第9章 地下水动态与平衡

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水文地质学基础A教学大纲

水文地质学基础A教学大纲

水文地质学基础A教学大纲01.教学单位名称:环境与资源学院02.课程代码:64200303.课程名称:水文地质学基础A04.课程英文名称:Foundation of Hydrogeology05.课程类别:学科基础课06.课程性质:必修07.课程学时:48学时,其中包含实验8学时08.课程学分:309.授课对象:地下水科学与工程/水文与水资源工程.开课学期:4学期(春季)10.选用教材:张人权主编:《水文地质学基础》,地质出版社,2011年,第六版.主要参考书:[1]薛禹群主编:《地下水动力学》,地质出版社,2001年,第二版[2]沈照理等编著:《水文地质学》,科学出版社,1985年[3]R.H.布朗等编,赵耿忠、叶寿征等译:《地下水研究》,学术书刊出版社,1989 年[4]任天培主编:《水文地质学》,地质出版社,1986年[5]霍崇仁等编:《水文地质学》,水利电力出版社,1986年[6]朱学愚、钱孝星编著:《地下水资源评价》,南京大学出版社,1987年[7]R.A.费里泽著,吴静芳译:《地下水》,地质出版社,1987年[8]石振华,李传尧主编:《城市地下水工程与管理手册》,中国建筑工业出版社,1993年[9]王大纯,张人权等主编:《水文地质学基础》,地质出版社,1995年,第五版.大纲执笔人:11.课程中文简介:水文地质学基础是水文与水资源工程、地下水科学与工程专业的学科基础课。

课程主要讲授水文地质学的基本概念、地下水运动的基本规律、地下水化学成分的形成作用、地下水动态与均衡、不同类型地下水的基本特征等,为本专业的其它课程学习奠定良好基础。

12.课程英文简介:Foundation of Hydrogeology is a specialized course in Groundwater Science and Engineering, and Hydrology and Waler Resources Engineering. The course inlroduces the basic concepts in hydrogeology, the physical mechanics of groundwater flow, the hydrogeochemical characterizations and processes, groundwater regime and balance, and groundwater types. The knowledge herein forms the foundation of learning the hydrogeology.13.京程装承任务、教学目的和教学要求教学任务:本课程主要讲授地下水的功能,水文循环及其影响因素,岩石的空隙类型及地下水类型,地下水运动的基本规律,地下水化学成分的形成作用及水化学分析表示方法,地下水的补给与排泄,地下水系统,地下水动态与均衡,孔隙水、裂隙水和岩溶水的基本特征等基础理论和方法。

地下水的动态与均衡

地下水的动态与均衡
第10章 地下水旳动态与均衡
第1节 地下水动态与均衡旳基本概念 第2节 地下水动态 第3节 地下水均衡
第1节 地下水动态与均衡旳基本概念
一、动态(groungwater regime)
地下水旳各要素(水位、水量、水质、水温、流速、流 向等)在自然和人为原因旳综合影响下随时间作有规律旳 变化。
第1节 地下水动态与均衡旳基本概念
地形低旳地方,接近排泄区,不断得到地下水径流 补给,水位变化不明显。
第2节 地下水动态
(2)地质原因
岩性:长久缓慢影响。同一地方,同一雨季,细粒中旳水 位变化明显,粗粒中变化不明显。径流—排泄条件
包气带岩性、厚度对降水脉冲起滤波作用。包水带潜水储 存量为给水度(μ)与水位变幅(Δh)之积,给水度决定水 位旳变化;承压含水层因弹性给水度(贮水系数)比给水度 小1~3个数量级,承压水水位变化大。
第2节 地下水动态
气候还存在数年旳周期性波动。例如,周期为23年旳太阳黑子 变化,影响丰水期与干旱期旳交替,从而使地下水位呈同一周期 变化。
第2节 地下水动态
(2)水文原因
地表水体补给地下水而引 起地下水位抬升时,伴随远 离河流,水位变幅减小,发 生变化旳时间滞后。
河水对地下水动态旳影响 一般为数百米到数公里,在 此范围外,主要受气候原因 旳影响。
地下水均衡研究内容:拟定均衡区与均衡期、 拟定均衡方程式、
地下水均衡各收支计算、 均衡计算成果校核与分析
第1节 地下水动态与均衡旳基本概念
三、动态与均衡旳关系
地下水资源不同于其他矿产资源旳最主要区别,在于其 质和量总是随时间不断变化着。动态是均衡旳外部体现, 均衡是动态变化旳内部原因。
第1节 地下水动态与均衡旳基本概念

