降水入渗补给地下水滞后时间分析探讨
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马利 奥
降水入 渗补 给地 下水 要 经包气 带 过程 才 能实 现 。 包 气 带 土壤 的调 蓄孔 隙量 如 同地 表 水 库 调节 地 表径
过 滤 器
流 一样 ， 降水 入渗 补 给地 下水有 调节 作用 。降水人 对
４ ３
在 大 于 田 问 持 水 量 时 才 能 产 生 重 力 水 。从 多 年 实 测 土
续 降水 ， 滞后 时 问为 ３ ６ 。 ｍ 埋深 的亚砂 土筒 ７月 的 ～ｄ ３ 降水 容 纳 于 包气 带 中 ， ８月 ２ ～ ９ 日的 降水 在 ９月 ４ ８２
日才 有 补 给 产 生 ，滞 后 时 间 ６ ７ ： ～ ｄ ９月 ２ ～ ０ 日的 降 ９３ 水 １ ０月 ３ 日有 补 给 产 生 ， 滞 后 时 间 ３ ４ ；０月 ３ 日 ～ｄ１
降水入 渗补给 地下水是 大气水一 土壤水～ 地下 水
“ 水 ” 化 的 重 要 途 径 ， 是 地 下 水 特 别 是 浅 层 地 下 三 转 它
水 的主要补 给来 源 。 随着水资 源问题 的 日益 突出 ， 人们 对地下水 的认识 越来越深 刻 ， 对地 下水 的保 护 、 复力 修
２ 降水 入 渗 补 给 地 下水 的基 本 机 理
行 了分析 。认 为 不 同埋 深 、 同岩性 的降 水入 渗 补 给 地 下 水滞后 时 间 随 着降 水特 性 、 期含 水量 的 不 前 不 同 ， 现 为不 同的 时 间段 ， 水入 渗 补 给 地 下 水 滞后 时 间 与 地 下 水埋 深符 合 乘 幂 关 系， 推 出 了 表 降 并
壤水 分 曲线 看 ， 除雨后 短 时间外 ， 内绝 大多数 时 间土 年
壤 是 处 于 亏 缺 水 分 状 态 ：土 壤 水 分 分 布 的 总 趋 势 总 是 上 小 下 大 ，在 接 近 地 下 水 毛 管 上 升 高 度 处 达 到 田 间 持 水 量 ：土 壤 水 分 的 调 蓄 孔 隙 量 随 地 下 水 埋 深 呈 非 线 性
降水入 渗补给 地下水 是通过包 气带进 行 的。包气
度不断加 大 ，所 以降水对 地下水 的补给滞 后时 间也 成
为地下水 管理者更 加关注 的问题 。本文利 用太谷均 衡 实 验站多 年地 中蒸 渗计资料 ，对降水 人渗补 给地下 水
滞 后 时 间 进 行 了分 析 探 讨
带 的水 分调 蓄孔 隙量 （ 蓄容 量 ） 括 土 壤水 分 亏 缺 储 包 孔 隙量 （ 图 ２ 土壤 田间持 水量 ０ 与土壤 持水 量 见 ， 。
渗 补 给 地 下 水 ， 影 响 因 素 十 分 复 杂 ， 要 与 潜 水 埋 其 主
图 １ 固定 地 下 水 位 自动 排 水一 补 偿 式 蒸 渗计 示 意 图
Ｆ ｇ １ Ａｕ ｏ ｔ ｒ ｉ ｉ ｅ ｗａｅ ｅ ｅ － ｏ ｐ ｎ ａ ｉｎ ｙ ｉ ｔｒ ｉ ． ｔ ｍａ ｉ ｄ ａ ｎ ｆ ｄ ｃ ｘ ｔ ｒ ｌ ｖ ｌ ｃ ｍ ｅ ｓ ｔｏ ｌ ｓｍｅ ｅ
作 者 简介 ： ￣ ： Ｅｉ
