地下水动态及影响因素
地下水动态及影响因素
摘要:掌握地下水动态的概念、特性、影响因素以及人为活动对地下水的污染
等各种情况,了解地下水动态的变化,对水资源的合理开发利用具有非常重要的
研究意义。
关键词:地下水动态影响因素
一、地下水动态的概念
地下水动态是地下水的各种特性(水温、水位、水量、水质、泉流量、开采量、溶质成分与含量及其他物理特征等)随时间及地段的变化,它是各种因素
(气候、水文、地质、土壤、生物及人为活动)自身及相互间对地下水作用的历
史过程。
地下水要素随着时间的变化而发生着变化,是由于含水系统水量、热量、能量、盐量的收支变得不平衡所致。
当含水层的补给量小于排泄量时,存储量减少,地下水位下降;反之,当补给量大于其排泄量时,存储量增加,地下水位上升。
同样的,能量、热量与盐量的收支不平衡,也会使地下水的水质、水温和水位发
生相应的变化。
二、影响地下水动态的因素
影响地下水动态的因素分为自然因素和人为因素两大类。
自然因素包括气候、水文、地质、土壤及生物。
其中气候和水文因素对潜水及浅层承压水动态的影响
是主要的,而地质因素则对深层水的影响是主要的。
土壤及生物因素只对潜水动
态的影响起辅助作用。
(一)气候因素
气候因素是表征大气所处物理状态的因素,气候周期性变化明显地反映在潜
水和浅层承压水的动态形成过程。
在各种气象要素中,降水及蒸发是影响潜水及
浅层承压水动态的主要因素。
气候变化使潜水水温产生变化,水温增高减少潜水
中溶解气体的数量,加大蒸发,减少水的粘滞性及表面张力,加强径流。
气候因素包括:
1、湿度
空气的湿度是指空气中水汽的含量,其表示方法及涵义与地下水的关系。
湿
度与地下水的关系是空气中饱和水汽含量随温度增高而增加,当相对湿度达到100%时,水汽可以凝结形成降水。
2、大气降水
降水是指由大气层中水汽凝结并降落到地表或植被表面的一切液态水与固体水,如雨、雪、雹、雾、露、霜,降水形式分为底层降水和高层降水。
底层降水
是低空水汽在地面、地表物体和植被的表面上凝结形成的降水,如雾、露、霜等,高层降水是高空水汽遇冷凝结降落在地表的降水,如雨、雪、雹、霰等。
降雨形
式与地下水的关系:1.各降水形式中以雨雪对地下水的补给最大;2.低层降水对
地下水补给无多大价值;3.在降雨类型中,霪雨的雨率不大,但雨时长雨面广,
对地下水的补给有很大意义。
降雨等级分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、
特大暴雨,小雨雨量1~10mm/d,0.2~5mm/0.5d,能使地面潮湿,但不泥泞;
中雨雨量10~25mm/d,5.1~15mm/0.5d,雨降到屋顶有渐渐声,洼地积水;大
雨雨量25~50mm/d,15.1~30mm/0.5d,降雨如倾盆,落地四溅;暴雨雨量
50~100mm/d,30.1~70mm/0.5d,降雨比大雨还猛,能造成山洪;大暴雨雨量
100~200mm/d,70.1~140mm/0.5d,降雨比暴雨还大,或时间长,能造成洪涝
灾害;特大暴雨雨量>200mm/d,>140mm/0.5d,降雨比大暴雨还大,造成严重的洪涝灾害,降雨等级与地下水的关系是细雨雨率、雨量皆不大,易被蒸发消耗,
暴雨的雨率大,但雨时短,雨水大部分来不及渗入地下,多呈地表径流流失。
3、蒸发
是指在太阳能作用下,水由液态转化为气态的过程。
1.蒸发类型:水面蒸发、地面蒸发和植物表面蒸发三种。
水面蒸发指江、河、湖、海、池塘、水田等水体表面水分的蒸发,其蒸发强度受气温、湿度、风速、
气压、水温、水质等多种因素的影响;陆面蒸发指陆地土、石表面水分的蒸发,
其蒸发强度除受上述因素影响外,还与地形、土壤、岩石性质(特别是毛细性)、植被、地下水埋深等因素有关;叶面蒸发(蒸腾作用)指植物叶面水分的蒸腾作用,不同植物的蒸腾量可相差很大。