第九章影响地下水异常变化的干扰因素及其排除方法

第九章影响地下水异常变化的干扰因素及其排除方法

第九章影响地下水异常变化的干扰因素及其排除方法目前,人们在利用地下水异常变化预报地震方面还没有充分的把握,原因之一就是不能有效地排除各种干扰因素,往往把干扰引起的异常现象误认为地震前兆,或由于干扰的掩盖而发现不了真正的震兆。

因此,排除干扰,识别异常,是目前利用地下水预测预报地震中的一项重要课题。

第一节影响地下水位异常变化的干扰因素一、人为用水居民点附近的观测井,常因人们的生活用水而受到干扰,例如,生产大队和公社驻地,在开会期间或节、假日时,用水量激增,往往造成井水水位剧降,甚至井干见底的现象。

居民点外的观测井,主要是工矿用水或灌溉用水的干扰。

例如有些工厂和矿山为了生产和施工的需要,大量抽取地下水,这时可造成附近井水水位陡降。

大量抽取地下水进行灌溉也可引起类似的情况出现。

在地下水位动态下降期,用水干扰不易识别,有时表现为大幅度下降的特点,但非全区性。

在地下水动态上升期或其它干扰为上升性质时,人为用水可引起单井或一小片范围内的井水水位下降。

对于人为用水干扰,需进行认真调查核实用水情况,予以排除。

此外,水位观测应在用水之前进行,以免干扰。

二、地表水与农灌水地表水主要指河流、渠道水,其影响特点是沿河渠两侧呈长条形规整变化。

井、泉水和河渠可依地形及气候的变化而互相补给,因此易于识别。

例如,在江河水位高于两岸的地区,由于河水补给,靠近河岸两侧的井水水位随河水水位的涨落而变化,有时甚至在河岸附近的低洼地带,可能出现喷水冒沙现象,黄河和淮河的下游地区,经常会遇到这类现象。

农田灌溉水渗入地下(尤其是渠灌),可引起地下水水位上升。

丘陵或山区的水井往往修建在沟、塘及水田旁,因此受地表水影响较大。

此外,随着农业学大寨运动的普遍开展,各地兴修了大量的水利工程,有些新挖的河渠中往往残存了一些用来标志挖方的土埂或土柱,因此当上游库、坝开闸放水时,在这些地段易引起水位陡涨现象,甚至出现打旋、涌起水浪等。

只要我们注意调查周围情况,就不难去伪存真,排除假象。

水文基础知识点总结

水文基础知识点总结

水文地质学复习资料§1 绪论1、水文地质学是一门研究地下水的科学2、水文地质学的研究内容:研究地下水与周围环境(岩石圈、水圈、生物圈、大气圈)及人类活动的相互作用下,其水质、水量的时空变化规律;并研究如何运用这些规律兴利除害,造福于人类。

§2 地球中水的分布与循环1、水文循环是指发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中地下水之间的水循环。

大循环是指海洋或大陆之间的水分交换。

小循环是指海洋或大陆内部的水分交换。

2、地质循环是地球浅部层圈和深部层圈之间水的相互转化过程。

3、湿度:表示空气中水汽含量或空气干湿程度的物理量,是大气中的水汽含量。

有绝对温度、相对湿度、饱和差和露点等多种表示方法。

4、绝对湿度:表示某一地区某一时刻中的水汽含量,即单位体积空气中所含水汽的质量。

用重量表示时,符号记为m,单位为g/m3;用压力表示时,符号记为e,为空气中所含水汽分压,相当于水银柱高度的mm数或mba(1mba=102Pa),表示空气中水分的不饱和程度。

5、相对湿度:大气中实际水汽含量与饱和时水汽含量的比值,亦即绝对湿度与饱和水汽含量之比,数值上也等于实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比值,即r(%)=e/E×100%=m/M×100%式中,f为相对湿度,以百分数表示,表示实际水汽压,单位为毫米隶柱;E为饱和水汽压、(同一温度下,水汽压的最大值)。

