地下水垂向入渗补给机理及补给量的研究
临界雨量计算方法
1、水位/流量反推法 假定降雨与洪水同频率，根据河道控制断面警戒水位、保证水位和最高水位指标，由水位流量关系计算对应的流量，由流量频率曲线关系，确定特征水位流量洪水频率，由降雨频率曲线确定临界雨量，但此方法没有考虑前期影响雨量。 2、暴雨临界曲线法 暴雨临界曲线法从河道安全泄洪流量出发，由水量平衡方程，当某时段降雨量达到某一量级时，所形成的山洪刚好为河道的安全泄洪能力，如果大于这一降雨量将可能引发山洪灾害，该降雨量称为临界雨量。位于曲线下方的降雨引发的山洪流量在河道安全泄洪能力以内，为非预警区，位于曲线上或上方的降雨引发的山洪流量超出河道的安全泄洪能力，为山洪预警区。 3、比拟法 比拟法的基本思路为，对无资料区域或山洪沟，当这些区域的降雨条件、地质条件（地质构造、地形、地貌、植被情况等）、气象条件（地理位置、气候特征、年均雨量等）、水文条件（流域面积、年均流量、河道长度、河道比降等）等条件与典型区域某山洪沟较相似时，可视为二者的临界雨量基本相同。 4、水动力学计算方法 水动力学计算方法具有较强的物理机制，基于二维浅水方程，并考虑降雨和下渗，对山洪的形成与演化过程进行更细致的描述，具有理论先进性和实际可操作性的特点，为防御山洪灾害提供了新技术。但由于计算参数，如阻力系数和下渗变量等，增加了模型的不确定性因素；此外，流域地质、地貌等数据以及典型山洪观测资料等也是此计算方法中必不可少的。 5、实测雨量统计法 根据区域内历次山洪灾害发生的时间表，基于大量实际资料，统计区域及周边邻近地区各雨量站对应的雨量资料，取各站点各次山洪过程最大值的最小值为各站的单站临界雨量初值，计算各次山洪过程各个站点的各时间段最大值
水文地质考试题
一名词解释（10-12个，2分/1个） 1.水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学，它研究岩石圈，水圈，大气圈，生物圈，以及人类活动相互作用下地下水的形成与演化，即地下水的水量（水位）水温和水质等要素的时空变化及影响因素。 2空隙类型包括孔隙，裂隙，溶穴。Xue 3孔隙度：单位体积岩土中孔隙所占的比例。n=Vn/V*100%；Vn为岩土中孔隙体积，V 为包括孔隙在内的岩土体积。 4孔隙：颗粒与颗粒集合推之间的空隙叫做孔隙。 5空隙中水的存在形式：重力水，毛细水和结合水。 6给水度：地下水位下降单位体积时，释出水的体积和疏干体积的比值。记为μ，用小数表示。 7有效应力原理：有效应力等于总压力减去孔隙压力。 8含水层：是饱水并能传输与给出相当数量水的岩层。 9隔水层：不能传输与给出相当数量水的岩层。 10潜水：饱水带中第一个具有自由表面且有一定规模的含水层中的重力水。 11潜水等水位图：潜水位相等的各点连线。 12承压水：充满与两个隔水层之间的含水层中的水。 13地下水：地面以下岩石空隙中的水。 14地下水面（位）：地面下岩石中的孔隙被重力水充满形成自由水面，自由水面所处的高程为地下水位。 15包气带：地表到地下水面这一部分。 16饱水带：地下水面以下。 17流网：在渗透场中某一典型剖面或切面上，由一系列等水头线与流线组成的网格。18流线：渗流场中某一瞬时的一条线，线上各水质点在此瞬时的流向均与此线相切。19迹线：渗流场中某一时间段内某一水质点的运动轨迹。 20地下水含有气体，离子，胶体，有机质，微生物。
21地下水中的离子成分：Cl-,SO42-,HCO3-重碳酸根离子,Na+,K+,Ca2+,Mg2+ 22总溶解固体：溶解在水中的无机盐和有机物的总称。 23溶滤作用：与岩土相互作用，使岩土中一部分物质转入地下水中。 24地下水的补给：饱水带获得水量的过程，水量增加的同时，盐量，能量也随之增加。25地下水的排泄：饱水带减少水量的过程，减少水量的同时，盐量和能量也随之减少。26降水入渗补给系数：大气降水补给地下水的份额。 27泉：地下水的自然露头。 28越流：相邻含水层通过弱透水层在水力梯度的作用下发生水源交换。 29地下水动态：地下水各种要素（水位，水量，化学组成，气体成分，温度，微生物等）随时间的变化，称为地下水动态。 30地下水均衡：某一时间段，某一范围内地下水分水量（盐量，热量等）的收支状况，称为地下水均衡。 31均衡期：进行均衡计算的时间断。 32均衡区：进行均衡计算所选定的地区。 33水力梯度：沿水流方向单位长度渗透途径上的水头损失。 34渗流场：发生渗流的区域。 35渗流：地下水在岩土孔隙中的运动。 36层流：水质点做有秩序的，互不混杂的流动。 37紊wen流:水质点做无秩序，互相混杂的流动。 38正均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量，热量）的收入大于支出，表现为地下水储存量（或盐储存量，热储存量）增加。 39负均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量，热量）的支出大于收入，表现为地下水储存量（或盐储存量，热储存量）减少。 二简答题（共20分4分或5分/1个） 1水循环的意义。 答：（1）自净，净化即通过不断转换，水质得以持续净化。（2）水量更新及补充，
7第七章 地下水的补给与排泄
