地下水动态与均衡
地下水的动态与均衡
第1节 地下水动态与均衡旳基本概念 第2节 地下水动态 第3节 地下水均衡
第1节 地下水动态与均衡旳基本概念
一、动态（groungwater regime）
地下水旳各要素（水位、水量、水质、水温、流速、流 向等）在自然和人为原因旳综合影响下随时间作有规律旳 变化。
第1节 地下水动态与均衡旳基本概念
地形低旳地方，接近排泄区，不断得到地下水径流 补给，水位变化不明显。
第2节 地下水动态
（2）地质原因
岩性：长久缓慢影响。同一地方，同一雨季，细粒中旳水 位变化明显，粗粒中变化不明显。径流—排泄条件
包气带岩性、厚度对降水脉冲起滤波作用。包水带潜水储 存量为给水度（μ）与水位变幅（Δh）之积，给水度决定水 位旳变化；承压含水层因弹性给水度（贮水系数）比给水度 小1~3个数量级，承压水水位变化大。
第2节 地下水动态
气候还存在数年旳周期性波动。例如，周期为23年旳太阳黑子 变化，影响丰水期与干旱期旳交替，从而使地下水位呈同一周期 变化。
第2节 地下水动态
（2）水文原因
地表水体补给地下水而引 起地下水位抬升时，伴随远 离河流，水位变幅减小，发 生变化旳时间滞后。
河水对地下水动态旳影响 一般为数百米到数公里，在 此范围外，主要受气候原因 旳影响。
地下水均衡研究内容：拟定均衡区与均衡期、 拟定均衡方程式、
地下水均衡各收支计算、 均衡计算成果校核与分析
第1节 地下水动态与均衡旳基本概念
三、动态与均衡旳关系
地下水资源不同于其他矿产资源旳最主要区别，在于其 质和量总是随时间不断变化着。动态是均衡旳外部体现， 均衡是动态变化旳内部原因。
第1节 地下水动态与均衡旳基本概念
水文课后答案(整理版,理工用)
第五章 地下水概论1.什么是岩石的空隙性，自然界岩石的空隙有哪几种，各有什么特点，衡量指标是什么？答：（1）岩石的空隙性：构成地壳的岩石，无论是松散沉积物，还是坚硬的基岩，均存在着数量不等、大小不一、形状各异的空隙，没有空隙的岩石是不存在的。
（2）自然界岩石的空隙种类：松散岩石中的空隙、坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶隙。
①孔隙：松散岩石是由大小不等的颗粒组成的，在颗粒或者颗粒集合体之间普遍存在着孔隙衡量孔隙多少的定量指标称孔隙率，可表示为%100⨯=V V n n式中 n —岩石的孔隙率；n V —岩石中孔隙的体积；V —岩石的总体积②裂隙：存在于坚硬岩石中的裂缝状空隙称为裂隙。
坚硬岩石中的裂隙的长度、宽度、数量、分布及连通性等各地差异很大，与孔隙相比具有明显的不均匀性。
衡量裂隙多少的定量指标称为裂隙率，可表为%100⨯=V V n T T式中 nT —岩石裂隙率；T V —岩石中裂隙体积；V —岩石总体积；裂隙率的测定多在岩石出露处或坑道中进行。
量的岩石露头的面积F ，逐一测量该面积上裂隙长度L 和平均宽度b ，便按下式计算其裂隙率：%100⨯⨯=F b L n T③溶隙：可溶岩中的各种裂隙，在水流长期溶蚀作用下形成的一种特殊空隙称为溶隙或溶穴。
衡量溶隙多少的定量指标称为岩溶率。
可用下式表示%100⨯=V V K K K式中 K k —岩石岩溶率；K V —岩石中溶隙或溶穴的体积；V —岩石总体积；2.岩石中存在哪些形式的水？各有什么？各有什么特点？答：岩石中存在组成岩石矿物中的矿物结合水和存在于岩石空隙中的水。
矿物结合水：沸石水、结晶水和结构水。
空隙水：结合水、重力水、毛细水、固态水和气态水。
4.何谓含水层、含水带、含水岩组、含水岩系，他们在生产实践中有何用途？答：含水层是指能透过又能给出重力水的岩层，提供充分的水资源。
7.什么是潜水？有哪些特征？答：（1）潜水是埋藏于地下第一个稳定隔水层之上，具有自由表面的重力水。
水文地质学基础(1)
中国地质大学（北京）2002年硕士研究生入学考试试题试题名称：水文地质学基础试题代码：610一、名词解释（每题4分，共24分）持水度含水层上层滞水水力梯度地下水均衡岩溶水二、判断正误（正确打7，错误打x，每题2分，共10分）1．含水层的渗透系数越大，该含水层越富水。
（）2．并不是多孔介质的孔隙度越大给水度也越大。
（）3．多孔介质中的渗透速度不等于地下水的实际流速。
（）4．地下水位动态变化完全取决于地下水补给量的大小。
（）5．所有隔水层都是不含水和不透水的岩层。
（）三、以下图（a）、（b）、（c）所示为三个含水层剖面示意图，假定地下水为稳定运动，试绘出各自的地下水位（水头）曲线示意图。
（6分）四、简述地下水化学成分的主要形成作用。
（15分）五、简述地下水资源的特征。
（15分）六、试论述地下水开发利用过程中的问题。
（30分）//ZZ//Z/Z/Z/ZZZZ/ZZZZ/Z/////////ZZ/Z/ZZZ/Z试题三图（a）%%么«%;“*Hi用//////////,///////////////////////////////oo°01%。
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•…・・J・・・•**•*试题三图（b）中国地质大学（北京）2004年硕士研究生入学考试试题试题名称：水文地质学基础试题代码：415一、解释概念（每题5分，共30分）1．孔隙度2．承压水3．毛细水4．溶滤水5．溢流泉6．岩溶二、分析解释（每题10分，共50分）1．达西定律2．脱碳酸作用3．裂隙水的基本特点4．地下水系统5．地下水补给资源及其供水意义三、画出下面降雨入渗条件下河间地块剖面的流网（画出流线、等水头线，标出钻孔中的水位。
