水文地質學第一章－三

第一章地下水基礎知識1第三節(jié)地下水的循環(huán)3.1地下水與大氣水、地表水的關系類型一、水的分類及分布

水資源的分布形式和特點豐富多彩，按賦存狀態(tài)可劃分為固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三類；按地理分布可以劃分為地下水、大氣水、地表水等；按化學組成特點可分成淡水、微咸水、咸水和鹵水；按資源類型可以劃分出可利用、不可利用兩大類；根據受污染的程度還可以劃分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類水等。2二、水循環(huán)3.1地下水與大氣水、地表水的關系類型3三、當量深度把各部分水量在地球表面單位面積上的平均深度，規(guī)定為它們的當量深度，用以表示水量的多少．據估計，海水的當量深度約在2700一2800米之間，冰和雪約為50米，地下水大約15米，陸地水0.4—1米，大氣中平均水汽含量的當量深度為0.03采。3.1地下水與大氣水、地表水的關系類型4四、地下水地下水儲藏量只占全世界水儲總量的1.7%，但其絕對數量（4，000，000立方千米）仍然是很可觀的。它占全球淡水資源總量的14%，占液態(tài)淡水資源總量的94%強之多。世界上許多地方的水井和山泉都是靠地下水補給的，人類的農業(yè)灌溉、工業(yè)用水、生活用水也大量來自地下水。3.1地下水與大氣水、地表水的關系類型5一、地下水的補給來源含水層自外界獲得水量的過程稱為補給。

補給按來源的不同可分為：降水入滲補給、地表水補給、凝結水補給、來自其他含水層的補給以及人工補給等。3.2地下水的補給6一、地下水的補給來源（一）、大氣降水的滲入補給降水的入滲過程是在分子力、毛管力以及重力的綜合作用下進行的。而地下水自降水獲得的補給量除了與降水本身的強度、降水總量等有關外，還與土層蓄水能力有關。只有降水入滲量超過土層的蓄水能力，多余的降水才能補給潛水。3.2地下水的補給7一、地下水的補給來源（一）、大氣降水的滲入補給下滲開始時下滲率(每小時下滲的水量以水柱高度毫米表示)最大，以后隨時間增加而遞減，到A點以后下滲率趨近于一個穩(wěn)定值fc這反映了重力水的下滲運動值，A點以前有分子力和毛細力的作用，不穩(wěn)定，A點以后才趨于穩(wěn)定．3.2地下水的補給8一、地下水的補給來源（二）、地表水的滲入補給地表水包括江、河、湖、海等一切地表匯集的水體，它們與地下水是密切聯系的，在天然條件下，多數是地下水補給地表水，并成為地下水逕流終點；但也有些地方是地表水補給地下水．如某些平原河流的下游，河流中、上游的洪水期，河流出山后的山前地段等，一般是地表水補給地下水．3.2地下水的補給9一、地下水的補給來源（二）、地表水的滲入補給黃河的下游，由于強烈的堆積作用，河床高出地表，形成“地上懸河”。河水總是補給地下水。3.2地下水的補給10一、地下水的補給來源（三）、凝結水的補給地下水的凝結補給量雖然不多，但對于降水稀少、地表逕流貧乏而日溫差較大的沙漠地區(qū)來說，凝結補給也是地下水的主要來源之一；此外，在日溫差變化較大的山區(qū)，地下凝結作用也較強烈．3.2地下水的補給11一、地下水的補給來源（四）、人工補給人工補給可區(qū)分為兩大類：一類是人類修建水庫、引水灌溉農田，城市工礦企業(yè)排放工業(yè)廢水以及城鎮(zhèn)生活污水排放，因滲漏而補給地下水，這是一種無計劃的盲目的補給，雖然可以增加地下水的貯量，但常常引起土壤發(fā)生次生鹽漬化、地下水遭到污染的矛盾；另一類則是人類為了有效地保護和改善地下水資源，改善水質，控制地下漏斗以及地面沉降現象的出現，而采取的一種有計劃、有目的的人工回灌。3.2地下水的補給12一、地下水的補給來源（四）、人工補給人工補給地下水還可以儲冷（冬灌夏用），儲熱（夏灌冬用）。（五）、越流補給

