地下水动态及影响因素

地下水动态及影响因素

摘要：掌握地下水动态的概念、特性、影响因素以及人为活动对地下水的污染

等各种情况，了解地下水动态的变化，对水资源的合理开发利用具有非常重要的

研究意义。

关键词：地下水动态影响因素

一、地下水动态的概念

地下水动态是地下水的各种特性（水温、水位、水量、水质、泉流量、开采量、溶质成分与含量及其他物理特征等）随时间及地段的变化，它是各种因素

（气候、水文、地质、土壤、生物及人为活动）自身及相互间对地下水作用的历

史过程。

地下水要素随着时间的变化而发生着变化，是由于含水系统水量、热量、能量、盐量的收支变得不平衡所致。当含水层的补给量小于排泄量时，存储量减少，地下水位下降；反之，当补给量大于其排泄量时，存储量增加，地下水位上升。

同样的，能量、热量与盐量的收支不平衡，也会使地下水的水质、水温和水位发

生相应的变化。

二、影响地下水动态的因素

影响地下水动态的因素分为自然因素和人为因素两大类。自然因素包括气候、水文、地质、土壤及生物。其中气候和水文因素对潜水及浅层承压水动态的影响

是主要的，而地质因素则对深层水的影响是主要的。土壤及生物因素只对潜水动

态的影响起辅助作用。

（一）气候因素

气候因素是表征大气所处物理状态的因素，气候周期性变化明显地反映在潜

水和浅层承压水的动态形成过程。在各种气象要素中，降水及蒸发是影响潜水及

浅层承压水动态的主要因素。气候变化使潜水水温产生变化，水温增高减少潜水

中溶解气体的数量，加大蒸发，减少水的粘滞性及表面张力，加强径流。

气候因素包括：

1、湿度

空气的湿度是指空气中水汽的含量，其表示方法及涵义与地下水的关系。湿

度与地下水的关系是空气中饱和水汽含量随温度增高而增加，当相对湿度达到100%时，水汽可以凝结形成降水。

2、大气降水

降水是指由大气层中水汽凝结并降落到地表或植被表面的一切液态水与固体水，如雨、雪、雹、雾、露、霜，降水形式分为底层降水和高层降水。底层降水

是低空水汽在地面、地表物体和植被的表面上凝结形成的降水，如雾、露、霜等，高层降水是高空水汽遇冷凝结降落在地表的降水，如雨、雪、雹、霰等。降雨形

式与地下水的关系：1.各降水形式中以雨雪对地下水的补给最大；2.低层降水对

地下水补给无多大价值；3.在降雨类型中，霪雨的雨率不大，但雨时长雨面广，

对地下水的补给有很大意义。降雨等级分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、

特大暴雨，小雨雨量1～10mm/d，0.2～5mm/0.5d，能使地面潮湿，但不泥泞；

中雨雨量10～25mm/d，5.1～15mm/0.5d，雨降到屋顶有渐渐声，洼地积水；大

雨雨量25～50mm/d，15.1～30mm/0.5d，降雨如倾盆，落地四溅；暴雨雨量

50～100mm/d，30.1～70mm/0.5d，降雨比大雨还猛，能造成山洪；大暴雨雨量

100～200mm/d，70.1～140mm/0.5d，降雨比暴雨还大，或时间长，能造成洪涝

灾害；特大暴雨雨量>200mm/d，>140mm/0.5d，降雨比大暴雨还大，造成严重的洪涝灾害，降雨等级与地下水的关系是细雨雨率、雨量皆不大，易被蒸发消耗，

暴雨的雨率大，但雨时短，雨水大部分来不及渗入地下，多呈地表径流流失。

3、蒸发

是指在太阳能作用下，水由液态转化为气态的过程。

1.蒸发类型：水面蒸发、地面蒸发和植物表面蒸发三种。水面蒸发指江、河、湖、海、池塘、水田等水体表面水分的蒸发，其蒸发强度受气温、湿度、风速、

气压、水温、水质等多种因素的影响；陆面蒸发指陆地土、石表面水分的蒸发，

其蒸发强度除受上述因素影响外，还与地形、土壤、岩石性质（特别是毛细性）、植被、地下水埋深等因素有关；叶面蒸发（蒸腾作用）指植物叶面水分的蒸腾作用，不同植物的蒸腾量可相差很大。

2.蒸发量指水由液态或固态转变成气态，逸入大气中的过程，它由水面、陆面、叶面蒸发量组成，蒸发量一般可根据热量平衡、水量平衡等原理采用近似经验公

式进行计算。一般温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低、则蒸发量就越大;

反之蒸发量就越小。

3.蒸发作用与地下水的关系

（1）蒸发影响地下水的补给量和水质；

（2）蒸发是地下水的主要排泄方式之一；

（3）湿润系数K是降水量与蒸发量之比值，写成K=降水量/蒸发量，可用来

评价地区气候的干湿性和地下水丰、枯程度的标志，根据湿润系数K区分地区的

干湿程度。

（二）水文因素

水文因素是指反映地表水流特征的因素。地表水的变化受气候因素影响，但

地表水对地下水的影响与气候因素不同，它具有局部性的特点。在有地表水存在

的地段，地表水与地下水关系一般有三种形式：

1.地表水经常补给地下水，如河流上游的熔岩发育的渗漏地段，河流过山前

扇形地的渗透段及河流下游的高河床段；

2.地下水经常补给地表水，如河流上游段，内河湖泊；

3.地表水与地下水互补，如河流中游的小型山间盆地等，丰水期河水补给地

下水，枯水期地下水补给河水。总之，不管地表水与地下水之间的水力联系方式

如何，它是越靠近地表水的地段，地下水动态变化越大，越快，反之越小而缓慢。在滨海地区，地下水动态变化除受气候，水文影响外，还受潮汐作用影响，地下

水位随海水涨落潮时的压力传递顶托作用的周期变化。在地下水以开采地区，地

下水的水质，水量、水位、水温等动态变化与地下水开采量和回灌量、水质有密

切关系。

（三）地质因素

地质因素中除地震、火山喷发、崩塌等表现为急骤的变化外，一般与气候、

水文因素相比，都表现为缓慢而稳定的作用。地质构造对地下水动态的影响，在

承压水和潜水的特征上反映的最明显。地下水变幅带内岩土颗粒的大小及级配可

以影响地下水位变化的幅度。含水层厚度、埋藏条件及饱水状况对地下水位动态

变化也有较大影响。在新构造运动强烈的地区，地下水可以在短时间内发生剧烈

的变化。因此，地下水动态的监测研究，是地震预报的重要手段之一。

（四）人为因素