1) :大气降水在空间上属于面补给，其范围是普遍的和统一的；地表水可视为线性补给，仅限于地表水的外围。(2):年大气降水持续时间有限

11、，而地表水体持续时间较长或频繁。(3)影响因素：大气降水对地下水的补给受不同地区气候因素(主要是降雨)的影响，河流对地下水的补给关系随河流剖面而变化。潜水和承压水含水层接受降水和地表水补给的区别在于，潜水可以在整个含水层分布区直接得到补给，而承压水只有在暴露于含水层中的地表或与地表连通时才能得到补给。29，研究和交换PPT，7.1.3含水层之间的补给，过流地下水的内部转化，潜水承压水之间的补给：在右图中，哪些因素与泉水的大小有关！30，学会沟通PPT，含水层通过钻孔水力连通，含水层通过导水断层水力连通，含水层之间水力连通；31、学会沟通PPT、渗漏：通过相邻含水层之间的弱透水岩层，在具有一定水

12、头差的含水层之间进行水交换的过程。它经常出现在松散的沉积物中，粘性土层构成了弱透水层。思考：如何计算超额流量？天窗，溢流，当隔水层分布不稳定时，隔水层缺失的部分称为天窗，32。学会交换PPT。达西定律用来计算溢出量。单位水平面积弱透水层的溢流量为：其中：k弱透水层水力梯度受垂直渗透系数I HA-含水层a水头HB-含水层b水头m弱透水层厚度驱动，虽然弱透水层垂直渗透系数很小，但水力梯度大，溢流面积大。对于由松散沉积物组成的含水层系统，溢出补给可能大于含水层的侧向流入量。7.1.3含水层之间的补给，33，学会沟通PPT，7.1.4冷凝水的补给和冷凝是指当温度降至一定温度时，将气态水转化为液态水的过

13、程，34、学会交换PPT，进行地下水人工回灌，而进行地下水人工回灌的方式有：地面、河道、坑塘蓄水和入渗、井孔灌溉。目的：补充和储存地下水资源，提高地下水位；储存热源和冷源；控制地面沉降；防止海水入侵和盐水入侵；改善生态环境，35，学会交换PPT，7.2地下水排水，地下水排水的研究包括：排水方式，排水机理，影响因素，排水量的确定：泉水(点排水)向地表水体(河道线)的排放，向邻近含水层的蒸发排放(地表排水)，人工排水前三种排水方式称为径流排水。与蒸发和排水的区别：径流以液态排放水(盐)，盐随水蒸发，以气态排放水，盐积聚，水去除盐并保留下来。36.学会交换PPT，7.2 .1泉水，定义：泉水是地下水

14、的天然露头。它们大多是“点”，属于径流排泄分类：根据补给泉的含水层类型，泉可分为上升泉和下降泉。根据暴露的来源，可分为侵蚀泉、接触泉和溢流泉、断层泉和接触带泉。根据暴露条件，下降泉可分为：侵蚀泉：地形切割接触潜水面的泉；隔水层溢流泉切割地形：水流前方受阻，水位上升，溢流泉；37.学会交换PPT、下降泉、侵蚀泉：地形切割接触潜水面的泉：地形切割露出隔水层的溢流泉：水流前方受阻，水位上升，但溢流泉；暴露的潜水含水层38。学会交流PPT，上升的弹簧，2。上升泉(暴露在承压含水层中的泉)根据暴露条件，上升泉分为：侵蚀泉、断层泉、接触带泉，39。学会交流PPT，7.2.1春季，3。泉的水文地质意义泉的出

15、露高程、流量、动态、温度和水化学特征a .隔水层b .泉出露处断层的导水率c .泉的流量大小：导水率的好坏d .泉的温度：地下水的循环深度e .泉的流量大小或水化学：补给和径流条件的好坏，40 .山东省济南市白脉泉学习交流PPT。实际上，很难确定弹簧的起源和名称。P80-81是济南全组的遗传条件分析请你自己教，41，当一条河流穿过含水层时，地下水向河流的排放被称为排泄。地下水的流量可以通过划分河流流量的过程线来确定。7.2.2流量、基流：过程线中全年出现且河道中基本稳定的那部分水流完全由地下水补充。42，学会交流PPT，7.2.3蒸发和蒸腾，水面蒸发：这是潜水通过包气带以气体形式将水排入大气的过程。土壤表面蒸发：潜水通过包气带失水，叶片表面蒸腾：潜水或包气带的水分被植物根系吸收，转化为叶片表面水分，叶片表面水分被蒸发和消耗。(大型植物就像一个生物水泵)，43。学习交换PPT，7.2.3。蒸发和蒸腾的影响因素，a .气候因素：干燥、气温高、蒸发量大b .地下水位埋深：超过蒸发量湿润地区