20分）四、阐述影响降雨入渗补给地下水的因素（25分）五、论述人类影响下地下水动态的基本类型并分析其成因（25分）中国地质大学（北京）2005年硕士研究生入学考试试题 试题名称：水文地质学基础试题代码：415一、请指出下列相关概念的区别（每题6分，共30分）1．孔隙度、孔隙比2．潜水、承压水3．蒸发、蒸腾4．溶滤作用、浓缩作用5．非均质性、各向异性二、填空（每题6分，共30分）1．含水层从外界获得补给的方式包括2. ___________________________________ 溶解了大量CO 2的地下水在温度或压弓时将发生脱碳酸作用。
2014年水文地质基础第九章地下水的动态与均衡试题库及参考答案
第九章地下水的动态与均衡一、名词解释1．地下水动态：在于环境相互作用下，含水层各要素（如水位、水量、水化学成分、水温）随时间的变化。
2．地下水均衡：某一时间段内某一地段内地下水水量（盐量、热量、能量）的收支状况。
3．均衡区：进行均衡计算所选定的区域。
4．均衡期：进行均衡计算的时间段。
5．正均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量、热量）的收入大于支出，表现为地下水储存量（或盐储量、热储量）增加。
6．负均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量、热量）的支出大于收入，表现为地下水的储存量（或盐储量、热储量）减少。
二、填空1．表征地下水动态要素有水位、水量、水化学成分、水温。
2．地下水要素之所以随时间发生变动，是含水层水量、盐量、热量、能量收支不平衡的结果。
3．降水的数量及其时间分布，影响潜水的补给，从而使潜水含水层水量增加，水位抬升，水质变淡。
4．气温、湿度、风速等影响着潜水的蒸发，使潜水水量变少，水位降低，水质变咸。
5．潜水动态受季节影响明显，雨季补给量大于排泄量，潜水位上升，旱季补给量小于排泄量，潜水位下降。
6．潜水动态可分为蒸发型、径流型及弱径流型三种类型。
7．陆地上某一地区地下水量收入项一般包括大气降水量、地表水流入量、地下水流入量、水汽凝结量。
8．陆地上某一地区地下水量支出项一般包括表水流出量、地下水流出量、蒸发量。
三、判断题1．地下水位之所以随时间发生变动，是含水层水量收支不平衡的结果。
（√）2．潜水位的真变化是指并不反映潜水水量增减的潜水位变化。
（×）3．潜水位的伪变化是指潜水位变动伴随着相应的潜水储存量的变化。
（×）4．地表水体补给地下水而引起地下水位抬升时，随着远离河流，水位变幅增大。
（×）5．当潜水的储存量变化相同时，给水度愈小，水位变幅便愈大。
（√）6．河水引起潜水位变动时，含水层的透水性愈好，厚度愈大，含水层的给水度愈小，则波及范围愈远。
第五章 地下水的动态与均衡
的周期性变化，其中季节性变化的影响最大。
地下水动态的 季节变化图。
地下水动态的多年变化图。
（2）水文因素的影响 水文因素的影响，主要是地表水体与地下水的关系。分三 种情况：
a.地表水长期补给地下水；
b.地表水长期排泄地下水（地下水补给地表水）； c.丰水期地表水补给地下水，枯水期地下水补给地表水。 当地表水补给地下水时，地下水位的升高并非在瞬间完成， 而是有一个过程，这种现象称为滞后现象。
（1）确定均衡区。 主要是确定均衡区的范围及边界的位置与性质。 均衡区最好是一个相对独立的地下水系统。均衡区的边界 最好是自然边界。
（2）确定均衡期
一般取一个水文年。 （3）通过野外测定或计算的方法，确定出地下水各均衡要素 值。 （4）通过区域水均衡计算，确定出区内地下水的均衡状态。
一、总的水均衡方程式 水量均衡方程的基本思想是：在均衡期中，均衡区内的 地下水的各种收（+）、支（－）项的代数和等于含水系统 （含水层）中储存水量的变化量。 设某一地区天然状态下： 收入项为A，包括：大气降水量（X）、地表水流入量 （Y1）、地下水流入量（W1）、水汽凝结量（Z1）；
二、地下水动态的形成机理 单次降雨脉冲产生的响应。
多次降雨脉冲的叠加，左图波峰与波峰的叠加，产生更 大的波峰；右图波峰与波谷的叠加产生平缓的复合波形。
Hale Waihona Puke 三、地下水动态的影响因素影响含水系统中地下水动态的因素有两大类，即
外部因素（环境因素）和内部因素。
外部因素包括：气候、水文及人为因素，如大气
降水、地表水、人工补给与排泄和地应力等。
（3）查明各含水层之间的水力联系时，可分层布置观测孔。 （4）需要获得边界地下水动态资料时，观测孔宜在边界有 代表性的地段布置 （5）查明污染源对水源地地下水的影响时，观测孔宜在连 接污染源和水源地的方向上布置。 （6）查明咸水与淡水分界面的动态特征（包括海水入侵）
地下水的动态与均衡地下水动态与均衡的概念地下水
第九章地下水的动态与均衡第一节地下水动态与均衡的概念地下水动态的概念：含水层（含水系统）在与外界环境相互作用过程中，含 水层（含水系统）地下水各要素（如地下水位、水量、水化学成份、水温等）随 时间的变化状况，称为地下水动态。
地下水均衡的概念：某时段某地段地下水物质、能量的收支状况称为地下水 均衡。
第二节地下水动态一、地下水动态的形成机制含水层（含水系统）地下水各要素（如地下水位、水量、水化学成份、水温 等）之所以随时间发生变化，是含水层（含水系统）中物质、能量收支不平衡的 综合表现。
因此，地下水动态是含水层（含水系统）对外部环境施加的激励所产生的响 应，也可理解为含水层（含水系统）将输入信息变换后产生的输出信息。
下面以降雨（图9-1 ）为例说明地下水动态的形成机制：动态变化：降水 f 补给地下水系统 f 水位上升脉冲式激励波状响应图9— 1输入与输出的对应关系a —时间滞后；b —时间延迟地下水动态（对外界响应）特点：在时间上表现为滞后和延迟（图 9-1 ）， 以及叠加。
