水文地质课件习题七 地下水的补给与排泄
第七章地下水的补给与排泄(下)ppt课件
流量过程线的直接分割法
三、蒸发 1.蒸发地区及条件：低平地区，尤其干旱气候下松散沉积物构成的平原 与盆地中，蒸发与蒸腾往往是地下水主要的排泄方式。 2.蒸发方式：土面蒸发和叶面蒸腾。 3.土面蒸发： 1）土壤水蒸发：土壤水与饱水带无直接联系，因此，不直接消耗饱水 带中的地下水。 ①土壤水组成：土壤位于包气带上部，其中水包括：孔角毛细水、悬挂 毛细水、过路毛细水及结合水。 ②土壤水蒸发结果： a. 使包气带水分亏缺，会间接影响饱水带接受降水补给的份额，但不 会直接消耗饱水带的水量。 b.使土壤水发生季节性的浓缩，但在雨季又可得到降水补充而淡化。 只要不用高矿化度水去灌溉土壤，土壤在长期中不会累盐，也不会 使地下水盐化。 ③土壤水蒸发强度影响因素： a.气候； b.包气带岩性。
③泉实例—泉城济南：在2.6km2 范围内出露106 个泉，其总涌水量最大时达到 5m3/s。 a.大泉形成条件：必须在地形、地质、水文地质条件十分巧妙地配合下，才可 出现成群的大泉。 b.大泉形成原因： Ⅰ地质条件：济南市以南为寒武奥陶系构成的单斜山区，其中奥陶纪灰岩是 岩溶水发育的必要条件，而市区北侧为闪长岩及辉长岩侵入体，它包围了舌 状奥陶纪灰岩，起到阻挡作用； Ⅱ地形条件：单斜山区地形向济南市区倾落，使地下水在地势影响下向市区 流动； Ⅲ水文地质条件：奥陶纪灰岩的溶蚀形成了地下水通道，而透水性良好的灰 岩接受大范围降水的补给，形成了丰富的地下水； Ⅳ地形、地质、水文地质条件的配合：地形与岩层均向济南市区倾落，造成 了地下水在地势影响下，沿岩层内通道（其中向市区倾落的岩层面是地下水 的重要通道）向市区流动，丰富的地下水汇流于济南市的东南。而透水性良 好的奥陶纪灰岩被透水性差的闪长岩及辉长岩体（相当于隔水层）组成的口 袋状“地下堤坝”的阻挡，被迫出露。因此造成济南“家家泉水”的奇观。 c.泉类型讨论 溢流泉和接触带泉。
有关地下水补给、径流、排泄等水文地质学基础知识
有关地下水补给、径流、排泄等水文地质学基础知识地下水，那可是大地的神秘宝藏，就像藏在地下的小金库，默默地滋养着大地万物。
今天咱们就来唠唠地下水的那些事儿，什么补给、径流、排泄之类的。
咱先说说地下水的补给。
这补给就像是给地下水这个大池子注水一样。
雨水是个很重要的角色呢。
每次下大雨的时候，雨滴就像一个个小信使，带着天空的馈赠冲向大地。
一部分雨水直接渗到地下，就像小偷悄悄溜进了一个秘密基地，慢慢地补充着地下水。
还有河流啊，它就像一个慷慨的邻居，有时候河水会偷偷地往地下渗，把自己的水分享给地下水。
山上的冰雪融化也不能小看，那融化的雪水就如同远方归来的游子，急切地投入大地的怀抱，成为地下水的一部分。
对了，灌溉用水有时候也会渗透下去，这就好比我们吃饭的时候不小心掉了些米粒到地上，虽然看起来不起眼，但积少成多也能给地下水加点料。
地下水可不会一直静止在那里，它也像个调皮的孩子到处跑，这就是径流。
它在地下岩石和土壤的孔隙里穿梭，就像小老鼠在地道里乱窜。
地下水径流的速度可不一样，就跟不同的人走路速度有快有慢一样。
如果地下的岩石和土壤孔隙比较大，像那种粗砂层，地下水就跑得欢快些，就像在宽阔的马路上跑步；要是遇到黏土这种孔隙小的，那就只能慢悠悠地挪了，仿佛走在狭窄的小巷子里。
而且地势也影响它的径流方向，水往低处流嘛，地下水也不例外，它总是朝着地势低的地方流去，就像球总是往坡下滚一样。
再讲讲排泄。
地下水也得有个出口释放自己，这就是排泄。
泉水就是地下水排泄的一种美丽呈现。
那泉水涌出来的时候，就像大地开了个口子在吐珍珠，清澈的泉水从地下冒出来，形成了一道亮丽的风景。
有些地方的湖泊也是靠地下水排泄来维持水量的，地下水就像一个默默支持的一直在背后给湖泊提供水源。
还有啊，人们打井取水，这也算是地下水的一种排泄方式。
地下水就像一个无私的供应者，满足人们的用水需求。
不过要是取太多，就像一个人不停地索取别人的东西，那地下水也会受不了的。
水文地质学 第七章__地下水的补给与排泄
第七章地下水的补给与排泄补给：recharge径流：runoff排泄：discharge补给、径流、排泄是地下水参与自然界水循环的重要环节。
径流7．1 地下水的补给补给––––含水层或含水系统从外界获得水量的过程。
1．大气降水（precipitation）入渗机理：1）活塞式下渗（piston type infiltration）→Green–Ampt模型：求地表处的入渗率（稳定时v→K）（P49,公式5–14；P65，图7–3），累积入渗量。
