水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)第七章 地下水的補(bǔ)給與排泄課件

FundamentalsofHydrogeoloy水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)

第7章地下水的補(bǔ)給與排泄

Recharge，DischargeofG.W.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)組佛鳴一鼎提供，更多地大資料qq:605734043內(nèi)部資料及歷年真題

水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄本章內(nèi)容地下水是通過補(bǔ)給與排泄兩個(gè)環(huán)節(jié)參與自然界的水循環(huán)補(bǔ)給：含水層或含水系統(tǒng)從外界獲得水量的過程排泄：含水層或含水系統(tǒng)向外界排出水量的過程7.1地下水的補(bǔ)給7.2地下水的排泄水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1地下水的補(bǔ)給補(bǔ)給使含水層的水量、水化學(xué)特征和水溫發(fā)生變化思考：補(bǔ)給獲得水量后，含水層或含水系統(tǒng)會(huì)發(fā)生什么變化？地下水位上升，增加了勢(shì)能，使地下水保持不停的流動(dòng)由于構(gòu)造封閉或氣候干旱，得不到補(bǔ)給，地下水的流動(dòng)將停滯補(bǔ)給的研究包括：補(bǔ)給來(lái)源、影響因素與補(bǔ)給量地下水的補(bǔ)給來(lái)源有：天然：大氣降水、地表水、凝結(jié)水及相鄰含水層的補(bǔ)給等人類活動(dòng)有關(guān)的：灌溉水入滲、水庫(kù)滲漏及人工回灌水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄討論：入滲機(jī)制？影響因素？？補(bǔ)給量的確定？？？1、大氣降水入滲機(jī)制包氣帶是降水對(duì)地下水補(bǔ)給的樞紐，包氣帶的巖性結(jié)構(gòu)和含水量狀況對(duì)降水人滲補(bǔ)給起著決定性作用目前認(rèn)為，松散沉積物的降水入滲有兩種方式：降水入滲的現(xiàn)象—兩類空隙的入滲過程——總結(jié)：均勻砂土層——活塞式(piston/diffuse)含裂隙的土層——捷徑式(bypass)

7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給山西黃土水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)1）山西黃土垂直裂隙及其捷徑下滲水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄1、大氣降水入滲機(jī)制“活塞式”入滲——適用條件：均勻的砂土層降水初期t1：土層干燥，吸水能力很強(qiáng)，雨水下滲快降水延續(xù)t2：土層達(dá)到一定的含水量，毛細(xì)力與重力共同作用，下滲趨于穩(wěn)定——滲潤(rùn)階段，滲漏與滲透階段降水再持續(xù)：當(dāng)土層濕鋒面推進(jìn)到支持毛細(xì)水帶時(shí)，含水量獲得補(bǔ)給，潛水位上升7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)2）降水入滲過程水分分布曲線轉(zhuǎn)頁(yè)水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)3）濕鋒面t1t2地面潛水面降水入滲過程水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)4）K入滲速率隨時(shí)間的變化水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)5）滲潤(rùn)階段滲漏、滲透階段下滲過程水分分布水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)6）下滲水流運(yùn)移模式的條件？飽和帶--

厚度1.5cm含水量接近--水分傳輸帶

過渡帶含水量在--厚度濕潤(rùn)帶

含水量變化大濕潤(rùn)鋒（面）含水量%深度cm風(fēng)干土田間持水量飽和含水量飽和帶過渡帶水分傳輸帶濕潤(rùn)帶濕潤(rùn)鋒下滲過程中水分分布帶水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)7）1、大氣降水入滲機(jī)制“活塞式”入滲——均勻砂土層“捷徑式”下滲——空隙大小極懸殊①捷徑式下滲，新水可以超過老水，優(yōu)先達(dá)含水層；②捷徑式下滲，不必包氣帶達(dá)到飽和即可補(bǔ)給下方含水層。t1t2捷徑式下滲圖水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄2、降水補(bǔ)給的影響因素P=Rs+E+ΔS+qG氣候因素（P，E）；降水總量,降水強(qiáng)度,降水頻率；降水延續(xù)時(shí)間總量大，強(qiáng)度適中，間隔短，時(shí)間長(zhǎng)的綿綿細(xì)雨最有利。溫度適中，溫差較小，相對(duì)濕度大，蒸發(fā)強(qiáng)度小。地形:高或低，陡或緩地質(zhì):滲透性愈大則愈有利地下水位埋深：其他：RsEP

