地下水动态与均衡
地下水的动态与均衡
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
水文课后答案(整理版,理工用)
第五章 地下水概论1.什么是岩石的空隙性，自然界岩石的空隙有哪几种，各有什么特点，衡量指标是什么？答：（1）岩石的空隙性：构成地壳的岩石，无论是松散沉积物，还是坚硬的基岩，均存在着数量不等、大小不一、形状各异的空隙，没有空隙的岩石是不存在的。
（2）自然界岩石的空隙种类：松散岩石中的空隙、坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶隙。
①孔隙：松散岩石是由大小不等的颗粒组成的，在颗粒或者颗粒集合体之间普遍存在着孔隙衡量孔隙多少的定量指标称孔隙率，可表示为%100⨯=V V n n式中 n —岩石的孔隙率；n V —岩石中孔隙的体积；V —岩石的总体积②裂隙：存在于坚硬岩石中的裂缝状空隙称为裂隙。
坚硬岩石中的裂隙的长度、宽度、数量、分布及连通性等各地差异很大，与孔隙相比具有明显的不均匀性。
衡量裂隙多少的定量指标称为裂隙率，可表为%100⨯=V V n T T式中 nT —岩石裂隙率；T V —岩石中裂隙体积；V —岩石总体积；裂隙率的测定多在岩石出露处或坑道中进行。
量的岩石露头的面积F ，逐一测量该面积上裂隙长度L 和平均宽度b ，便按下式计算其裂隙率：%100⨯⨯=F b L n T③溶隙：可溶岩中的各种裂隙，在水流长期溶蚀作用下形成的一种特殊空隙称为溶隙或溶穴。
衡量溶隙多少的定量指标称为岩溶率。
可用下式表示%100⨯=V V K K K式中 K k —岩石岩溶率；K V —岩石中溶隙或溶穴的体积；V —岩石总体积；2.岩石中存在哪些形式的水？各有什么？各有什么特点？答：岩石中存在组成岩石矿物中的矿物结合水和存在于岩石空隙中的水。
矿物结合水：沸石水、结晶水和结构水。
空隙水：结合水、重力水、毛细水、固态水和气态水。
4.何谓含水层、含水带、含水岩组、含水岩系，他们在生产实践中有何用途？答：含水层是指能透过又能给出重力水的岩层，提供充分的水资源。
7.什么是潜水？有哪些特征？答：（1）潜水是埋藏于地下第一个稳定隔水层之上，具有自由表面的重力水。
水文地质学基础(1)
中国地质大学（北京）2002年硕士研究生入学考试试题试题名称：水文地质学基础试题代码：610一、名词解释（每题4分，共24分）持水度含水层上层滞水水力梯度地下水均衡岩溶水二、判断正误（正确打7，错误打x，每题2分，共10分）1．含水层的渗透系数越大，该含水层越富水。
（）2．并不是多孔介质的孔隙度越大给水度也越大。
（）3．多孔介质中的渗透速度不等于地下水的实际流速。
（）4．地下水位动态变化完全取决于地下水补给量的大小。
（）5．所有隔水层都是不含水和不透水的岩层。
（）三、以下图（a）、（b）、（c）所示为三个含水层剖面示意图，假定地下水为稳定运动，试绘出各自的地下水位（水头）曲线示意图。
（6分）四、简述地下水化学成分的主要形成作用。
（15分）五、简述地下水资源的特征。
（15分）六、试论述地下水开发利用过程中的问题。
（30分）//ZZ//Z/Z/Z/ZZZZ/ZZZZ/Z/////////ZZ/Z/ZZZ/Z试题三图（a）%%么«%;“*Hi用//////////,///////////////////////////////oo°01%。
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•…・・J・・・•**•*试题三图（b）中国地质大学（北京）2004年硕士研究生入学考试试题试题名称：水文地质学基础试题代码：415一、解释概念（每题5分，共30分）1．孔隙度2．承压水3．毛细水4．溶滤水5．溢流泉6．岩溶二、分析解释（每题10分，共50分）1．达西定律2．脱碳酸作用3．裂隙水的基本特点4．地下水系统5．地下水补给资源及其供水意义三、画出下面降雨入渗条件下河间地块剖面的流网（画出流线、等水头线，标出钻孔中的水位。