叠加现象：是指外界多次激励（或输入）时，引起系统响应（或输出）的变 化是多次激励响应的累加结果（图 9-2 ）。
A图9-2说明，地下水水位对外界输入（降水）响应的信息传输的迭合特点，称为叠加现象。
WHY*M«mFh图9-2信息传输中的迭合地下水动态描述：地下水某要素随时间的变化（动态）程度可用稳定性来恒量：动态稳定，是指变化幅度小；动态不稳定，是指变化幅度大。
二、地下水动态的影响因素影响地下水动态（稳定性）的因素主要有三类：（1）是外部环境对含水层（含水系统）的信息输入：如降水、地表水的补给---气象（气候）因素、水文因素；（2）是变换输入信息的含水系统的结构，主要涉及赋存地下水的地质环境条件，地质因素。
（3）人为因素，包括开采、人工回灌、灌溉、库渠渗漏、污水排放等等。
（一）气象（气候）因素气象（气候）是对地下水动态影响最为普遍的因素。
地下水动力学课后思考题及其参考答案
(4)请指出地下岩溶集中发育的常见地质构造部位。
P131中。
第十四章 地下水资源
(1)对比以下概念
地下水补给资源、地下水储存资源。
P142。 (2)辨析论述：
只要地下水开采量小于天然补给量，就不会动用地下水的
储存资源？ 不正确。
(3)阐述地下水补给资源的性质和供水意义。
P143。
(4)如果采排地下水一段时间后，新增的补给量及减少的 天然排泄量与人工排泄量相等，含水层水量达到新的平衡 。在动态曲线上表现为：地下水水位在比原先低的位置上
1从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水其中分布有大气水地表水地下水以及生物体中的水这些水以自由态ho分子形式存在液态为主也呈现固态气态存在
绪 言 第一章 地球上的水及其循环
(1)从大气圈到地壳上半部属于浅部层圈水，其中分布有大气水
、地表水、地下水以及生物体中的水，这些水以 自由态H2O分子
形式存在， 液态 为主，也呈现 固态 与 气态 存在。 详见P6。
第五章 包气带水的运动
(1)当潜水水位下降时，支持毛细水和悬挂毛细水的运动有什么不 同特点？ 当潜水水位下降时，支持毛细水随水位向下运动，悬挂毛细水
不运动。
(2)对于特定的均质包气带，其渗透系数随着岩石含水量的增加而 增大直至为一常数，所以渗透系数是含水量的函数；
正确。参见P48中。
(3)当细管毛细上升高度为10cm，粗管毛细上升高度为5cm时，A管、B管、C 管毛细上升高度各为多少？
P57中。
(5)在某含水层的局部地区，沿着地下水流动方向， SO42-浓度显著下 降，HCO3-浓度则显著升高，试回答以下问题： (A)什么样的化学作用可能引起这种变化？ 脱硫酸作用。 (B)与此相对应，地下水中其它水化学组分可能发生哪些变化？ SO42-浓度显著下降，H2S、HCO3-浓度则显著升高。 (6)试用掌握的地下水化学知识解释以下现象： (A)油田储层地下水中H2S，NH4+浓度较高，而SO42-，NO3-含量很低； 在还原环境，脱硫酸作用所致。 (B)灰岩地区的泉口出现钙华。 脱碳酸作用所致。 (7)阐明影响溶滤作用的影响因素和产生浓缩作用的条件。 参见P56。
水文地质学-教学大纲
《水文地质学》课程教学大纲【英文译名】：Hydrogeology【适用专业】：地质工程【学分数】：2【总学时数】：32【实践学数】：0一、本课程教学目的和课程性质《水文地质学》是地质工程专业的一门专业基础必修课。
本课程重点讲授有关的基本概念、地下水赋存、地下水运动的规律、地下水的补给与排泄、地下水的物化性质、地下水资源、地下水的生态环境特性。
介绍了地球上水的循环、包气带水的运动、化学成分成因类型、地下水的动态与均衡等。
本课程的目的是通过本课程的教学使学生系统掌握水文地质的基本知识，学会分析区域水文地质条件的问题的基本方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料，为学生从事该方面的工作打下基础。
二、本课程的基本要求通过本课程所有教学环节，要求学生掌握水文地质的基本知识，熟悉水文地质工作的技术和方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料。
通过以上学习，学生应具有分析、研究、解决水文地质实际问题的基本能力。
三、本课程与其他课程的关系本课程学习前必须学习《普通地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》等课程。
后继课程有《土力学与基础工程》等课程。
四、课程内容注：“*”为重点部分；“＃”为难点部分。
绪论水文地质学概念；研究内容；地下水在国民经济中的作用；水文地质学的分支；水文地质学的发展简史及发展趋势。
第1章地下水概论1.1 地球上的水及其循环地球上水的分布；*水循环的概念、水文循环、地质循环；*影响水循环的因素；我国水文循环概况。
*1.2 地下水的赋存岩石的空隙性：孔隙、裂隙、溶穴的概念、表征和特征；岩石中水的存在形式：岩石骨架中的水、岩石孔隙中的水（重力水*、毛细水*）。
岩石的水理性质：容水性、持水性、给水性和透水性的概念、表征及相互间的关系；有效应力原理与岩土压密：有效应力原理*、地下水位变动引起的岩土压密；包气带与饱水带：概念；含水层、隔水层与弱透水层：理解掌握概念；地下水的分类：按埋藏条件分为：上层滞水、潜水、承压水；按介质条件分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水。
