《水文地质基础》第10章 地下水动态与均衡

地下水动态均衡研究方法

地下水动态均衡研究方法 来源:地大热能2015-07-24 地下水动态长期以，观测网的布置： 动态观测网分区域性基本观测网和专门性观测网两种。 1、选择不同气候带中有代表性的各种水文地质单元，设置由泉、井、孔等观测点组成的观测肉。 2、以主干观测线控制各单元中的主要动态类型，按当地水文地质变化最大的方向布置观测线。对次要的、有差异性的地段和特殊变化点上设辅助性观测点。也常布置垂直地表水体的观测线。 3、观测肉应与均衡研究结合起来。 主要技术要求常用的观测点为钻孔和泉。此外还有其它地下水、地表水或气象要素等的观测点。观测孔结构取决于含水层性质、观测层数和内容。如松散层应下过滤器，一孔观测多层则在求分层止水，孔径应保证能定置进各层测水位管。孔深应保证观测到最低水位。选泉点应考虑测流方便，并能安设测流装置。有时还应建防污设施。所有观测点应有水文地质特征、观测和利用等历史资料。经常的观测项目有地下水水位，泉、自溢孔和生产井的流量，水温及水化学成分等。必要时还需观测地表水及气象要素等。 观测频度取决于观测内容及要素变化快慢。通常，水位、水温、流量每5日观测1次。地表河和地下河流洪峰时期，可加密至每日两次。同一水文地抩单元力求对和点同时观测，否则应在季节代表性日期内统一观测。如区域过大，观测频度高，可免于统一观测。 地下水动态与均衡的研究 来源:地大热能2015-07-24 动态均衡研究还可以用来 （1）确定含水层参数、补给强度、越流因素、边界性质及水力联系等； （2）评价地下水资源，尤其是对大区域和一些岩溶地区的水资源评价主要是用水均衡法； （3）预报水源地的水位、调整开采方案和管理制度，拟定新水源地的管理措施及对措施未来效果的评价； （4）土壤次生盐渍化及沼泽化，矿坑涌水水源及突水，水库廻水的浸没，地下水污染进行监测与预测，以及相应防治措施的拟定和效果评价； （5）预报地震。影响地下水动态的因素地下水动态要以定义为地下水各要素随时间变化的规律。其中包括水位，流量，流速，流向，

地下水期末复习题

一、填空题 1、将岩土中的空隙作为地下水储存场所与运动通道来研究时，可将空隙分为三 大类；包括松散岩土中_孔隙_、坚硬岩石中的_裂隙_及可溶性岩石中的_溶隙__。 2、岩石中空隙中的液态水根据水分子受力状况可分为结合水、毛细水、 重力水。 3、自然界水分的转化是通过水循环实现的，而在水循环过程中降水、蒸 发、径流是三个主要环节，称为水分循环的三要素。 4、承压水是充满于两个隔水层间的含水层中，具有静水压力的重力水。 如未充满水则称为无压层间水。 5、地表水与地下水相互转化，互为补排关系，可以通过地下水等水位线来 判明。 6、渗透系数K值的大小取决于组成含水层颗粒大小及胶结密实程度。 7、达西定律是揭示水在多孔介质中渗流规律的实验规律，也称现行渗 透定律。 9、由于岩土空隙的形状、尺度和连通性不一，地下水在不同空隙中或同一空 隙的不同部位，其运动状态是各不相同的，地下水的运动状态可以区分为层流和稳流两种流态。 10、在有垂直入渗补给的河渠间潜水含水层中，通过任一断面的流量不相等。 11、有入渗补给的河渠间含水层中，只要存在分水岭，且两河水位不相等时， 则分水岭总是偏向高水位一侧。如果入渗补给强度W＞0时则浸润曲线的形状为椭圆曲线，当W＜0时则为双曲线，当W＝0时则为抛物线。 二、判断题 1、空隙度与颗粒大小无关。（√） 2、分选性愈差，大小愈悬殊，孔隙度愈小（√） 3、表征岩土容水状况的水分指标，除容水度外，还有饱和度和饱和差。（√） 4、决定地下水流向的是位置的高低。（×） 5、某含水层的渗透系数很大，故可以说该含水层的出水能力很大。（√）

