水文地质学地下水的补给与排泄精品文稿.ppt

水文地质学地下水的补给与排泄第1页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄过程：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。意义：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。第2页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.1 地下水的补给地下水的补给定义：含水层或含水系统从外界获得水量（盐量、热量）的过程补给来源（人工）：灌溉回归水、水库渗漏水，以及专门性的人工补给研究内容：补给来源、补给条件、补给量。补给来源（自然）：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一、大气降水入渗机制7.1.1 大气降水对地下水的补给第3页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 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：第4页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 实际上，从微观的角度看，并不存在均质土。尤其是粘性土，除了粒间孔隙与颗粒集合体内和颗粒集合体间的孔隙外，还存在根孔、虫孔与裂缝等大的孔隙通道。活塞式下渗是在理想的均质土（均质砂）中室内试验得出的。第5页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 捷径式捷径式下渗与下渗与活塞式活塞式下渗比下渗比较较：1）活塞式下渗是年）活塞式下渗是年龄较龄较新的水推新的水推动动其下其下的年的年龄较龄较老的水，始老的水，始终终是是“老老”水先到达含水水先到达含水层层；捷径式下渗；捷径式下渗时时“新新”水水可以超前于可以超前于“老老”水到水到达含水达含水层层；2）对对于捷径式下渗，入渗水不必全部于捷径式下渗，入渗水不必全部补补充包充包气气带带水分水分亏亏缺，即可下渗缺，即可下渗补给补给含水含水层层。适用条件：在砂砾质土中主要为活塞式下渗，而在粘性土中则活塞式与捷径式下渗同时发生。第6页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄上层毛细水带支持毛细水带毛细饱和带第7页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 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中 t5 所示。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W0，而造成水分亏缺（t0）。第8页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄第9页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄在降雨强度超过地表入渗能力时，便将产生地表坡流。第10页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄二、影响大气降水补给地下水的因素降水地表渗入地下蒸发地表径流渗入地面以下的水渗入地面以下的水 补给补给含水含水层层（潜水）（潜水）的水的水土面蒸土面蒸发发叶面蒸叶面蒸腾腾土壤水土壤水大气水大气水第11页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 影响大气降水补给地下水的因素比较复杂，其中主要有年降水总量、降水特征、包气带的岩性和厚度、地形、植被等。降水特征降水特征也影响也影响值的大小。值的大小。间歇性的小雨间歇性的小雨 过分集中的暴雨过分集中的暴雨 不超过地面入渗速率的连绵细雨不超过地面入渗速率的连绵细雨降水量降水量中相当一部分要补足水分亏缺，因此中相当一部分要补足水分亏缺，因此年降水量年降水量过小时，能过小时，能够补给地下水的有效降水量就很小；年降水量大则有利于补给地下够补给地下水的有效降水量就很小；年降水量大则有利于补给地下水，水，值较大。值较大。第12页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄包气带渗透性包气带渗透性好，有利于降水入渗补给。好，有利于降水入渗补给。包气带厚度过大包气带厚度过大（潜水埋深过大），则包气带滞留的水分也大，（潜水埋深过大），则包气带滞留的水分也大，不利于地下水的补给。但潜水埋藏过浅不利于地下水的补给。但潜水埋藏过浅（厚度过小厚度过小），毛细饱和带，毛细饱和带达到地面，也不利于降水入渗。达到地面，也不利于降水入渗。地形：地形：当降水强度超过地面入渗速率时，当降水强度超过地面入渗速率时，地形坡度大地形坡度大会使地表坡流迅会使地表坡流迅速流走，使地表径流增加。速流走，使地表径流增加。平缓与局部低洼的地势平缓与局部低洼的地势，有利于滞积表流，增加降水入，有利于滞积表流，增加降水入渗的份额。渗的份额。见下图见下图第13页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄潜水和承压水含水层接受降水及地表水补给的条件不同第14页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄森林、草地可滞留地表坡流与保护土壤结构，有利于降水入渗。影响降水入渗补给地下水的因素是相互制约、互为条件的整体，不能孤立地割裂开来加以分析。浓密的植被，尤其是农作物，以蒸腾方式强烈消耗包气水，造成大量水分亏缺。尤其在气候干旱的地区，农作物复种指数的提高，会使降水补给地下水的份额明显降低。第15页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 入渗水补足水分亏缺后，其余部分继续下渗，达到含水层时，构成地下水的补给。