20分）四、阐述影响降雨入渗补给地下水的因素（25分）五、论述人类影响下地下水动态的基本类型并分析其成因（25分）中国地质大学（北京）2005年硕士研究生入学考试试题 试题名称：水文地质学基础试题代码：415一、请指出下列相关概念的区别（每题6分，共30分）1．孔隙度、孔隙比2．潜水、承压水3．蒸发、蒸腾4．溶滤作用、浓缩作用5．非均质性、各向异性二、填空（每题6分，共30分）1．含水层从外界获得补给的方式包括2. ___________________________________ 溶解了大量CO 2的地下水在温度或压弓时将发生脱碳酸作用。
2014年水文地质基础第九章地下水的动态与均衡试题库及参考答案
第九章地下水的动态与均衡一、名词解释1．地下水动态：在于环境相互作用下，含水层各要素（如水位、水量、水化学成分、水温）随时间的变化。
2．地下水均衡：某一时间段内某一地段内地下水水量（盐量、热量、能量）的收支状况。
3．均衡区：进行均衡计算所选定的区域。
4．均衡期：进行均衡计算的时间段。
5．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（或盐储量、热储量）增加。
6．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，表现为地下水的储存量（或盐储量、热储量）减少。
二、填空1．表征地下水动态要素有水位、水量、水化学成分、水温。
2．地下水要素之所以随时间发生变动，是含水层水量、盐量、热量、能量收支不平衡的结果。
3．降水的数量及其时间分布，影响潜水的补给，从而使潜水含水层水量增加，水位抬升，水质变淡。
4．气温、湿度、风速等影响着潜水的蒸发，使潜水水量变少，水位降低，水质变咸。
5．潜水动态受季节影响明显，雨季补给量大于排泄量，潜水位上升，旱季补给量小于排泄量，潜水位下降。
6．潜水动态可分为蒸发型、径流型及弱径流型三种类型。
7．陆地上某一地区地下水量收入项一般包括大气降水量、地表水流入量、地下水流入量、水汽凝结量。
8．陆地上某一地区地下水量支出项一般包括表水流出量、地下水流出量、蒸发量。
三、判断题1．地下水位之所以随时间发生变动，是含水层水量收支不平衡的结果。
（√）2．潜水位的真变化是指并不反映潜水水量增减的潜水位变化。
（×）3．潜水位的伪变化是指潜水位变动伴随着相应的潜水储存量的变化。
（×）4．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，水位变幅增大。
（×）5．当潜水的储存量变化相同时，给水度愈小，水位变幅便愈大。
（√）6．河水引起潜水位变动时，含水层的透水性愈好，厚度愈大，含水层的给水度愈小，则波及范围愈远。
第五章 地下水的动态与均衡
的周期性变化，其中季节性变化的影响最大。
地下水动态的 季节变化图。
地下水动态的多年变化图。
（2）水文因素的影响 水文因素的影响，主要是地表水体与地下水的关系。分三 种情况：
a.地表水长期补给地下水；
b.地表水长期排泄地下水（地下水补给地表水）； c.丰水期地表水补给地下水，枯水期地下水补给地表水。 当地表水补给地下水时，地下水位的升高并非在瞬间完成， 而是有一个过程，这种现象称为滞后现象。
（1）确定均衡区。 主要是确定均衡区的范围及边界的位置与性质。 均衡区最好是一个相对独立的地下水系统。均衡区的边界 最好是自然边界。
（2）确定均衡期
一般取一个水文年。 （3）通过野外测定或计算的方法，确定出地下水各均衡要素 值。 （4）通过区域水均衡计算，确定出区内地下水的均衡状态。
一、总的水均衡方程式 水量均衡方程的基本思想是：在均衡期中，均衡区内的 地下水的各种收（+）、支（－）项的代数和等于含水系统 （含水层）中储存水量的变化量。 设某一地区天然状态下： 收入项为A，包括：大气降水量（X）、地表水流入量 （Y1）、地下水流入量（W1）、水汽凝结量（Z1）；
二、地下水动态的形成机理 单次降雨脉冲产生的响应。