水文地质勘察题库
1.论述题：供水水文地质勘察一般划分为几个阶段。
（1）地下水资源调查阶段：应粗略了解区域水文地质条件，推测地下水富水地段及其地下水允许开采量。
提出的允许开采量应满足地下水开采储量E级的精度要求，为国民经济远景规划提供依据。
（2）普查阶段（相当于厂址选择阶段）：应概略评价区域或需水地区的水文地质条件，提出有无满足设计所需地下水水量可能性的资料。
对可能富水的地段，估算地下水允许开采量。
提出的允许开采量应满足D级的精度要求，为城镇的规划、建设项目的总体设计或厂址选择提供依据。
（3）详查阶段（相当于初步设计阶段）：应在几个可能富水的地段基本查明水文地质条件，初步评价地下水资源，进行水源地的方案比较。
提出的地下水允许开采量应满足C级的精度要求，为水源地的初步设计提供依据。
（4）勘探阶段（相当于详细设计阶段）：应查明拟建水源地范围内的水文地质条件，进一步评价地下水资源，提出合理开采方案。
提出的地下水允许开采量应满足B级的精度要求，为水源地的技术设计和施工设计提供依据。
（5）开采阶段：应查明水源地扩大开采的可能性，或研究水量减少、水质恶化和不良工程地质现象等发生的原因；在开采动态和专门试验研究的基础上，重新评价的允许开采量应满足A级的精度要求，为合理开采和保护地下水资源提供依据（各级别精度见下表）。
填空：9.水文地质勘探包括钻探、物探和坑槽探，其中最主要的是钻探，其次是物探。
10.水文地质野外试验包括抽水试验、注水或渗水试验、连通试验、弥散试验、流速、流向测定试验等。
11.地下水动态长期观测的项目一般包括水位、水量、水质、水温等。
12.区域性水文地质调查（水文地质普查）使用的调查手段（工作种类）：以水文地质测绘为主，配合少量的勘探和试验工作。
13.水文地质初步勘探阶段使用的调查手段（工作种类）为：水文地质测绘、水文地质勘探、水文地质试验、地下水长期观测。
14.水文地质详细勘探阶段使用的调查手段（工作种类）以勘探和试验为主，以及地下水动态观测和室内分析、实验。
20年东大网考《水文地质学基础》试题库及参考答案
第十章地下水的动态与均衡
正均衡 在均衡区均衡期内，地下水物质(水量、盐量)和 能量的收入大于支出，表现为地下水储存量（盐储量)热 能增加的现象。当支出大于收入，地下水物质 (水储存量、 盐储量)和热储量减少称作负均衡。
第2节
影响地下水动态的因素
以大气降水入渗补给抬升潜水位为例说明。一个降雨-地下 水位抬升过程可以看做一个脉冲转换为波形的过程。包气 带的滤波作用，将一次降雨脉冲转换为一个时间滞后和时 间延迟的地下水位波峰。波峰与降雨相对应，波峰出现和 延续的时间，以及波峰形态，取决于包气带岩性及地下水 埋藏深度。 包气带厚度和地下水埋藏深度不同时，地下水位对一次降 雨的响应也是不同的。下图：1为渗透性良好的岩溶，2为 渗透性和厚度适中的砂岩，3为渗透性差且埋深大的粘土。 三者的时间滞后和时间延迟分别见图，很短的尖峰、中等 的波峰和很大的缓峰。若降雨为若干次，则形成叠合波峰。 地下水动态的本源因素是随时间变动的因素：包括气象因 素、水文因素、生物因素，地质营力因素和天文因素等。 地下水动态的转换因素主要是地质结构及水文地质条件。 如地质构造、含水层类型、岩性、地下水埋藏深度等。
第2节
影响地下水动态的因素
二、气象(气候)因素
降水量的时空分布影响潜水的补给，导致潜水含水 层水量增加，水位抬升。气温、湿度、风速等与其它条 件结合，影响着潜水的蒸发排泄，使潜水水量变少，水 位降低。
气象要素具有昼夜、季节与多年变化周期性。其中 季节变化最为显著且最有意义。
我国大部属季风气候。自南而北5至7月先后进入雨 季，降水显著增多，潜水位逐渐抬高并达峰值。雨季结 束，补给逐渐减少。由于径流及蒸发，潜水水位逐渐回 落，到翌年雨季前达谷值。全年潜水位动态呈单峰单谷。
09地下水的动态与均衡
第九章 地下水的动态与均衡
2）之于潜水 潜水储存量的变化是以给水度 μ 与水位变幅 Δh 的乘积 表示的。当储存量变化相同时，给水度愈小，水位变幅便 愈大。 岩溶化岩层渗透性良好但岩溶率（相当于给水度）则 较低，岩溶水的包气带缺乏滤波作用，较小的岩溶率则起 了放大地下水位对降水补给的响应，地下水位变幅在分水 岭地区可达数十米甚至更多。
第九章 地下水的动态与均衡
9.1 地下水动态与均衡的概念
一、地下水动态 地下水动态：在与环境相互作用下，含水层各要素（如水位，
水量、水化学成分、水温等）随时间的变化，称作地下水动态。 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。
原因：含水层（含水系统）水量、盐量，热量、能量收支不平
第九章 地下水的动态与均衡
钻孔采水，矿坑或渠道排除地下水后，人工采排成为地下 水新的排泄去路；含水层或含水系统原来的均衡遭到破坏，天 然排泄量的一部或全部转为人工排泄量，天然排泄不再存在， 或数量减少（泉流量、泄流量减少，蒸发减弱），并可能增加 新的补给量（含水层由向河流排泄变成接受河流补给；原先潜 水埋深过浅降水入渗受限制的地段，因水位埋深加大而增加降 水入渗补给量）。 如果采排地下水一段时间后，新增的补给量及减少的天然 排泄量与人工排泄量相等，含水层水量收支达到新的平衡。在 动态曲线上表现为：地下水位在比原先低的位置上，以比原先 大的年变幅波动，而不持续下降。
第九章 地下水的动态与均衡
9.2 地下水动态
9.2.1 地下水动态的形成机制
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，也可理
解为含水层（含
水系统）将输入 信息变换后产生 的输出信息。
石河子地下水简介