（９ ２ ）男 ， １６ － ， 山西 太 谷 人 ， 高级 工 程 师 ， 长期 从 事 水 均衡 实 验 研究 工 作 。Ｅ ｍａ：ｊｇ ｚＯ ２ ＠ｓ ａ Ｏ － ｉ ｚ ｗ ｙ７ ４ ｉ ， ｒ ｌ ｔ ｎ Ｃｎ
wenku.baidu.com
第２ 期
王 政 友 ： 水 人 渗 补 给 地 下水 滞后 时 间分 析 探 讨 降
相 应 的 数 学 模 型
关键词 ： 中蒸 渗计 ； 地 降水 入渗 补 给 ； 下 水 ： 地 滞后 时间 中图分类 号 ：３ ５ Ｐ４ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ０ ０ ５ （０ ０ — ０ ２ ０ １０ — ８ ２２ １）２ ０ ４ — ４ １ 入 接渗瓶 ， 接渗瓶 内开 始接 到补给 ， 记录补 给时问 。 并
曲线 之 间的孔 隙量 ） 和重 力 蓄水 库容 量 （ 图 ２ 见 ， 饱 和含水 量 和土壤 田间持水 量 与土壤 持水 量 曲 线之 问 的孔隙量）它的 大小是 降水人 渗 补给地 下水 以 ，
及 作 物 蒸 发 蒸 腾 的 决 定 性 因素
岛Ｈ 持 量 ｝ 东 脚 饱霄量 相 水
深、 降水 特 性 、 土壤 前 期 含水 量 、 壤 岩 性 、 候条 件 土 气
和作 物类 别 因素 有密 切关 系… 。包 气带 土壤 水分 只有
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ ～ ７ ２ １— ５ ２ 基金项目： 国家 自然科 学 基 金 支 持项 目（ １ ７ ４ ３ ３０ ０ ２ ）
１ 地 中蒸 渗 计原 理
地 中蒸渗计 是研究 降水人渗 补给地下 水 的重 要工
具之 一 ， 由马利奥 特瓶 、 它 平衡 瓶 、 接渗 瓶 、 连通 管 、 过 滤器 、 验筒 等 ６部 分组成 （ 图 １Ｉ 实 见 ） 。实验简 内装 有 １ ］
不 同埋 深 、 同颗 分 的 岩 土 ， 与 大 地 无 水 力 联 系 ， 不 它 并
，
直接 与大气相 通 。 当降水人渗 补给地 下水 时 ， 实验筒 内
的水位 上升 ，迫使筒 内的水分通 过连通 管从平衡 瓶 流
、． ＼
图 ２ 非 饱 和带 土 壤 水 分 亏缺 空 间和 重 力水 库 容 示 意 图
Ｆｉ． Ｕｎ ａ ｕ ａ ｅ ｚ ｎ ｓ ｉ ｗａ ｅ ｅｉ ｉ ｏ ｐ ｃ ｎ ｒ ｖｔ ｇ２ ｓｔｒｔｄ ｏ ｅ ｏｌ ｔｒ ｄ ｆ ｔ ｆ ｓ ａ ｅ ａ ｄ ｇ ａ ｉ ｃ ｙ
第 ３ 卷 第２ １ 期
２ １年４ ０１ 月
水
文
Ｖ０ － Ｎｏ２ 】３１ ．
Ａｐｒ， ．２０１ １
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＡ ＨＹＤＲＯＬＯＧＹ
降水入渗补给地 下水滞后 时间分 析探讨
王 政 友
（ 山西 省 水 文 水 资 源 勘 测 局 太 谷 均 衡 实 验 站 ， 西 太 谷 ０ ０ ０ ） 山 ３ ８ ０ 摘 要 ： 用地 中 蒸 渗 计 多 年 资 料 ， 不 同岩 性 、 同埋 深 的 蒸 渗 计 降 水 入 渗 补 给 地 下 水 滞 后 时 间 进 利 对 不
马利 奥