2.蒸发量指水由液态或固态转变成气态,逸入大气中的过程,它由水面、陆面、叶面蒸发量组成,蒸发量一般可根据热量平衡、水量平衡等原理采用近似经验公
式进行计算。
一般温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低、则蒸发量就越大;
反之蒸发量就越小。
3.蒸发作用与地下水的关系
(1)蒸发影响地下水的补给量和水质;
(2)蒸发是地下水的主要排泄方式之一;
(3)湿润系数K是降水量与蒸发量之比值,写成K=降水量/蒸发量,可用来
评价地区气候的干湿性和地下水丰、枯程度的标志,根据湿润系数K区分地区的
干湿程度。
(二)水文因素
水文因素是指反映地表水流特征的因素。
地表水的变化受气候因素影响,但
地表水对地下水的影响与气候因素不同,它具有局部性的特点。
在有地表水存在
的地段,地表水与地下水关系一般有三种形式:
1.地表水经常补给地下水,如河流上游的熔岩发育的渗漏地段,河流过山前
扇形地的渗透段及河流下游的高河床段;
2.地下水经常补给地表水,如河流上游段,内河湖泊;
3.地表水与地下水互补,如河流中游的小型山间盆地等,丰水期河水补给地
下水,枯水期地下水补给河水。
总之,不管地表水与地下水之间的水力联系方式
如何,它是越靠近地表水的地段,地下水动态变化越大,越快,反之越小而缓慢。
在滨海地区,地下水动态变化除受气候,水文影响外,还受潮汐作用影响,地下
水位随海水涨落潮时的压力传递顶托作用的周期变化。
在地下水以开采地区,地
下水的水质,水量、水位、水温等动态变化与地下水开采量和回灌量、水质有密
切关系。
(三)地质因素
地质因素中除地震、火山喷发、崩塌等表现为急骤的变化外,一般与气候、
水文因素相比,都表现为缓慢而稳定的作用。
地质构造对地下水动态的影响,在
承压水和潜水的特征上反映的最明显。
地下水变幅带内岩土颗粒的大小及级配可
以影响地下水位变化的幅度。
含水层厚度、埋藏条件及饱水状况对地下水位动态
变化也有较大影响。
在新构造运动强烈的地区,地下水可以在短时间内发生剧烈
的变化。
因此,地下水动态的监测研究,是地震预报的重要手段之一。
(四)人为因素
人为因素是指那些与人类活动有关的因素,如人工回灌改变地下水的动态平衡,过量开采地下水导致地下水水位下降、水量枯竭、水质恶化。
筑坝时库岸回水,以及人为活动对地下水的污染等等。
三、地下水动态类型
地下水动态形成的不同条件,不同影响因素,分类方法都有不同。
根据影响
地下水动态的补给和排泄条件划分,地下水动态类型分为:蒸发型、径流型、蒸发、径流型。
(一)蒸发型
主要出现在干旱、半干旱的平原及山间盆地地区。
该地区潜水埋藏浅,水平
径流微弱或呈停滞状态,以排泄蒸发为主。
雨季降水渗入,引起水位抬升,水质
淡化;旱季蒸发排泄加大,水位逐渐下降,水质慢慢盐化。
降到一定埋深后,蒸
发变弱,水位趋于稳定。
(二)径流型
大部分分布于山区及山前地带。
地形高差大,水位埋藏较深,蒸发排泄微弱,以径流排泄为主。
雨季降水渗入,不同地区地下水位抬升幅度不等。
接近排泄区
的低地,水位上升较小;远离排泄区的高处,水位上升较大,因此,水力坡度增大,径流排泄加强。
径流排泄不断进行,使各地水位幅度变化减小,水位渐渐趋
于稳定。
(三)蒸发、径流型
主要分布在气候湿润的平原地区。
这种地区湿度大,蒸发弱,地形平坦,径
流缓慢,所以排泄通过蒸发和径流两个途径。
但由于降水补给充沛,所以从长远
来看水质将趋于淡化。
上述分类根据国家不同、地区不同,还可以进一步细分,像根据渗入条件可
以再分为大气亚型、水文亚型;大气亚型又可分为雨水型、融雪型等。