第七章地下水的补给与排泄 补给：recharge 径流：runoff 排泄：discharge 补给、径流、排泄是地下水参与自然界水循环的重要环节。 7．1 地下水的补给 补给––––含水层或含水系统从外界获得水量的过程。 1．大气降水（precipitation） 入渗机理： 1）活塞式下渗（piston type infiltration）→Green–Ampt模型：求地表处的入渗率（稳定时v→K）（P49,公式5–14；P65，图7–3），累积入渗量。 2）捷径式下渗（short-circuit type infiltration），或优势流（preferential flow）。 降水→地下水储量增加→地下水位抬高→势能增加。 降水转化为3种类型的水： ①地表水，地表径流（一般降水的10 ~ 20%产生为地表径流）； ②土壤水，腾发返回大气圈（一般大于50%的降水转为土壤水，华北平原有70%的降 水转化为土壤水）； ③地下水，下渗补给含水层（一般20 ~ 30%降水渗入地下进入含水层）。 渗入地面以下的水： ①滞留于包气带→土壤水，通过腾发ET（evapotranspiration）→返回大气圈； ②其余下渗补给含水层→地下水。 因此，落到地面的降水归结为三个去向：（1）地表径流；（2）土壤水（腾发返回大气圈）；（3）下渗补给含水层。 入渗补给地下水的水量： q x=X-D-?S
式中：q x ––––降水入渗补给含水层的量； X ––––年降水总量； D ––––地表径流量； ?S ––––包气带水分滞留量。 单位：mm 水柱。 降水入渗系数（α）––––补给地下水的量与降水总量之比。 X q x =α （小数或%表示） 一般α =0.2 ~ 0.5。 定量计算（入渗系数法）：Q=α·X ·F （注意单位统一，X ：mm/a ，F ：km 2，Q ：m 3/a ） 影响降水入渗补给的因素： ① 降水量大小：雨量大，α大；雨量小，α小； ② 降水强度：间歇性的小雨，构不成对地下水的有效补给（如华北平原，一次降水 <10mm 的为无效降雨）；连绵小雨有利于补给；集中暴雨→一部分转化为地表径流→不利于补给； ③ 包气带岩性：K 大，有利于入渗；K 小，不利于入渗； ④ 包气带厚度：厚，入渗量小，河北平原存在“最佳埋深”，一般4 ~ 6m ，地下水位 在“最佳埋深”时，入渗补给量最大，入渗系数α也最大； ⑤ 降雨前期土壤含水量：含水量高，有利于补给；含水量低，不利于补给； ⑥ 地形地貌：坡度大→地表径流量大→不利于补给；地势平缓，有利于补给； ⑦ 植被覆盖情况：植被发育，有利于拦蓄雨水和入渗；但浓密的植被，尤其是农作物，蒸腾量大，消耗的土壤水分多，不利于补给。 2．地表水 地表水对地下水的补给： 1）山区：一般排泄地下水（河水位低于地下水位，地下水补给河水），洪水期：补给地下 水； 2）山前：常年补给地下水（河水位高于地下水位）； 3）平原：河水补给地下水（“地上河”）。 影响因素：① 河床的透水性；② 水位差（河水与地下水）。 定量计算： ① 达西定律：q x =K ωI ； ② 测定上、下游河流断面的流量（断面测流）：q x =Q 上-Q 下。 大气降水、地表水是地下水的两种主要补给来源。其特点： 1）从空间分布上看：大气水属于面状补给，范围大且均匀； 地表水（河流）为线状补给，局限于地表水体周边。 2）从时间分布上看：大气降水持续时间较短； 地表水（河流）持续时间较长，是经常性的； 简而言之：大气降水：面状补给，持续时间短； 地表水：线状补给，经常性的，持续时间较长。 条件变化的影响： 地下水开采以后，由于水位的下降，水文地质条件的变化，大气降水、地表水的补给强度也要发生变化。地下水位下降后，由于包气带的加厚，降水补给量有可能减少；地表水与地下水水头差的加大，地表水的补给量有可能增大。
降水入渗补给过程的实验研究
降水入渗补给过程的实验研究 李雪峰李亚峰樊福来 （保定水文水资源勘测局，河北保定 071000） 来稿日期：2003-12-09 摘要：本文根据冉庄实验站实测资料，描述了地下水深埋区降水入渗补给过程。通过1991年8 m蒸渗仪实测资料，说明降水入渗过程中入渗锋面演变情况。地下水大埋深区包气带土壤含水量及降水入渗过程有以下3个特点：1包气带土壤含水量在垂向上具有分带的特点：从地表至1 m为I带,从地下水面至地下水面以上2 m为Ⅲ带,介于I带和Ⅲ带之间为Ⅱ带.2包气带土壤含水量具有季节性变化特征：包气带土壤含水量5月份最小，6～9月份较大。3降水入渗补给具有明显的滞后特征：从发生降水到该次降水对地下水入渗补给过程的结束，需要经历一个时程。包气带愈厚，时程愈长。 关键词：降水入渗补给；包气带；土壤含水量 Experimental Research on the Process of Rainfall Infiltration Feeding Li xuefeng ,Li yafeng ,Fan fulai (Baoding Hydrology and Water Resource Survey Bureau, Baoding,071000,China) Abstract: Based on the experimental data from Ranzhuang Experimental Station for Water Resource, the article showed the process of rainfall infiltration feeding in the area of the groundwater with deep water table. There are three characteristics:1.soil moisture in the zone