6、弹性贮水系数既适用于承压含水层，也适用于潜水含水层。（√） 7、达西定律是层流定律。（×） 8、弹性贮水系数既适用于承压含水层，也适用于潜水含水层。（√） 9、达西定律公式中不含有时间变量，所以达西公式只适用于稳定流。（×） 10、在均质各向异性含水层中，各点的渗透系数都相等。（√） 三、选择题 1、决定地下水流向的是：（C ） A.压力的大小 B.位置的高低 C.水头的大小 D.含水层类型 2、大气降水入渗转化为地下水时，其间土壤含水率有明显降低的是：（B ） A.饱和区 B.过渡区 C.传导区 D.湿润区 3、对地下水动态的影响起主导作用的因素是：（A ） A.气候因素 B.水文因素 C.地质因素 D.植被因素 4、在底版水平，无入渗、无蒸发的河间潜水含水层中，当渗流为稳定流，两 侧河水位相等时，浸润曲线的形状为：（B） A.双曲线 B.水平直线 C.抛物线 D.椭圆形曲线 5、在有入渗补给，且存在分水岭的河间含水层中，已知左河水位标高为H1, 右侧水位标高为H2，两河间距为L，当H1>H2时，分水岭：（B） A.位于L/2处 B.靠近左河 C.靠近右河 D.不存在 6、当河渠间含水层无入渗补给，但有蒸发排泄（设其蒸发强度为ε）时，则 计算任一断面的单宽流量公式只要将式：中的W用（ 3 ）代替即可。 1）ε；（2）0；（3）-ε；（4）ε十W 四、名词解释 1、地下水文学： 是研究地下水的形成、运动、量和质、开发利用以及管理的一门学科。 2、持水性： 岩土在重力作用下仍能保持一定水量的性能。 1、地下水动态： 由地下水补给和排泄不平衡引起的地下水水位、流量等的变动，以及地下水温、水化学等水文因素的变动过程，是为地下水动态。

10第十章地下水动态与均衡 (1)

第十章地下水动态与均衡 地下水动态：groundwater regime 地下水均衡：groundwater balance (budget) 10．1 地下水动态与均衡的概念 地下水动态––––地下水各种要素(水位、水量、化学组分、气体成分、温度、微生物等)随时间的变化，称为地下水动态 地下水均衡––––某一时段、某一范围内地下水水量(盐量、热量等)的收支状况，称为地下水均衡。 地下水动态与均衡的关系是：地下水动态是地下水均衡的外在表现，地下水均衡是地下水动态的内在原因。 地下水动态的研究包括：影响因素、类型及成果分析。 地下水均衡的研究包括：均衡区和均衡期的确定，均衡方程式的确定，各收支项的求取，均衡计算结果的校核与分析。 地下水要素之所以随时间发生变动，是含水层（含水系统）水量、盐量、热量、能量收支不平衡的结果。例如，当含水层的补给水量大于其排泄水量时，储存水量增加，地下水位上升；反之，当补给量小于排泄量时，储存水量减少，水位下降。 研究目的意义： 地下水动态监测及成果分析，可以解决一系列理论与实际问题：①检验并完善前期水文地质研究结论；②查明地下水资源数量、质量及其变化；③为数学模拟提供依据；④为拟定合理的地下水利用、防治方案及措施提供依据；⑤检验实施中的利用、防治方案及措施的合理性。 地下水均衡研究，可以为拟定合理的地下水利用、防治方案及措施提供定量依据，检验并完善利用、防治方案及措施。 目前：研究较多的是水位动态，水量均衡。 10．2 地下水动态的影响因素 1．影响地下水动态的因素 地下水动态的本源因素是随时间变动的因素，包括：气象(气候)因素、水文因素、生物因素、地质营力因素、天文因素等。 1）气象因素： ①降水→含水层水量增加→水位抬升→水质变淡； ②蒸发→潜水含水层水量减少→水位降低→水质变咸； ③气象因素具有季节性的变化，地下水动态也具有季节性变化；

实习二用区域水量均衡法评价某旧水源地地下水资源

实习二用区域水量均衡法评价某旧水 源地地下水资源 一.实习目的 1.熟习、掌握区域水量均衡法的基本原理及应用条件 2.掌握运用该方法评价地下水资源的步骤 二.实习要求 1.课前预习所给的资料和图件，初步了解该区地质、水文地质条件； 2.课堂上在教师的指导下，分析开采区的地质及水文地质条件及水源地的生产情况； 3.分析均衡要素，列出均衡方程，根据允许降深计算出允许开采量，并试用相关分析法及区域水位降落漏斗法进行计算，相互比较验证。 三.某旧水源地水文地质条件简介 某旧水源地位于××河右岸的冲洪积扇，开采区面积为250Km2。该区属大陆性气候，气温变化较大。多年平均降水量为740mm。拒三年的观测，降水量与地表水流出量，列入表一（见右图）。在开采区西部和北部约180K m2的地区，地下水位降深为2-3m，蒸发量为0.00008m3/ (d.m2)，而东、南部由于受开采漏斗影响，地下水评价水位埋深为5-6m，蒸发作用极微。据水文1和2测站测得河流年评价流量为980000m3/d和520000m3/d。开采区南部是花岗岩，风化裂隙发育，以5m3/(d.m)的单宽流量补给开采区（全年平均值）。北部山区为寒武系灰岩和震旦系灰岩及石英岩组成。水源地及其附近基岩中有断层，但缺乏水文地质资料。冲洪积扇的岩性：在扇顶和中部，0.5m厚的表土以下便为卵砾石层、混有中粗砂。顶部卵砾石粒径约40-70mm,渗透系数为120m/d，中部含水层评价厚度为70m，渗透系数为100m/d，全区平均给水度为0.22。在开采的潜水含水层下面有一承压含水层，承压水位与原始潜水位一致。两个含水层之间有一亚粘土弱隔水层，其平均厚度为20m，渗透系数为0.006m/d。在抽水影响范围内，发生越流的面积约45Km2。在本区有Km2的灌溉区，由于灌溉水的渗入，使灌区内的水位回升0.3m。水源地由于长期开采，已形成统一的降落漏斗，影响面积约100Km2。开采中曾进行过数次的系统观测工作，其中5次资料列入表二（见下图）。现将计划开采量扩大到800000m3/d，而且要求漏斗中心水位降深不得超过25，试求可能性如何？ 表一 表二

