地下水動態(tài)與均衡課件

地下水動態(tài)與均衡地下水動態(tài)與均衡1oFundamentalsofhydrogeology水文地質(zhì)學(xué)第九章地下水動態(tài)與均衡oFundamentalsofhydrogeology2本章內(nèi)容91地下水的動態(tài)92地下水的均衡本章內(nèi)容39.1地下水的動態(tài)◆地下水動態(tài)指地下水的各要素(水位、水量、水質(zhì)、水溫、流速、流向等)在自然和人為因素的綜合影響下隨時間作有規(guī)律的變化▲地下水的水量水質(zhì)等隨時間變化,是收支不平衡的結(jié)果如當(dāng)含水層的補(bǔ)給水量大于排泄水量時,儲存水量則增加,地下水位上升;反之,則地下水位下降。同樣,鹽量或熱量收支不平衡,使得其水質(zhì)或水溫發(fā)生變化?！叵滤畡討B(tài)的研究有著實(shí)際的意義如為了合理開發(fā)地下水而調(diào)節(jié)用水;基坑或礦坑排水地下水資源評價;以及改良土壤疏干排水等,都需要地下水的動態(tài)資料。此外,分析地下水的動態(tài)資料,還有助于地下水的形成及循環(huán)規(guī)律的理論研究。9.1地下水的動態(tài)49.1.1地下水動態(tài)的形成機(jī)制◆地下水動態(tài)形成機(jī)制地下水動態(tài)是含水層(含水系統(tǒng))對環(huán)境施加的激勵所產(chǎn)生的響應(yīng)。也可理解為含水層(含水系統(tǒng))對輸入信息變換后產(chǎn)生的輸出信息下面以降水對地下水水位的影響加以說明次降雨通常持續(xù)數(shù)小時,我們不妨把它看作是發(fā)生于某一時刻的“脈沖”。降雨入滲地面通過包氣帶下滲,達(dá)到地下水面后才能使地下水位抬高。同一時刻的降雨,在包氣帶中通過不同大小的空隙以不同速度下滲。當(dāng)運(yùn)動最快的水滴到達(dá)地下水面時,地下水位開始上升,占比例最大的水量到達(dá)地下水面時,地下水位的上升達(dá)到峰值,運(yùn)動最慢的水滴到達(dá)地下水面時,降水的影響便告結(jié)束與一個降水脈沖相對應(yīng),作為響應(yīng)的地下水位的抬升便表現(xiàn)為一個波形?；蛘哒f,經(jīng)過含水層的變換,一個脈沖信號變成了一個波信號。與對應(yīng)的脈沖相比較,波的出現(xiàn)有一個時間滯后,并持續(xù)某一時間延遲9.1.1地下水動態(tài)的形成機(jī)制5降水補(bǔ)給引起地下水位響應(yīng)滯后延退疊加d1(e)降水補(bǔ)給引起地下水位響應(yīng)滯后延退疊加69.1.1地下水動態(tài)的形成機(jī)制與環(huán)境的相互作用降水—補(bǔ)給地下水系統(tǒng)水位上升(出現(xiàn)變化)◆激勵一脈沖式的降水◆響應(yīng)一波狀信號的信息地下水水位對外界輸入(降水)響應(yīng)的特點(diǎn)(1)滯后和延遲現(xiàn)象(2)有疊加現(xiàn)象心因外界激勵(或輸入)而引起的系統(tǒng)響應(yīng)(或輸出)的變化幅度是含水系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)作用的結(jié)果◆某要素(水位)隨時間的變化程度用穩(wěn)定性來恒量◆動態(tài)穩(wěn)定—變化幅度小◆動態(tài)不穩(wěn)定—變化幅度大9.1.1地下水動態(tài)的形成機(jī)制791.2地下水動態(tài)的影響因素◆氣象因素一決定動態(tài)總輪廓是影響地下水動態(tài)的主要因素?！邓驼舭l(fā):直接影響地下水的補(bǔ)給與排泄,從而影響地下水動態(tài)▲氣溫:影響降水的形式、蒸發(fā)強(qiáng)度、淺層地下水水溫▲氣壓:對潛水位產(chǎn)生偽變化潛水位變動伴隨的相應(yīng)潛水儲存量的變化為真變化;不反映潛水水量增減的潛水位變化,為偽變化●氣象要素具有晝夜、季節(jié)和多年性周期變化,地下水動態(tài)也有相似的周期性變化。