6、蒸发:是指常温下水由液态变为气态进入大气的过程,亦即温度低于沸点时,水分子从液态或固态水的自由面逸出而变成气态的过程或现象。

7、径流是指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的现象。

为水流的重要环节和水均衡的基本因素。

分为地表径流和地下径流。

8、水系是指汇流于某一干流的全部河流所构成的地表径流系统。

9、流域是指一个水系的全部集水面积,亦即地表水、地下水的分水岭所包围的集水区域。

10、分水线(分水岭)是指相邻两个流域之间地形最高点的连线。

水文地质学基础课件——第九章 地下水的动态与均衡

水文地质学基础课件——第九章  地下水的动态与均衡

特点:大面积,普遍产生影响(尤其对潜水);
主要有降水与蒸发因素
气候特征表现为:
降水的年内季节性变化
降水的多年变化(如11年周期)
昼夜变化
与此相对应,地下水动态也有这三种周期性变化
昼夜变化 --在许多地区不明显
多年变化 --研究周期长
年内变化 --最突出
14
第2节 地下水动态
思考:解决生产实际问题时如何考虑地下水的水 位动态?
量变化等.矿坑排水 ,土壤改良——排水与灌溉
•进行地下水资源计算和管理,建立数学模型时必须
研究动态与均衡。
6
第2节 地下水动态
一、地下水动态的形成机制 降水—补给地下水系统—水位上升—动态变化 激励—脉冲式的降水 响应—波状信号的信息
地下水水位对外界输入(降水)响应的特点: (1)滞后和延迟现象 (2)有叠加现象
23
第2节 地下水动态
24
第2节 地下水动态
开采状态下地下水流态剖面示意图
25
第2节 地下水动态
地下水位降落漏斗剖面图
26
第2节 地下水动态
地下水位与开采量关系图
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第2节 地下水动态
某库水位与钻孔水位过程线
28
第2节 地下水动态
地下水动态类型
根据排泄方式和水交替条件,潜水的动态类型分为: 渗入—蒸发型:分布在干旱、半干旱的平原或山间 盆地中心。 补给:降水、地表水入渗 (但不丰沛) 径流:微弱 排泄:蒸发为主 动态特征:年水位变幅小而均匀;水质季节变化明 显,长期中地下水不断向盐化方向发展,土壤易盐 渍化。
20
第2节 地下水动态
地质因素是间接且相对稳定的因素(相当于滤波器) 气候与水文因素决定了一个地区地下水动态的总轮廓 地质因素起修饰作用,滤波或削峰填谷的作用。

第九章地下水的动态与均衡

第九章地下水的动态与均衡

二、水均衡方程式:
收入项(A) 大气降水量X
A-B=△W 1.天然状态下总的水均衡:
支出项(B) 地表水流出量Y2 储存量变化△W 地表水变化量V
地表水流入量Y1
地下水流入量W1 水汽凝结量Z1
地下水流出量W2
蒸发量Z2
包气带水变化量m
潜水变化量μ·△h 承压水变化量 e hc
☆水均衡方程式为: X - ( Y2-Y1 ) - ( W2-W1 ) - ( Z2-Z1 ) h =V + m + μ·△h + e c
四、人类活动影响下的地下水动态
人类活动通过增加新的补给来源或新的排泄去路,而改
变地下水的天然动态。
☆若新增加的补给量与新增加的排泄量相等,会出现新
的动态平衡。
☆若天然排泄量的减少量与新增加的补给量之和不足以
补偿人工排泄量时,将导致地下水位持续下降。
☆兴建水库、引水灌溉等,增加了地下水的补给来源,
导致地下水位上升。在干旱半干旱区会因强烈蒸发而出现土 壤盐渍化。
①查清地下水补给、排泄与资源条件、含水层之间、含水层与 地表水之间的关系;
②认识区域水文地质条件;
③进行水量和水质评价;
④地下水资源合理开发利用与保护管理,防止地下水危害; ⑤检验水文地质结论。
9.2 地下水动态
一、地下水动态的形成机制 间断性的降水, 通过含水层变换, 转化为连续的地 下水位或泉流量 变化。
3. 地质因素 ①包气带岩性与厚度:
控制着地下水位对降水的响应。
②含水层的岩性:
一般粗颗粒的K、μ值大,一定补给量变化所
引起的水位变化幅度小。 ③固体潮、地震等 可引起承压含水层的水位变动。
三、地下水天然动态类型