水均衡法评价地下水补给资源量作业

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），南北为隔水边界。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； 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衡 还是负均衡；

3.根据下面给出的历年降雨量资料，计算累积频率，填入下表，并根据表中的数据，绘制降水量频 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；指出本均衡年降水量是丰水、枯水还是平水年 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：

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。

地下水的动态与均衡地下水动态与均衡的概念地下水

第九章地下水的动态与均衡 第一节地下水动态与均衡的概念 地下水动态的概念：含水层（含水系统）在与外界环境相互作用过程中，含水层（含水系统）地下水各要素（如地下水位、水量、水化学成份、水温等）随时间的变化状况，称为地下水动态。 地下水均衡的概念：某时段某地段地下水物质、能量的收支状况称为地下水均衡。 第二节地下水动态 一、地下水动态的形成机制 含水层（含水系统）地下水各要素（如地下水位、水量、水化学成份、水温等）之所以随时间发生变化，是含水层（含水系统）中物质、能量收支不平衡的综合表现。 因此，地下水动态是含水层（含水系统）对外部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。 下面以降雨（图9-1）为例说明地下水动态的形成机制： 动态变化：降水→ 补给地下水系统→ 水位上升。 ↑↑ 脉冲式激励波状响应 图9—1 输入与输出的对应关系 a—时间滞后；b—时间延迟 地下水动态（对外界响应）特点：在时间上表现为滞后和延迟（图9-1），以及叠加。 叠加现象：是指外界多次激励（或输入）时，引起系统响应（或输出）的变化是多次激励响应的累加结果（图9-2）。

图9-2说明，地下水水位对外界输入(降水)响应的信息传输的迭合特点，称为叠加现象。 图9-2 信息传输中的迭合 地下水动态描述：地下水某要素随时间的变化（动态）程度可用稳定性来恒量：动态稳定，是指变化幅度小；动态不稳定，是指变化幅度大。 二、地下水动态的影响因素 影响地下水动态（稳定性）的因素主要有三类： （1）是外部环境对含水层（含水系统）的信息输入：如降水、地表水的补给---气象(气候)因素、水文因素； （2）是变换输入信息的含水系统的结构，主要涉及赋存地下水的地质环境条件，地质因素。 （3）人为因素，包括开采、人工回灌、灌溉、库渠渗漏、污水排放等等。 （一）气象（气候）因素 气象（气候）是对地下水动态影响最为普遍的因素。决定了一个地区动态的基本形态。 气象（气候）要素周期性地发生昼夜、季节与多年变化。其中季节变化最为显著且最有意义。 从图9-3，可以分析季节变化对潜水动态影响。

地下水动态与均衡

地下水动态与均衡

第六章 地下水动态与均衡的研 究 § 1 地下水动态和均衡的概念 水量。一定补充。当均于负处于处于负均 由于造成的围、的补系处于水处下水般多出现 是造 要是所定量量质地 ， 化，的不平这种在质含量之间的水（量量时，耗量时然条件下 产资而不地下、开征等周期周，率具极的影化， 以变耗上是指这溶质）量地下消耗于消天影响 矿产间 而征地量、特征是周的）速具）的变化。所以消耗是、出），地于消大在动 其它着时指表征泉流物理可以变化体潮化的，或排除速的后果量之充和，就水量（流等时量小充量下水为活 指、它律。固变性或迅的与补衡水耗 即是位、其它规律化。的固其期性采或种迅重的质与在补均衡下水消耗量补当。在状念的，下 资总即水及化变致。周开这严的分水地与耗当；态；衡概果质地的 天慢， 在而、 矿间 其时表 和于处水多是造范 关）下地一 主要平衡一及热的数与，的量，时件下，则 含之水量时耗量然条件下 消然响 溶）严的分水地水的 之间导致而地动态变 衡是 动 均衡因 与均原 态下水的现 动下化表 水地变部表 地下。动态外部 地系动的 ，联致衡 等 。知密导均 相等充补地人态。可知紧密即水均 念 ，下 在态下化的 动化 地变 而态 ；即 所 ， -4 ——> -- - y - 4 / 4 一 二 7 ▲'■、、」」T//-*-V ^1- i —Z J J f z 水质态如度变的导的的（。来水成下，）消；态状 态均述因实是 下和动（温其性力年显素强带下质地内入与态状衡状正上为的则 地量水素、。势引多明因加境地溶谓间流充状衡 2 研究地下水动态与均衡的意义