2）捷径式下渗（short-circuit type infiltration），或优势流（preferential flow）。
降水→地下水储量增加→地下水位抬高→势能增加。
降水转化为3种类型的水：①地表水，地表径流（一般降水的10 ~ 20%产生为地表径流）；②土壤水，腾发返回大气圈（一般大于50%的降水转为土壤水，华北平原有70%的降水转化为土壤水）；③地下水，下渗补给含水层（一般20 ~ 30%降水渗入地下进入含水层）。
渗入地面以下的水：①滞留于包气带→土壤水，通过腾发ET（evapotranspiration）→返回大气圈；②其余下渗补给含水层→地下水。
因此，落到地面的降水归结为三个去向：（1）地表径流；（2）土壤水（腾发返回大气圈）；（3）下渗补给含水层。
入渗补给地下水的水量：q x=X-D-∆S式中：q x ––––降水入渗补给含水层的量；X ––––年降水总量； D ––––地表径流量；∆S ––––包气带水分滞留量。
单位：mm 水柱。
降水入渗系数（α）––––补给地下水的量与降水总量之比。
Xq x=α （小数或%表示） 一般α =0.2 ~ 0.5。
定量计算（入渗系数法）：Q=α·X ·F （注意单位统一，X ：mm/a ，F ：km 2，Q ：m 3/a ） 影响降水入渗补给的因素：① 降水量大小：雨量大，α大；雨量小，α小；② 降水强度：间歇性的小雨，构不成对地下水的有效补给（如华北平原，一次降水<10mm 的为无效降雨）；连绵小雨有利于补给；集中暴雨→一部分转化为地表径流→不利于补给；③ 包气带岩性：K 大，有利于入渗；K 小，不利于入渗；④ 包气带厚度：厚，入渗量小，河北平原存在“最佳埋深”，一般4 ~ 6m ，地下水位在“最佳埋深”时，入渗补给量最大，入渗系数α也最大；⑤ 降雨前期土壤含水量：含水量高，有利于补给；含水量低，不利于补给；⑥ 地形地貌：坡度大→地表径流量大→不利于补给；地势平缓，有利于补给； ⑦ 植被覆盖情况：植被发育，有利于拦蓄雨水和入渗；但浓密的植被，尤其是农作物，蒸腾量大，消耗的土壤水分多，不利于补给。
地质大水文地质学课件第8章 地下水的补给与排泄
8.1 地下水的补给与排泄 8.2 地下水的排泄 8.3 含水层之间地下水的转化 8.4 本章小结
>>地下水经常不断地参与着自然界的水循环。含水层或含 水系统经由补给从外界获得水量，通过径流将水量由补给处 输送到排泄处向外界排出。
>>在补给与排泄过程中，含水层与含水系统除了与外界交 换水量外，还交换能量、热量与盐量。
(7)某承压含水层被开采时，其上部的潜水含水层水头也逐渐下降， 请解释这种现象？
(8)画出间歇性河流对潜水的补给过程的横断面示意流网图，并说 明间歇性河流变化规律对潜水含水层动态的影响。
>>补给的研究包括：补给来源、影响因素与补给量。
>>地下水的补给来源：大气降水补给；地表水补给；凝结水补给； 与人类活动有关的补给。
第八章 地下水的补给与排泄
8.1 地下水的补给与排泄 8.2 地下水的排泄 8.3 含水层之间地下水的转化 8.4 本章小结
8.2 地下水的排泄
>>含水层(含水系统)向外界排出水量的过程称为排泄。 >>排泄过程中，含水层的水质、水位等也发生相应变化。 >>地下水排泄的研究包括：
补给含水层
A
M
主含水层
B
HA HB
V KI H A HB M
第八章 地下水的补给与排泄
8.1 地下水的补给与排泄 8.2 地下水的排泄 8.3 含水层之间地下水的转化 8.4 本章小结
8.4 本章小结
8.4.1 学习要求
>>掌握地下水的补给过程及其影响因素； >>掌握地下水的排泄过程及其影响因素； >>理解含水层之间地下水的相互转化。
17-地下水的补给与排泄
收入项（A）
大气降水入渗量 地表水上游流入量 地下水流入量（越流补给量） 水汽凝结量
地表水下游流出量 支出项（B） 地下水流出量 地表水变化量 蒸发量包气带水变化量 水储量变化量∆ω 均衡期的储量变化： 潜水变化量 承压水变化量 ∆ω=A-B
2、水文因素
• 河水的影响：主要取决 于含水层（地下水系统） 距离地表水体的远近； • 地表水体补给地下水而 引起水位抬升。距河流 远，水位增幅减小，滞 后时间长； • 河水对地下水动态的影 响一般为数百米至数公 里，此范围以外，主要 受气候因素的影响。
3、地质地貌因素
地质地貌因素：一般反映在地下水形成特征方面：
（二）流速较缓慢（m/d)