研究地下水动态,对认识区域水文地质条件、水量和水质评价以及水资源的
合理开发与管理、都具有非常重要的意义。
作者简介:
蔡军华安阳市计划节约用水办公室。
地下水动态的形成因素及类型
地下水动态的形成因素及类型地下水动态是指地下水的水位、水温、水量及水化学成分等要素随时间和空间有规律的变化。
它是自然和人为因素,如气候、水文、地质、土壤、生物及人类活动等对地下水综合作用的过程。
地下水均衡是指地下水的水量或盐分含量在某个时期和某个地段内数量上的增减变化关系。
地下水的动态与均衡是一个有机联系的整体,动态是均衡的外部表征,而均衡则是导致动态变化的内在机理。
一、地下水动态的形成因素(一)自然因素自然因素中的气候和水文因素对潜水或浅层水的动态形成起着主要的作用。
地质因素对深层水的影响则是很大的。
土壤和生物因素只对距地表很浅的潜水动态的形成起一定的作用。
1、气候因素:是地下水动态形成的主要影响因素,具有普遍性、分带性及周期特点。
地过浅部的地下水普遍明显地受气候因素的制约,呈现出分带规律。
其中,降水和蒸发直接地影响着地下水的补给和排泄,所以随着时间的变化,地下水位、水量及水质也跟随着变化。
气温不仅影响降水形式和蒸发强度,也会引起地下水温的变化,并使水的化学成分、矿化度和物理性质发生变化,但气温只能影响地过浅部的地下水。
一般在20-30m以下就受地温的控制。
2、水文因至少:对地下水动态的形成和影响,从区域上来看是局部的。
当地表水与地下水有水力联系时,其联系方式有:1)地表水长期地补给地下水。
例如,河流上游的岩溶发育渗漏段;河流流过山前扇形地的渗透段;河流下游的高河床段等。
2)地下水长期地补给地表水。
例如,河流的上游地段;干旱区多数的内陆湖泊。
3)丰水期地表水补给地下水,枯水期地下水补给地表水。
例如,河流中游、小型山间盆地附近等。
在岸边附近,地表水对地下水的动态影响比较明显,尤其是在靠近地表水体的地段,其地下水变化较大而又快。
反之,则变化小而缓慢。
动太变化的影响范围取决于地表水动态变幅的大小及近岸含水层岩性结构等因素,受到波胩的宽度常常由数百米至1000—2000米。
地表水渗补地下水会使水质发生淡化或恶化,故对水化学动态有一定的影响。
地下水动态特征定义
地下水动态特征定义地下水动态特征是指地下水在时间和空间上的变化特征。
地下水是地球上重要的水资源之一,它在地下水埋藏层中储存和流动,对维持生态系统的平衡、支持农业灌溉和人类生活起着重要作用。
了解和研究地下水的动态特征对于地下水资源的合理利用和管理至关重要。
地下水动态特征的研究需要考虑以下几个方面:1. 地下水位变化:地下水位是指地下水面相对于地面的高度。
地下水位的变化受到降雨、蒸发、渗漏和抽水等因素的影响。
通过监测和分析地下水位的变化,可以了解地下水的季节性变化规律和年际变化趋势,为地下水资源的合理开发和利用提供依据。
2. 地下水流动:地下水在地下水埋藏层中通过渗流和流动进行传输。
地下水的流动速度和方向受到地下水埋藏层的渗透性、含水层的厚度和倾角、地表水体和岩石层的约束等因素的影响。
通过地下水流动模拟和示踪试验等方法,可以研究地下水的流动路径和速度,为地下水资源的保护和地下水污染的防治提供科学依据。
3. 地下水质量变化:地下水质量的变化受到地下水埋藏层的水化学性质、地下水流动的路径和速度、人类活动的影响等多种因素的综合作用。
地下水中的溶解物质、微生物和有机污染物等对地下水质量的影响需要进行监测和评估。
通过研究地下水质量的变化,可以了解地下水资源的可持续利用和地下水污染的风险。
4. 地下水与地表水的相互关系:地下水和地表水之间存在着密切的相互作用。
地下水补给地表水,同时地表水也通过渗漏和入渗作用补给地下水。
地下水和地表水的交换对于水资源的平衡和水环境的保护具有重要意义。