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地下水的动态与均衡法分析

地下水的动态与均衡法分析 发表时间：2019-12-31T12:40:51.390Z 来源：《防护工程》2019年17期作者：董琳 [导读] 解决地下水保护问题，确保地下水的保护能够有合理的分析方法和数据作为支持。 昌吉州地质环境监测站新疆昌吉州 831100 摘要：在地下水的保护过程中，做好地下水的动态与均衡分析，不但能够了解地下水资源的状况，同时还能够为地下水资源的保护提供基本的数据支持。从目前地下水的动态与均衡法的分析过程来看，动态法和均衡法是对地下水进行分析的不同方法，在分析过程当中具有较强的代表性。了解动态法和精神文化的特点，并有效的运用动态法和均衡法对地下水进行分析，能够满足地下水保护工作的实际需要，解决地下水保护问题，确保地下水的保护能够有合理的分析方法和数据作为支持。 关键词：地下水；动态分析；均衡法分析 一、地下水动态和均衡的概念 （一）地下水动态的概念 地下水资源与其他的矿产资源不同，地下水的量和质会持续发生变化，地下水的动态主要是指地下水的数量与质量的各种要素的变化情况及变化规律。例如，地下水的水位全流量开采量，其成分与含量，温度及其他的物理特征会随时间的变化而发生波动。其变化规律既可以呈现周期性，也可以呈现趋势性。其变化特征可以是按照昼夜的周期进行变化，也可以是季节性的变化，同时也存在多年变化的周期情况。因此，其变化的速度不确定，变化的趋势不确定，整个地下水的状态呈现着动态分布的属性。这一特性被称之为地下水的动态。了解地下水的这一特性，对地下水的性质分析和地下水的分布规律了解具有重要意义，同时了解地下水的动态属性是做好地下水调查和地下水性质分析的重要手段，对地下水的性质了解和地下水的概念分析具有重要作用。 （二）地下水均衡的概念 地下水的均衡性主要是指地下水在补充和消耗方面会存在一定的相对平衡，地下水在整体的变化过程当中，水的质和量会持续的发生变化。但是受到地下水总量的限制，以及地下水不断补充的性质，地下水的均衡主要是指在一定范围一定时间内，地下水的水量，溶质含量及热量等的补充与消耗之间会存在一定的数量关系，在实际的补充与消耗过程当中补充与消耗的数量基本相等，地下水的量与质处于相对均衡的状态。这一状态是地下水理想的平衡状态，但是在实际的地下水变化过程当中，其平衡状态可以分为正均衡状态和负均衡状态。正均衡状态主要是指补充量大于消耗量，这种状态称之为正均衡。如果补充量少于消耗量则称为负均衡状态，在整个变化过程当中均衡状态也是会随补充和消耗的变化而发生波动。因此，均衡状态会呈现正负均衡状态的波动，完全均衡的状态是不存在的。 二、地下水动态的成因及主要特征 （一）地下水动态成因的划分 地下水的动态成因分成多种类型，从成因的类型来看，主要分为气候型、蒸发型、人工开采型、径流型、水纹型等几种类型。这几种类型的划分主要根据地下水的动态变化情况进行划分，之所以对地下水的动态成因进行划分，主要原因在于地下水在动态变化过程当中不同的情况，其变化特点存在差异，对地下水的动态进行了解，既能够保证地下水的动态分析具有较强的针对性，同时也能够保证地下水的动态分析质量达标。因此，掌握地下水的动态成因，对提高地下水的动态分析质量和满足地下水的动态分析需要具有重要意义。根据地下水动态的类型进行成因分析，是地下水动态分析的基础工作，也是满足地下水动态分析的重要手段。我们应当结合地下水的动态类型和动态成因对其进行有效的分析，提高地下水动态分析质量。 （二）地下水动态的类型和特征 目前来看，地下水动态的类型，其特征主要表现在气候型，其特征表现为分布广泛，含水层埋藏深，包气带延伸，渗透性较好。蒸发型主要分布于干旱半干旱的平原区，地下水位埋深较浅，地下径流置换。人工开采型主要分布在强烈开采地下水的地区，地下水动态要素明显随着地下水开采量的变化而变化，在降水的高峰季节，地下水上升不明显或有所下降。径流型主要分布于地下水径流条件较好，补给面积辽阔，地下水埋藏较深或含水层上部有隔水层覆盖的地区。水文型主要分布在河渠水库的地表水体的沿岸或河谷中，地表水与地下水有直接的水利联系，地表水位高于地下水位，地下水位随着地表水域升高，流量增大，过流时间延长，而上升水位峰值和起伏程度，虽远离地表水体而逐渐减弱。从这些动态类型及其特征来看，地下水的动态成因分成多种类型，在分析过程当中，应当根据每一种类型了解其特点，确保地下水动态分析达到准确性要求。 三、地下水均衡法测量的具体实施 （一）潜水存储量变化量的测量方法 在地下水均衡法应用过程中，测量的具体实施至关重要，在测量具体实施中潜水储量变化量的测定方法是关键，其中潜水存储量变化量有前所未变化之和水位变动，带盐层的积水度组成其中浅水位变化之能通过水位观测孔实测获得。这样确定潜水存储量变化量需要对盐城的积水度进行测量。在实际的测量过程当中，潜水水位上升或下降时，给水度的数值会发生变化，下降时给水度的变化也会随着表征水位的变动而发生变化。因此，在具体测量过程中，可以使用室内参数测定法进行测量，室内参数测定法主要是指按要求深度定期采取水位变动带内的岩土样在室内测定，饱和溶水度主要包括饱和含水量、持续度、天然湿度虽然这种方法取样相对繁琐，但是其测量精度相对准确。然而随着测定方法的不断创新和进步，这种测定方法由于取样难度大，并且难以保证同样的天然结构不会破坏，因此在实际使用当中频率降低。 （二）降水深入补给量及蒸发量的确定 降水深入补给量及蒸发量的确定，可以采用地中渗透仪的测定方法予以实施。地中渗透仪测定法是一种较为传统的测量方法，在实际测量过程中可以直接测量到降水，渗入补给量和潜水蒸发量在这种测量方法中主要原理为调整成水漏斗的高度，使漏斗中的水面与渗透剂中的地下水面保持在同一高度上，当渗透剂中的土柱接受降水入渗和凝结水补给，使其补给水量将会通过联通罐和水管流入量桶内，可直接得出补给水量。当土柱内的水面产生蒸发时，便可用漏斗攻击水量再从玛丽奥特平独处供水水量，在测定迎接补给量时，应在该渗透及