但存在時間上的滯后現(xiàn)象。晝夜變化主要是氣溫和氣壓變化引起的,實(shí)際意義不大。季節(jié)變化潛水表現(xiàn)的極為明顯(如下圖)。多年變化原因是太陽黑子活動的周期變化,平均有11,22-23,56,33-35年的周期,其中11年周期是最明顯的,地下水動態(tài)也與此周期有關(guān)。對國民經(jīng)濟(jì)有重大影響的供水和排水工程,應(yīng)考慮地下水位和水量的多年變化。供水時應(yīng)注意多年最低水位,排水時應(yīng)考慮多年最高水位91.2地下水動態(tài)的影響因素8氣象(氣候)因素10100-202回圖9-3潛水動態(tài)曲線(1954-1955,北京)虛線為氣溫;蘭色柱狀為降水量;紅色為潛水位;黃色柱狀為蒸發(fā)量氣象(氣候)因素991.2地下水動態(tài)的影響因素●氣象因素特點(diǎn)大面積,普遍產(chǎn)生影響(主要有降水與蒸發(fā)因素)氣象因素表現(xiàn)▲降水的年內(nèi)晝夜變化▲降水的多年變化(如11年周期)▲降水的年內(nèi)季節(jié)性變化與此相對應(yīng),地下水動態(tài)也有這三種周期性變化▲晝夜變化--在許多地區(qū)不明顯▲多年變化--研究周期長▲年內(nèi)變化--最突出91.2地下水動態(tài)的影響因素1091.2地下水動態(tài)的影響因素◆水文因素水文因素對地下水動態(tài)的影響只是在地表水附近,而且還必須是地表水與地下水有水力聯(lián)系時才影響▲河流與地下水聯(lián)系的形式有三種(1)補(bǔ)給;(2)排泄;(3)洪水補(bǔ)給,枯水排泄▲由河流補(bǔ)給而引起地下水位變動,其變化幅度隨著遠(yuǎn)離河流而越來越小,變化時間隨遠(yuǎn)離河岸而越來越推遲。影響范圍隨河水位變幅及河岸組成物質(zhì)不同,可波及數(shù)百米至數(shù)公里不等河流排泄地下水時,越是接近河流,潛水位變幅越小,遠(yuǎn)離河流的河間地塊或分水嶺地段,水位變幅大。原因是:降雨入滲抬高水位后,近河地段水力坡度迅速變大,徑流強(qiáng)烈,潛水位上升很少;遠(yuǎn)離河流地段,水力坡度增大不多,故潛水位不斷抬高▲湖泊水位波動較小,對地下水動態(tài)的影響不明顯?！Ｑ蟪毕梢鹧匕兜叵滤坏牟▌?其影響范圍取決于潮汐變化幅度及海岸的地質(zhì)地貌條件。錢江潮(八月十八潮,壯觀天下無)91.2地下水動態(tài)的影響因素11地下水動態(tài)與均衡課件12地下水動態(tài)與均衡課件13地下水動態(tài)與均衡課件14地下水動態(tài)與均衡課件15地下水動態(tài)與均衡課件16地下水動態(tài)與均衡課件17地下水動態(tài)與均衡課件18地下水動態(tài)與均衡課件19地下水動態(tài)與均衡課件20地下水動態(tài)與均衡課件21地下水動態(tài)與均衡課件22地下水動態(tài)與均衡課件23地下水動態(tài)與均衡課件24地下水動態(tài)與均衡課件25地下水動態(tài)與均衡課件26地下水動態(tài)與均衡課件27地下水動態(tài)與均衡課件28地下水動態(tài)與均衡課件29地下水動態(tài)與均衡課件30地下水動態(tài)與均衡課件31地下水動態(tài)與均衡課件32地下水動態(tài)與均衡課件33地下水動態(tài)與均衡課件34地下水動態(tài)與均衡課件35地下水動態(tài)與均衡課件36地下水動態(tài)與均衡課件37地下水動態(tài)與均衡課件38地下水動態(tài)與均衡課件39地下水動態(tài)與均衡課件40地下水動態(tài)與均衡課件41謝謝！21、要知道對好事的稱頌過于夸大，也會招來人們的反感輕蔑和嫉妒?！喔?/p>

22、業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨。——韓愈

23、一切節(jié)省，歸根到底都?xì)w結(jié)為時間的節(jié)省?！R克思