层流：在岩石空隙中渗流时，水质点作有秩序的、互不 混杂的流动，流速小，一般岩石空隙； 紊流：水质点无秩序地、互相混杂的流动。流速大，岩 石大空隙（砾石层、溶洞、抽水井及矿井附近）。
第五节 地下水的动态
一、影响地下水动态的因素
• 自然因素：气象气候、水文、地质地貌、 土壤生物；
• 水力坡度趋近于零，径流停滞。 • 潜水表现为渗入补给和蒸发排泄，属垂向交替； 对于承压水可以有垂直越流补给与排泄。
三、地下水的排泄
• 地下水失去水量的过程； • 排泄方式： 点状排泄（泉） 线状排泄（向河流泄流） 面状排泄（蒸发） • 排泄过程中，地下水的水量、水质及水位均相应 的发生变化。
（三）泄流排泄
• 地下水通过地下途径直接排入河道或其他地表水体， 称为泄流排泄。 • 地下水位高于地表水位的情况下发生； • 泄流量的大小：含水层的透水性能、河床切穿含水 层的面积，地下水位与地表水位之间的高差。
水文地质学基础 第七章 地下水的补给与排泄.
2. 研究泉的意义
1）根据泉涌水量大小，确定含水层的富水程度。 2）泉的分布反映含水层或含水通道的分布以及补给区和排 泄区的位置。 3）对泉水动态的研究，可判断其补给水源的类型。 4）泉的标高反映地下水位标高； 5）泉水的化学成分，物理性质与气体成分，反映地下水的 水质特点和埋藏情况。 6）泉的研究有助于判断隐伏地质构造。 7）一些大泉水质好，流量稳定，便于开发利用。
一般可统一求算大气降水与地表水的入渗量。 通过计算排泄量的途径反求补给量。
α＝Q / f ·x·1000
Q—年地下水排泄量，相当于全年降水与河水补给地下 水的量 ；
f—汇水区面积（km2）； X—年降水量（mm）。 α一般在0.2～0.5之间，南方岩溶地区α可高达0.8以上， 而西北极干旱的山间盆地则趋于零。
（二）推求降雨入渗补给量 降雨入渗系数确定后，即可根据一定年份的降
雨量推求该年的降雨入渗补给量。
Q＝X ·α· f · 1000
四、凝结水的补给
一般情况下，凝结形成的水相当有限。但是，高 山、沙漠等昼夜温差大的地方，凝结作用对地下水补 给的作用不能忽视。
如：据研究，内蒙桌子山地区凝结水对岩溶地下 水补给， 陕北沙漠滩区凝结水补给，对该地区地下 水的开发利用和水土保持有着重要的意义。
二、泄流 多采用河流流量过程线分割法进行估算。
流量过程线的直接分割法
三、蒸发
地下水的蒸发排泄实际可以分为两种： ☆土壤水的蒸发： 土壤在长期中不会累盐，也不会使地下水盐化。 ☆潜水的蒸发： 地下水不断浓缩盐化。
四、蒸腾
◆蒸腾量与植物的品种密切相关； 深度受植物根系分布深度的控制。
水文地质学 第6章 地下水的补给与排泄
1、大气降水入渗机制
❖ “活塞式”入渗
—— 均匀砂土层
❖ “捷径式”下渗
t1
——空隙大小极悬殊
t2
活塞式与捷径式区别：
① 捷径式下渗，新水可以 超过老水，优先达含水 层；
② 捷径式下渗，不必包气 带达到饱和即可补给下 方含水层。
捷径式下渗图
6.1.1 大气降水对地下水的补给
2、降水补给的影响因素 ▪ P = R + E +ΔS + G ▪ 气候因素（P，E）：
④ 井孔灌注。
6.2 地下水的排泄
❖ 地下水排泄的研究包括： ▪ 排泄方式、排泄机制、影响因素、排泄量的确定
❖ 排泄方式： ▪ 泉（点状排泄） ▪ 向地表水体泄流（河流—线状）、向相邻含水层的排泄 ▪ 蒸发蒸腾（面状排泄） ▪ 人工排泄
❖ 前三种排泄方式称为径流排泄，与蒸发排泄的区别：
▪ 径流排泄—水分（盐分）呈液态排出,盐随水去 ▪ 蒸发排泄—水分呈气态排出，盐分积累下来，水去盐留
▪ 天然：大气降水、地表水、凝结水及相邻含水层的补给等 ▪ 人类活动有关的：灌溉水入渗、水库渗漏及人工回灌
6.1.1 大气降水对地下水的补给
讨论：入渗机制？影响因素？？补给量的确定？？？
1、大气降水入渗机制
▪ 包气带是降水对地下水补给的枢纽，包气带的岩性结 构和含水量状况对降水人渗补给起着决定性作用
2、下寒武为隔水层，仅断层带局部 导水；中寒武是较好的含水层；上寒 武基本上可看作隔水层。
3、奥陶系厚层灰岩中，地表水系不 发育；泉数量不多而涌水量大，为110L/s，个别大于10L/s；大多出露于 与其他地层交接处，说明富水性强， 是本区最好的含水层。 4、个别地段的断裂带出露泉而流量为 1-10L/s，说明断层有一定导水能力。
东北大学《水文地质学基础》第七章拓展学习必备资料67
第七章地下水的补给与排泄
一．选择题
1.有关地表接受降水入渗能力和入渗速率的描述正确的是：（）
A)地表接受降水入渗能力初期较小，逐渐变大。