Sqs7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)8）水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)9）巖性對(duì)降雨入滲補(bǔ)給的影響水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄3、補(bǔ)給量的確定方法平原區(qū)一般采用入滲系數(shù)法（α）降水入滲系數(shù)多用年平均值表示由經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)等方法得出全年降水入滲補(bǔ)給量：Q=P·α·F·1000

m3/a，mm，無(wú)量綱，km2降水入滲系數(shù)可用入滲試驗(yàn)儀、地中滲透儀來(lái)測(cè)定書中P69-70,介紹了水位動(dòng)態(tài)法和山區(qū)降水入滲確定方法7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)10）水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)11）雙環(huán)注水法--剖面圖——連續(xù)降水雙環(huán)入滲試驗(yàn)裝置水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)12）河南鄭州均衡試驗(yàn)場(chǎng)地中滲透儀水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.1大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)13）地中滲透儀結(jié)構(gòu)圖水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給（要求以自學(xué)為主）地表水體（河、湖、水庫(kù)等）都可以成為地下水的補(bǔ)給來(lái)源河流補(bǔ)給:因地而異（空間上），不同部位，巖性等；因時(shí)而異（時(shí)間上），不同季節(jié)，不同補(bǔ)排關(guān)系比較長(zhǎng)年性河流與季節(jié)性河流對(duì)地下水的補(bǔ)給的異同點(diǎn)？河流補(bǔ)給的主要影響因素有哪些？如何確定河水對(duì)地下水的補(bǔ)給量？地表水補(bǔ)給地下水的必要條件有哪些：有水力聯(lián)系地表水水位高于地下水水位7.1.2地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給季節(jié)性河流河流不同部位水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.2地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)1）季節(jié)性河流補(bǔ)給地下水水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.1.2地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給（續(xù)2）河流不同部位地表水與地下水之間的補(bǔ)給關(guān)系水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄越流——地下水量的內(nèi)部轉(zhuǎn)化潛水—承壓水之間的補(bǔ)給思考題：圖7-11（右圖）中泉水的大小與哪些因素有關(guān)！7.1.3含水層之間的補(bǔ)給越流水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄越流（Leakage）：具有一定水頭差的相鄰含水層，通過其間的弱透水巖層發(fā)生水量交換的過程經(jīng)常發(fā)生于松散沉積物中，粘性土層構(gòu)成弱透水層越流量如何計(jì)算水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄含水層通過鉆孔發(fā)生水力聯(lián)系含水層通過導(dǎo)水?dāng)鄬影l(fā)生水力聯(lián)系含水層之間的水力聯(lián)系水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.2地下水的排泄地下水排泄的研究包括：排泄方式、影響因素、排泄量的確定排泄方式：泉（點(diǎn)狀排泄）向地表水體泄流（河流—線狀）、向相鄰含水層的排泄蒸發(fā)（面狀排泄）前三種排泄方式稱為徑流排泄，與蒸發(fā)排泄的區(qū)別：徑流排泄—水分（鹽分）呈液態(tài)排出,鹽隨水去蒸發(fā)排泄—水分呈氣態(tài)排出，鹽分積累下來(lái)，水去鹽留水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄泉是地下水的天然露頭，多為“點(diǎn)”狀，屬?gòu)搅髋判谷某雎妒堑匦?、地質(zhì)與水文地質(zhì)條件有機(jī)結(jié)合的結(jié)果，據(jù)補(bǔ)給泉的含水層類型可將泉?jiǎng)澐譃樯仙?、下降泉?.下降泉(出露潛水含水層中的泉）—根據(jù)出露條件又將下降泉分為：侵蝕泉(DepressionSpring)