多次降雨脉冲的叠加，左图波峰与波峰的叠加，产生更 大的波峰；右图波峰与波谷的叠加产生平缓的复合波形。
Hale Waihona Puke 三、地下水动态的影响因素影响含水系统中地下水动态的因素有两大类，即
外部因素（环境因素）和内部因素。
外部因素包括：气候、水文及人为因素，如大气
降水、地表水、人工补给与排泄和地应力等。
（3）查明各含水层之间的水力联系时，可分层布置观测孔。 （4）需要获得边界地下水动态资料时，观测孔宜在边界有 代表性的地段布置 （5）查明污染源对水源地地下水的影响时，观测孔宜在连 接污染源和水源地的方向上布置。 （6）查明咸水与淡水分界面的动态特征（包括海水入侵）
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 f 补给地下水系统 f 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 ）。
A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。
WHY*M«mFh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。
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。
水文地质学-教学大纲
《水文地质学》课程教学大纲【英文译名】：Hydrogeology【适用专业】：地质工程【学分数】：2【总学时数】：32【实践学数】：0一、本课程教学目的和课程性质《水文地质学》是地质工程专业的一门专业基础必修课。
本课程重点讲授有关的基本概念、地下水赋存、地下水运动的规律、地下水的补给与排泄、地下水的物化性质、地下水资源、地下水的生态环境特性。
介绍了地球上水的循环、包气带水的运动、化学成分成因类型、地下水的动态与均衡等。
本课程的目的是通过本课程的教学使学生系统掌握水文地质的基本知识，学会分析区域水文地质条件的问题的基本方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料，为学生从事该方面的工作打下基础。
二、本课程的基本要求通过本课程所有教学环节，要求学生掌握水文地质的基本知识，熟悉水文地质工作的技术和方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料。
通过以上学习，学生应具有分析、研究、解决水文地质实际问题的基本能力。
三、本课程与其他课程的关系本课程学习前必须学习《普通地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》等课程。
后继课程有《土力学与基础工程》等课程。
四、课程内容注：“*”为重点部分；“＃”为难点部分。
绪论水文地质学概念；研究内容；地下水在国民经济中的作用；水文地质学的分支；水文地质学的发展简史及发展趋势。
第1章地下水概论1.1 地球上的水及其循环地球上水的分布；*水循环的概念、水文循环、地质循环；*影响水循环的因素；我国水文循环概况。
*1.2 地下水的赋存岩石的空隙性：孔隙、裂隙、溶穴的概念、表征和特征；岩石中水的存在形式：岩石骨架中的水、岩石孔隙中的水（重力水*、毛细水*）。
岩石的水理性质：容水性、持水性、给水性和透水性的概念、表征及相互间的关系；有效应力原理与岩土压密：有效应力原理*、地下水位变动引起的岩土压密；包气带与饱水带：概念；含水层、隔水层与弱透水层：理解掌握概念；地下水的分类：按埋藏条件分为：上层滞水、潜水、承压水；按介质条件分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水。
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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、水质形成条件与区分不同类型的含水层。