B)地表接受降水入渗能力是一个定值。
C)降水入渗速率是逐渐变小的，最后变为零。
D)降水入渗能力和入渗速率随着降雨延续逐渐趋于某一定值。
2.关于地下水补给入渗方式正确的描述是：（）
A)在粘性土中都是捷径式下渗。
B) 地下水补给入渗方式要么是活塞式下渗，要么是捷径式下渗。
C)活塞式下渗是年龄较新的水推动其下的年龄较老的水，始终是“老”水先到达含水层；捷径式下渗时“新”水可以超前于“老”水到达含水层；
D)对于捷径式下渗，入渗水必须先补充包气带水分亏缺，然后才可下渗补给含水层。
3.判断下面各图所代表的泉的类型
（a）图（）；（b）图（）；（c）图（）；（d）图（）；（e）图（）；（f）图（）。
A)侵蚀泉
B)接触泉
C)溢流泉
D）接触带泉
4. 判断下面各图所代表的泉的类型
（g）图（）；（h）图（）；（i）图（）；（j）图（）。
A)侵蚀泉
B)接触带泉
C)溢流泉
D）断层泉。
水文地质学基础地下水的补给与排泄
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20
山
区 ➢山区地下水全部以泉形式集中排泄时，可通过定期测定泉
地 流量求得全年排泄量。
下 水 的 排
➢如地下水分散泄流，可通过分割河水流量过程线求年
排泄量（见下图）。 ➢如果山区地下水有一部分以地下径流形式排入相邻的平原
泄 或盆地，则必须另行计算这一部分水量加入排泄量中。
量
基流：径流过程线中表示河道内 常年出现并基本稳定的那部分水 流，完全由地下水补给。
基岩山区大气降水、地表水与地下水的转换情况比较复杂， 单独求算山区的大气降水入渗补给地下水量很困难，通常的做 法是统一求取山区大气降水与地表水对地下水的补给量。
山区地形切割，地下水位埋藏深度大，地下水的蒸发排 泄量可以忽略，大体上可认为山区地下水的补给量等于其排 泄量，故可通过测定地下水排泄量反求其补给量。
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7
活塞式下渗：入渗水的湿锋面整体向下推进，犹如活塞的运移。
地面
t1
湿
锋
t2
面
潜水面
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8
下渗过程水分分布
渗润阶段
渗漏、渗透阶段
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9
7.1.1 大气降水对地下水的补给
1、大气降水入渗机制 • “活塞式”入渗
—— 均匀砂土层
• “捷径式”下渗
t1
——空隙大小极悬殊
水文地质学基础 Fundamentals of Hydrogeology
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1
本章内容
7.1地下水的补给 7.2 地下水的排泄 7.3 地下水径流 7.4 地下水补给、径流与排泄对地下水水质的影响
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2
❖ 基本概念
第七章 地下水的补给与排泄.ppt
排
冲积平原与盆地的某些部位，河水位与地下水位的关
泄
系，随季节而变（图7－5c）；在某些特殊的冲积平
原中，河床因强烈的堆积作用而形成所谓的“地上河
”，河水经常补给地下水（图7－5d）。
2019/11/6
第
七
山区深切河谷 排泄地下水，洪水期补给地下水
章
地 下 水 的 补 给 与 排 泄
1—基岩；2—松散沉积物；3—地表水位（纵剖面）； 4—地下水位；5—地表水位（横剖面）
第
七
章
（3）河流渗漏补给地下水的水量的确定
简单的确定方法，可以在有渗漏的河段上下游，
地
分别测定断面流量Q1及Q2，则河流渗漏量等于
下
水
Q补=(Q上游-Q下游) t
的
其中t为河床过水时间。
补
不适用地下河发育地带
给
与
不适用有泉的地带
排
不适用河流排泄地下水的地带
泄
不适用河床尚未润湿的时间段
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图7—2 降水入渗过程中包气带水分分布曲线
W0—残留含水量； Ws —饱和含水量
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c）随着降雨的继续，多余的入渗水分开始下渗，近地表 面出现高含水量带，水分分布特征如图7-2（b）t3时的 状况；如果连续降雨高含水量带将向下推进，如果此