：地形切割到潛水面接觸泉(ContactSpring)：地形切割至隔水底板溢流泉(ArtesianSpring)

：水流在前方受阻，而溢流成泉7.2.1泉spring下降泉水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.2.1泉spring（續(xù)1）侵蝕泉：地形切割到潛水面接觸泉：地形切割至隔水底板溢流泉：水流在前方受阻，水位抬升，而溢流成泉下降泉水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.2.1泉spring（續(xù)2）2.上升泉（出露于承壓含水層中的泉）

上升泉根據(jù)出露條件分為：侵蝕泉，斷層泉，接觸帶泉上升泉水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.2.1泉spring（續(xù)3）3.研究泉的意義？直接得到水文地質(zhì)資料；間接分析出水文地質(zhì)信息。通過泉的出露標(biāo)高、流量、動(dòng)態(tài)、溫度、水化學(xué)，可以綜合分析與泉水成因有關(guān)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件①地下水位標(biāo)高，②巖層的含水性（透水性），③含水巖層的補(bǔ)給，循環(huán)（交替），④地質(zhì)構(gòu)造、斷層等，⑤供水水源（直接利用）。a.泉出露兩側(cè)巖層的含水性：含水層；隔水層b.泉出露處斷層的導(dǎo)水性c.泉的流量大?。簩?dǎo)水性的好壞d.泉的溫度：地下水循環(huán)深度e.泉流量大小或水化學(xué)：補(bǔ)給與徑流條件的好壞水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.2.1泉spring（續(xù)4）在實(shí)際中泉的成因與定名是比較難判定的P76-77為濟(jì)南全群成因條件分析-請(qǐng)自學(xué)山東濟(jì)南百脈泉水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄河流切割含水層時(shí)，地下水向河流的排泄，稱為泄流地下水的泄流量可通過分割河流流量過程線的方法確定7.2.2泄流水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.2.3蒸發(fā)和蒸騰

蒸發(fā)與蒸散騰

evaporation&evapotranspiration土面蒸發(fā)：潛水通過包氣帶耗失水分葉面蒸騰：通過植物根系吸收潛水或包氣帶水轉(zhuǎn)化為葉面水而蒸發(fā)消耗（一株大的植物，猶如一臺(tái)生物抽水機(jī)）水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.2.3蒸發(fā)和蒸騰（續(xù)1）1、土面蒸發(fā)過程包氣帶水分直接耗失—降低包氣帶水分含量，加大虧損量，潛水通過支持毛細(xì)水帶將水傳輸?shù)桨鼩鈳д舭l(fā)，使地下水位下降毛細(xì)上升速度:蒸發(fā)速度大于毛細(xì)上升速度則支持毛細(xì)水帶下降，VC上升，至蒸發(fā)速度VE≈VC時(shí)，維持穩(wěn)定的蒸發(fā)排泄，排泄的結(jié)果，水分不斷消耗，地下水位下降，鹽分不斷積累在土層上部！

VC=?水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄L有蒸發(fā)無(wú)蒸發(fā)7.2.3蒸發(fā)和蒸騰（續(xù)2）土面蒸發(fā)過程-毛細(xì)水上升消耗過程水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.2.3蒸發(fā)和蒸騰（續(xù)3）a.氣候因素：干燥，氣溫高，蒸發(fā)量愈大b.地下水位埋深：超過蒸發(fā)極限深度則蒸發(fā)→0如：華北地區(qū)，水位埋深>5m，基本不考慮蒸發(fā)干旱地區(qū)，極限水位埋深大；濕潤(rùn)地區(qū)極限埋深小c.包氣帶巖性：水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-第7章-地下水的補(bǔ)給與排泄7.2.3蒸發(fā)和蒸騰（續(xù)