地下水的补给、排泄与径流

（四）降水入渗的研究方法及入渗系数的测定 1、测试方法
降水入渗系数可用地中渗透仪法、中子水分仪来测定
地下水的补给、排泄与径流
地中渗透仪结构图
（四）降水入渗的研究方法及入渗系数的测定
2、利用天然潜水变幅求入渗系数：先根据潜水面的上升值，求
出入渗量Xi,再求出入渗系数。
q X
h
XX
3、降水入渗系数的经验数值
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第五章 地下水的补给、排泄与径流
地下水的补给、排泄与径流
本章内容
地下水是通过补给与排泄两个环节参与自然界的水循环 补给：含水层或含水系统从外界获得水量的过程 排泄：含水层或含水系统向外界排出水量的过程
第一节 地下水的补给 第二节 地下水的排泄 第三节 地下水的径流
地下水的补给、排泄与径流
第一节
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地下水的补给
地下水的补给、排泄与径流
补给使含水层的水量、水化学特征和水温发生变化 ►思考：补给获得水量后，含水层或含水系统会发生
什么变化？ •地下水位上升，增加了势能，使地下水保持不停的流 动 •由于构造封闭或气候干旱，得不到补给，地下水的流 动将停滞 •补给的研究包括：补给来源、影响因素与补给量 •地下水的补给来源有： 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
（二）影响降水补给的影响因素
平原区降水入渗的补给量方程
qX=X-Rs-E-ΔS
qX 降水入渗补给含水层量 X 年降水总量 Rs 地表径流量 E 蒸发强度 ΔS 包气带水分滞留量
降水强度,降水频率；降水延续时间
总量大，强度适中，间隔短，时间长的绵绵细雨最有利。 温度适中，温差较小，相对湿度大。
地形: 高或低，陡或缓
地下水的补给、排泄与径流
•大气降水补给与河流补给的特点 –大气降水补给是面状补给，范围广比较均匀 –地表水是线状（河流）和点状（小湖、坑、塘）补给，局 限于地表水体周边 –大气降水补给持续时间有限 –地表水体补给持续时间长，或是经常性的。
承压水的补给：与潜水的区别主要在于补给区域与面积， 见图5-13
地下水的补给、排泄与径流
一、大气降水补给
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 见图5-1
•包气带是降水对地下水补给 蒸 的枢纽，包气带的岩性结构和 E发 含水量状况对降水入渗补给起 着决定性作用 •目前认为，松散沉积物的降 水入渗有两种方式： 均匀砂土层——活塞式 含裂隙的土层——捷径式
–补给的类型：直接补给和间接补给 –“天窗”的概念及实例。图5-15. –弱透水层的概念及实例，图5-16.
承压水补给潜水
潜水补给承压水
含水层通过导水断层发生水力联系
地下水的补给、排泄与径流
松散沉积物中含水层通过“天窗”及越流渗透发生水力联系
五、地下水的人工补给
•地下水的人工补给
–主要方法：人工专门补给（回灌、诱导补给）、 非专门性人工补给（修建水库、渠道渗漏、农业 灌溉等），见图5-18、图5-20 –人工补给的目的：1、补充水量 2 、调节水温 3、防止地面沉降 4 、改善地下水质 5、防止或 减少海水入侵 –人工补给的原则：不能引起不良的水文地质和 工程地质现象。
α：降水入渗系数; qx：年降水入渗量(mm); X：年降水量(mm).
•降水入渗系数与岩性和地下水埋深的关系，见表5-1 •降水入渗系数与年降水量和地下水埋深的关系见表5-
2 •山区降水入渗系数的经验数值，见表5-3
根据入渗系数求年入渗补给量
全年降水入渗补给量：Q =X·α·F·1000
m3/a，mm，无量纲，km2 降 西北水干入渗旱系地数区多趋用于年0。平均值地表下水示的补，给通、排常泄0与.2径~流0.5，南方岩溶地区达0.8，
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大气圈
降水X
地面 入 渗
地表 径流
Rs
（水包分气滞带留）S
qX
含水层 （获得补给）
降水入渗过程
地面
t1
湿
锋
t2
面
潜水面
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一、大气降水补给
（一）大气降水入渗补给机制
“活塞式”入渗 ——适用条件： 均匀的砂土层 降水初期 t1： 土层干燥，吸水能力很强，雨水下渗快 降水延续 t2： 土层达到一定的含水量，毛细力与重力共同作用， 下渗趋于稳定——渗润阶段，渗漏与渗透阶段 降水再持续： 当土层湿锋面推进到支持毛细水带时， 含水量获得补给地，下水潜的补水给、位排上泄与升径流
二、地表水对地下水的补给 •地表水补给地下水的必要条件：1、两者之间必须具有水力联 系 2、地表水位必须高于地下水位（实例） •地表水补给地下水的时间上变化，见图5-11、图5-12 •地表水补给地下水的空间上变化 •地表水补给地下水的影响因素：河床的透水性、河道的宽度 及补给段的长度、河水水位高度
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二、地表水对地下水的补给
地表水对地下水的补给量的确定方法
测流法： 在有渗漏的河、渠段的上、下游断面上实测河、
渠流量，其流量减少的差值，即为河、渠水对地下水的 入渗补给量。 （Q1-Q2）t 注意：
所选择的测流段最好没有支流； 如有人工开采量时，应扣除； 当水面宽度很大时，应扣除水面蒸发量。
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第二节 地下水的排泄
长白山温泉 地下水的补给、排泄与径流
趵突泉
地下水排泄的研究包括： ▪ 排泄方式、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（面状排泄）
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三、凝结水的补给
温度降低时，饱和湿度降低，温度降到一定程度， 绝对湿度与饱和湿度相等，继续下降，超过饱和湿 度的那部分水汽凝结成水，由气态水转化成液态水 的过程称为凝结作用。
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Hale Waihona Puke Baidu
四、含水层之间的补给
•含水层之间补给的条件： •1.两个含水层之间有水力联系 • 2.存在水头差
地质: 包气带岩性
地下水位埋深： 其他：植被、城市化
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（三）四种不同时间尺度地补给
➢1）短期补给:干、湿季节分明地区一次大雨后； ➢2）季节性补给：有规律的季节性； ➢3）永久性补给：湿润的热带地区，总有向下的水入渗补 给； ➢4）历史性或古补给：古代埋藏水。
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