通过研究地下水与地表水的相互关系,可以为水资源合理调配和水环境管理提供科学依据。
5. 地下水资源的评价与预测:地下水资源的评价和预测是对地下水动态特征的综合研究,旨在了解地下水资源的总量、可利用量和可持续利用性。
通过建立地下水数值模型和预测模型,可以模拟和预测地下水资源的变化趋势,为地下水资源的管理和保护提供决策支持。
地下水动态特征的研究对于合理利用和保护地下水资源具有重要意义。
工程地质中的地下水位变化影响因素
工程地质中的地下水位变化影响因素地下水位的变化是工程地质中一个重要的影响因素。
地下水位的升降会对工程建设、水资源管理和环境保护等方面产生重要的影响。
本文将探讨影响地下水位变化的因素,并分析其对工程地质的影响。
一、气候变化气候变化是地下水位变化的一个重要因素。
气候的干湿程度直接影响着地下水的补给和消耗速率。
当气候干燥时,地表径流减少,土壤蒸发增加,地下水的补给减少,从而导致地下水位下降;而在潮湿的气候条件下,地表水补给增加,导致地下水位上升。
同时,气候变化也会影响降水量和降水季节的分布,进一步影响地下水位的变化。
二、地表地形地下水位的变化还受到地表地形的影响。
地表地形直接影响着地下水的流动和补给速率。
在山区,由于地势的高低差异,地下水会形成水系,并沿地表地形下降;而在平原地区,地下水则会平缓地流向河流或湖泊。
因此,地表地形的改变将会影响地下水位的变化。
三、地下岩溶地下岩溶是地下水位变化的另一个重要因素。
岩溶地区的地下水位波动较大,主要由于溶蚀岩层的特殊性质。
溶解作用会使岩层的孔隙和裂缝增大,从而促进地下水的流动和储存,导致地下水位的变化。
岩溶地区的地下水位变化对于岩溶地区的工程建设和地质灾害预测具有重要意义。
四、人类活动人类活动也是地下水位变化的一个重要因素。
大量的地下水开采会导致地下水位的下降,从而影响工程建设和地下水资源的可持续利用。
此外,城市建设和工业生产的发展也会对地表径流产生重要影响,进而影响地下水位的变化。
尤其是在城市地区,大量的基建工程和地下排水系统的建设会改变地下水的流动方式,进而影响地下水位的变化。
综上所述,气候变化、地表地形、地下岩溶和人类活动是工程地质中地下水位变化的主要影响因素。
了解和分析这些因素对地下水位的影响,对于工程建设规划和水资源管理具有重要意义。
地下水位的变化将对工程地质产生深远影响,因此,在工程建设过程中,需要充分考虑这些因素,并采取相应的措施来保障工程的安全与可持续发展。
地下水位动态分析
地下水位动态分析地下水位是指地球表面以下储存着的水的水平面高度,它是地下水系统的重要组成部分。
地下水位的动态变化对于水资源管理和环境保护具有重要意义。
因此,对地下水位进行动态分析是地下水研究的重要内容之一地下水位的动态变化受到多种因素的影响,包括地表降水、地下水补给与排泄、地下水水平流动和地下水的利用。
为了进行地下水位的动态分析,需要获取大量的地下水位观测数据并进行统计分析。
通过对不同时间尺度的地下水位数据的分析,可以对地下水位的动态变化进行研究。
1.季节性变化分析:地下水位在季节性变化中往往表现为季节性的上升和下降。
通过对多年观测数据的统计分析,可以确定地下水位的季节性变化规律。
例如,一些地区的地下水位在降雨季节性增加,而在旱季节性减少。
这种季节性变化与地表降水的季节分布有关。
2.年际变化分析:地下水位的年际变化与气候变化和人类活动有关。
通过对多年观测数据的趋势分析,可以探讨地下水位的年际变化趋势。
例如,气候变暖导致的降雨增加可能会使地下水位上升,而过度地下水开采可能会导致地下水位下降。
3.地下水位分布分析:地下水位的空间分布特征是地下水资源评价和管理的重要内容。