地下水动态与均衡

第六章地下水动态与均衡的研究 (1) §1 地下水动态与均衡的概念 (1) §2 研究地下水动态与均衡的意义 (1) §3 地下水动态与均衡研究的基本任务 (2) §4 地下水动态与均衡的监测项目 (3) §5 地下水动态的成因类型及主要特征 (5) §6 地下水均衡要素的测定方法 (6) 思考题 (14) 第六章地下水动态与均衡的研究 §1 地下水动态与均衡的概念 地下水资源与其它矿产资源的最主要区别就是,其量与质总就是随着时间而不停地变化着。所谓地下水动态即就是指表征地下水数量与质量的各种要素(如水位、泉流量、开采量、溶质成分与含量、温度及其它物理特征等)随时间而变化的规律。其变化规律可以就是周期性的变化,也可以就是趋势性的变化。变化的周期可以就是昼夜的(如月球引力导致的固体潮),也可以就是季节性的或者就是多年的。其变化的速率,在天然状态下一般具较明显的周期性,或具极为缓慢的趋势性。在人为因素(开采或排除)的影响下,其变化率可大大加强。这种迅速的变化,可能对地下水本身与环境带来严重的后果。 地下水的质与量之所以变化,主要就是由于水量与溶质成分在补充与消耗上的不平衡所造成的。所谓地下水均衡,就就是指这种在一定范围、一定时间内,地下水水量、溶质含量及热量等的补充(流入)与消耗(流出)量之间的数量关系。当补充与消耗量相等时,地下水(量与质)处于均衡状态;当补充量小于消耗量时,地下水处于负均衡状态;当补充量大于消耗量时,地下水处于正均衡状态。地下水在天然条件下,一般多处于均衡状态;在人为活动影响下,则可能出现负均衡或正均衡状态。 从上述概念可知,地下水动态与均衡之间存在着互为因果的紧密联系。地下水均衡就是导致动态变化的实质,即导致动态变化的原因;而地下水动态则就是地下水均衡的外部表现,即动态变化的方向与幅度就是由均衡的性质与数量所决定的。 §2 研究地下水动态与均衡的意义 研究地下水动态与均衡,对于认识区域水文地质条件、水量与水质评价,以及水资源的合理开发与管理,都具有非常重要的意义。任何目的、任何勘查阶段的水文地质调查,都必须重视地下水动态与均衡的研究工作。由于对地下水动态规律的认识,往往要经过相当长时间的资料积累才能得出结论,因此在水文地质调查时,应尽早开展地下水动态与均衡研究。 其研究意义具体表现在: (1)在天然条件下,地下水的动态就是地下水埋藏条件与形成条件的综合反映。因此,可根

地下水资源评价方法

地下水资源评价方法 地下水资源评价的方法按其所依据的理论可分为： 基于水量平衡原理的方法——水量平衡法。 基于数理统计原理的方法——相关分析法。 基于实际试验的方法——开采试验法。 基于地下水动力学原理的方法——解析法和数值法。 1．水量平衡法 水量平衡法是根据水量平衡原理，建立水量平衡方程来进行地下水资源评价的方法。评价水量的一切方法都离不开水量平衡原理，尤其是在较大范围之内进行区域性地下水资源评价时，往往因水文地质条件及其他影响因素的复杂性，当用其他方法评价都比较困难时，采用水量平衡法具有概念清楚、方法简单、适应性强等优点。该方法是目前生产中应用最广泛的一种地下水资源评价方法。 1．1水平衡方程的建立 对于一个平衡区（或水文地质单元）的含水层组来说，地下水在补给和消耗的动平衡发展过程中，任一时段补给量和消耗量之差，永远等于该