of aeration has zonal characteristic ,the zone from surface to 1m is called zone I and from groundwater table 2m is called zone III ,the zone between them is called zone II;2.soil moisture in zone of aeration has temporal characteristic ;3.rainfall infiltration feeding has later characteristic obviously. Key words :rain fall Infiltration feeding ,zone of aeration ,soil moisture 1 冉庄水资源实验站基本情况 冉庄水资源实验站，位于华北平原中部，河北省清苑县冉庄镇，距保定市40 km。地处太行山前，属于温带半湿润性大陆性季风气候区。实验站由实验流域和中心实验场组成，中心实验场内有三个大型地中蒸渗仪，包气带实验区、节水灌溉实验场和项目齐全的气象场。三个地中蒸渗仪面积均为10ｍ2，潜水埋深分别为1 ｍ、2 ｍ和8 ｍ。包气带实验区的面积为50 ｍ2。蒸渗仪和包气带实验区内设有中子仪测管和负压计，观测土壤含水量和土水势。自1987年建成以来，每年都在种植小麦、玉米的情况下进行试验，连续运行15 a，资料基本完整。 地中蒸渗仪为回填亚砂土，包气带实验区为原状亚砂土。实验期间实验区地下水埋深5―21 ｍ、多年平均年降雨量500 mm。 收稿日期：2003-12-19 作者简介：李雪峰（1967-），男，工程师，从事水文水资源实验研究工作。
8第八章 地下水的补给与排泄
第八章地下水的补给与排泄 补给：recharge 径流：runoff 排泄：discharge 8．1概述 补给、径流、排泄是地下水参与自然界水循环的重要环节。 地下水通过补给与排泄，获得与消耗并重新分布可溶气体及盐量，更新溶滤能力。 地下水通过补给和排泄，保持不断流动循环支撑有关水文系统和生态环境系统正常运行。 8．2 地下水的补给 补给––––饱水带获得水量的过程。 1．大气降水（precipitation） 以松散沉积物为例，讨论降水入渗补给地下水的过程。
包气带截留的水量，用于补足降水间歇期由于蒸散造成的水分亏缺。 一次降水过程，除去植被截留以及包气带截留外，大气降水量最终转化为3部分：地表径流量、蒸散量及地下水补给量(图8.1)。 一次降水过程中，包气带水分变化及其对地下水补给的影响(图8.2)。 入渗机理： 1）活塞式下渗（piston type infiltration）→Green–Ampt模型：求地表处的入渗率（稳定时 v→K）（P48,公式6.11；P72，图8.3），累积入渗量。
2）捷径式下渗（short-circuit type infiltration ），或优势流（preferential flow ）。 降水→地下水储量增加→地下水位抬高→势能增加。 降水转化为3种类型的水： ① 地表水，地表径流（一般降水的10 ~ 20%产生为地表径流）； ② 土壤水，腾发返回大气圈（一般大于50%的降水转为土壤水，华北平原有70%的降水转化为土壤水）； ③ 地下水，下渗补给含水层（一般20 ~ 30%降水渗入地下进入含水层）。 因此，落到地面的降水归结为三个去向：（1）地表径流；（2）土壤水（腾发返回大气圈）；（3）下渗补给含水层。 入渗补给地下水的水量： q x =p -D -?S 式中：q x ––––降水入渗补给含水层的量； p ––––年降水总量； D ––––地表径流量； ?S –––包气带水分滞留量。 单位：mm 水柱。 大气降水补给地下水的影响因素： 降水入渗系数（α）––––补给地下水的量与降水总量之比。 p q p =α （小数或%表示） 式中：α为入渗系数，无因次；q P 为年降水单位面积补给地下水量，mm ；P 为年降水量，mm 。 一般α =0.2 ~ 0.4。 定量计算（入渗系数法）：Q=α·p ·F ·1000 （注意单位统一，p ：mm/a ，F ：km 2，Q ：m 3/a ） 影响降水入渗补给的因素： ① 年降水量大小：雨量大，α大；雨量小，α小； ② 降水强度及其时间分布：间歇性的小雨，构不成对地下水的有效补给（如华北平 原，一次降水<10mm 的为无效降雨）；连绵小雨有利于补给；集中暴雨→一部分转化为地表径流→不利于补给； ③ 包气带岩性：K 大，有利于入渗；K 小，不利于入渗； ④ 包气带厚度：厚，入渗量小，河北平原存在“最佳埋深”，一般4 ~ 6m ，地下水位 在“最佳埋深”时，入渗补给量最大，入渗系数α也最大； ⑤ 降雨前期土壤含水量：含水量高，有利于补给；含水量低，不利于补给； ⑥ 地形地貌：坡度大→地表径流量大→不利于补给；地势平缓，有利于补给； ⑦ 植被覆盖情况：植被发育，有利于拦蓄雨水和入渗；但浓密的植被，尤其是农作物，蒸腾量大，消耗的土壤水分多，不利于补给。 2．大气降水、河水补给地下水水量的确定 1）平原区： ① 大气降水入渗补给量（入渗系数法）： Q=p·α· F ·1000 式中：Q ––––降水入渗补给地下水的水量（m 3/a ）；
地下水补给量和排泄量的确定