通过对不同时间点观测数据的分析,可以确定地下水位的空间分布特征。
例如,地下水位在河流附近往往较高,而在山区往往较低。
4.地下水位变化的影响因素分析:地下水位的动态变化受到多种因素的影响,包括降雨量、地表水位、地下水补给和排泄、地下水开采等。
通过建立数学模型,可以对地下水位变化的影响因素进行量化分析。
例如,可以通过模型模拟不同降雨量条件下地下水位的变化情况。
地下水位的动态分析对于水资源管理和环境保护具有重要意义。
它可以为地下水资源的开发利用和保护提供科学依据,同时也可以为地下水污染的防治提供参考。
因此,地下水位的动态分析是地下水研究的重要内容。
随着地下水位观测技术的不断发展和地下水位数据的不断积累,地下水位的动态分析将会得到进一步深化和拓展。
地下水位变化分析
地下水位变化分析地下水位是指地下水埋藏的深度或者高度,是指示地下水资源状况和地下水运动规律的重要指标之一。
地下水位的变化对地下水资源的利用和管理具有重要影响。
本文将对地下水位变化进行分析,探讨其原因和对环境和社会经济的影响。
一、地下水位变化的原因地下水位的变化受到多种因素的影响,包括自然因素和人为因素。
以下是一些常见的地下水位变化的原因。
1.气候条件:降水量和蒸发蒸腾是影响地下水位的主要因素之一。
降水量的增加会导致地下水位上升,而蒸发蒸腾的增加会导致地下水位下降。
2.地质构造:地下水位的变化与地下地质构造密切相关。
例如,断裂带的存在可能导致地下水的渗漏和集中。
3.人类活动:人类对地下水资源的开采和利用也是地下水位变化的重要原因。
过度抽取地下水将导致地下水位的下降,进而影响地下水资源的可持续利用。
二、地下水位变化的影响地下水位的变化对环境和社会经济均有重要影响。
1.生态系统影响:地下水位的下降可能导致湿地和河流的干涸,进而破坏生态系统的平衡。
一些湿地和湖泊是重要的鸟类迁徙站点,地下水位下降可能会影响鸟类的迁徙和生存。
2.农业影响:地下水是农业灌溉的重要水源之一。
若地下水位下降过快,灌溉水源可能不足,导致农作物减产甚至死亡。
3.地质灾害风险增加:地下水位下降可能导致地层的松散和沉降,增加滑坡、地面塌陷等地质灾害的风险。
4.供水影响:地下水常被用作饮用水、工业用水和城市供水的重要来源。
当地下水位下降时,供水量可能会受到限制,甚至引发供水危机。
三、地下水位变化的监测与管理为了合理利用和管理地下水资源,监测地下水位变化是非常重要的。
1.地下水位监测:通过设置水位观测井,利用测井工具等手段对地下水位进行实时监测,并建立地下水位监测网络。
2.水资源评估:通过对地下水位变化的数据进行分析,评估地下水资源的可持续利用潜力,制定合理的水资源管理政策。
3.水资源保护:建立科学的地下水位调控系统,合理安排地下水的利用量和时机,减少过度抽取地下水资源的现象。
影响地下水动态的因素
立志当早,存高远
影响地下水动态的因素
影响地下水动态的因素基本上可区分为自然因素和人为因素两大类。
其中自然因素又可区分为气象气候因素以及水文、地质地貌、土壤生物等因素;后者包括人工抽取地下水、无计划排水、人工回灌以及耕作、植树造林、水土保持等对地下水动态的影响,分述如下:
(一)自然因素
1.气象气候因素气象因素中降水和蒸发直接参与了地下水的补给与排泄过程,是引起地下水各个动态要素,诸如地下水位、水量以至水质随时间、地区而变化的主要原因之一。
而气温的升降则影响到潜水蒸发强度变化,还会引起地下水温的波动,以及水化学成分的变化。
气候上的昼夜、季节以及多年变化,亦要影响到地下水的动态进程,引起地下水发生相应的周期性变化。
尤其是浅层地下水往往具有明显的日变化和强烈的季节性变化现象。
在春夏多雨季节,地下水补给量大,水位上升;秋冬季节,补给量减少,而排泄量不仅不减少,常常因为江河水位低落,地下水排泄条件改善,而增大地下水的排泄量,于是地下水位不断下降。