3.2地下水的補給13二、地下水的補給條件（一）、補給水源本身的種類和特點（二）、地下水接受補給的條件地下水接收補給的條件主要取決于地形和植被、包氣帶巖性和厚度等．

3.2地下水的補給14二、地下水的補給條件（二）、地下水接受補給的條件1、地形和植被；2、匯水面積（潛水與地表水匯水面積一致，而承壓水僅僅是含水層出露地表部分或與地表水接觸部分）；3、包氣帶巖性（透水性、濕度）4、包氣帶厚度；

3.2地下水的補給15地下水失去水量的過程，就是地下水的排泄一、地下水的排泄方式

排泄方式有點狀排泄（泉）、線狀排泄（向河流泄流）及面狀排泄（蒸發(fā)）3種。在排泄過程中，地下水的水量、水質及水位均相應的發(fā)生變化。其中蒸發(fā)排泄僅消耗水分，鹽分仍留在地下水中，所以蒸發(fā)排泄強烈地區(qū)的地下水，水的礦化度比較高。另外還有含水層之間的排泄以及人工排泄。

3.3地下水的排泄16一、地下水的排泄方式

1、泉排泄山東濟南是著名的“泉城”，市區(qū)內26平方公里的面積上分布有黑虎泉、趵突泉、珍珠泉、五龍?zhí)度热汗?08個泉，都是排泄石灰?guī)r中地下水，總流星達8333立方米／時．

3.3地下水的排泄17一、地下水的排泄方式

2、地下水直接向地表水的泄流地下水與地表水的補給關系可用地下水等水位線圖來判斷

3.3地下水的排泄18一、地下水的排泄方式3、蒸發(fā)是地下水的另一種排泄方式．1）當地下水埋藏較淺時，毛細水帶頂部可能達到地表；由于這種排泄只排出水分，而將水中的鹽分留在土壤中，于是往往隨之引起土壤次生鹽漬化．2）地下水埋藏深度大于毛細上升高度時，如果包氣帶中空氣的濕度很小，也可有地下蒸發(fā)，不過蒸發(fā)強度小得多．而且隨著埋深增大，蒸發(fā)也減弱．3）承壓水一般沒有直接蒸發(fā)，但可以通過弱透水層越流誹人潛水而再蒸發(fā)．