地下水补给量和排泄量的确定 李恒太 河北工程大学水电学院河北邯郸056021 摘要：在地下水资源评价过程中，不管采用什么方法，其补给量和排泄量的确定是必需要完成的工作，本文就地下水的补给量和排泄量的确定进行了详尽地阐述。 关键词：地下水；补给量；排泄量；基流；越流 地下水是人们赖以生存和使用的主要资源之一，但是存在于地下的水究竟有多少？又有多少能供我们利用？人们为了探究此问题，水行政管理部门专门组织专业技术人员进行定量评价与计算，在评价计算过程中，不管采用什么方法，不管其方法多先进，都得确定地下水补给量和排泄量，可见地下水补给量和排泄量的确定在地下水评价中的重要意义，因此，下面将详述地下水补给量和排泄量的确定。 1 地下水补给量 地下水的补给来源主要有大气降水、地表水、凝结水、其他含水层（或含水系统）的水、侧给补给、人工补给、融雪水和融冻水等。 1.1大气降水入渗补给地下水 降水入渗补给量是指降水（包括坡面漫流和填洼水）渗入到土壤中并在重力作用下渗透补给地下水的水量。降水入渗补给量一般采用下列方法确定。 1.1.1 地中渗透仪法 地中渗透仪是测量降水 入渗量、潜水蒸发量和凝结 水量的一种地下装置，该装 置通过导水管与给水设备相 连接的承受补给和蒸发的各 种土柱圆筒和测量水量的马 利奥特瓶组成，也称为地中 蒸渗仪、地中渗透计。该仪 器在各地的地下水均衡试验 场中被广泛应用。由于该法 测得的潜水蒸发量和降水入渗补给量虽然是实测值，但仍很难如实模拟天然的入渗补给
条件。其中，潜水面的埋深对潜水补给量有很大影响，同样，对潜水蒸发量也有一定影响。潜水面在雨季因降水入渗补给而升高，旱季因蒸发排泄而降低，处于连续不断的变动中，而地中渗透仪的每一圆筒中的潜水面都是固定的，因而其实测结果的可靠性还有待进一步证实，且此法只适用于松散岩层，使其应用受到限制。 其结构装置如图1.1所示，工作原理如下：首先调整水位管14，使其内水面与渗透仪中的设计地下水面（6，相当于潜水埋深）保持在同一高度上。当渗透仪中的地柱接受降水入渗或凝结水的补给时，其补给量将会通过导水管2流入接渗瓶15内，可直接读出补给水量；当土柱内的水面产生蒸发时，便可由水位调整管14供给水量，再从马利奥特瓶13读出供水水量（即潜水蒸发消耗量）。 1.1.2 有限差分法 该方法是利用同一剖面上三个观测孔水位资料，按有限差分方程式计算降水入渗量Q 雨渗。 B 图1.2 同一剖面上观测孔的水位变化图 如图1.2所示，其有限差分方程为： ()()()()??????-+--++?- ?=----21111121222l H H h h l H H h h l l t K H Q C B C B B A B A B μ雨渗 （1） 式中：Q 雨渗为降雨入渗量；K 为渗透系数；μ为给水度；Δt 为两次时间间隔；其它意 义如图中所示。 1.1.3 泰森多边形法 在典型地段布置观测孔组，并有一个水文年以上的水位观测资料时，可用差分方法
地下水的基本知识
地下水的基本知识 1. 地下水的概念 地下水是指以各种形式埋藏在地壳空隙中的水，包括包气带和饱水带中的水。地下水也是参于自然界水循环过程中处于地下隐伏径流阶段的循环水。 地下水是储存和运动于岩石和土壤空隙中的水，那么地下水必然要受到地质条件的控制。地质条件包括岩石性质、空隙类型与连通性、地质地貌特征、地质历史等。 地下水环境是地质环境的组成部分，它是指地下水的物理性质、化学成分和贮存空间及其由于自然地质作用和人类工程——经济活动作用下所形成的状态总和。 2. 地下水的埋藏条件 岩石和土体空隙既是地下水的储存场所，又是运移通道。空隙的大小、多少、连通性、充填程度及其分布规律决定着地下水埋藏条件。根据成因可把空隙区分为孔隙、裂隙与溶隙三种，并可把岩层划分为孔隙岩层(松散沉积物、砂岩等)、裂隙岩层(非可溶性的坚硬岩层)与可溶岩层(可溶性的坚硬岩石)。孔隙岩层中的空隙分布比裂隙可溶岩层均匀，溶隙一般比孔隙、裂隙岩层中的空隙规模大。这三种空隙的大小分别以孔隙度、裂隙率与岩溶率表示，即某一体积岩石中孔隙、裂隙和溶隙体积与岩石总体积之比，以百分数表示。 岩石空隙中存在着各种形式的水，按其物理性质可分为气态水、吸着水、薄膜水、毛细水、重力水和固态水。此外，还有存在于矿物晶体内部及其间的沸石水、结晶水与结构水。水文地质学所研究的主要对象是饱和带的重力水，即在重力作用支配下运动的地下水。 岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的多少、大小、形状、连通情
况和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。将岩石空隙作为地下水储存场所和运动通道研究时，可分为三类，即：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴。 (1) 孔隙。松散岩石是由大小不等的颗粒组成的。颗粒或颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。岩石中孔隙体积的多少是影响其储容地下水能力大小的重要因素。孔隙体积的多少可用孔隙度表示。孔隙度是指某一体积岩石(包括孔隙在内)中孔隙体积所占的比例。 由于多孔介质中并非所有的孔隙都是连通的，于是人们提出了有效孔隙度的概念。有效孔隙度为重力水流动的孔隙体积(不包括结合水占据的空间)与岩石体积之比。显然，有效孔隙度小于孔隙度。 松散岩石中的孔隙分布于颗粒之间，连通良好，分布均匀，在不同方向上，孔隙通道的大小和多少都很接近。赋存于其中的地下水分布与流动都比较均勻。 (2) 裂隙。