时段内单元含水层储存水量的变化量，这就是水量平衡原理。若把地下水的开采量作为消耗量考虑，便可建立开采条件下的水平衡方程： (Q k-Q c)+(W-Q w)=±μFΔH/Δt 式中：(Q k-Q c)——侧向补给量与排泄量之差，m3/a (W-Q w)——垂向补给量与消耗量之差，m3/a W=P r+Q cf+Q e-E g 式中：P r——降水人渗补给量，m3/a Q cf——渠系及田间灌溉入渗补给量，m3/a Q e——越流补给量，m3/a E g——潜水蒸发量，m3/a Q w——地下水开采量，m3/a μFΔH/Δt ——单位时间内单元含水层（平衡区）中储存量的变化量，m3/a μ——含水层的给水度 F——平衡区的面积，m2 Δt——平衡时段，a

地下水动态与均衡

第六章地下水动态与均衡得研究 (1) §1 地下水动态与均衡得概念 (1) §2 研究地下水动态与均衡得意义 (1) §3 地下水动态与均衡研究得基本任务 (2) §4 地下水动态与均衡得监测项目 (3) §5 地下水动态得成因类型及主要特征 (5) §6 地下水均衡要素得测定方法 (6) 思考题 (12) 第六章地下水动态与均衡得研究 §1 地下水动态与均衡得概念 地下水资源与其它矿产资源得最主要区别就是,其量与质总就是随着时间而不停地变化着。所谓地下水动态即就是指表征地下水数量与质量得各种要素(如水位、泉流量、开采量、溶质成分与含量、温度及其它物理特征等)随时间而变化得规律。其变化规律可以就是周期性得变化,也可以就是趋势性得变化。变化得周期可以就是昼夜得(如月球引力导致得固体潮),也可以就是季节性得或者就是多年得。其变化得速率,在天然状态下一般具较明显得周期性,或具极为缓慢得趋势性。在人为因素(开采或排除)得影响下,其变化率可大大加强。这种迅速得变化,可能对地下水本身与环境带来严重得后果。 地下水得质与量之所以变化,主要就是由于水量与溶质成分在补充与消耗上得不平衡所造成得。所谓地下水均衡,就就是指这种在一定范围、一定时间内,地下水水量、溶质含量及热量等得补充(流入)与消耗(流出)量之间得数量关系。当补充与消耗量相等时,地下水(量与质)处于均衡状态;当补充量小于消耗量时,地下水处于负均衡状态;当补充量大于消耗量时,地下水处于正均衡状态。地下水在天然条件下,一般多处于均衡状态;在人为活动影响下,则可能出现负均衡或正均衡状态。 从上述概念可知,地下水动态与均衡之间存在着互为因果得紧密联系。地下水均衡就是导致动态变化得实质,即导致动态变化得原因;而地下水动态则就是地下水均衡得外部表现,即动态变化得方向与幅度就是由均衡得性质与数量所决定得。 §2 研究地下水动态与均衡得意义 研究地下水动态与均衡,对于认识区域水文地质条件、水量与水质评价,以及水资源得合理开发与管理,都具有非常重要得意义。任何目得、任何勘查阶段得水文地质调查,都必须重视地下水动态与均衡得研究工作。由于对地下水动态规律得认识,往往要经过相当长时间得资料积累才能得出结论,因此在水文地质调查时,应尽早开展地下水动态与均衡研究。 其研究意义具体表现在: (1)在天然条件下,地下水得动态就是地下水埋藏条件与形成条件得综合反映。因此,可根