时停止降雨，高含水量带的水分向下缓慢消散
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第 七
地上河 补给地下水。
章
地 下 水 的 补 给 与 排 泄
1—基岩；2—松散沉积物；3—地表水位（纵剖面）； 4—地下水位；5—地表水位（横剖面）
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第 七 章
地质大水文地质学基础讲义07地下水的补给与排泄
第七章地下水经常不断地参与着自然界的水循环。
含水层或含水系统经由补给从外界获得水量，通过径流将水量由补给处输送到排泄处向外界排出。
在补给与排泄过程中，含水层与含水系统除了与外界交换水量外，还交换能量、热量与盐量。
因此，补给、排泄与径流决定着地下水水量水质在空间与时间上的分布。
关于地下水的径流（流动），我们将在第八章加以地下水的补给与排泄讨论。
7．1 地下水的补给含水层或含水系统从外界获得水量的过程称作补给。
补给除了获得水量，还获得一定盐量或热量，从而使含水层或含水系统的水化学与水温发生变化。
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。
由于构造封闭，或由于气候干旱，地下水长期得不到补给，便将停滞而不流动。
补给的研究包括补给来源、补给条件与补给量。
地下水的补给来源有大气降水、地表水、凝结水，来自其它含水层或含水系统的水等。
与人类活动有关的地下水补给有灌溉回归水、水库渗漏水，以及专门性的人工补给。
7．1．1 大气降水对地下水的补给7．1．1．1 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。
迄今为止，降水入渗补给地下水的机制尚未充分阐明。
我们以松散沉积物为例，讨论降水入渗补给地下水。
目前认为，松散沉积物中的降水入渗存在活塞式与捷径式两种（图7—1）。
活塞式下渗（Piston type infiltration ）：鲍得曼（Bodman ）等人于1943—1944年对均质砂进行室内入渗模拟试验的基础上提出，简而言之，这种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。
在理想情况下，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7—2（c ）中九所示。
包气带上部保持残留含水量（0W ），一定深度以下，由于支持毛细水的存在，含水量大于0W 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（s W ）。
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，雨季之前，由于旱季的土面蒸发与叶面蒸腾，包气带上部的含水量已低于残留含水量0W ，而造成所谓的水分亏缺（图7—2a ，（0t ））。
地下水的补给、排泄与径流
– 强径流带的意义
• 三、径流强度、居留时间和水质的关系
地下水的补给、排泄与径流
四、地下水径流量计算
1. 地下水径流模数（Mc）
• 每平方公里含水层面积上地下水的流量。升/秒·平方公里。
Mc
（一株大的植物，犹如一台生物抽水机）
成年树木的耗水 能力
饥饿草原护田对潜水位的影响
地下水的补给、排泄与径流
第三节 地下水的径流
地下水的补给、排泄与径流
一、径流方向、强度的影响因素
• 径流的定义：地下水由补给区向排泄区流动的过程称作径 流。 最简单的情况下，含水层自一个集中补给区流向集 中排泄区，具有单一径流方向。
•2、标准退水曲线法 –具体步骤： •确定标准退水线：图5-30 •确定洪峰段 •确定起涨点A和退水点B •将标准退水线绘于过程线上（图5-29）求出基流
–适用：河流与潜水无直接水力联系、地下水径流不受河水涨落影响。 –优点：一定程度反映了地下水泄流规律
•3、库捷林分割法（图5-31） –适用：河水与潜水有直接水力联系 –原理：枯水期，河流由地下水泄流组成，洪水期，地下水泄 流为零。
地下水的补给、排泄与径流
对于潜水来说， 山区地下水的 循环属于渗 入—径流型
干旱半干旱地区地形低平的细土堆积平原，径流很弱。 属于渗入—蒸发型
地下水的补给、排泄与径流
•径流强度
• 可用单位时间通过单位断面的流量表示，即以渗透流速 衡量。