地下水动力学课后思考题及其参考答案


(4)请指出地下岩溶集中发育的常见地质构造部位。
P131中。
第十四章 地下水资源
(1)对比以下概念
地下水补给资源、地下水储存资源。
P142。 (2)辨析论述:
只要地下水开采量小于天然补给量,就不会动用地下水的
储存资源? 不正确。
(3)阐述地下水补给资源的性质和供水意义。
P143。
(4)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,含水层水量达到新的平衡 。在动态曲线上表现为:地下水水位在比原先低的位置上
1从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水其中分布有大气水地表水地下水以及生物体中的水这些水以自由态ho分子形式存在液态为主也呈现固态气态存在
绪 言 第一章 地球上的水及其循环
(1)从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水,其中分布有大气水
、地表水、地下水以及生物体中的水,这些水以 自由态H2O分子
形式存在, 液态 为主,也呈现 固态 与 气态 存在。 详见P6。
第五章 包气带水的运动
(1)当潜水水位下降时,支持毛细水和悬挂毛细水的运动有什么不 同特点? 当潜水水位下降时,支持毛细水随水位向下运动,悬挂毛细水
不运动。
(2)对于特定的均质包气带,其渗透系数随着岩石含水量的增加而 增大直至为一常数,所以渗透系数是含水量的函数;
正确。参见P48中。
(3)当细管毛细上升高度为10cm,粗管毛细上升高度为5cm时,A管、B管、C 管毛细上升高度各为多少?
P57中。
(5)在某含水层的局部地区,沿着地下水流动方向, SO42-浓度显著下 降,HCO3-浓度则显著升高,试回答以下问题: (A)什么样的化学作用可能引起这种变化? 脱硫酸作用。 (B)与此相对应,地下水中其它水化学组分可能发生哪些变化? SO42-浓度显著下降,H2S、HCO3-浓度则显著升高。 (6)试用掌握的地下水化学知识解释以下现象: (A)油田储层地下水中H2S,NH4+浓度较高,而SO42-,NO3-含量很低; 在还原环境,脱硫酸作用所致。 (B)灰岩地区的泉口出现钙华。 脱碳酸作用所致。 (7)阐明影响溶滤作用的影响因素和产生浓缩作用的条件。 参见P56。

20年东大网考《水文地质学基础》试题库及参考答案

水文地质学基础复习资料 5 8.根据补给泉的含水层性质,可将泉分为 上升泉 及 下降泉 两大类。 9.根据泉的成因,下降泉可分为 侵蚀(下降) 泉、接触泉 与 溢流泉。 10.上升泉按其成因可分为 侵蚀(上升)泉、断层泉 与 接触带泉 。 11.影响潜水蒸发的因素是 气候、潜水埋深、包气带岩性 及 地下水流动系统的规模。 12.将补给、排泄结合起来,我们可以将地下水循环划分为 渗入-径流型 和 渗入-蒸发型 两大类。 三、判断题 1.补给、排泄与径流决定着地下水水量水质在空间与时间上的分布。 ( √ ) 2.活塞式下渗始终是"老"水先到含水层。 ( √ ) 3.捷径式下渗始终是"老"水先到含水层。 ( × ) 4.降水补给地下水的量与降水强度没有关系,只与降水量的大小有关。 ( × ) 5.河水补给地下水时,补给量的大小与透水河床的长度与浸水周界的乘积、河床透水性成正比。 ( √ ) 6.当河水与地下水有水力联系时,河水补给地下水的量与河水位与地下水位的高差呈反比。( × ) 7.利用天然潜水位变幅确定入渗系数,一般要求研究区地下水水平径流及垂向越流与蒸发都很微弱、不受开采影响。 ( √ ) 8.相邻含水层之间水头差愈大、弱透水层厚度愈小、垂向透水性愈好,则单位面积越流量便愈大。 ( √ ) 9.昼夜温差越大,产生的凝结水量越大。 ( √ ) 10.判断泉是上升泉还是下降泉,只根据泉口的水是否冒涌来判断即可,不必考虑含水层是潜水含水层还是承压含水层。 ( × ) 11.气候俞干燥,相对湿度越小,潜水蒸发便愈强烈。 ( √ ) 12.砂最大毛细上升高度太小,而亚粘土与粘土的毛细上升速度又太低,均不利于潜水蒸发。粉质亚砂土组成的包气带,最有利于潜水蒸发。 ( √ ) 13.地下水的泄流是地下水沿河流呈带状排泄。 ( √ ) 14.地下水以径流排泄为主时,其含盐量较