地下水动态与均衡一、区域地下水动态(一)天山北部平原区1992年第一水文大队完成的《乌鲁木齐一克拉玛依环境地质综合评价》中对天山北部平原区的砾质平原、扇缘及溢出带、细土平原三块地下水动态进行调查后认为：1．年内动态(1)砾质平原地下水动态特征①上部动态基本与地表水一致，只是时间上滞后，属水文动态型。
距离山口和河水远近不同出现的丰、枯时期不同。
②中下部受人工影响出现人工灌溉型动态。
(2)扇缘及溢出带地下水动态特征动态变化复杂。
人为活动和水文、气象因素影响，动态多变化，变化规律介于人工和水文型两种之间。
(3)细土平原地下水动态特征承压水呈人工开采和潜水呈灌溉入渗型动态特征。
最高水位出现在4月份，最低水位出现于7—8月份。
2．年际动态天山北部平原区，由于人工过量开采所至，多年来地下水位一直处于下降状态。
昌吉州七县一市，1982～1990年八年地下水位普遍下降1～乙5米，最大7．85米，出现在昌吉市，年均下降2．57米。
下降区主要分布在乌一奇公路、312国道两侧。
个别地段亦有上升，主要分布于吉木萨至三台、米泉三道坝地区、昌吉佃坝北部和呼图壁西北地区。
上升幅度一般为1—2米，最大值为3．36米，出现于米泉三道坝西部，平均上升幅度0．92米。
乌鲁木齐市地区，柴窝堡盆地多年来一直比较稳定，属径流型动态。
自柴北水源地开采运行后，水位处于下降趋势。
水质SO4、C1、Mg含量呈缓慢上升趋势。
市区河谷地带、乌拉泊至红山多年处于下降趋势，自1983年以后具有上升趋势。
仓房沟、河东区、老满城及鲤鱼山至八家户一带保持平衡。
市区北部倾斜平原多年地下水位呈下降趋势。
水质市区河谷地带、三甬碑、苍房沟一带变化较小，三甬碑至红山及鲤鱼山西部呈波动上升趋势，河东地区呈波动总体下降趋势。
二水厂、青格达、乌鲁木齐石油化工厂等水源地水位形成几个迭加性的小型降落漏斗，如青格达水源地中心降深15—20米，漏斗面积达40—50平方千米。
(二)塔北地区系指渭干河、孔雀河流域。
地下水基础知识
可达70%？
粘土孔隙： 粒间孔隙—粘粒之间的空隙； 结构孔隙—集合体与集合体之间的空隙； 次生孔隙—虫孔、根系孔、干裂缝等。
8.1 岩石的空隙与岩石的水理性质
一、岩石中的空隙
2.裂隙
固结坚硬岩石一般仅残存很小部分的颗粒间的孔 隙，主要发育因各种内外力作用产生的裂隙：风化 (卸荷)裂隙、成岩裂隙、构造裂隙。
其微弱，主要受重力影响。重力影响下可以自由运动。
意义：重力水具有非常重要的实用价值。地层岩石空隙中 如果存在一定的重力水，就可以通过泉，或井流出（抽
出），为人们所用，因此重力水是水文地质学研究的主要
对象。
8.1 岩石的空隙与岩石的水理性质
二、岩石中水的存在形式
3.毛细水
定义：在毛细力作用下，保持在细小 孔隙构成的毛细管道中的水。
强结合水：几个—几百个水分子厚度，引力1012 Mpa，密度 2g/cm3；不流动，可蒸发。 弱结合水：几十个几百个—几千个水分子厚度，水分子排列没 有强结合水紧密，能部分被植物吸收。
8.1 岩石的空隙与岩石的水理性质
二、岩石中水的存在形式
2.重力水
定义：远离固相表面，水分子受固相表面吸引力的影响极
Vw 100 % V总
一般来说，空隙直径越大， 越大，反之， 越小。
8.1 岩石的空隙与岩石的水理性质
三、岩石中的水理性质
5.透水性
岩石 容许透过水的能力。表征岩石透水性的指标是
渗透系数。是含水层最重要的水文地质参数之一。
岩石空隙直径越大—透水能力越强—透水性越 好！ 分选性对岩石透水性影响很大。
毛细水受固体表面吸引力、液体表 面张力和液体重力的共同作用。毛细 力是在三相界面上弯液面引起的附加 表面压力。
第九章 地下水动态与均衡
（2）承压水：动态均属径流型，动态变化程 度取决于构造封闭条件。构造开启程度愈好， 水交替愈强烈，水质的淡化趋势越明显。
3、人类活动对地下水动态的影响 （1）开采地下水 1）天然排泄量的一部分或全部转为人工排泄量→ 天然 排泄不复存在或数量减少。如泉流量减少，泄 流量减少，蒸发减弱。 2）还可增加新的补给量：如原含水层向河流排泄， 开采后变成接受河流补给。 3）使过浅的地下水位变深。增加入渗补给。 4）开采量=天然排泄量+由开采袭夺的补给量。地 下水收支可以平衡。 5） 开采量>天然排泄量时，过量开采导致地下水 位持续下降。 （2）人类活动（如修水库或灌溉）使地下水接受 补给的影响→地下水位抬升→发生盐渍化 。
（4）典型的湿润山区潜水均衡方程 Xf+Yf=Qd
上式表明：入渗补给的水量全部以径流形式排 泄，属于入渗——径流型地下水动态类型。
3、大区域地下水均衡研究需要注意的问题
从供水角度出发，地下水可供长期开采利用的水 量，是含水系统从外界获得的多年补给量。 在求算补给量时应注意避免上下游之间，潜水承 压水之间，以及地表水与地下水之间水量的重复计 算。 以图9-11堆积平原含水系统的地下水均衡为例， 它可以分为包含潜水的山前冲洪积平原及包含潜水 及承压水的冲积湖积平原两大部分。天然条件下多 年水量均衡，地下水储存量变化为零，即补给量= 天然排泄量。各部分的水均衡方程如下：
若简单的将各部分水量收人项累加，则显然比整 个系统的水量收入项多了W2及Qt两项，出现了重复 计算。
（5）讨论W2和Qt 据式（10-8）：W2=Xf1+Yf1+W1-Zu1-Qd ，说明 W2是由山前冲洪积平原补给量的一部分转化来的。 而Qt=W2-W3 说明收入项Qt也是转化来的。所以不 能将W2,Qt加入总均衡方程式中去。
10第十章--地下水动态与均衡