• 根据达西定律V=KI 故径流强度与 含水层的透水性成正比 补绐区及排泄区之间的水位差成正比 与补给区到排泄区的距离成反比 与含水系统的构造有关 • 构造开启程度，图5-36 • 断层的导水性，图5-37
《水文地质基础》第六章 地下水的补给与排泄
第1节 地下水的补给
Groundwater recharge
补给方式：大气降水入渗、地表水入渗、凝
结水入渗、其他含水层或含水系统 、人工补 给
补给量(Incremeng of aquifer)的确定：
研究每一种补给方式的补给量大小
影响补给量大小的因素：讨论每一种补给
方式的影响因素
第1节 地下水的补给—大气降水入渗补 给
(Interaquifer flow; Flow across)
影响补给量大小的因素
两个含水层之间的水头差； 裂隙、断层的透水性； 弱透水层的透水性及厚度
越流补给量的确定：
K —— 弱透水层垂向渗透系数；
(Coefficient of permeability) I —— 驱动越流的水力梯度；
系：
地表水入渗补给量的确定
平原地区。选择符合下列条件的典型渗漏地段 ⑴ 无支流 ⑵ 无降水 ⑶ 无取水排水 ⑷ 河流两侧岩性均一
实测河段上、下游断面流量Q1和Q2
则渗漏量△Q为：
△Q = Q1 – Q2 根据△Q 的大小确定地表水与地下水的补排关系和 渗漏量。
此法不适用于间歇性河流及侧向径流强烈，潜水位 与河水位不相连的经常性河流。因为消耗于包气带的 水量占相当比例，误差较大。
人工回灌
采用有计划的人为措施补充含水量的水量称为人工
补给地下水 。其目的有：
补充、储存地下水资源； 抬高地下水位以改善地下水开采条件； 储存热源以用于锅炉用水； 储存冷源用于空调冷却； 控制地面沉降； 防止海水倒灌与咸水入侵含水层；
第2节 地下水的排泄
Groundwater discharge
按出露原因： 侵蚀泉、接触泉、溢流泉——下降泉 (Destructional spring;boundary spring, Contact spring; Overflowing spring) 侵蚀泉、断层泉、接触带泉——上升泉 (Fault spring)
地下水基础—第七章 地下水的补给与排泄
开封柳园口悬河
山东境内黄河
（二）河流对地下水补给的过程－间歇河流为例
1、汛期开始以垂直入渗为主， 潜水面处形成水丘。
2、水丘水位不断抬高， 与河水连成一体。
3、汛期结束， 潜水位普遍抬高。
（三）河流补给地下水的影响因素
1、河床面积 2、河床透水性 3、河床水位与地下水位之差。
（四）河流补给地下水的水量的确定
蒸发及蒸腾返回大气，不构成地下水的有效补给。 集中式暴雨降水强度超过地面入渗能力而部分转 化为地表径流，入渗系数偏低。连绵细雨不超过 地面入渗速率的最有利于地下水的补给。
α
间歇小雨
连绵细雨
降水强度（单位时间内降水量） 集中暴雨
(三)影响大气降水补给地下水的的因素
3、包气带渗透性与厚度
累
积 200 入
Q
f X 1000
Q 地下水排泄量（泉的排泄量、河流的基流量） (m3/a)
f 汇水面积（Km2) X 年降水量(mm)
四、凝结水的补给
特点 ：1、昼夜温差大（撒哈拉大沙漠昼夜温差 50℃ ）。
2、夜间土壤（沙层）温度低，首先自身凝 结出水，其次是大气层凝结出水（敦煌壁画受 到凝结水的破坏）。
湿润锋面
>>入渗特点：
＊发生在空隙均匀的岩土体中；
＊入渗水湿润面整体向下推进，犹如活塞的运移；
＊年龄新的水推动年龄老的水下移，“老”水在前， “新”水在后，始终是“老”水先到达含水层。
大气降水对地下水的补给
2、捷径式 由于孔隙大小的差异，当降水强度较大，入
渗水将沿着渗透性良好的大孔隙通道优先下渗，同时向下 渗通道周围扩散。在接受连续入渗补给后，大通道的入渗 水将优先到达地下水面。
第七章 地下水的补给径流与排泄
第七章地下水的补给径流与排泄我们认为：世界是物质的，物质是运动的，运动是有规律的，规律是可以认识并可以利用的。
地下水是自然界广泛存在的非常重要的物质，对它运动规律我们从微观上已经进行过一些研究，如达西线性渗透定律，V = Kl；讨论了结合水、①毛细水的运动规律；学习了地下水化学成分的形成与变化。
而在宏观上关于地下水的运动，只在自然界水循环中作过简单的介绍。
在以下几章里，将分别介绍地下水水质、水量的时空变化规律。
这个变化的：过程——地下水的动态；数量关系——地下水的均衡；结果——地下水资源。
在“自然界水循环”当中讲到：水文循环——大气水、地表水、地壳浅部水之间的相互转化过程。
