水文地质学基础：第九章 地下水地下水动态与均衡.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * Company Logo LOGO Fundamentals of Hydrogeoloy 水文地质学基础 第九章 地下水动态与均衡 Company Logo 本章内容 9.1 地下水的动态 9.2 地下水的均衡 Company Logo 9.1 地下水的动态 含水层（含水系统）经常与环境发生物质、能量与信息的交换，时刻处于变化之中—与时间有关 地下水动态的概念 在与环境相互作用下，含水层（含水系统）各要素（如水位、水量、水化学成分、水温等）随时间的变化，称之地下水动态。 地下水动态的原因 含水层(含水系统)水量、盐量，热量、能量收支不平衡的结果。例如，当补给水量大于排泄水量时，储存水量增加，地下水位上升；反之，储存水量减少，水位下降。 Company Logo 9.1.1地下水动态的形成机制 以地下水水位为例 降水——补给地下水系统——水位上升 激励：环境对系统的作用； 响应：系统在接受激励后对环境的反应。 地下水动态是含水层(含水系统)对环境施加的激励所产生的响应 ? 激励—脉冲式的降水 响应—波状信号的水位 地下水水位对外界输入（降水）所产生的响应特点： （1）滞后和延迟现象 （2）有叠加现象 地下水位响应 Company Logo 降水补给引起地下水位响应——滞后-延迟-叠加 Company Logo 9.1.1地下水动态的形成机制 以地下水水位为例 因外界激励（或输入）而引起的系统响应（或输出）的变化幅度是含水系统内部结构作用的结果 某要素（水位）随时间的变化程度用稳定性来衡量 动态稳定——变化幅度小,承压水 动态不稳定——变化幅度大，潜水 地下水动态曲线 Company Logo 河北饶阳地区地下水位动态曲线 思考？影响地下水位变化（动态特征）因素有哪些？ Company Logo 9.1.2 地下水动态的影响因素 1、气象（气候）因素 ?特点：对潜水，大面积，普遍产生影响 (主要有降水与蒸发因素)。 气象因素表现： 降水的年内季节性变化 降水的多年变化（如10年周期） 降水的昼夜变化 与此相对应，地下水动态也有这三种周期性变化 昼夜变化 --在许多地区不明显 多年变化 --研究周期长，不太明显 年内变化 --最突出、明显 地下水动态曲线 Company Logo 气象（气候）因素 图9—3 潜水动态曲线 （1954—1955，北京） 虚线为气温；兰色柱状为降水量；红色为潜水位；黄色柱状为蒸发量 Company Logo 9.1.2 地下水动态的影响因素 2、水文因素 指地表水体的变化对地下水动态的影响 从右图中可以看出什么规律？ 与地表水体的距离有关 思考？与潜水比较, 受河水位影响承压水动态有何特点？ Company Logo 9.1.2 地下水动态的影响因素 3、地质因素 地质因素是间接因素（相当于滤波器） 气候与水文因素决定了一个地区地下水动态的总轮廓 地质因素起修饰作用，滤波或削峰填谷的作用 潜水位的埋深：埋深的大小影响滞后-延迟时间和变幅； 包气带岩性：渗透性影响滞后-延迟时间和变幅； 饱水带岩性：渗透性和给水度影响动态变化范围和变幅； 地下水所处的空间部位：补给区，排泄区。一般而言，补给区较排泄区更不稳定 4、人为因素 包括开采、人工回灌、灌溉、库渠渗漏、污水排放等 岩溶水动态特征 Company Logo 云南喷水洞地下暗河流量动态曲线 岩溶水动态 山西广胜寺岩溶泉流量动态曲线 Company Logo 9.1.3 地下水天然动态类型 潜水、承压水由于排泄方式、交替程度不同，两者的动态特征也不同 1、潜水的动态类型——三种类型 蒸发型—— 分布：主要出现在干旱半干旱地区，地形切割微弱的平原或盆地。 动态特点：年水位变幅小，各处变幅接近，水质季节变化明显，长期中地下水不断向盐化方向发展，并使土壤盐渍化。 径流型—— 分布：广泛分布于山区及山前。 动态特点：年水位变幅大而不均(由分水岭到排泄区，年水位变幅由大到小)，水质季节变化不明显，长期中则不断趋于淡化 Company Logo 9.1.3 地下水天然动态类型 1、潜水的动态类型——三种类型 弱径流型—— 分布：分布于气候湿润的平原与盆地，蒸发排泄有限，径流排泄为主，但径流微弱。 动态特点：年水位变幅小，各处变幅接近，水质季节变化不明显，长期中向淡化方向发展。 2、承压水的动态类型——径流型 动态变化的程度取决于构造封闭条件。构造开启程度愈好，水交替愈强烈，动态变化愈强烈，水质的淡化趋势愈明显。 Company Logo 9.1.3 地下水天然动态类型