(2)地下水动态就是均衡的外部表现,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、潜水位升幅与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,地下水动态资料就是地下水资源评价与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;任何地下水开采方案,都必须受地下水均衡量的约束。
为尽可能地减少开采地下水引起的负作用,开采量一般不能超过地下水的补给量,即不应破坏地下水的均衡状态。
(5)研究地下水的均衡状态,可预测地下水水量、水质及与地下水有关的环境地质作用的变化及总体发展趋势。
因此,在各种目的的水文地质勘探中,都规定进行一定时期的地下水长期观测,以便进行地下水动态与均衡的研究。
勘探阶段愈详细,长期观测工作量愈大,要求的精确度愈高。
§3 地下水动态与均衡研究的基本任务一、研究地下水动态的基本任务(1)正确布设地下水动态监测网点,对动态监测的频率、监测次数及监测时间作出科学的规定。
地下水动态监测点的布置形式与位置,主要决定于水文地质调查的主要任务。
动态监测成果要满足水文地质条件的论证,地下水水量、水质评价及水资源科学管理方案制定等方面的要求。
对干不同的勘查阶段,对以上要求各有侧重。
为阐明区域水文地质条件服务的动态监测工作,其主要任务在于查明区域内地下水动态的成因类型与动态特征的变化规律。
因此,监测点一般应布置成监测线形式。
主要的监测线应穿过地下水不同动态成因类型的地段,沿着区域水文地质条件变化最大的方向布置。
对不同成因类型的动态区,不同含水层,地下水的补给、径流与排泄区,均应有动态监测点控制。
为地下水水量、水质计算与资源管理服务的动态监测工作,其主要任务就是:为建立数学模型、水文地质参数分区及选择参数提供资料。
鉴于地下水数值模型在地下水水量、水质评价与管理工作中的广泛应用,要求将相应的动态监测点布置成网状形式,以求能控制区内地下水流场及水质变化。
对流场中的地下分水岭、汇水槽谷、开采水位降落漏斗中心、计算区的边界、不同水文地质参数分区及有害的环境地质作用已发生与可能发生的地段,均应有动态监测点控制。
地下水动态的监测点,除井、孔外,还应充分利用区内已有的地下水天然及人工水点。
对有关的地表水体、各种污染源,以及有害的环境地质现象,亦应进行监测。
科学规定地下水动态项目的监测频率、监测次数与时间,对于获得真实、完整的动态资料十分重要。
对于不同的监测项目,监测的频率、次数与时间的具体要求虽有不同,但其总的原则就是一致的,即要求按规定的监测频率、次数与时间所获得的地下水动态资料,应能最逼真地反映出年内地下水动态变化规律。
以上问题的具体要求,可参阅有关水文地质勘查与地下水动态观测规范。
需强调的就是,为了能从动态变化规律中分析出不同动态要素(监测项目)间的相互联系,对各监测项目的监测时间,在一年中至少要有几次就是统一的。
(2)根据所获得的地下水动态监测资料,分析地下水动态的年内及年际间的变化规律。
动态变化规律,主要就是指某种动态要素随时间的变化过程、变化形态及变幅大小等的水文地质意义,变化的周期性与趋势性,并通过不同监测项目动态特征的对比,确定它们之间的相关关系。
(3)根据所获得的各种动态资料,考虑各种影响因素(水文、气象、开采或人工补给地下水等)的作用,确定区内地下水的成因类型。
为认识区域地下水的埋藏条件,水质、水量的形成条件及有害环境地质作用的产生与发展原因等,提供动态上的佐证。
二、地下水均衡研究的基本任务(1)为进行均衡研究,首先要确定均衡区的范围及边界的位置与性质。
当区域较大,各地段的地下水均衡要素组成又不相同时,应划分均衡亚区。
为便于均衡计算,每个均衡区(或亚区)最好就是一个相对独立的水文地质单元。
均衡区的边界最好就是性质比较明确、位置比较清楚的某一自然边界(或地质界线)。
(2)确定均衡区内地下水均衡要素的组成及地下水水量或水质均衡方程的基本形式。