第十章地下水动态与均衡地下水动态：groundwater regime地下水均衡：groundwater balance (budget)10．1 地下水动态与均衡的概念地下水动态––––地下水各种要素(水位、水量、化学组分、气体成分、温度、微生物等)随时间的变化，称为地下水动态地下水均衡––––某一时段、某一范围内地下水水量(盐量、热量等)的收支状况，称为地下水均衡。
地下水动态与均衡的关系是：地下水动态是地下水均衡的外在表现，地下水均衡是地下水动态的内在原因。
地下水动态的研究包括：影响因素、类型及成果分析。
地下水均衡的研究包括：均衡区和均衡期的确定，均衡方程式的确定，各收支项的求取，均衡计算结果的校核与分析。
地下水要素之所以随时间发生变动，是含水层（含水系统）水量、盐量、热量、能量收支不平衡的结果。
例如，当含水层的补给水量大于其排泄水量时，储存水量增加，地下水位上升；反之，当补给量小于排泄量时，储存水量减少，水位下降。
研究目的意义：地下水动态监测及成果分析，可以解决一系列理论与实际问题：①检验并完善前期水文地质研究结论；②查明地下水资源数量、质量及其变化；③为数学模拟提供依据；④为拟定合理的地下水利用、防治方案及措施提供依据；⑤检验实施中的利用、防治方案及措施的合理性。
地下水均衡研究，可以为拟定合理的地下水利用、防治方案及措施提供定量依据，检验并完善利用、防治方案及措施。
目前：研究较多的是水位动态，水量均衡。
10．2 地下水动态的影响因素1．影响地下水动态的因素地下水动态的本源因素是随时间变动的因素，包括：气象(气候)因素、水文因素、生物因素、地质营力因素、天文因素等。
1）气象因素：①降水→含水层水量增加→水位抬升→水质变淡；②蒸发→潜水含水层水量减少→水位降低→水质变咸；③气象因素具有季节性的变化，地下水动态也具有季节性变化；④气候还存在多年的周期性变动，如周期为11年的太阳黑子影响丰水年与枯水年从而使地下水位呈现多年周期性变化。
地下水的动态与均衡
地下水的动态与均衡地下水是地球上重要的淡水资源之一，它分布在地下岩层中，对于维持陆地生态系统和人类的生存具有重要意义。
在地下水系统中，存在着动态的水文过程，同时也存在着一种动态的均衡状态。
本文将探讨地下水的动态与均衡状态，并分析其对环境和人类生活的影响。
地下水的循环过程地下水是地表径流、蒸发和降水等各种自然水文环境过程的结果。
地下水的形成往往是长期积累形成的，其循环过程包括补给、补给量消减、供水、水质变化和再补给等多个环节。
在这个过程中，地下水与地表水、土壤等水文过程相互作用，形成一个复杂的水文循环系统。
地下水补给一般来自于大气降水和地表径流的渗漏，这些水通过渗透、入渗等作用进入地下层岩石裂隙或者孔隙中，成为地下水资源。
地下水的补给量受到降水总量、土壤组分和植被覆盖情况等多种因素影响。
在地下水系统中，地下水的流动速度、方向和水质都受到这些因素的影响，因此地下水补给是地下水循环过程的关键环节之一。
地下水的动态变化地下水的动态变化受多种因素影响，包括季节变化、地质构造、水文气象条件以及人类活动等。
季节变化是地下水动态变化中较为明显的因素之一，地下水在不同季节时的补给量、水位和水质都会发生变化。
在干旱季节，地下水补给量会减少，导致地下水位下降；而在雨季，地下水补给量会增加，地下水位会上升。
地质构造是地下水变化的另一个重要因素，不同地质构造下的地下水补给、流动速度和水质特点都有所不同。
例如，在孔隙岩层中，地下水的储存量较大，补给量较稳定；而在裂隙岩层中，地下水的流动速度较快，水质变化较为显著。
水文气象条件也是地下水动态变化的重要影响因素，降水量、气温、风速等气候因素会直接影响地下水的补给量和质量。
气候变化和极端天气事件对地下水系统的影响日益凸显，可能导致地下水资源的不稳定和质量的下降。
地下水的均衡状态地下水系统在长期演化中会趋于一种动态均衡状态，地下水的补给量、消减量、流动速度和水质会在某种特定的平衡状态下保持稳定。
水文地质基础名词解释（3）
水文地质基础名词解释（3）水文地质基础名词解释112．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。
113．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。
114．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。
115．系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的整体。
116．激励：环境对系统的作用称激励。
117．响应：系统在接受激励后对环境的反作用称响应。
118．地下水含水系统：指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系的含水岩系。
119．地下水流动系统：指由源到汇的流面群构成的，具有统一时空演变过程的地下水体。
120．地下水动态：在于环境相互作用下，含水层各要素（如水位、水量、水化学成分、水温）随时间的变化。
121．地下水均衡：某一时间段内某一地段内地下水水量（盐量、热量、能量）的收支状况。
122．均衡区：进行均衡计算所选定的区域。
123．均衡期：进行均衡计算的时间段。
124．正均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量、热量）的收入大于支出，表现为地下水储存量（或盐储量、热储量）增加。
125．负均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量、热量）的支出大于收入，表现为地下水的储存量（或盐储量、热储量）减少。