这种现象还因为气候上的地区差异性,致使地下水动态亦因地而异,具有地区性的特点。
但和气候上变化相比较,地下水动态由于受到其他因素制约,其变化的速度和程度都要和缓得多,存在滞后现象。
其滞后的时间长短,则视地下水补给、排泄条件而定。
有的地方,地下最高水位或泉水最大涌出量比降水峰值出现的时间,可滞后35 个月,甚至更长。
2.水文因素水文因素对于地下水动态的影响,主要取决于地表上江河、湖(库)与地下水之间的水位差,以及地下水与地表水之间的水力联系类型。
滨海地区,如含水层与海水相连通,则海平面潮汐升降,亦会影响海岸带地。
地质勘察中的地下水位变化的影响因素分析
地质勘察中的地下水位变化的影响因素分析地下水位变化是地质勘察中一个重要的研究课题,它对土壤稳定性、地质构造、水文地质等方面都有着重要影响。
本文将分析地质勘察中地下水位变化的影响因素。
一、气候因素气候是地下水位变化的重要驱动因素之一。
气候因素主要包括降雨量、蒸发量和气温等。
降雨量直接影响着地下水的补给量,而蒸发量则影响地下水的深度和水位变化速度。
气温的升高会导致土壤中水分的蒸发增加,从而降低地下水位。
二、地质因素地质因素包括地下岩石性质、地层结构和断层等。
地下岩石的渗透性和贮水性会影响地下水的补给和储存量,进而影响地下水位的变化。
地层结构的复杂性会对地下水流的分布和流速产生影响。
断层的存在会改变地下水的流动路径和水位分布。
三、人类活动因素人类活动对地下水位变化有着不可忽视的影响。
农业灌溉、城市用水和地下水开采等活动会改变地下水的补给和消耗过程,进而导致地下水位的变化。
特别是过量的地下水开采会引起地下水位下降甚至地下水井干涸。
四、地下水埋深地下水埋深对地下水位变化有直接的影响。
一般来说,地下水埋深越浅,其水位变化受各种因素的影响较大。
五、地下水的补给和排泄地下水的补给和排泄是地下水位变化的重要因素。
地下水的补给一般是通过降雨入渗和地表水的渗透而来,而地下水的排泄则包括地表水的排放、地下水的泉眼和地下水的渗流等。
综上所述,地质勘察中的地下水位变化受到多个因素的综合影响。
气候因素、地质因素、人类活动因素、地下水埋深以及地下水的补给和排泄都会对地下水位变化产生重要影响。
因此,在地质勘察中,分析这些影响因素的变化趋势和相互关系,可以有效地预测地下水位的变化,并为相关工程的规划和设计提供可靠的依据。
水文地质学基础:地下水动态
3.影响地下水动态的因素
3.影响地下水动态的因素
3.影响地下水动态的因素
3.影响地下水动态的因素
目录
1
地下水动态的概念
2
3
地下水动态的形成机制
影响地下水动态的因素
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降水
地下水水位
2.地下水动态的形成机制
也可理解为含水层(含水系统)对 输入信息变换后产生的输出信息。
间断性的降水,通过含水层(含水系 统)的变换,将转换成比较连续的地 下水位变化或泉流量变化。
3.影响地下水动态的因素
因素之一: 地下水诸要素——水量、盐量、热量、 能量等的收支变化,即外界激励(输 入)因素
细菌 对地下水化学成分的影响
3.影响地下水动态的因素
(2)响应(输出)因素: 主要为地形因素、地质因素、水文地质条件和人为因素 ① 地形因素 地形高的地方,一般为补给区,远离排泄区,水位变化显著; 地形低的地方,靠近排泄区,不断得到地下水径流补 给,水位变化不显著。
3.影响地下水动态的因素
② 地质因素 岩性和厚度:岩性长期缓慢影响。 包气带岩性、厚度对降水脉冲起滤波作用。 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。