3.3地下水的排泄19一、地下水的排泄方式4、人工排泄方式．

5、越流排泄

3.3地下水的排泄20二、地下水的排泄牲條件地下水的粱排泄條件換主要受地澇形和地質改條件的控拾制，氣候葵和水文條雨件也有一柿定的影響礙。（一）虛、地形臂條件1、地形便割切程度殺；1）、割節(jié)切深度；遷2）水文陷網密度。2、排固泄基準齊面的相您對位置喪；排泄基準拜面就是一柏個水文地掘質單元中中最低的排來泄水準面劈燕，如河流衫枯水位面失，湖泊枯絹水位平面洪，泉水出搖露水平面爽等．排泄禮基準面與迎補給區(qū)的梅高差愈大姨，則地下劫水排泄條點件愈好．3.3掀地匹下水的錘排泄21二、地下水的排泄綿條件（二）數、地質感條件指蓄水構子造的開啟撤與封閉程摔度。對埋藏較獅深的地下唉水的排泄濫起主要作睬用．慶開啟構造訪，地下水有頓明顯的排餅泄區(qū)；相對封陷閉構造島，地下陵水的排還泄靠透咬過上覆卻弱透水得層越流歪實現，地或靠局半部導水字斷層來籃實現3.3庸地下水反的排泄22二、地倆下水的排握泄條件（三）、吵地下水埋嗓藏深度和佩氣候條件主要影響稈潛水的蒸燙發(fā)排泄強俊度，地下獵水埋深愈盤小、氣候灶愈干燥則均潛水的蒸餐發(fā)愈強烈疼．3.3食地惰下水的漸排泄23地下水泥由補給抄區(qū)流向黨排泄區(qū)造的過程姐成為逕材流一、地下箭逕流的方危向地下運流殿的方向總究的趨勢是旱補給區(qū)向匠排泄區(qū)流宜動，從高雨水位向低孔水位運動命(包括承站壓水)；具體的方秒向和路徑勢是很復雜扭的，可以烈通過編制械地下水等嚷水位線圖嫩或等水壓予線圖(承該壓水)來醬分析．3.4吩地計下水的涌逕流交鋼替24二、地歲下逕流鼠的速度流動速度慌取決于水立力坡度的懼大小和巖率石透水性企的好壞；3.4直地下水尺的逕流交福替25三、逕福流量的劫大小1、地劑下逕流肝模數M召，表示裹一平方英公里含歸水層面昏積(F喜)上的染地下逕賣流量，含常用單懼位為升馳／秒·業(yè)平方公境里，可救用下式絞計算：3.4辛地歉下水的蒸逕流交團替26三、逕父流量的斷大小2、地壟下涇流些系數是指地下狹逕流量與絲式同一時間湯內(通常床為一年)黎降落在含志水層補給腦面積上的騰降水量之吉比3.4泳地下水干的逕流交嗽替27四、地餅下水的訓水交替遵類型1、垂腰向交替在無出盡口的內致陸盆地污中，地瞎下水的貨排泄方遣式只有槳蒸發(fā)形斤式，補寬給來源際以大氣切降水滲流人為主劑，也有傲河水垂強直滲入那，地下芬水的交切替循環(huán)頌主要是埋在垂直閑方向上木進行，屬僅在盆駱地邊緣日有微弱針的地下垃逕流，謠而至盆避地中部譯則運流灰停滯．在這種條蓬件下常形序成高礦化魂的地下水旅，僅在盆囑地邊緣有癥淡水分布穩(wěn)，從邊緣堂向中心形香成明顯的沉水化學分剩帶規(guī)律．3.4斤地下水蛛的逕流交創(chuàng)替28四、地下味水的水交牢替類型3、混合怕交替混合交替挖是介于上之述兩種極最端類型之思間，兩種鎖交替都有等．自潛然界地下葵水大都是舌混合交替趣的，但有姿以垂向或驚以側向交斜替為主之枝分．崇在一個地千下水域上捷不同地段菠水交替的榜類型和特榜點可以是燒不同的．3.4幼地下水紅的逕流交脫替29五、影剃響地下壤逕流的水因素1、氣車象水文模因素1）、降賊水；2）靜、蒸發(fā)；監(jiān)3）、地傷表逕流2、地描質因素1）、含艱水層透水踏性2）、水粘力坡度3）、監(jiān)新構造通運動影鹿響（上非升區(qū)逕您流大于倒下降區(qū)征逕流）．3.4欺地下水粥的逕流交筆替30地下水柱動態(tài):地下家水的水腔位、水挺量、水駝溫、水躲化學成蔬分在各凝種因素嗎綜合影味響下，全隨時間銅作有規(guī)惠律的變田化稱為印地下水眾動態(tài)。地下水挺均衡:在一走定時間辮間隔內集，某地收段地下績水量和抱鹽分含浪量的補厭給和消堆耗之間鑰的數量義關系，蹈稱為地勞下水均族衡。地下水潮動態(tài)與攔均衡之惰間有著頑密切關映系。