地下水动态与均衡

第六章地下水动态与均衡的研究 §1 地下水动态和均衡的概念 地下水资源和其它矿产资源的最主要区别是，其量和质总是随着时间而不停地变化着。所谓地下水动态即是指表征地下水数量与质量的各种要素（如水位、泉流量、开采量、溶质成分与含量、温度及其它物理特征等）随时间而变化的规律。其变化规律可以是周期性的变化，也可以是趋势性的变化。变化的周期可以是昼夜的（如月球引力导致的固体潮），也可以是季节性的或者是多年的。其变化的速率，在天然状态下一般具较明显的周期性，或具极为缓慢的趋势性。在人为因素（开采或排除）的影响下，其变化率可大大加强。这种迅速的变化，可能对地下水本身和环境带来严重的后果。 地下水的质与量之所以变化，主要是由于水量和溶质成分在补充和消耗上的不平衡所造成的。所谓地下水均衡，就是指这种在一定范围、一定时间内，地下水水量、溶质含量及热量等的补充（流入）与消耗（流出）量之间的数量关系。当补充与消耗量相等时，地下水（量与质）处于均衡状态；当补充量小于消耗量时，地下水处于负均衡状态；当补充量大于消耗量时，地下水处于正均衡状态。地下水在天然条件下，一般多处于均衡状态；在人为活动影响下，则可能出现负均衡或正均衡状态。 从上述概念可知，地下水动态与均衡之间存在着互为因果的紧密联系。地下水均衡是导致动态变化的实质，即导致动态变化的原因；而地下水动态则是地下水均衡的外部表现，即动态变化的方向与幅度是由均衡的性质和数量所决定的。 §2 研究地下水动态与均衡的意义 研究地下水动态与均衡，对于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。任何目的、任何勘查阶段的水文地质调查，都必须重视地下水动态与均衡的研究工作。由于对地下水动态规律的认识，往往要经过相当长时间的资料积累才能得出结论，因此在水文地质调查时，应尽早开展地下水动态与均衡研究。 其研究意义具体表现在： （1）在天然条件下，地下水的动态是地下水埋藏条件和形成条件的综合反映。因此，可根据地下水的动态特征分析、认识地下水的埋藏条件、水量、水质形成条件和区分不同类型的含水层。 （2）地下水动态是均衡的外部表现，故可利用地下水动态资料去计算地下水的某些均衡要素。如根据次降水量、潜水位升幅和潜水含水层给水度计算大气降水的入渗系数；根据潜水位的升幅或降幅计算地下水的储存量及潜水的蒸发量等。 （3）由于地下水的数量与质量均随着时间而变化，因此一切水量、水质的计算与评价，都必须有时间的概念。如对同一含水层来说，在雨季、旱季、丰水年、枯水年，其水资源数量与水质都可能大不一样。因此，地下水动态资料是地下水资源评价和预测时必不可少的依据。 （4）用任何方法计算的地下水允许开采量，都必须能经受地下水均衡计算的检验；任

9第九章 地下水的动态与均衡

第九章地下水的动态与均衡 地下水动态：groundwater regime 地下水均衡：groundwater balance (budget) 9．1 地下水动态与均衡的概念 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。 地下水均衡––––某一时段内，某一地段内地下水水量（盐量、热量、能量）的收支状况称作地下水的均衡。 地下水要素之所以随时间发生变动，是含水层（含水系统）水量、盐量、热量、能量收支不平衡的结果。例如，当含水层的补给水量大于其排泄水量时，储存水量增加，地下水位上升；反之，当补给量小于排泄量时，储存水量减少，水位下降。 研究目的意义： ①为了合理利用地下水或有效防范其危害，必须掌握地下水动态。 ②查清地下水的补给与排泄，阐明其资源条件，确定含水层之间以及含水层与地表水水体的关系。 目前：研究较多的是水位动态，水量均衡。 9．2 地下水动态 1．形成机制：分析一次降雨对地下水位的影响： 滞后时间持续时间

地下水位的升高过程表现为一个连续波形图形。 当相邻的两次或更多次降雨接近时，各次降雨引起的地下水抬升的波形便会相互迭加，当各个波峰某种程度迭加时，会迭加成更高的波峰，地下水位会出现一个峰值。实际情况下往往是各个波形波峰与波谷迭加，削峰填谷，构成平缓的复杂波形。 对泉水流量的影响也类似。 间断性的降水，通过含水层的变化将转化为比较连续的地下水位的变化或泉流量的变化。 2．影响地下水动态的因素 1）气象因素： ①降水→含水层水量增加→水位抬升→水质变淡； ②蒸发→潜水含水层水量减少→水位降低→水质变咸； ③气象因素具有季节性的变化，地下水动态也具有季节性变化； ④气候还存在多年的周期性变动，如周期为11年的太阳黑子影响丰水年与枯水年从而 使地下水位呈现多年周期性变化。 在分析气象因素对潜水位的影响时，必须区分潜水位的真变化与伪变化。潜水位变动伴随相应的潜水储存量的变化，这种水位变动是真变化。某些并不反映潜水水量增减的潜水位变化，便是伪变化。例如，当大气气压开始降低时，暴露于大气中的井孔中的地下水位却因气压降低而水位抬升。 对于重大的长期性地下水供排设施，应当考虑多年的地下水位与水量的动态变化。供水工程应根据多年资料分析地下水位最低时水量能否满足要求；排水要考虑多年最高地下水位时的排水能力。 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。 影响范围一般在数公里~ 数百公里。此范围以外主要受气候因素的影响。 3）地质因素： 包气带的厚度与岩性： ①厚度：小，降水到达地下水的时间短→水位上升快；大，降水到达地下水的时间长→水位上升慢； ②岩性：