126．孔隙水：赋存于松散沉积物颗粒构成的孔隙之中的地下水。
127．裂隙水：赋存并运移于裂隙基岩中的地下水。
128．成岩裂隙水：赋存并运移于成岩裂隙中的地下水。
129．风化裂隙水：赋存并运移于风化裂隙中的地下水。
130．构造裂隙水：赋存并运移于构造裂隙中的地下水。
131．等效多孔介质方法：用连续的多孔介质的理论来研究非连续介质中的问题。
132．岩溶：水对可溶岩进行化学溶解，并伴随以冲蚀作用及重力崩塌，在地下形成大小不等的空洞，在地表形成各种独特的地貌以及特殊的水文现象称为岩溶。
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第六章地下水动态与均衡的研究 (1)§1 地下水动态与均衡的概念 (1)§2 研究地下水动态与均衡的意义 (1)§3 地下水动态与均衡研究的基本任务 (2)§4 地下水动态与均衡的监测项目 (3)§5 地下水动态的成因类型及主要特征 (5)§6 地下水均衡要素的测定方法 (6)思考题 (14)第六章地下水动态与均衡的研究§1 地下水动态与均衡的概念地下水资源与其它矿产资源的最主要区别就是,其量与质总就是随着时间而不停地变化着。
所谓地下水动态即就是指表征地下水数量与质量的各种要素(如水位、泉流量、开采量、溶质成分与含量、温度及其它物理特征等)随时间而变化的规律。
其变化规律可以就是周期性的变化,也可以就是趋势性的变化。
变化的周期可以就是昼夜的(如月球引力导致的固体潮),也可以就是季节性的或者就是多年的。
其变化的速率,在天然状态下一般具较明显的周期性,或具极为缓慢的趋势性。
在人为因素(开采或排除)的影响下,其变化率可大大加强。
这种迅速的变化,可能对地下水本身与环境带来严重的后果。
地下水的质与量之所以变化,主要就是由于水量与溶质成分在补充与消耗上的不平衡所造成的。
所谓地下水均衡,就就是指这种在一定范围、一定时间内,地下水水量、溶质含量及热量等的补充(流入)与消耗(流出)量之间的数量关系。
当补充与消耗量相等时,地下水(量与质)处于均衡状态;当补充量小于消耗量时,地下水处于负均衡状态;当补充量大于消耗量时,地下水处于正均衡状态。
地下水在天然条件下,一般多处于均衡状态;在人为活动影响下,则可能出现负均衡或正均衡状态。
从上述概念可知,地下水动态与均衡之间存在着互为因果的紧密联系。
地下水均衡就是导致动态变化的实质,即导致动态变化的原因;而地下水动态则就是地下水均衡的外部表现,即动态变化的方向与幅度就是由均衡的性质与数量所决定的。
§2 研究地下水动态与均衡的意义研究地下水动态与均衡,对于认识区域水文地质条件、水量与水质评价,以及水资源的合理开发与管理,都具有非常重要的意义。
任何目的、任何勘查阶段的水文地质调查,都必须重视地下水动态与均衡的研究工作。
由于对地下水动态规律的认识,往往要经过相当长时间的资料积累才能得出结论,因此在水文地质调查时,应尽早开展地下水动态与均衡研究。
其研究意义具体表现在:(1)在天然条件下,地下水的动态就是地下水埋藏条件与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、水量、水质形成条件与区分不同类型的含水层。
(2)地下水动态就是均衡的外部表现,故可利用地下水动态资料去计算地下水的某些均衡要素。
如根据次降水量、潜水位升幅与潜水含水层给水度计算大气降水的入渗系数;根据潜水位的升幅或降幅计算地下水的储存量及潜水的蒸发量等。
(3)由于地下水的数量与质量均随着时间而变化,因此一切水量、水质的计算与评价,都必须有时间的概念。
如对同一含水层来说,在雨季、旱季、丰水年、枯水年,其水资源数量与水质都可能大不一样。
因此,地下水动态资料就是地下水资源评价与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,都必须受地下水均衡量的约束。
为尽可能地减少开采地下水引起的负作用,开采量一般不能超过地下水的补给量,即不应破坏地下水的均衡状态。
(5)研究地下水的均衡状态,可预测地下水水量、水质及与地下水有关的环境地质作用的变化及总体发展趋势。
因此,在各种目的的水文地质勘探中,都规定进行一定时期的地下水长期观测,以便进行地下水动态与均衡的研究。
勘探阶段愈详细,长期观测工作量愈大,要求的精确度愈高。
§3 地下水动态与均衡研究的基本任务一、研究地下水动态的基本任务(1)正确布设地下水动态监测网点,对动态监测的频率、监测次数及监测时间作出科学的规定。
地下水动态监测点的布置形式与位置,主要决定于水文地质调查的主要任务。
动态监测成果要满足水文地质条件的论证,地下水水量、水质评价及水资源科学管理方案制定等方面的要求。
对干不同的勘查阶段,对以上要求各有侧重。
为阐明区域水文地质条件服务的动态监测工作,其主要任务在于查明区域内地下水动态的成因类型与动态特征的变化规律。
因此,监测点一般应布置成监测线形式。
主要的监测线应穿过地下水不同动态成因类型的地段,沿着区域水文地质条件变化最大的方向布置。
对不同成因类型的动态区,不同含水层,地下水的补给、径流与排泄区,均应有动态监测点控制。
为地下水水量、水质计算与资源管理服务的动态监测工作,其主要任务就是:为建立数学模型、水文地质参数分区及选择参数提供资料。
鉴于地下水数值模型在地下水水量、水质评价与管理工作中的广泛应用,要求将相应的动态监测点布置成网状形式,以求能控制区内地下水流场及水质变化。
对流场中的地下分水岭、汇水槽谷、开采水位降落漏斗中心、计算区的边界、不同水文地质参数分区及有害的环境地质作用已发生与可能发生的地段,均应有动态监测点控制。