（发生在海 陆之间的叫大循环；发生在海海与陆陆内部的叫小循环。
）地质循环——地球浅部层圈与深部层圈之间水分的相互转化过程。
地下水经常不断地参与着自然界的水循环，我们把下面三个概念（过程）叫做* 地下水循环——地下水的补给、径流与排泄过程。
* ①补给——含水层（含水系统）从外界获得水量的过程。
* ②径流——水由补给处向排泄处的运动过程。
* ③排泄——含水层（含水系统）失去水量的过程。
地下水在补给、径流、排泄过程中，不断的进行着水量的交换和运移。
由于水是盐分和热量的良好的溶剂和载体，所以在水量交换的同时，也伴随着水化学场和温度场的响应的变化。
即水量、盐量、热量都在变化。
这些变化的特点决定了含水层（含水系统）中水量、水质、水温的分布规律。
因此，在做地下水研究时，只有搞清地下水的补、径、排规律或特点，才能正确的评价水资源，才能更合理的利用地下水，更有效的防范地下水害。
* 一、地下水的补给——含水层（含水系统）从外界获得水量的过程。
研究地下水的补给，主要研究如下三个问题：a. 补给源：大气降水、地表水、凝结水、相邻含水层（含水系统）的水以及人工补给水源。
b. 补给条件：主要是发生补给的地质—水文地质条件，如补给方式和补给通道的情况等。
c. 补给量：含水层（含水系统）获得了多少水。
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习题七 地下水的补给与排泄
一、名词解释
1．地下水补给：含水层或含水系统从外界获得水量的过程。
2．入渗系数：每年总降水量补给地下水的份额。
3．凝结作用：温度下降，超过饱和湿度的那一部分水汽，便凝结成水，这种由气态水转化为液态水的过程。
4．越流：相邻含水层通过其间的弱透水层发生水量交换。
5．地下水排泄：含水层或含水系统失去水量的过程。
6．泉：地下水的天然露头。
7．上升泉：由承压含水层补给形成的泉。
8．下降泉：由潜水或上层滞水补给形成的泉。
9．侵蚀（下降）泉：当沟谷切割揭露含水层时形成的泉。
10．接触泉：地形切割达到含水层隔水底板时，地下水被迫从两层接触处形成的泉。
11．溢流泉：潜水流前方透水性急剧变弱，或隔水底板隆起，潜水流动受阻而涌溢于地表形成的泉。
12．断层泉：地下水沿导水断层上升，在地面高程低于水位处涌溢地表形成的泉。
13．接触带泉：岩浆或侵入体与围岩的接触带，常因冷凝收缩而产生隙缝，地下水沿此类接触带上升形成的泉。
14．地下水的泄流：当河流切割含水层时，地下水沿河呈带状排泄，称作地下水泄流。
15．蒸腾：植物生长过程中,经由根系吸收水分,在叶面转化成气态水而蒸发,称蒸腾。
二、填空
1．地下水补给的研究包括 补给来源、补给条件 与 补给量 。
2．地下水的天然补给来源有 大气降水、地表水、凝结水、其它
含水层或含水系统的水。
3．与人类活动有关的地下水主要补给源有 灌溉回归水、水库渗漏水、以及专门性的 人工补给 。
4．落到地面的降水，归根结底的三个去向是 转化为地表径流、腾发返回大气圈 和 下渗补给含水层 。
5．影响大气降水补给地下水的因素主要有 年降水总量、降水特征、包气带岩性和厚度、地形 和 植物 。
6．研究含水层的排泄包括 排泄去路、排泄条件 与 排泄量 等。
7．地下水的天然排泄方式有 泉、向河流泄流、蒸发、蒸腾、向另一含水层的排泄。
8．根据补给泉的含水层性质，可将泉分为 上升泉 及 下降泉 两大类。
9．根据泉的成因，下降泉可分为 侵蚀（下降）泉、接触泉 与溢流泉。
10．上升泉按其成因可分为 侵蚀（上升）泉、断层泉 与 接触带泉 。
11．影响潜水蒸发的因素是 气候、潜水埋深、包气带岩性 及 地下水流动系统的规模。
12．将补给、排泄结合起来，我们可以将地下水循环划分为 渗入-径流型 和 渗入-蒸发型 两大类。
三、判断题
1．补给、排泄与径流决定着地下水水量水质在空间与时间上的分布。
（ √ ）
2．活塞式下渗始终是"老"水先到含水层。
（ √ ）
3．捷径式下渗始终是"老"水先到含水层。
（ × ）
4．降水补给地下水的量与降水强度没有关系，只与降水量的大小有关。
（ × ）
5．河水补给地下水时，补给量的大小与透水河床的长度与浸水周界的乘积、河床透水性成正比。
（ √ ）
6．当河水与地下水有水力联系时，河水补给地下水的量与河水位与地下水位的高差呈反比。
（ × ）
7．利用天然潜水位变幅确定入渗系数，一般要求研究区地下水水平径流及垂向越流与蒸发都很微弱、不受开采影响。
（ √ ）8．相邻含水层之间水头差愈大、弱透水层厚度愈小、垂向透水性愈好，则单位面积越流量便愈大。
