地下水的动态与均衡课件.ppt

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1、第五章地下水的动态与均衡地下水动态与均衡的概念研究地下水动态与均衡的意义地下水动态与均衡研究的基本任务地下水动态与均衡的监测项目地下水动态的成因类型及主要特征第一节地下水动态与均衡的概念地下水动态：在各种因素综合影响下，地下水的水位、水量、水温及化学成分等要素随时间的变化。水位、水量、水化学成分、水温等称为地下水动态要素。地下水动态变化的原因有二：（1）含水层（含水系统）水量、盐量、热量、能量收支不平衡的结果。（2）含水介质的变动，引起的动态潜水位变动伴随的相应潜水储存量的变化为真变化；不反映潜水水量增减的潜水位变

2、化为伪变化。如大气气压的升、降，影响地下水位的升、降变化为伪变化。地下水均衡：某一地区(含水层)在一定时间段内，地下水的总补给量与总消耗量及地下水贮存量的变化量之间数量对比关系。均衡区：进行地下水均衡计算所选定的区域。均衡期：进行地下水均衡计算所选定的时间段。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，表现为含水层中储水量、储盐量、储热量的增加。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，表现为含水层中储水量、储盐量、储热量的减少。地下水均衡是地下

3、水动态变化的内在原因；地下水动态是地下水均衡的外部表现。第二节研究地下水动态与均衡的意义一、研究意义（1）在天然条件下，地下水动态是地下水埋藏条件和形成的综合反映。（2）地下水动态是均衡的外部表现，故可利用地下水动态资料计算地下水的某些均衡要素。（3）地下水动态资料是地下水资源评价和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的约束。（5）由于地下水开发利用引发或可能引发的环境地质问题，均需进行地下水的动态监测，研究地下水的均

4、衡状态，以便预测环境地质作用的变化及发展趋势。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。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。含水系统的内部因素：地质、地形条件等。（1）气候（气象）因素的影响气候的干旱与湿润，制约着大气降水的数量和时间分布，从而影响着潜水的补给；气温、湿度

5、、风速等气候要素的变化，则影响着潜水的蒸发和排泄。潜水的动态变化情况，通常以潜水动态曲线表示。气候要素的变化是周期性的，具有日夜变化、季节变化、年际变化和多年变化的特点，从而使地下水动态也呈现相应的周期性变化，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

6、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。滞后过程的长短，取决于河床的透水性和距补给水源的远近。如图，为滞后现象。距离地表水体近的潜水含水层，水位上升滞后时间短，水位变幅大；远离地表水体处，潜水位上升滞后时间长，水位变幅也较小。再远处，潜水位受地表水补给的影响就不明显了。（3）地质因素的影响是由地形和地质体的岩性、结构、构造所决定的系统内部因素。潜水：影响潜水动态的地质因素：包气带岩性、潜水埋深（包气带厚度）和给水度。潜水埋深愈大，水在包气带运移的时间愈长，地下水位抬高的时间滞后愈长，水位随时间变化曲

7、线呈现为较宽缓的波。包气带岩性的渗透性愈好，地下水位抬高的时间滞后愈短，水位随时间变化曲线呈现为较陡的波。给水度，潜水储存量的变化相同时，给水度愈小，水位变幅愈大。地表水引起的潜水变化时，含水层的透水性愈好，厚度愈大，给水度愈小，则波及范围愈远。承压水：影响承压水的动态的因素有：含水层的岩性、厚度、补给区范围、隔水顶、底板的垂向渗透性。补给区的潜水位变化比较明显，随着远离补给区，变化微弱，以至于消失。从补给区向承压区传递降水补给影响时，含水层的透水性愈好，厚度愈大，给水度愈小，则波及范围愈远。隔水顶、底板的垂向渗透

8、性愈好，地下水位变幅愈大。（4）人为因素的影响主要指人类通过增加新的补给源或新的排泄去路，而改变了地下水的天然动态，打破了天然平衡。如果人工凿井抽水或以渠道、矿坑形式排除地下水，就构成了地下水新的排泄去路。修建水库蓄滞地表水及引地表水灌溉农田等地表水的工程活动，都可能增加地下水的补给。注意：地下水补、排的失衡，影响地下水水位动态的变化，从而也会影响地下水水质