地下水动态的监测点,除井、孔外,还应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。
科学规定地下水动态项目的监测频率、监测次数与时间,对于获得真实、完整的动态资料十分重要。
对于不同的监测项目,监测的频率、次数与时间的具体要求虽有不同,但其总的原则就是一致的,即要求按规定的监测频率、次数与时间所获得的地下水动态资料,应能最逼真地反映出年内地下水动态变化规律。
以上问题的具体要求,可参阅有关水文地质勘查与地下水动态观测规范。
需强调的就是,为了能从动态变化规律中分析出不同动态要素(监测项目)间的相互联系,对各监测项目的监测时间,在一年中至少要有几次就是统一的。
(2)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。
动态变化规律,主要就是指某种动态要素随时间的变化过程、变化形态及变幅大小等的水文地质意义,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。
(3)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与发展原因等,提供动态上的佐证。
二、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)最好就是一个相对独立的水文地质单元。
均衡区的边界最好就是性质比较明确、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就是不同的。
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、水质的计算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。
§4 地下水动态与均衡的监测项目一、地下水动态监测项目对大多数水文地质勘查任务来讲,地下水动态监测的基本项目都应包括地下水水位、水温、水化学成分与井、泉流量等。
对与地下水有水力联系的地表水水位与流量,以及矿山井巷与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,一般就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。
选择性监测项目就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物质,或被选定为水质模型模拟因子的化学指标。
为掌握区内水文地球化学条件的基本趋势,可在每年或隔年对监测点的水质进行一次全分析。
地下水动态资料,常常随着观测资料系列的延长而具有更大的使用价值,故监测点位置确定后,一般都不要轻易变动。
二、地下水的均衡项目(或均衡要素)地下水的均衡包括水量均衡、水质均衡与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。
在多数情况下,人们首先关注的还就是水量问题,而水量均衡又就是其它两种均衡的基础。
因此,下面着重讨论水量均衡的组成项目。
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A (或补充量)与流出量B (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ΔW 。
据此,我们可直接写出均衡区在某均衡期内的各类水量均衡方程。
总水量均衡方程的一般形式为:B A W -=∆进一步写为(单位面积): )()(22221111R W Z Y R W Z Y X P V h +++-++++=++∆μ式中:μΔh ––––潜水储存量的变化量,其中,μ为潜水位变动带内岩石的给水度或饱与差,Δh 为均衡期内潜水位的变化值;V,P ––––分别为地表水体与包气带水储存量的变化量;X ––––降水量;Y 1,Y 2––––地表水的流入与流出量;Z 1,Z 2––––凝结水量与蒸发量(包括地表水面、陆面与潜水的蒸发量);W 1,W 2––––地下径流的流入与流出量;R 1,R 2––––人工引入与排出的水量。
潜水水量均衡方程的一般形式为: )''()''(222111R Z W W R Z W Y X h s f f +++-++++=∆μ式中:X f ––––降水入渗量;Z 1’,Z 2’––––潜水的凝结补给量及蒸发量;W s ––––泉的流量;Y f ––––地表水对潜水的补给量;R’1,R’2––––人工注入量与排出量;其余符号同前式。
承压水的水量均衡方程,比潜水为简,常见形式为: )()(2211*k R W E W h +-+=∆μ式中:μ*––––承压含水层的弹性给水度(贮水系数);E 1––––越流补给量;R 2k ––––承压水的开采量;其余符号同前式。
对于不同条件的均衡区及同一均衡区的不同时间段,均衡方程的组成项可能增加或减少。
如:当地下水位埋深很大时,Z’1与Z’2常常忽略不计。
分析上述各水量均衡方程,可清楚地瞧到,一切水量均衡方程均由三部分组成,即均衡期内水量的变化量(ΔW)、地下水系统的补给量(或流入量A )与消耗量(或流出量B )。
在补给量中,最重要的就是降水入渗量(X f )、地表水入渗量(Y f )、地下径流的流入量(W 1);在某些情况下,越流补给量(E 1)与人工注入量(R’1)也有较大意义;在消耗量中,最重要的就是潜水的蒸发量(Z’1)、地下径流的流出量(W 2)、地下水的人工排泄量(R’2与R 2k );有时,泉水的溢出量(W s )与越流流出量(E 2)也很有意义。