固结的坚硬岩石，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩，一般不存在或只保留一部分颗粒之间的孔隙，而主要发育各种应力作用下岩石破裂变形产生的裂隙。按裂隙的成因可分成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙。 成岩裂隙是岩石在成岩过程中由于冷凝收缩(岩衆岩)或固结干缩(沉积岩) 而产生的。岩浆岩中成岩裂隙比较发育，尤以玄武岩中柱状节理最有意义。构造裂隙是岩石在构造变动中受力而产生的。这种裂隙具有方向性，大小悬殊(由隐蔽的节理到大断层)，分布不均一。风化裂隙是风化营力作用下，岩石破坏产生的裂隙，主要分布在地表附近。 裂隙的多少以裂隙率表示。裂隙率(K)是裂隙体积(R)与包括裂隙在内的岩石体积(K)的比值，即或(V/F)100%。除了这种体积裂隙率，还可用面裂隙率或线裂
地下水的补给与排泄地下水的补给含水层或含水系统从
第七章地下水的补给与排泄 第一节地下水的补给 含水层或含水系统从外界获得水量的过程称作补给。 补给研究包括补给来源、补给条件与补给量。 地下水补给来源有天然与人工补给。天然补给包括大气降水、地表水、凝结水和来自其他含水层或含水系统的水；与人类活动有关的地下水补给有灌溉回归水、水库渗漏水，以及专门性的人工补给（利用钻孔）。 一、大气降水对地下水的补给 （1）大气降水入渗机制 松散沉积物中的降水入渗存在活塞式与捷径式两种（见图7－1）： 活塞式下渗是入渗水的湿锋面整体向下推进，犹如活塞的运移如图7－1（a）。 图7—1活塞式与捷径式下 渗（a）活塞式下渗；（b）捷径式与活塞式下渗的结合 图7—2 降水入渗过程中包气带水分分布曲线 —残留含水量；—饱和含水量 活塞式下渗过程：
a）雨季之前（）时，包气带水分分布曲线如图7—2（a）所示，近地表面水分出现亏缺。 b）雨季初期~时，入渗的降水首先补充包气带水分分布曲线的亏缺部分，如图7—2（a）和所示。 c）随着降雨的继续，多余的入渗水分开始下渗，近地表面出现高含水量带，水分分布特征如图7—2（b）时的状况；如果连续降雨高含水量带将向下推进，如果此时停止降雨，高含水量带的水分向下缓慢消散（如图7—2（b）所示）。 d）停止降雨后，理想情况下，包气带水分向下运移最终趋于稳定，不下渗也无蒸发、蒸腾时，含水层获得补给，地下水水位抬升，此时均质土包气带水分分布如图7－2（c）所示。 活塞式下渗是在理想的均质土中室内试验得出的。实际上，从微观的角度看，并不存在均质土。尤其是粘性土，捷径式入渗往往十分普遍。 捷径式入渗：当降雨强度较大，细小孔隙来不及吸收全部水量时，一部分雨水将沿着渗透性良好的大孔隙通道优先快速下渗，并沿下渗通道水分向细小孔隙扩散。存在比较连续的较强降雨时，下渗水通过大孔道的捷径优先到达地下水面。如图7－1（b）所示。 捷径式下渗与活塞式下渗比较，主要有两点不同： （a）活塞式下渗是年龄较新的水推动其下的年龄较老的水，始终是老水先到达含水层；捷径式下渗时新水可以超前于老水先到达含水层； （b）对于捷径式下渗，入渗水不必全部补充包气带水分亏缺，即可下渗补给含水层。 通常情况下，砂砾质土中主要为活塞式下渗，而在粘性土中则活塞式与捷径式下渗同时发生。 （2）影响大气降水补给地下水的因素 落到地面的降水，归根结底有三个去向：转化为地表径流，蒸发返回大气圈，下渗补给含水层，如图（7－4）。 由下渗过程可知，渗入到地面以下的水不等于全部补给含水层的水。其中，相当一部分水滞留在包气带中构成土壤水，通过土面蒸发与叶面蒸腾的方式从包气带水直接转化为大气水。 以平原地区降水入渗补给地下水水量表达式：
水利水文术语表中英对照
水圈hydrosphere 水体water body 水科学water science 水文学hydrology 陆地水文学land hydrology 应用水文学applied hydrology 工程水文学engineering hydrology 水汽water vapour 水文要素hydrologic elements 积雪snow cover 终雪latest snow 融雪snowmelt 冰雹hail 截留interception 填洼depression detention 地面滞留surface detention 陆面蒸发evaporation of land 水面蒸发evaporation of water surface 土壤蒸发evaporation from soil 散发（植物蒸腾）transpiration 蒸发能力evaporation capability 下渗（入渗）infiltration 稳渗steady infiltration 下渗能力infiltration capability 河川径流river runoff 降雨径流rainfall runoff 暴雨径流storm runoff 融雪径流snowmelt runoff 枯季径流dry season runoff 基流base flow 阴塞高压blocking high 低空急流low－level jet 低涡vortex 反气旋（高压）anticyclone 气旋（低压）cyclone 热带气旋tropic cyclone 热带低压tropic depression 热带风暴tropic storm 强热带风暴severe tropic storm 气团air mass 锋（锋面）front 气象meteorology 气候区划climatic regionalization 气候带climatic zone 小气候microclimate 副热带（亚热带）subtropic zone 比湿specific humidity 蒲福风级Beaufort wind scale 霜点frost point 霜冻frostbite