（ √ ）
9．昼夜温差越大，产生的凝结水量越大。
（ √ ）
10．判断泉是上升泉还是下降泉，只根据泉口的水是否冒涌来判断即可，不必考虑含水层是潜水含水层还是承压含水层。
（ × ）11．气候俞干燥，相对湿度越小，潜水蒸发便愈强烈。
（ √ ）12．砂最大毛细上升高度太小，而亚粘土与粘土的毛细上升速度又太低，均不利于潜水蒸发。
粉质亚砂土组成的包气带，最有利于潜水蒸发。
（ √ ）
13．地下水的泄流是地下水沿河流呈带状排泄。
（ √ ）
14．地下水以径流排泄为主时，其含盐量较低，以蒸发排泄为主时，其含盐量较高。
（ √ ）
15．越流系统包括主含水层、弱透水层以及相邻含水层或水体。
（ √ ）
16．在越流系统中，当弱透水层中的水流进入抽水层时，同样符合水流折射定律。
（ √ ）
四、简答题
1．地下水补给的研究内容有哪些? 地下水的补给来源有哪些？
研究内容：补给来源、补给条件、补给量。
补给来源有：大气降水、地表水、凝结水、其它含水层或含水系统和人工补给。
2．松散沉积物中存在哪两种降水入渗形式? 二者有什么不同？
两种形式为：捷径式和活塞式。
两者不同点：
(1) 活塞式下渗是年龄较新的水推动其下的年龄较老的水，始终是老水先到达含水层；捷径式下渗时新水可以超前于老水到达含水层；
(2) 对于捷径式下渗，入渗水不必全部补充包气带水分亏缺，即可下渗补给含水层。
3．河水补给地下水时，补给量的大小取决于哪些因素？
(1) 透水河床的长度与浸水周界的乘积；
(2) 河床透水性；
(3) 河水位与地下水位的高差；
(4) 河床过水时间。
4．大气降水与地表水是地下水的两种补给来源，从空间和时间分布上二者有什么不同？
空间分布看，大气降水属于面状补给，范围普遍且较均匀；地表水则可看作线状补给，局限于地表水体周边。
时间上，大气降水持续时间有限而地表水体持续时间长或是经常性的。
5．含水层之间进行水量交换时，必须具备有水力联系，常见的联系形式有哪几种？
(1) 直接接触
(2) 天窗；
(3) 导水断层；
(4) 止水不良的钻孔；
(5) 越流。
6．地下水排泄的研究内容和地下水的排泄方式有哪些？
研究内容：排泄去路、排泄条件、排泄量。
排泄方式有：泉、向河流泄流、蒸发、蒸腾、向另一含水层
或含水系统、人工排泄。
7．简述泉的分类？
据补给泉的含水层的性质，将泉分为上升泉和下降泉。
具出露原因，下降泉可分为侵蚀（下降）泉、接触泉与溢流泉；上升泉可分为侵蚀（上升）泉、断层泉与接触泉。
8．地下水的补给与排泄对地下水的水质是如何影响的？
地下水补给对水质的影响主要取决于补给源的水质。
径流排泄是盐随水走；蒸发排泄是水走盐留。
五、论述题
1．影响大气降水补给地下水的主要因素有哪些? 如何影响 ?
影响因素有：年降水总量、降水特征、包气带的岩性和厚度、地形、植被等。
降水总量大，降水强度适中，包气带岩性粗和厚度小，地形平缓，植被较茂盛时，降水补给地下水的量大；反之，降水总量小，降水强度太小或太大，包气带岩性细或厚度大，地形较陡，植被较稀疏时，降水补给地下水的量少。
2．影响河水补给地下水的主要因素有哪些? 如何影响 ?
影响因素有：透水河床的长度与浸水周界的乘积、河床透水性、河水位与地下水位的高差、河床过水时间。
透水河床的长度与浸水周界的乘积越大，河床透水性愈强，河水位与地下水位的高差愈大，河床过水时间愈长，补给量愈大；反之，愈小。
3．平原区确定入渗系数的常用方法有哪几种? 各方法的使用条件是什么 ?
地中渗透仪法，适用范围较广;
天然潜水位变幅法，适用于研究区地下水水平径流及垂向越流与蒸发都很微弱，不受开采影响的地段里。
4．画图说明泉的分类?
1—透水层；2—隔水层；3—坚硬基岩；4—岩脉；5—风化裂隙；6—断层；
7—潜水位；8—测压水位；9—地下水流向；10—下降泉；11—上升泉
5．影响地下水蒸发的因素有哪些? 如何影响 ?
影响因素有：气候、潜水埋深、包气带岩性、地下水流动系统的规模。
气候愈干燥，潜水埋深愈浅，粉质亚砂土、粉砂等组成的包气带，地下水流动系统的排泄区，蒸发作用强烈；反之，蒸发作用弱。
6．有一潜水含水层，潜水位为100m，其下部有一承压含水层，测压水头为80m，二含水层之间有一层10m厚的弱透水层，其垂向渗透系数为0.001m/d，试计算单位时间水平面积上的越流量。
7．一潜水含水层，潜水位为80m，其下部有一承压含水层，测压水头为70m，二含水层之间有一层5m厚的弱透水层，测得单位水平面积上的越流量为0.01 m3/d，试计算弱透水层的垂向渗透系数。