第8章_地下水的补给及排泄.pdf

Fundamentals of Hydrogeology 水文地质学基础 第八章 地下水的补给与排泄 7.1 地下水的补给 7.2 地下水的排泄 7.3 地下水补给与排泄对地下水水质的影响 7.1 地下水的补给 •定义： 含水层或含水系统从外界获得水量的 过程，称作补给。 •研究内容： 补给来源 补给条件 补给量 • 地下水的补给来源： 大气降水 地表水 凝结水 来自其它含水层或含水系统的水等 人工补给（灌溉回归水、水库渗漏水等） • 补给获得： 水量 盐量 热量 • 补给获得水量—— 抬高地下水位，增加了势能， 使地下水保持不停的流动。 • 构造封闭或气候干旱的地区，地下水长期得不到 补给，将停滞而不流动。 • 补给获得盐量与热量——含水层或含水系统的水 化学特征与水温发生相应变化。 （一）大气降水对地下水的补给 1.大气降水入渗机制 •松散沉积物组成的包气带，降水入渗过 程相当复杂。至今，降水入渗补给地下 水的机制尚在探讨中。 •讨论：松散沉积物中降水入渗补给地下 水 •松散沉积物 中降水入渗 的两种形式 ： 活塞式 捷径式 活塞式下渗 ： • 鲍得曼 (Bodman)等人于20 世纪40年代在均质砂室内 入渗模拟试验的基础上提 出的。 • 入渗方式是入渗水的湿锋 面整体向下推进，犹如活 塞的运移。 •捷径式下渗： 认为下渗水流 并不作面状推进， 而是以沿着根孔、 虫孔或裂隙等大的 孔隙通道率先下渗 的方式推进。 • 理想情况下：包气带水分趋于稳定,不下渗也无蒸发、蒸腾时 ,均质土包气带水分分布如图 (c)t所示。 5 • 由图中可以看出： 包气带上部保持残留含水量 (W0),一定深度以下,由于 支持毛细水的存在，含水量大于W0并向下渐增，接近地下水 面的毛细饱和带以及饱水带，含水量达到饱和含水量(Ws)。 • 实际情况下 ：只有在雨 季过后包气带水分稳定 时最接近此理想情况, 雨季前,因旱季蒸发与 蒸腾,包气带上部的含 水量已低于残留含水量 W。,而造成所谓的水分 亏缺 [图a,t ]。 0 • 雨季初期的降雨, 首先要补足水分亏 缺,多余的水分才 能下渗[图（b） ,t 、t ]。 3 4 •下渗水到达地下水面,使地下水储量增加, 地下水位抬高 [图（c ）]。 • 地表接受降雨入渗的能力,初期较大,逐渐变小趋 于一个定值： 降雨初期,由于表土干燥,毛细负压很大,毛细 负压与重力共同使水下渗,此时包气带的入渗能力 很强。 随着降雨延续,湿锋面推进到地下一定深度, 相对于重力水力梯度 (I=1）,毛细水力梯度逐渐变 小,入渗速率逐渐趋于某一定值。 降雨强度超过地表入渗能力时,便将产生地表 坡流。 活塞式下渗是在理想均质土中 室内试验得出的。 但从微观的角 度看，并不存在均质土。尤其是粘 性土，除了颗粒间孔隙、颗粒集合 体内和颗粒集合体间的孔隙外，还 存在根孔、虫孔与裂缝等大的孔隙 通道。故在粘性土中，捷径式入渗 十分普遍。 捷径式入渗：当降水强度较大 ，细小孔隙来不及吸收全部水量时 ，一部分雨水将沿着渗透性良好大 孔隙通道优先快速下渗，并沿下渗 通道水分向细