关于降雨入渗补给系数的讨论
关于降水入渗系数的测定方法的讨论 陈晓成林高聪王楠052081班摘要：在水文水资源的评价中，降雨入渗补给系数是一个非常重要的参数，由入渗补给系数的定义可知，求得降雨入渗补给系数的关键为降雨总量和降雨入渗补给量。本文探讨了几种常见的流域平均降雨总量的测定方法和降雨入渗补给量的测定方法，分别采用了平均值法、等雨量线法、泰森多边形法测定流域的平均降雨量，采用动态分析法（年水位升幅累积法、前期影响降水量法）、区域水量均衡法和数值分析法测定降雨入渗补给量最终得到降雨入渗补给系数。 关键字：流域平均降雨总量降入入渗补给量降雨入渗补给系数 降雨入渗补给系数的变化范围在0～1之间。由于降雨入渗补给量取决于某一时段内总雨量、雨日、雨强、包气带的岩性及降水前该带的含水量、地下水埋深和下垫面及气候因素，因此降雨入渗补给系数是随时间和空间变化的。不同地区具有不同的降雨入渗补给系数，即使同一地区，不同时段降雨入渗补给系数也不尽相同。因此，根据不同的计算时段，确定相应的降雨总量和降雨入渗补给量。本文采取年降雨总量和年降雨入渗补给量确定年降雨入渗补给系数。 一次降雨首先要满足截留、地面产流及填洼等后才可能形成下渗,同时受包气带对下渗水量的在分配作用，只有下渗水量超过包气带最大持水能力时才能入渗补给地下水。降雨雨入渗补给到地下水的水量即为降雨入渗补给量，用P r（mm）表示，则 α=P r/P （1）α：年降雨入渗补给系数；P r年降雨入渗补给量；P年流域内降雨总量由公式可知测定降雨入渗补给系数的关键为测定流域内的降雨总量和降雨入渗总量。 一、流域内降雨总量的测定方法 从理论上说，降雨两的空间分布可表达为： P=f（x,y)（2）p流域平均降雨量（mm）；A流域面积。P时段或降雨量；x,y地面一点的纵横坐标；
水均衡法评价地下水补给资源量作业答案
水均衡法评价地下水补给资源量作业 班级学号姓名成绩 某研究区为一个完整的地下水系统，含水层由第四系松散的砂砾石层组成。面积为1000km2，地下水主要接受降雨入渗和山前侧向补给。具体为：西部边界为山区地下水侧向补给边界，东部为地下水排泄边界（向河流）。根据水文气象资料，均衡期为1995年7月~1996年6月（一个水文年）。在均衡期内，降雨量为450mm，地下水侧向补给量2500?104m3，降雨入渗补给量为11250?104m3，地下水通过东部边界向河流的排泄量为6000?104m3，人工开采量为12000?104m3。（该图为示意性图） 请完成如下问题： 1.写出该地区地下水均衡方程式； = ± ? - - -μ = + Q? h F Q Q Q Q Q 开 补 泄流 排 侧向 降水 Q补--降雨入渗补给量；Q侧向-侧向流入补给量；Q基流-基流量；Q开-人工开采量 2.计算地下水均衡，将数据填入表格中，分析地下水补排量的比例关系，说明该均衡期内是正均
3. 频率曲线，在图中，标出丰水年、枯水年，平水年及计算年对应的降水量；指出本均衡年降水 序号 =+?=? P m n (/(1))100(/25)100 保证率 4.假设该地下水系统西部边界侧向补给量为一个稳定值（即不随降雨量变化），降雨入渗补给量随 降雨多少变化，已知研究区内降雨入渗平均补给系数为0.25；请计算丰、平、枯年份对应的降雨量条件下的降水入渗补给量；填入下表：单位：
5. 根据下面的公式，计算多年平均地下水补给量，并将数据填入上表 多年平均地下水补给资源量： 3 21321n n n Q n Q n Q n Q k p f b ++++= 式中：b Q ——多年平均地下水补给资源量（m 3/a ）； k p f Q Q Q 、、——分别为丰水年、平水年、枯水年的地下水补给资源量（m 3/a ）； n 1、n 2、n 3——分别为丰水年、平水年、枯水年在观测资料年中出现的次数。
高三地理重要知识点地下水
高三地理重要知识点：地下水 1．类型：地下水按照埋藏条件划分为潜水和承压水 2．地下水的来源： ①主要是大气降水。降雨历时长，强度不大，地形平缓，植被良好的情况，对地下水补给最有利。 ②河湖水补给。河湖水位高于潜水面时，河湖水补给两岸潜水。反之，潜水补给河湖水。黄河下游只有河水补给地下水。 ③凝结水：在干旱地区，大气降水很少，主要是大气中水汽直接凝结渗入地下。 ④原生水：主要与岩浆活动有关，数量很少。 3．地下水的问题与保护： ①不合理灌溉——土壤盐渍化——科学管理。 ②过量开采——地下漏斗区，地面下沉；沿海海水入侵，地下水水质变坏。——及时人工回灌。 ③保护自流水补给区的自然环境。 4．潜水面的形状及其表示方法 潜水面通常是一个起伏的曲面，一般倾向于邻近的低洼地区，即潜水的排泄区，如冲沟、河谷等。它的起伏与地貌大体一致，但比地貌的起伏要小些。山区潜水面的坡度较大，可达百分之几。潜水面的形状可以用潜水剖面图和潜水等水位线图来表示。前者是在地质剖面图上，将已知各点的潜水位联接起来而成，它可以反映出潜水面形状与地貌、隔水底板及含水层岩性的关系等。所谓潜水等水位线图就是潜水面的等高线图。它是根据潜水面上各点的水类型 位置 流向 补给 分布 深度和水质 潜水 （重力水） 地表以下第一个隔水层以上 从高处流向低处 雨水和地表水 分布区与补给区一致 埋藏浅，易开采，易污染 承压水 （自流水） 上下两个隔水层之间 从压力大处流向压力小处 潜水 分布区与补给区不一致 埋藏深，水质好，流量稳定