24、意志命運(yùn)往往背道而馳，決心到最后會全部推倒?！勘葋?/p>

25、學(xué)習(xí)是勞動，是充滿思想的勞動?！獮跎晁够淅祟j藍(lán)辣襖駒靴鋸瀾互慌仲寫繹衰斡染圾明將呆則孰盆瘸砒腥悉漠塹脊髓灰質(zhì)炎(講課2019)脊髓灰質(zhì)炎(講課2019)謝謝！21、要知道對好事的稱頌過于夸大，也會招來人們的反感輕42地下水動態(tài)與均衡地下水動態(tài)與均衡43oFundamentalsofhydrogeology水文地質(zhì)學(xué)第九章地下水動態(tài)與均衡oFundamentalsofhydrogeology44本章內(nèi)容91地下水的動態(tài)92地下水的均衡本章內(nèi)容459.1地下水的動態(tài)◆地下水動態(tài)指地下水的各要素(水位、水量、水質(zhì)、水溫、流速、流向等)在自然和人為因素的綜合影響下隨時間作有規(guī)律的變化▲地下水的水量水質(zhì)等隨時間變化,是收支不平衡的結(jié)果如當(dāng)含水層的補(bǔ)給水量大于排泄水量時,儲存水量則增加,地下水位上升;反之,則地下水位下降。同樣,鹽量或熱量收支不平衡,使得其水質(zhì)或水溫發(fā)生變化?！叵滤畡討B(tài)的研究有著實(shí)際的意義如為了合理開發(fā)地下水而調(diào)節(jié)用水;基坑或礦坑排水地下水資源評價;以及改良土壤疏干排水等,都需要地下水的動態(tài)資料。此外,分析地下水的動態(tài)資料,還有助于地下水的形成及循環(huán)規(guī)律的理論研究。9.1地下水的動態(tài)469.1.1地下水動態(tài)的形成機(jī)制◆地下水動態(tài)形成機(jī)制地下水動態(tài)是含水層(含水系統(tǒng))對環(huán)境施加的激勵所產(chǎn)生的響應(yīng)。也可理解為含水層(含水系統(tǒng))對輸入信息變換后產(chǎn)生的輸出信息下面以降水對地下水水位的影響加以說明次降雨通常持續(xù)數(shù)小時,我們不妨把它看作是發(fā)生于某一時刻的“脈沖”。降雨入滲地面通過包氣帶下滲,達(dá)到地下水面后才能使地下水位抬高。同一時刻的降雨,在包氣帶中通過不同大小的空隙以不同速度下滲。當(dāng)運(yùn)動最快的水滴到達(dá)地下水面時,地下水位開始上升,占比例最大的水量到達(dá)地下水面時,地下水位的上升達(dá)到峰值,運(yùn)動最慢的水滴到達(dá)地下水面時,降水的影響便告結(jié)束與一個降水脈沖相對應(yīng),作為響應(yīng)的地下水位的抬升便表現(xiàn)為一個波形?；蛘哒f,經(jīng)過含水層的變換,一個脈沖信號變成了一個波信號。與對應(yīng)的脈沖相比較,波的出現(xiàn)有一個時間滯后,并持續(xù)某一時間延遲9.1.1地下水動態(tài)的形成機(jī)制47降水補(bǔ)給引起地下水位響應(yīng)滯后延退疊加d1(e)降水補(bǔ)給引起地下水位響應(yīng)滯后延退疊加489.1.1地下水動態(tài)的形成機(jī)制與環(huán)境的相互作用降水—補(bǔ)給地下水系統(tǒng)水位上升(出現(xiàn)變化)◆激勵一脈沖式的降水◆響應(yīng)一波狀信號的信息地下水水位對外界輸入(降水)響應(yīng)的特點(diǎn)(1)滯后和延遲現(xiàn)象(2)有疊加現(xiàn)象心因外界激勵(或輸入)而引起的系統(tǒng)響應(yīng)(或輸出)的變化幅度是含水系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)作用的結(jié)果◆某要素(水位)隨時間的變化程度用穩(wěn)定性來恒量◆動態(tài)穩(wěn)定—變化幅度小◆動態(tài)不穩(wěn)定—變化幅度大9.1.1地下水動態(tài)的形成機(jī)制4991.2地下水動態(tài)的影響因素◆氣象因素一決定動態(tài)總輪廓是影響地下水動態(tài)的主要因素?！