在建立方程时,应考虑到,同一均衡区在不同的时段,其均衡要素的组成可能就是不同的。
因此,在均衡计算之前,还应划分出均衡计算的时段,即确定出均衡期。
(3)通过直接(野外实测或室内测定)或间接(参数计算)方法,确定出地下水各项均衡要素值,为地下水水量、水质的计算与预测提供基础数据。
(4)通过区域水均衡计算,确定出区内地下水的均衡状态,预测某些水文地质条件的变化方向,为制定合理的地下水开发方案及科学管理措施提供基本依据。
§4 地下水动态与均衡的监测项目一、地下水动态监测项目对大多数水文地质勘查任务来讲,地下水动态监测的基本项目都应包括地下水水位、水温、水化学成分与井、泉流量等。
对与地下水有水力联系的地表水水位与流量,以及矿山井巷与其它地下工程的出水点、排水量及水位标高也应进行监测。
水质的监测,一般就是以水质简分析项目作为基本监测项目,再加上某些选择性监测项目。
选择性监测项目就是指那些在本地区地下水中已经出现或可能出现的特殊成分及污染物质,或被选定为水质模型模拟因子的化学指标。
为掌握区内水文地球化学条件的基本趋势,可在每年或隔年对监测点的水质进行一次全分析。
地下水动态资料,常常随着观测资料系列的延长而具有更大的使用价值,故监测点位置确定后,一般都不要轻易变动。
二、地下水的均衡项目(或均衡要素)地下水的均衡包括水量均衡、水质均衡与热量均衡等不同性质的均衡。
不同性质均衡方程的均衡项目(均衡要素),也就必然有所区别。
在多数情况下,人们首先关注的还就是水量问题,而水量均衡又就是其它两种均衡的基础。
因此,下面着重讨论水量均衡的组成项目。
根据质量守恒定律,在任何地区,在任一时间段内,地下水系统中地下水(或溶质或热)的流入量A (或补充量)与流出量B (或消耗量)之差,恒等于该系统中水(溶质或热)储存量的变化量ΔW 。
据此,我们可直接写出均衡区在某均衡期内的各类水量均衡方程。
总水量均衡方程的一般形式为:B A W -=∆进一步写为(单位面积): )()(22221111R W Z Y R W Z Y X P V h +++-++++=++∆μ式中:μΔh ––––潜水储存量的变化量,其中,μ为潜水位变动带内岩石的给水度或饱与差,Δh 为均衡期内潜水位的变化值;V,P ––––分别为地表水体与包气带水储存量的变化量;X ––––降水量;Y 1,Y 2––––地表水的流入与流出量;Z 1,Z 2––––凝结水量与蒸发量(包括地表水面、陆面与潜水的蒸发量);W 1,W 2––––地下径流的流入与流出量;R 1,R 2––––人工引入与排出的水量。
潜水水量均衡方程的一般形式为: )''()''(222111R Z W W R Z W Y X h s f f +++-++++=∆μ式中:X f ––––降水入渗量;Z 1’,Z 2’––––潜水的凝结补给量及蒸发量;W s ––––泉的流量;Y f ––––地表水对潜水的补给量;R’1,R’2––––人工注入量与排出量;其余符号同前式。
承压水的水量均衡方程,比潜水为简,常见形式为: )()(2211*k R W E W h +-+=∆μ式中:μ*––––承压含水层的弹性给水度(贮水系数);E 1––––越流补给量;R 2k ––––承压水的开采量;其余符号同前式。
对于不同条件的均衡区及同一均衡区的不同时间段,均衡方程的组成项可能增加或减少。
如:当地下水位埋深很大时,Z’1与Z’2常常忽略不计。
分析上述各水量均衡方程,可清楚地瞧到,一切水量均衡方程均由三部分组成,即均衡期内水量的变化量(ΔW)、地下水系统的补给量(或流入量A )与消耗量(或流出量B )。
在补给量中,最重要的就是降水入渗量(X f )、地表水入渗量(Y f )、地下径流的流入量(W 1);在某些情况下,越流补给量(E 1)与人工注入量(R’1)也有较大意义;在消耗量中,最重要的就是潜水的蒸发量(Z’1)、地下径流的流出量(W 2)、地下水的人工排泄量(R’2与R 2k );有时,泉水的溢出量(W s )与越流流出量(E 2)也很有意义。