降水入 渗补 给地 下水 要 经包气 带 过程 才 能实 现 。 包 气 带 土壤 的调 蓄孔 隙量 如 同地 表 水 库 调节 地 表径
过 滤 器
流 一样 ， 降水 入渗 补 给地 下水有 调节 作用 。降水人 对
４ ３
在 大 于 田 问 持 水 量 时 才 能 产 生 重 力 水 。从 多 年 实 测 土
续 降水 ， 滞后 时 问为 ３ ６ 。 ｍ 埋深 的亚砂 土筒 ７月 的 ～ｄ ３ 降水 容 纳 于 包气 带 中 ， ８月 ２ ～ ９ 日的 降水 在 ９月 ４ ８２
日才 有 补 给 产 生 ，滞 后 时 间 ６ ７ ： ～ ｄ ９月 ２ ～ ０ 日的 降 ９３ 水 １ ０月 ３ 日有 补 给 产 生 ， 滞 后 时 间 ３ ４ ；０月 ３ 日 ～ｄ１
降水入 渗补给 地下水是 大气水一 土壤水～ 地下 水
“ 水 ” 化 的 重 要 途 径 ， 是 地 下 水 特 别 是 浅 层 地 下 三 转 它
水 的主要补 给来 源 。 随着水资 源问题 的 日益 突出 ， 人们 对地下水 的认识 越来越深 刻 ， 对地 下水 的保 护 、 复力 修
２ 降水 入 渗 补 给 地 下水 的基 本 机 理
行 了分析 。认 为 不 同埋 深 、 同岩性 的降 水入 渗 补 给 地 下 水滞后 时 间 随 着降 水特 性 、 期含 水量 的 不 前 不 同 ， 现 为不 同的 时 间段 ， 水入 渗 补 给 地 下 水 滞后 时 间 与 地 下 水埋 深符 合 乘 幂 关 系， 推 出 了 表 降 并
壤水 分 曲线 看 ， 除雨后 短 时间外 ， 内绝 大多数 时 间土 年
壤 是 处 于 亏 缺 水 分 状 态 ：土 壤 水 分 分 布 的 总 趋 势 总 是 上 小 下 大 ，在 接 近 地 下 水 毛 管 上 升 高 度 处 达 到 田 间 持 水 量 ：土 壤 水 分 的 调 蓄 孔 隙 量 随 地 下 水 埋 深 呈 非 线 性
降水入 渗补给 地下水 是通过包 气带进 行 的。包气
度不断加 大 ，所 以降水对 地下水 的补给滞 后时 间也 成
为地下水 管理者更 加关注 的问题 。本文利 用太谷均 衡 实 验站多 年地 中蒸 渗计资料 ，对降水 人渗补 给地下 水
滞 后 时 间 进 行 了分 析 探 讨
带 的水 分调 蓄孔 隙量 （ 蓄容 量 ） 括 土 壤水 分 亏 缺 储 包 孔 隙量 （ 图 ２ 土壤 田间持 水量 ０ 与土壤 持水 量 见 ， 。
渗 补 给 地 下 水 ， 影 响 因 素 十 分 复 杂 ， 要 与 潜 水 埋 其 主
图 １ 固定 地 下 水 位 自动 排 水一 补 偿 式 蒸 渗计 示 意 图
Ｆ ｇ １ Ａｕ ｏ ｔ ｒ ｉ ｉ ｅ ｗａｅ ｅ ｅ － ｏ ｐ ｎ ａ ｉｎ ｙ ｉ ｔｒ ｉ ． ｔ ｍａ ｉ ｄ ａ ｎ ｆ ｄ ｃ ｘ ｔ ｒ ｌ ｖ ｌ ｃ ｍ ｅ ｓ ｔｏ ｌ ｓｍｅ ｅ
作 者 简介 ： ￣ ： Ｅｉ
（９ ２ ）男 ， １６ － ， 山西 太 谷 人 ， 高级 工 程 师 ， 长期 从 事 水 均衡 实 验 研究 工 作 。Ｅ ｍａ：ｊｇ ｚＯ ２ ＠ｓ ａ Ｏ － ｉ ｚ ｗ ｙ７ ４ ｉ ， ｒ ｌ ｔ ｎ Ｃｎ