邓驼舭l(fā):直接影響地下水的補(bǔ)給與排泄,從而影響地下水動態(tài)▲氣溫:影響降水的形式、蒸發(fā)強(qiáng)度、淺層地下水水溫▲氣壓:對潛水位產(chǎn)生偽變化潛水位變動伴隨的相應(yīng)潛水儲存量的變化為真變化;不反映潛水水量增減的潛水位變化,為偽變化●氣象要素具有晝夜、季節(jié)和多年性周期變化,地下水動態(tài)也有相似的周期性變化。但存在時間上的滯后現(xiàn)象。晝夜變化主要是氣溫和氣壓變化引起的,實(shí)際意義不大。季節(jié)變化潛水表現(xiàn)的極為明顯(如下圖)。多年變化原因是太陽黑子活動的周期變化,平均有11,22-23,56,33-35年的周期,其中11年周期是最明顯的,地下水動態(tài)也與此周期有關(guān)。對國民經(jīng)濟(jì)有重大影響的供水和排水工程,應(yīng)考慮地下水位和水量的多年變化。供水時應(yīng)注意多年最低水位,排水時應(yīng)考慮多年最高水位91.2地下水動態(tài)的影響因素50氣象(氣候)因素10100-202回圖9-3潛水動態(tài)曲線(1954-1955,北京)虛線為氣溫;蘭色柱狀為降水量;紅色為潛水位;黃色柱狀為蒸發(fā)量氣象(氣候)因素5191.2地下水動態(tài)的影響因素●氣象因素特點(diǎn)大面積,普遍產(chǎn)生影響(主要有降水與蒸發(fā)因素)氣象因素表現(xiàn)▲降水的年內(nèi)晝夜變化▲降水的多年變化(如11年周期)▲降水的年內(nèi)季節(jié)性變化與此相對應(yīng),地下水動態(tài)也有這三種周期性變化▲晝夜變化--在許多地區(qū)不明顯▲多年變化--研究周期長▲年內(nèi)變化--最突出91.2地下水動態(tài)的影響因素5291.2地下水動態(tài)的影響因素◆水文因素水文因素對地下水動態(tài)的影響只是在地表水附近,而且還必須是地表水與地下水有水力聯(lián)系時才影響▲河流與地下水聯(lián)系的形式有三種(1)補(bǔ)給;(2)排泄;(3)洪水補(bǔ)給,枯水排泄▲由河流補(bǔ)給而引起地下水位變動,其變化幅度隨著遠(yuǎn)離河流而越來越小,變化時間隨遠(yuǎn)離河岸而越來越推遲。影響范圍隨河水位變幅及河岸組成物質(zhì)不同,可波及數(shù)百米至數(shù)公里不等河流排泄地下水時,越是接近河流,潛水位變幅越小,遠(yuǎn)離河流的河間地塊或分水嶺地段,水位變幅大。原因是:降雨入滲抬高水位后,近河地段水力坡度迅速變大,徑流強(qiáng)烈,潛水位上升很少;遠(yuǎn)離河流地段,水力坡度增大不多,故潛水位不斷抬高▲湖泊水位波動較小,對地下水動態(tài)的影響不明顯?！Ｑ蟪毕梢鹧匕兜叵滤坏牟▌?其影響范圍取決于潮汐變化幅度及海岸的地質(zhì)地貌條件。錢江潮(八月十八潮,壯觀天下無)91.2地下水動態(tài)的影響因素53地下水動態(tài)與均衡課件54地下水動態(tài)與均衡課件55地下水動態(tài)與均衡課件56地下水動態(tài)與均衡課件57地下水動態(tài)與均衡課件58地下水動態(tài)與均衡課件59地下水動態(tài)與均衡課件60地下水動態(tài)與均衡課件61地下水動態(tài)與均衡課件62地下水動態(tài)與均衡課件63地下水動態(tài)與均衡課件64地下水動態(tài)與均衡課件65地下水動態(tài)與均衡課件66地下水動態(tài)與均衡課件67地下水動態(tài)與均衡課件68地下水動態(tài)與均衡課件69地下水動態(tài)與均衡課件70地下水動態(tài)與均衡課件71地下水動態(tài)與均衡課件72地下水動態(tài)與均衡課件73地下水動態(tài)與均衡課件74地下水動態(tài)與均衡課件75地下水動態(tài)與均衡課件76地下水動態(tài)與均衡課件77地下水動態(tài)與均衡課件78地下水動態(tài)與均衡課件79地下水動態(tài)與均衡課件80地下水動態(tài)與均衡課件81地下水動態(tài)與均衡課件82地下水動態(tài)與均衡課件