地下水的动态与均衡

第八章地下水系统 一、名词解释 1．地下水含水系统：指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系的含水岩系。2．地下水流动系统：指由源到汇的流面群构成的，具有统一时空演变过程的地下水体。二、填空 1．地下水系统包括地下水含水系统和地下水流动系统。 三、判断题 1．地下水含水系统的整体性体现于它具有统一的水力联系;流动系统的整体性体现于它具有统一的水流。（√） 2．控制含水系统发育的，主要是地质结构；控制地下水流动系统发育的，主要是水势场。（√） 3．在势汇处，流线上升，垂向上水头自下而上由高到低，故地下水可由低处向高处流。（√）4．局部流动系统的水，流程短，流速快，地下水化学成分相应地比较简单，矿化度较低。（√） 5．区域流动系统的水，流程长，流速慢，接触的岩层多，成分复杂，矿化度也高。（√）6．不同流动系统水流相向汇流处，流速迟缓有利于各种化学物质积聚。（√） 四、简答题 1．地下水含水系统与地下水流动系统有哪些共同点？ (1) 两者都摆脱了长期统治水文地质界的含水层思维，不再以含水层作为基本的功能单元； (2) 力求用系统的观点去考查、分析与处理地下水问题。 2．地下水含水系统与地下水流动系统有哪些不同点？ (1) 地下水含水系统的圈定，通常以隔水或相对隔水的岩层作为系统边界流动系统以流面为边界。 (2) 流动系统受人为因素影响比较大；含水系统受人为影响小。 (3) 控制含水系统发育的，主要是地质结构；控制地下水流动系统发育的，是自然地理因素。 3．在地下水流动系统中，任一点的水质取决于哪些因素？

(1) 输入水质 (2) 流程； (3) 流速； (4) 流程上遇到的物质及其迁移性; (5) 流程上经受的各种水化学作用。

地下水资源评价方法_水量均衡法的探讨_林坜

地下水资源评价方法—水量均衡法的探讨 林 坜1 雷晓东2 杨峰3 （1北京市水利自动化研究所100036 2北京市地质勘察技术院 102218 3北京市水利水电技术中心 100073） 摘 要 地下水资源评价旨在摸清地下水文地质条件、查清地下水资源时空分布特征，计算和评价 地下水补给资源量和可开采资源量。常用方法有水量均衡法、开采试验法和数值模拟法等。重点讨论了水量均衡法评价过程及其优缺点。若能结合开采试验法或数值模拟法进行评价，可提高评价精度，评价结果将为水资源的合理开发利用提供科学依据。关键词 地下水 水资源评价 水量均衡法 补给资源量 可开采资源量 中图分类号TV211.1+2文献标志码A 文章编号1673-4637（2011）02-0041-04 收稿日期：2010-12-23 作者简介：林坜（1980—），女，工程师。 水是人类及其他生物赖以生存的物质条件。地下水作为水资源的重要组成部分，发挥着巨大的作用，尤其在我国北方广大平原地区。据估算，北方平原区地下水资源共约1500亿m 3，占全国平原地区地下水资源的78%，地下水已成为北方地区城市生活和工农业用水的重要供水水源[1]。但是目前，地下水资源开发利用过程中缺乏宏观规划和科学严格管理，导致地下水严重超采、水位持续下降、漏斗面积不断扩大、地下水受到普遍污染等问题。地下水资源量评价的目的是为了查清地下水资源时空分布特征、水文地质条件、含水层富水性、水循环特征等信息，为合理开发利用地下水资源提供科学方法。 1 地下水资源评价概述 地下水资源评价是指在一定的天然和人工条件下， 对地下水资源的质和量在使用价值和经济效益等方面进行综合分析、计算和论证。地下水资源评价[2]主要包括两部分内容：地下水补给资源量评价和地下水可开采资源量评价。 1.1水资源评价的任务 1.1.1 地下水补给资源量评价 地下水补给资源量是地下水系统在天然条件下或 开采状态下所接受的各种补给量的总和，它是地下水系统长期而稳定提供的最大开采量，是评价一个地区可开采资源量的基础。因此，补给资源的评价是区域地下水资源评价的核心。从天然均衡角度，补给项之和应等于排泄项之和，因此，当某些补给量不易求得时，可用计算排泄量的方法代替。由于不同季节、不同年份补给量或排泄量是变化的，因此，应根据降水量变化和地下水动态变化，推求多年平均值作为地下水的补给资源量。 1.1.2地下水可开采资源量评价 地下水可开采资源量的确定是水资源评价最主要的目的，对水资源的开发利用具有重要的指导意义，但准确确定地下水可开采资源量是非常困难的。第一，由水循环和水均衡原理可知，地下水的开采量来自于地下水开采条件下补给量的增量和排泄量的减少量，这不仅仅与水文地质条件有关，而且与具体的开采方案，如开采井的布局、开采量、取水构筑物的结构等有关；第二，经济技术条件是随时间而变化的，并因不同的目的而有不同的标准；第三，地下水的开采必然改变地下水的流动状态，进而改变水文地质条件，并对水环境产生一定的影响。对于不同的地区、不同的地下水系统和不同的供水目的，对水环境的限定条