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自考大专《水文地质学》(01542)复习资料(8)

 

10.2.2气象(气候)因素影响下的地下水动态

 在气象(气候)影响下,地下水动态呈昼夜变化、季节变化、年际变化及多年变化

 地下水位的昼夜变化,可由蒸发及植物蒸腾引起。

气候的周期变化控制地下水动态的多年变化,其中,周期约为11年的太阳黑子变化,影响最为明显。

大气压强可通过井孔影响周边小范围地下水位。大气压强引起的井孔水位变化,不能代表地下水真实水位变化,因此,也称之为“伪变化”。

10.2.3 水文因素影响的地下水动态

河流补给地下水时,随着远离河流,地下水位抬升的时间滞后和延迟增大,波形趋于平缓。

10.2.4 其他因素影响的地下水动态

 地震、固体潮、潮汐、外部荷载等都会引起地下水要素变化。

而要注意的是,地下水动态异常不一定是地震前兆,迄今为止,正确鉴别地下水异常是否地震前兆,仍有待解决。

10.2.5  人为活动影响下的地下水动态

人类活动增加新的补给来源或排泄去路,影响地下水天然均衡状态,从而改变地下水动态,影响水质演变方向。

井孔开采地下水是最常见的人工排泄。

修建水库、引用外来地表水灌溉等,都会增加新的人工补给,抬高地下水位。

地下水的人工补给或人工排泄,都有可能打破原有的地下水均衡,形成新的地下水均衡,进而影响地下水所支撑的水文系统及生态环境系统。

10.2.6  影响地下水动态的地质因素

因素:地质结构以及非变动性水文地质条件。

地下水流系统的不同部位,地下水的波动幅度不同:区域系统的补给区,地下水位变幅最大,排泄区变幅最小;局部系统的补给区,地下水位变幅较大,排泄区变幅较小。

原因在于:排泄区附近获得补给时,受排泄区高程限制,水力梯度显著增大,径流排泄明显加强,地下水位不可能明显抬升;补给区接受降水补给时,因远离排泄区,水力梯度无明显增加,径流增强也不大,水位得以累积抬升。

岩溶含水质特点:空隙尺度大   空隙率小。

10.3  地下水动态类型

动态类型:入渗--径流型、径流--蒸发型、入渗--蒸发型、入渗--弱径流型。

10.3.1  入渗--径流型动态

入渗--径流型动态,接受降水及地表水补给,以径流方式排泄;地下水化学作用以溶滤为主。

分布:不同气候条件下的山区及山前。

特点:年水位变幅大而不均,由补给区到排泄区,年水位变幅由大到小。

10.3.2 径流--蒸发型动态

径流--蒸发型动态以侧向径流补给为主,以蒸发方式排泄;地下水化学作用以浓缩为主。

分布:干旱内陆盆地远山及盆地中心部位,地下水埋藏深度浅,岩性为细粒土。

特点:年水位变幅小而均匀,水质缺乏明显季节变化,水土向盐化方向演变。

10.3.3  入渗--蒸发型动态

入渗-蒸发型动态,以接受当地降水补给为主,径流微弱,就地蒸发排泄;地下水化学作用为溶滤-浓缩间杂发生。

分布:半干旱平原和盆地内部。

特点:受季风影响,季节性干湿变化明显,在微地貌控制下,局部水流系统发育。时间上,溶滤和浓缩作用交替出现,空间上,溶滤作用和浓缩作用杂发生。

10.3.4  入渗--弱径流型动态

入渗--径流型动态,以接受当地降水补给为主,径流和蒸发均微弱,地下水化学作用以溶滤为主。

分布:我国湿润平原和盆地。

特点:气候湿润,降水丰富,地形高差小,径流及蒸发排泄均微弱,地下水位变幅小。

10.4  天然条件下的地下水均衡

10.4.1  均衡区与均衡期

均衡区:进行均衡计算所选定的地区。最好取具有隔水边界的完整地下含水系统。

均衡期:进行均衡计算的时间段,可以是一年,若干年,某段时间。

正均衡:某一均衡区,在一定均衡期内,地下水量的收入大于支出,表现为地下水储存量增加。

负均衡:支出大于收入,地下水储存量减少。

地下水动态:气候趋近平均状态地下水保持收支平衡,年内及年际,气候发生波动,地下水也经常处于不均衡状态,表现为地下水诸要素随时间发生有规律的变化。

10.4.2  水均衡方程式

收入项包括:大气降水量  地表水流入量   地下水流入量  水汽凝结量

支出项:地表水流出量  地下水流出量  腾发量

水储存量变化包括:地表水变化量  包气带水变化量  潜水位变化量   承压水变化量

潜水的收入项:降水入渗补给量   地表水入渗补给量  凝结水补给量   上游断面潜水流流入量  下伏半承压含水层越流补给潜水水量

潜水的支出项:潜水腾发量   潜水以泉或泄流形式排泄量   下游断面潜水流出量

10.5  人为活动影响的地下水均衡

以一个水文年为均衡期,经观测计算后得出以下结论:1、潜水表现为正均衡,一年中潜水位上升620mm,增加潜水储存量31mm,长期以来,潜水发量将不断增加,会产生土壤盐碱化。

2、灌溉水入渗是破坏原有地下水均衡、导致潜水位抬升的主要因素。

3、现有排水设施的排水能力太低,不能有效防止潜水位抬升。

4、为防止盐碱化,必须采取以下措施:或减少灌溉水入渗,或增大排水能力,或两者兼施,以消除每年31mm的潜水储存量增加值。

10.6  大区域地下水均衡研究中的一些问题

在开采条件下,含水系统内部及其与外界之间的水量均衡,将发生一系列变化。假定单独开采山前平原的潜水,则水量均衡将产生以下变化:

①随着潜水位下降,地下水不再溢出成泉,Qd=0

②与冲积平原原间水头变小,山前平原流入冲积平原的水量W2减小

③随着水位下降,蒸发减弱,Zul减小

④与山区地下水水头差变大,山区地下水流入量W1增加

⑤地表水与地下水水头差变大,地表水入渗补给量Yfl增大

⑥潜水埋藏深度浅的地带水位变深,可能使降水入渗补给量Xfl增大

与此同时,对地表水以及邻区地下水均衡产生的影响:

①山区至冲积平原的地表水径流量减少

②冲积平原地下水侧向补给量以及深层水越流补给浅层水水量减少

③由山前平原流入冲积平原的地表径流量及坡流减少,从而使冲积平原接受地表水补给减少。

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