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第２ 期
王 政 友 ： 水 人 渗 补 给 地 下水 滞后 时 间分 析 探 讨 降
相 应 的 数 学 模 型
关键词 ： 中蒸 渗计 ； 地 降水 入渗 补 给 ； 下 水 ： 地 滞后 时间 中图分类 号 ：３ ５ Ｐ４ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ０ ０ ５ （０ ０ — ０ ２ ０ １０ — ８ ２２ １）２ ０ ４ — ４ １ 入 接渗瓶 ， 接渗瓶 内开 始接 到补给 ， 记录补 给时问 。 并
曲线 之 间的孔 隙量 ） 和重 力 蓄水 库容 量 （ 图 ２ 见 ， 饱 和含水 量 和土壤 田间持水 量 与土壤 持水 量 曲 线之 问 的孔隙量）它的 大小是 降水人 渗 补给地 下水 以 ，
及 作 物 蒸 发 蒸 腾 的 决 定 性 因素
岛Ｈ 持 量 ｝ 东 脚 饱霄量 相 水
深、 降水 特 性 、 土壤 前 期 含水 量 、 壤 岩 性 、 候条 件 土 气
和作 物类 别 因素 有密 切关 系… 。包 气带 土壤 水分 只有
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ ～ ７ ２ １— ５ ２ 基金项目： 国家 自然科 学 基 金 支 持项 目（ １ ７ ４ ３ ３０ ０ ２ ）
１ 地 中蒸 渗 计原 理
地 中蒸渗计 是研究 降水人渗 补给地下 水 的重 要工
具之 一 ， 由马利奥 特瓶 、 它 平衡 瓶 、 接渗 瓶 、 连通 管 、 过 滤器 、 验筒 等 ６部 分组成 （ 图 １Ｉ 实 见 ） 。实验简 内装 有 １ ］
不 同埋 深 、 同颗 分 的 岩 土 ， 与 大 地 无 水 力 联 系 ， 不 它 并
，
直接 与大气相 通 。 当降水人渗 补给地 下水 时 ， 实验筒 内
的水位 上升 ，迫使筒 内的水分通 过连通 管从平衡 瓶 流
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图 ２ 非 饱 和带 土 壤 水 分 亏缺 空 间和 重 力水 库 容 示 意 图
Ｆｉ． Ｕｎ ａ ｕ ａ ｅ ｚ ｎ ｓ ｉ ｗａ ｅ ｅｉ ｉ ｏ ｐ ｃ ｎ ｒ ｖｔ ｇ２ ｓｔｒｔｄ ｏ ｅ ｏｌ ｔｒ ｄ ｆ ｔ ｆ ｓ ａ ｅ ａ ｄ ｇ ａ ｉ ｃ ｙ
第 ３ 卷 第２ １ 期
２ １年４ ０１ 月
水
文
Ｖ０ － Ｎｏ２ 】３１ ．
Ａｐｒ， ．２０１ １
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＡ ＨＹＤＲＯＬＯＧＹ
降水入渗补给地 下水滞后 时间分 析探讨
王 政 友
（ 山西 省 水 文 水 资 源 勘 测 局 太 谷 均 衡 实 验 站 ， 西 太 谷 ０ ０ ０ ） 山 ３ ８ ０ 摘 要 ： 用地 中 蒸 渗 计 多 年 资 料 ， 不 同岩 性 、 同埋 深 的 蒸 渗 计 降 水 入 渗 补 给 地 下 水 滞 后 时 间 进 利 对 不