位标高绘制成的，一般绘制在地形图上。绘制的方法与绘制地形等高线的方法类似。 根据潜水等水位线图，可以解决下列问题：（1）潜水的流向：垂直于潜水等水位线从高水位向低水位的方向，就是潜水的流向。（2）潜水埋藏深度：将地形等高线和潜水等水位线绘于同一张图上时，则等高线与等水位线相交之点的潜水埋藏深度即为二者高程之差。（3）潜水于地表水的补给关系：根据潜水等水位线和地表水的水位高程便可以确定。 5．泉是地下水的天然露头，无论哪一种地下水都可以在适当的条件下涌出地表形成泉。泉的形成还与地质构造有关，分布最广泛的泉总是与石灰岩地区的单面山构造相联系；在断层发育的岩区，泉可以沿断层一带的透水层上升涌出地表。 6．澳大利亚盆地位于澳大利亚东部，又称自流盆地。该盆地的地质构造是一个巨大的向斜盆地。水层埋藏在上下两个隔水层之间，为承压水。含水层在湿润的东部山地出露，向西倾斜，一部分渗入地下的降水顺着倾斜的含水层流向盆地中部。盆地中部为承压水的承压区，地下水承受一定的压力，在盆地地势较低处打井，有的可以自然喷出，形成自流井。 澳大利亚自流盆地是世界上最大的自流盆地。自流井的盐度高，不宜用来灌溉农田，一般可作牲畜饮用水，因此对畜牧业发展非常有利。 7．深层地下水与浅层地下水、承压水与潜水不是一回事。深层地下水与浅层地下水是依据地下水的埋藏深度来区分的，而潜水与承压水是依据埋藏条件来区分的。
降水计算公式
一、潜水计算公式 1、公式1 Q k H S S R r r =-+-1366200.()lg()lg() 式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)。 2、公式2 Q k H S S b r =--1366220.()lg()lg() 式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； b 为基坑中心距岸边的距离(m)； r 0为基坑半径(m)。 3、公式3 Q k H S S b r b b b =--????????1366222012.()lg 'cos ()'ππ 式中： Q 为基坑涌水量(m 3 /d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； b 1为基坑中心距A 河岸边的距离(m)；
b 2为基坑中心距B 河岸边的距离(m)； b ' =b 1+b 2； r 0为基坑半径(m)。 4、公式4 Q k H S S R r r b r =-+-+1366220200.()lg()lg ('') 式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)； b '' 为基坑中心至隔水边界的距离。 5、公式5 Q k h h R r r h l l h r =-++--+--136610222 000.lg lg(.) h H h -=+2 式中： Q 为基坑涌水量(m 3 /d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)； l 为过滤器有效工作长度(m)； h 为基坑动水位至含水层底板深度(m)； h - 为潜水层厚与动水位以下的含水层厚度的平均值(m)。
降雨强度与稳定入渗率关系的公式化分析
142 2010年第10期（总第46期） 降雨强度与稳定入渗率关系的公式化分析 福建省水利水电勘测设计研究院 刘正风 [摘要] 稳定入渗率在设计洪水的计算中起着将一次净雨过程分割为地表净雨过程与地下净雨过程的作用，以前稳定入渗率fc 的确定是由i～fc 经验关系曲线人工读出的，对工程计算带来诸多不便，该文拟合了某地区i～fc 经验关系曲线的一个表达式，并对此表达式与经验关系曲线的符合效果进行分析。 [关键词] 稳定入渗率 降雨强度 经验关系曲线 公式化 1 降雨强度i 与稳定入渗率fc 的经验关系 稳定入渗率fc 在设计洪水的计算中起着将一次净雨过程分割为地表净雨过程与地下净雨过程的作用，通常我们将各 站各次洪水以次净雨平均强度i 为纵坐标，以稳定入渗率fc 为横坐标，点绘相关图进行综合分析。相关点子数据见表1，相关点子图如图1所示（本文示例数据采为某地区的50次洪水的统计数据）。 表 1 实测降雨强度i 与稳定入渗率fc 的关系表 单位：mm/h 项目 i ～fc 关系数据 i （测） 0.0 4.0 4.0 4.4 4.4 4.6 4.8 5.0 5.0 5.5 fc （测） 0.00 2.00 3.98 3.20 5.00 2.20 2.10 3.40 4.80 4.80 i （测） 5.6 5.7 5.8 6.7 6.8 7.2 7.4 7.9 8.2 8.5 fc （测） 3.10 5.20 1.70 4.60 2.80 7.80 6.30 2.90 3.40 2.10 i （测） 8.8 9.0 9.1 9.2 9.3 9.5 9.8 9.9 10.2 10.5 fc （测） 4.10 4.70 3.80 5.20 2.70 6.90 2.40 8.30 4.90 3.90 i （测） 11.0 11.3 11.7 11.8 12.5 13.8 15.1 16.1 16.5 16.6 fc （测） 5.70 6.20 4.70 7.10 7.70 9.60 12.50 4.90 4.50 9.70 i （测） 17.4 18.2 18.6 19.0 28.2 31.0 35.0 40.0 50.0 60.0 fc （测） 8.10 9.30 8.70 12.00 7.90 8.80 9.60 10.40 11.80 12.90 图1 净雨平均强度i 与稳定入渗率fc 相关点子图 稳定下渗率fc 是由地下径流分析得来，往往稳定下渗率fc 大地下径流也大，在分割地表与地下径流时，退水段第二拐点位置的确定带来一定的任意性，所以i ～ fc 的相关点在小洪水时比较散乱。