第九章 地下水的动态与均衡


9.2.3 人类活动影响下的地下水均衡

研究人类活动影响下的地下水均衡,可以帮助我们 定量评价人类活动对地下水动态的影响,预测其水 量水质变化趋势,并据此提出调控地下水动态使之 朝向对人类有利的方向发展的措施。 某灌区潜水均衡方程式为:

f 1 、f 2 ——分别为灌渠水及田面灌水入渗补给潜水的水量; Q t——下伏承压含水层越流补给潜水的水量; Q r——通过排水沟排走的潜水水量;


地下水均衡——某一地段内地下水水量(盐 量、热量、能量)的收支状况。
地下水动态与均衡的分析,可以帮助我们查清地下水的补给 与排泄,阐明其资源条件,确定含水层之间以及含水层与地 表水体的关系。 动态与平衡是一个广义的概念,各领域都存在收支问题,本 章着重研究方法和理论、以及应用。


9.1 地下水的动态
1.影响地下水动态的因素主要有哪几类? 2.影响地下水动态的气象因素主要有哪些?如何 影响? 3.影响潜水动态的地质因素有哪些? 如何影响? 4.影响承压水动态的地质因素有哪些? 如何影响? 5.写出潜水均衡方程? 并说明各项的意义? 6 .一个地区,如何依据地下水动态变化特征,分 析地下水均衡状况(或特点)。 7 .强烈人工开采条件下,抽水井的水有哪些来源? 潜水均衡方程式将有哪些变化。 8.说明地下水动态的形成机制? 9.潜水动态分几种类型? 各类型有何特征 ?
10.人类活动是如何影响地下水动态的? 11.研究地下水动态与均衡有哪些意义? 12.某水源地位于一正方形区域内,边长为 10Km公里,区域面积为100Km2。多年平均 降水量为600mm, 降水入渗系数为0.2,地 下水位埋深大,无蒸发。周边均为补给边界, 单宽流量为5m3 / (d),水源地开采量为每年 1千万立方米,该水源地是正均衡还是负均 衡?

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:输入(降雨)脉冲信号含水层输出(水位升高)波信号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。

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§ 某要素(水位)随时间的变化程度用稳定性来恒量 § 动态稳定——变化幅度小 § 动态不稳定——变化幅度大
降水补给引起地下水位响应——滞后-延迟-叠加
河北饶阳地区地下水位动态曲线
思考:影响地下水位变化(动态特征)因素有哪些
9.1.2 地下水动态的影响因素
1、气象(气候)因素—决定动态总轮廓
v 特点:大面积,普遍产生影响 (主要有降水与蒸发因素)
( 2)
本章小节
v
地下水动态主要是含水系统水量(盐量、热量等) 收支平衡状况的综合表现。 影响地下水动态的因素有:气象、水文、地质条 件和人类活动。
v
v
地下水均衡计算,应从系统角度遵循质量守恒定 律来分析。
地下水量均衡方程式的一般表达式为: 收入项 — 支出项 = 系统储存量的变化

v
思考题
1、一个地区,如何依据地下水动态变化特征,分析 地下水均衡状况(或特点)。
2、强烈人工开采条件下,抽水井的水有哪些来源? 潜水均衡方程式将有哪些变化。
山前丘陵潜水 冲积平原潜水