可洲以認為頃，動態(tài)斤是均衡戒的外部欺表現，敵均衡是秤動態(tài)形猴成的內俯部原因牧。第四節(jié)鞠地御下水的評動態(tài)和眠均衡31一、地煎下水動爸態(tài)地下水籍動態(tài)實江質上是殖其補給姥與排泄稼的綜合筋表現。1）、補蠅給水量大嘉于排泄水通量，便引驅起水量增務加，水位鞠上升；反松之，補給歌水量小于蹄排泄水量早則水量減底少，水位備下降。2）水央溫和含平鹽量的島變化，發(fā)也是由足于含水禁層熱量普與鹽份蕩的補給刮與排泄賠所引起筒的。到目前慶為止，壯研究得電比較多榜的是潛標水的動姨態(tài)，而娛且主要禿限于其預水位的糟變化。污完善與瞇發(fā)展地玩下水動鉗態(tài)的理盼論及研且究方法扎，是水液文地質潮學發(fā)展筆中的一熟個迫切聚任務。第四節(jié)淺地籮下水的住動態(tài)和跳均衡32一、地必下水動室態(tài)影響地下壁水動態(tài)的貨因素包括星天然因素甚和人為因勢素；（一）鄙、影響劑地下水儲動態(tài)的售天然因獄素天然因素攀中主要可覆分為氣象船(氣候)脊因素、水叉文因素及駛地質因素炕。1、氣象霧(氣候)物因素降水的歲歷時分隆布，影遺響潛水快的補給議；氣溫與濕釣度的變化射，影響潛搏水的蒸發(fā)肚，使其排煌泄強度以眠及水質發(fā)柄生相應變順化。氣象(氣躺候)要素駝周期的變桌化，引起駐潛水動態(tài)馳的晝夜變定化、季節(jié)所變化及多隨年變化。第四節(jié)叮地下水觸的動態(tài)和哲均衡33一、地秋下水動譯態(tài)（一）、辣影響地下地水動態(tài)的聞天然因素2、水樸文因素地表水體肅作為地下威水的補給可來源或排且泄去路而膚影響其動打態(tài)。由河刮水補給而呆引起的潛過水位變動踐，其變化丙幅度隨著峽遠離河流馬而越來越旬小，變化貸時間隨著萬遠離河岸以而越來越耕推遲。河流排泄駝潛水時，危愈是接近水河流，潛掃水位變幅閑愈小，遠嫩離河流的抗河間地塊精或分水嶺懼地段，水扯位變幅大往。第四節(jié)創(chuàng)地下水掀的動態(tài)和豬均衡34一、地留下水動陪態(tài)（一）尚、影響遠地下水甚動態(tài)的姥天然因蔥素3、地質句因素地質因慚素一般圣只影響智補給及廢排泄的獸強度，眼對水文昨氣象因敬素所決岸定的地熊下水動償態(tài)基本猾模式，績起加強牽或緩和粥的作用員。第四節(jié)迎地觀下水的亞動態(tài)和的均衡35一、地下任水動態(tài)（二）、樸人為影響蠶下的地下眨水動態(tài)采水、排乳水使地下仇水產生新胡的排泄去昌路，修建利水庫，利坐用地表水餃灌溉，跨京的域調水幣，則增加渴其新的補膝給來源，吊這都將使姑地下水動扎態(tài)發(fā)生變歷化。第四節(jié)容地秩下水的旨動態(tài)和線均衡36一、地灶下水動千態(tài)（三）欄、地下載水位動各態(tài)曲線券圖為了合理已開采與排滋除地下水錄，必須掌野握其動態(tài)苦規(guī)律，工向程中常繪修制地下水映位動態(tài)曲頂線圖。深層承老壓水補魚給比較鑼困難一宴旦開采屢后，水綁位往往洪持續(xù)下徑降。如零河北衡株水地區(qū)辯，自1再968淺年開采能深層地算下水進殘行農田戶灌溉以災來，水底位不斷邁下降，貞至19拋77年辭已形成距面積達墨300填0平方醫(yī)公里的益開采漏仇斗。第四節(jié)羊地下水局的動態(tài)和窗均衡37一、地下臘水動態(tài)（三）滾、地下玻水位動植態(tài)曲線急圖第四節(jié)弓地下水換的動態(tài)和賭均衡38二、地畜下水的桑均衡地下水均屠衡是以地詠下水為對道象的均衡炊研究。目禽的在于闡減明某個地國區(qū)在某一罰段時間內懼，地下水蛙水量(鹽求量)收入偶與支出之館間的數量柿關系。進簡行均衡計廉算所選定傅的地區(qū)稱會作均衡區(qū)蔑，它最好坊是一個地爬下水流域軍。進行均述衡計算的斑時間段，寇稱作均衡蔥期，可以莊是若干年敞、一年，鋒也可以足說一個月。