从设计安全考虑，通常人们会定出一条综合的i ～fc 相关曲线，如图2所示。 图2 净雨平均强度i 与稳定入渗率fc 关系曲线图 图2中所示i ～fc 曲线为随机经验型光滑曲线，当降雨强度i 较小时，稳定入渗率fc 迅速增大；之后随着降雨强度i 的增大，稳定入渗率fc 增速逐渐减小；当降雨强度i 增大
补给量的计算
9.2 补给量的确定 时间：2006-11-02 来源：作者： 9.2.1 地下水的补给量应计算由下列途径进入含水层（带）的水量： 1 地下水径流的流入。 2 降水渗入。 3 地表水渗入。 4 越层补给。 5 其他途径渗入。 9.2.2 计算补给量时，应按自然状态和开采条件下两种情况进行。 9.2.3 进入含水层的地下水径流量，可按下式计算： Q＝K·I·B·M （9.2.3）式中Q——地下水径流量（M3/d）； K——渗透系数（M/d）； I——自然状态或开采条件下的地下水水力坡度； B——计算断面的宽度（M）； M——承压含水层的厚度（M）。 9.2.4 降水入渗的补给量，可按下列公式计算： 1 按降水入渗系数计算时：
Q＝F·α·X/365 （9.2.4-1） 式中Q——日平均降水入渗补给量（M3/d）； F——降水入渗的面积（M2）； α——年平均降水入渗系数； X——年降水量（M）。 2 在地下水径流条件较差，以垂直补给为主的潜水分布区，计算降水入渗补给量时： Q＝μ·F·ΣΔh/365 （9.2.4-2） 式中ΣΔh——一年内每次降水后，地下水水位升幅之和（M）； μ——潜水含水层的给水度。 3 地下水径流条件良好的潜水分布区，可用数值法计算降水入渗补给量。 9.2.5 农田灌溉水和人工漫灌水的入渗补给量，可根据灌入量、排放量减去蒸发量及其他消耗量进行计算。 9.2.6 河、渠的入渗补给量，可根据勘察区上下游断面的流量差或河渠渗入的有关公式计算和确定。 9.2.7 利用各单项补给量之和确定总补给量时，应对各单项补给项目进行具体分析，确定对本区起主导作用的项目，并避免重复。 9.2.8 利用开采区内的地下水排泄量和含水层中地下水储存量之差计算补给量时，可按下式计算： Q B＝E+Q Y+Q j+Q K+ΔW/365 （9.2.8）
降雨量是如何计算的
降雨量是如何计算的 从天空降落到地面上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度，我们称为降雨量(以毫米为单位)，它可以直观地表示降雨的多少。 目前，测定降雨量常用的仪器包括雨量筒和量杯。雨量筒的直径一般为20厘米，内装一个漏斗和一个瓶子。量杯的直径为4厘米，它与雨量筒是配套使用的。测量时，将雨量筒中的雨水倒在量杯中，根据杯上的刻度就可知道当天的降雨量了。 中国气象局规定24小时内的降雨量称之为日降雨量，凡是日雨量在10毫米以下称为小雨，10.0－24.9毫米为中雨，25.0－49.9毫米为大雨，暴雨为50.0－99.9毫米，大暴雨为100.0－250.0毫米，超过250.0毫米的称为特大暴雨。由于我国幅员辽阔，少数地区根据本省具体情况另有规定。例如，多雨的广东，日雨量80毫米以上称暴雨；少雨的陕西延安地区，日雨量达到30毫米以上就称为暴雨。 如果你手边没有雨量筒，那也不用担心，利用一些常见的器皿，你完全可以自制一个，效果也相当不错。取一个口径为20厘米的一次性塑料或纸制碗（可选用大小合适的方便面纸碗），在其底部凿一比玉米粒稍大的小洞，然后将碗放在一个无盖的罐子上。罐内有一玻璃瓶，瓶口与碗底的小洞相接。简易雨量筒就做好了。简易雨量筒做好后，便可将它放在离地70厘米高处（筒口距地面的距离）承接雨水。雨腕，用秤称出瓶中的水重，30克水即相当于1毫米的降雨量。雨量器的种类 测量降水量的基本仪器有雨量器和雨量计两种。 1.雨量器：是用于测量一段时间内累积降水量的 仪器。常见的雨量器外壳是金属圆筒，分上下两节， 上节是一个口径为20厘米的盛水漏斗，为防止雨水 溅失，保持容器口面积和形状，筒口用坚硬铜质做成 内直外斜的刀刃状；下节筒内放一个储水瓶用来收集 雨水。测量时，将雨水倒入特制的雨量杯内读出降水 量毫米数。降雪季节将储水瓶取出，换上不带漏斗的 筒口，雪花可直接收集在雨量筒内，待雪融化后再读 数，也可将雪称出重量后根据筒口面积换算成毫米 数。 2.雨量计 ①翻斗式雨量计：是可连续记录降水量随时间变 化和测量累积降水量的有线遥测仪器。分感应器和记 录器两部分，其间用电缆连接。感应器用翻斗测量， 它是用中间隔板间开的两个完全对称的三角形容器， 中隔板可绕水平轴转动，从而使两侧容器轮流接水， 当一侧容器装满一定量雨水时（0.1或0.2毫米）， 由于重心外移而翻转，将水倒出，随着降雨持续，将 使翻斗左右翻转，接触开关将翻斗翻转次数变成电信 号，送到记录器，在累积计数器和自记钟上读出降水 资料。 ②虹吸式雨量计：虹吸式雨量计是可连续记录降