X X
f1 f2 W 2
+Y
冲积平原承压水
+W = Z +Q +W f1 1 u1 d 2 +Y +Q = Z f2 t u2 =Q +W t 3
(1)
堆积平原含水系统地下水均衡模式分析
v分区(三段均衡区)分析:
虚线为气温;兰色柱状为降水量;红色为潜水位;黄色柱状为蒸发量
9.1.2 地下水动态的影响因素
2、水文因素
v指地表水体的变 化对地下水动态 的影响
v从右图中可以看 出什么规律?
与地表水体的距 离有关
思考:与潜水比较, 受河水位影响承 压水动态有何特 点?
9.1.2 地下水动态的影响因素
3、地质因素
v干旱半干旱平原区:忽略Zc;地形切割微弱Qd→0;
无越流时Qt=0;径流滞缓Wu1 Wu2→ 0;
Xf+ Yf - Zu=μΔh
多年均衡条件下 :μΔh =0,则
Xf+ Yf = Zu
v湿润山区潜水均衡
v强烈开采区
Zu=0
Xf+ Yf= Qd
Xf+ Yf= Q开
9.2.2 区域地下水均衡
堆积平原含水系统地下水均衡模式图
v径流型——
§ 广泛分布于山区及山前
v弱径流型——
§ 气候湿润的平原与盆地,蒸发排泄有限,径流排泄为 主,但径流微弱。
9.1.3 地下水天然动态类型
2、承压水
v 径流型——
动态变化的程度取决于构造封闭条件。构造开启程度愈好, 水交替愈强烈,动态变化愈强烈,水质的淡化趋势愈明显。
3、人类活动影响下的地下水动态
v 采排地下水:取水或矿坑排除地下水后,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,天然排泄消失或减少 (泉流量、泄流量减少,蒸发减弱),并可能增加新的补给 量,影响动态。
v补给地下水:修建水库,利用地表水灌溉等,增加了新的补
给来源而使地下水位抬升,形成新的动态特征。
v 地质因素是间接因素(相当于滤波器) v 气候与水文因素决定了一个地区地下水动态的总轮廓
v 地质因素起修饰作用,滤波或削峰填谷的作用
§ 潜水位的埋深:埋深的大小,对滞后-延迟时和变幅的影响 § 包气带岩性:K起作用;
§ 饱水带岩性:K和μ均起作用
§ 地下水所处的空间部位:补给区,排泄区。一般而言,补给 区较排泄区更不稳定 岩溶水动态特征
9.2 地下水均衡
均衡:某一时间段、某一地段内,地下水水量(热量、盐量、 能量)的收支状况,称为地下水均衡
动态是均衡的外部表现 9.2.1 地下水均衡方程式—质量守恒定律
v 均衡区:均衡计算所选定的区域(三维的)
v 均衡期:均衡计算的时间段(一个水文年) v 均衡方程式一般表达形式:A - B = ΔW
A——收入项; B——支出项;
ΔW——均衡时段内,均衡区的水量变化量
潜水均衡
v 均衡结果(表现):正均衡或负均衡
地下水均衡图示
潜水均衡方程式: Xf+ Yf+ Zc+ Wu1+ Qt - ( Zu+Qd+Wu2 ) = μΔh
潜水均衡方程式
v Xf+ Yf+ Zc+ Wu1+ Qt - ( Zu+Qd+Wu2 ) = μΔh 几种条件下的潜水均衡方程式:
9.1.1地下水动态的形成机制
与环境的相互作用 v 降水——补给地下水系统——水位上升 (出现变化)
§ 激励—脉冲式的降水 § 响应—波状信号的信息
v 地下水水位对外界输入(降水)响应的特点:
§ (1)滞后和延迟现象
§ (2)有叠加现象
地下水动态曲线
v 因外界激励(或输入)而引起的系统响应(或输出)的 变化幅度是含水系统内部结构作用的结果
4、人为因素
§ 包括开采、人工回灌、灌溉、库渠渗漏、污水排放等
云南喷水洞地下暗河流量动态曲线
岩溶水动态
山西广胜寺岩溶泉流量动态曲线
9.1.3 地下水天然动态类型
潜水、承压水由于排泄方式、交替程度不同,两者 的动态特征也不同
1、潜水的动态类型——三种类型
v蒸发型——
§ 主要出现在干旱半干旱地区地形切割微弱的平原或盆 地。
山前丘陵潜水 X +Y +W = Z +Q +W f1 f1 1 u1 d 2 冲积平原潜水 X + Y +Q = Z f2 f2 t u2 冲积平原承压水W =Q +W 2 t 3
( 1)
用含水系统分析,水量均衡方程:
Xf1+Xf 2 +Yf1+Yf 2 +W 1 =Zu1+Zu2 +Qd +W 3
Fundamentals of Hydrogeoloy
水文地质学基础
第九章 地下水动态与均衡
本章内容
9.1 地下水的动态 9.2 地下水的均衡
9.1 地下水的动态
v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—与时间有关 v地下水动态的概念
在与环境相互作用下,含水层(含水系统)各要素(如 水位、水量、水化学成分、水温等)随时间的变化, 称之。
v气象因素表现:
§ 降水的年内季节性变化
§ 降水的 § 降水的
多年变化(如11年周期) 昼夜变化
v与此相对应,地下水动态也有这三种周期性变化
§ 昼夜变化 --在许多地区不明显
§ 多年变化 --研究周期长 § 年内变化 --最突出
地下水动态曲线
气象(气候)因素
图9—3 潜水动态曲线 (1954—1955,北京)
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