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.影响地下水动态的因素
③ 生物因素
植物蒸腾 对潜水动态的影响
地下水动态
目录
第十章地下水的动态与均衡
正均衡 在均衡区均衡期内,地下水物质(水量、盐量)和 能量的收入大于支出,表现为地下水储存量(盐储量)热 能增加的现象。当支出大于收入,地下水物质 (水储存量、 盐储量)和热储量减少称作负均衡。
第2节
影响地下水动态的因素
以大气降水入渗补给抬升潜水位为例说明。一个降雨-地下 水位抬升过程可以看做一个脉冲转换为波形的过程。包气 带的滤波作用,将一次降雨脉冲转换为一个时间滞后和时 间延迟的地下水位波峰。波峰与降雨相对应,波峰出现和 延续的时间,以及波峰形态,取决于包气带岩性及地下水 埋藏深度。 包气带厚度和地下水埋藏深度不同时,地下水位对一次降 雨的响应也是不同的。下图:1为渗透性良好的岩溶,2为 渗透性和厚度适中的砂岩,3为渗透性差且埋深大的粘土。 三者的时间滞后和时间延迟分别见图,很短的尖峰、中等 的波峰和很大的缓峰。若降雨为若干次,则形成叠合波峰。 地下水动态的本源因素是随时间变动的因素:包括气象因 素、水文因素、生物因素,地质营力因素和天文因素等。 地下水动态的转换因素主要是地质结构及水文地质条件。 如地质构造、含水层类型、岩性、地下水埋藏深度等。
第2节
影响地下水动态的因素
二、气象(气候)因素
降水量的时空分布影响潜水的补给,导致潜水含水 层水量增加,水位抬升。气温、湿度、风速等与其它条 件结合,影响着潜水的蒸发排泄,使潜水水量变少,水 位降低。
气象要素具有昼夜、季节与多年变化周期性。其中 季节变化最为显著且最有意义。
我国大部属季风气候。自南而北5至7月先后进入雨 季,降水显著增多,潜水位逐渐抬高并达峰值。雨季结 束,补给逐渐减少。由于径流及蒸发,潜水水位逐渐回 落,到翌年雨季前达谷值。全年潜水位动态呈单峰单谷。
09地下水的动态与均衡
第九章 地下水的动态与均衡
2)之于潜水 潜水储存量的变化是以给水度 μ 与水位变幅 Δh 的乘积 表示的。当储存量变化相同时,给水度愈小,水位变幅便 愈大。 岩溶化岩层渗透性良好但岩溶率(相当于给水度)则 较低,岩溶水的包气带缺乏滤波作用,较小的岩溶率则起 了放大地下水位对降水补给的响应,地下水位变幅在分水 岭地区可达数十米甚至更多。
第九章 地下水的动态与均衡
9.1 地下水动态与均衡的概念
一、地下水动态 地下水动态:在与环境相互作用下,含水层各要素(如水位,
水量、水化学成分、水温等)随时间的变化,称作地下水动态。 含水层(含水系统)经常与环境发生物质、能量与信息的交 换,时刻处于变化之中。
原因:含水层(含水系统)水量、盐量,热量、能量收支不平
第九章 地下水的动态与均衡
钻孔采水,矿坑或渠道排除地下水后,人工采排成为地下 水新的排泄去路;含水层或含水系统原来的均衡遭到破坏,天 然排泄量的一部或全部转为人工排泄量,天然排泄不再存在, 或数量减少(泉流量、泄流量减少,蒸发减弱),并可能增加 新的补给量(含水层由向河流排泄变成接受河流补给;原先潜 水埋深过浅降水入渗受限制的地段,因水位埋深加大而增加降 水入渗补给量)。 如果采排地下水一段时间后,新增的补给量及减少的天然 排泄量与人工排泄量相等,含水层水量收支达到新的平衡。在 动态曲线上表现为:地下水位在比原先低的位置上,以比原先 大的年变幅波动,而不持续下降。
第九章 地下水的动态与均衡
9.2 地下水动态
9.2.1 地下水动态的形成机制
地下水动态 是含水层(含水
系统)对环境施
加的激励所产生 的响应,也可理
解为含水层(含
水系统)将输入 信息变换后产生 的输出信息。
