地下水动态与均衡

降 水 水 位 量
0
H
2
4
6
8
10
12
月
主要分布于干旱、半干旱的平原区，地下水 位埋深较浅（ <3－4m） ，地下径流滞缓。 2.蒸发型 地下水位随蒸发量的加大及气温升高而有明 显下降， 并随着干旱季节延长而缓慢下降。地下水 位的变化比较平缓，年变幅不大（一般小于 2 － 3m） 。
P H H(Q较小时)
第四章
地下水动态与均衡
吉林大学环境与资源学院 地下水科学与工程系 梁秀娟 水工楼 207
4.1 地下水动态
一、研究地下水动态与均衡的意义




（1）在天然条件下，地下水的动态是地下水埋藏条件和形成 条件的综合反映。因此，可根据地下水的动态特征分析，认 识地下水的埋藏条件，认识水量、水质的形成条件，区分不 同类型的含水层。 （2）地下水动态是均衡的外部表现，故可利用地下水动态资 料去计算地下水的某些均衡要素。 （3）地下水动态资料是地下水资源评价和预测时必不可少的 依据。 （4）用任何方法计算的地下水允许开采量，都必须能经受地 下水均衡计算的检验；任何地下水开采方案，都必需受地下 水均衡量的约束。 （5）由于地下水开发利用引发或可能引发的环境地质问题， 均需进行地下水的动态监测，研究地下水的均衡状态，以便 预测环境地质作用的变化及发展趋势。
Z.H T （mm） （℃）
蒸水 气 发 温 量位
H
T
0
2
4
6
8
10
12
月
主要分布在强烈开采地下水的地区。 3. 人工开采 型 （开采型） 地下水动态要素明显随着地下水开采量的变 化而变化， 在降水的高峰季节， 地下水位上升不明 显或有所下降，当开采量大于地下水的年补给量 时，地下水位出现逐年下降。
开 采 量 Q
H(Q较大时) 0
2 4 6 8 10 12 月
Q
主要分布于地下水径流条件较好， 补给面积辽 阔， 地下水埋藏较深或含水层上部有隔水层覆盖的 4.径流型 地区。 地下水位变化平缓，年变幅很小，水位峰值多 滞后于降水峰值。
P H
H
2
4
6
8
10
12
月
可分为两个亚类： ①常年补给型②季节补给型 主要分布在河、渠、水库等地表水体的沿岸或 5. 水 文 型 （沿岸型） 河谷中， 地表水与地下水有直接的水力联系。 地表 水位高于地下水位。 地下水位随地表水位升高、流量增大、过流时 间延长而上升， 水位峰值和起伏程度随远离地表水 体而逐渐减弱。
表 5－1 地下水动态成因基本类型及其主要特征
地下水动态 成因类型 主要特征 典型图例
分布广泛，含水层埋藏深，包气带岩石渗透性 1. 气 候 型 （降水入渗 型） 较好。 地下水位及其它动态要素， 均随着降水量的变 化而变化．水位峰值与降水峰值一致或稍有滞后。 年内水位变幅值较大。
P H （mm） （m)
春灌期
冬灌期
4.2 地下水均衡
一、地下水均衡研究的基本任务




（1）为进行均衡研究，首先要确定均衡区的范围及边界 的位置与性质。当区域较大，各地段的地下水均衡要素组 成又不相同时，应划分均衡亚区。为便于均衡计算，每个 均衡区（或亚区）最好是一个相对独立的地下水系统。均 衡区的边界最好是性质比较明确、位置比较清楚的某一自 然边界（或地质界线）。 （2）确定均衡区内地下水均衡要素的组成及地下水水量 或水质均衡方程的基本形式。在建立方程时，应考虑到， 同一均衡区在不同的时段，其均衡要素的组成可能是不同 的。因此，在均衡计算之前，还应划分出均衡计算的时段， 即确定出均衡期。 （3）通过直接（野外实测或室内测定）或间接（参数计 算）方法，确定出地下水各项均衡要素值，为地下水水量、 水质的评价与预测提供基础数据。 （4）通过区域水均衡计算，确定出区内地下水的均衡状 态，预测某些水文地质条件的变化方向，为制定合理的地 下水开发方案及科学管理措施提供基本依据。
3.划分地下水动态成因类型

百度文库

根据所获得的各种动态资料，考虑各种影响因素（水文、气象、 开采或人工补给地下水等）的作用，确定区内地下水的成因类 型。 为认识区域地下水的埋藏条件，水质、水量的形成条件及有害 环境地质作用的产生和发展原因等，提供动态上的佐证。
三、地下水动态监测项目


地下水动态监测的基本项目都应包括地下水水位、 水温、水化学成分和井、泉流量等。 对与地下水有水力联系的地表水水位与流量，以 及矿山井巷和其它地下工程的出水点、排水量及 水位标高也应进行监测。 水质的监测，一般是以水质简分析项目作为基本 监测项目，再加上某些选择性监测项目。 选择性监测项目是指那些在本地区地下水中已经 出现或可能出现的特殊成分及污染质，或被选定 为水质模型模拟因子的化学指标。
P H ② 近岸型 ① 远岸型 2 4 6 8
河水位 河流季节 补给型
10
12
月
P H
H
6. 灌 溉 型 （灌水入渗 型）
分布于引入外来水源的灌区， 包气带土层有一 定的渗透性，地下水埋藏深度不十分大。 地下水位明显地随着灌溉期的到来而上升， 年 内高水位期常延续较长。
0 引进 灌溉 水量 V
2 4 6 8 10 12 月
二、地下水的均衡项目


地下水的均衡包括水量均衡、水质均衡和热量均 衡等不同性质的均衡。 不同性质均衡方程的均衡项目（均衡要素），也 就必然有所区别。 根据质量守恒定律，在任何地区，在任一时间段 内，地下水系统中地下水（或溶质或热）的流入 量（或补充量）与流出量（或消耗量）之差，恒 等于该系统中水（溶质或热）储存量的变化量。
二、地下水动态研究的基本任务
1. 正确布设地下水动态监测网点
（1）正确布设监测网点 （2）规定动态监测的频率、次数及时间
充分利用区内已有的地下水天然及人工水点。 对有关的地表水体、各种污染源，以及有害的环境地 质现象，亦应进行监测。
2.分析地下水动态类型


根据所获得的地下水动态监测资料，分析地下水动态的年内及 年际间的变化规律。 依据某种动态要素随时间的变化过程、变化形态及变幅大小等 分析水文地质条件，根据变化的周期性与趋势性，并通过不同 监测项目动态特征的对比，确定它们之间的相关关系。
四、地下水动态的成因类型及主要特征


地下水动态成因类型，主要是根据地下水的水位 动态过程曲线的特点予以鉴别，一般根据对地下 水动态影响最大的自然及人为因素对地下水动态 成因类型予以命名。 综合国内外一些地下水动态成因类型分类方案， 将地下水动态成因类型归纳为8种基本类型（见表 5－1），而由基本类型又可组成多种混合成因类 型。