平原地区降水入渗补给地下水水量为：单位：mmX年总降水量年总降水量D地表径流量地表径流量S包气带水分滞留量，即水分亏缺。包气带水分滞留量，即水分亏缺。qx降水入渗补给含水层的量降水入渗补给含水层的量令：为降水入渗补给系数。含义：每年总降水量补给地下水的份额，常以小数表示。第16页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.1.2 地表水对地下水的补给一、河流与地下水的补给关系沿河流纵断面的变化第17页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.1.2 地表水对地下水的补给第18页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄一般说来，山区河谷深切，河水位常低于地下水位。河谷起排泄地下水的作用（图a），洪水期则河水补给地下水。山前，由于河流的堆积作用，河床处于高位，河水常年补给地下水（图b）。冲积平原与盆地的某些部位，河水位与地下水位的关系，随季节而变（图c）。而在而在某些冲某些冲积积平原平原中，河床因中，河床因强强烈的堆烈的堆积积作田而形成所作田而形成所谓谓“地上河地上河”，河水，河水经经常常补给补给地下水（地下水（图图d）。）。二、间歇性河流对地下水的补给过程第19页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 汛期开始，河水浸湿包气带并发生垂直下渗，使河下潜水面形成水丘（图a）。河水不断下渗，水丘逐渐抬高与扩大，与河水联成一体（图b）。汛期结束，河水撤走，水丘逐渐趋平，使一定范围内潜水位普遍抬高（图c）。二、间歇性河流对地下水的补给过程第20页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 河水补给地下水时，补给量的大小取决于下列因素：对于常年性河流，为了确定河水渗漏补给地下水的水量，可在渗漏河段上下游分别测定断面流量Q1及Q2，则河水渗漏量等于（Q1-Q2）t，t为河床过水时间。此渗漏量即为河水补给地下水的水量；但是，对于过水时间很短的间歇性河流？透水河床的透水河床的长长度与浸水周界的乘度与浸水周界的乘积积（相当于（相当于过过水断面）水断面）河床透水性（渗透系数）河床透水性（渗透系数）河水位与地下水位的高差（影响水力梯度）河水位与地下水位的高差（影响水力梯度）河床河床过过水水时间时间第21页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄四、潜水和承压水含水层接受降水及地表水补给的条件不同第22页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.1.3 大气降水及河水补给地下水水量的确定一、平原区大气降水入渗补给量在平原区，大气降水入渗补给地下水的量通常可用下式确定：Q降水入渗降水入渗补给补给地下水量（地下水量（m3/a）；）；X年降水量；年降水量；入渗系数；入渗系数；F补给补给区面区面积积（km2）。）。确定入渗系数确定入渗系数常用的方法有以下两种：常用的方法有以下两种：1）利用地中渗透仪测定2）利用天然潜水位变幅确定第23页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄二、山区降水与河水入渗量 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。第24页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄二、山区降水与河水入渗量山区地下水全部以大泉形式集中排泄时，可通过定期测定泉流量求得全年排泄量。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（见图）。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。第25页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄二、山区降水与河水入渗量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或盆地，则必须另行计算这一部分水量加入排泄量中。山区的山区的入渗系数入渗系数是全年降水与河水补给地下水的量与年降水量是全年降水与河水补给地下水的量与年降水量的比值：的比值：Q年地下水排泄量，以前述方式求得；年地下水排泄量，以前述方式求得；f汇汇水区面水区面积积（km2）；）；X年降水量（年降水量（mm）。）。第26页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄三、大气降水与地表水作为地下水补给来源的比较从空间分布上看，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。从时间分布比较，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。在地表水体附近，地下水接受降水及地表水补给，开采后这一补给还可加强，因此地下水格外丰富。从总体上说，降水量的多寡决定着一个地区地下水的丰富程度 就其水源而言，地表水是由大气降水转化而来的，即使对于干旱山间盆地，作为地下水主要补给来源的河水，仍然来源于山区降水，或以冰雪形式积累起来的高山降水。第27页，本讲稿共68页 绝对湿度只能说明某一时刻空气中水汽含量的多少，而不能表明此时空气中水汽含量的饱和程度。因此又有相对湿度的概念。空气中所能容纳的最大水汽数量随着气温升高而增大（表1-2）。某一温度下，空气中可容纳的最大水汽数量，称为该温度下的饱和水汽含量，同样也可用重量单位（代号为M），或压力单位（代号为E）表示。第七章第七章 地下水的补给与排泄地下水的补给与排泄7.1.4 凝结水的补给第28页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 饱和湿度随温度降低，温度降到一定程度，空气中的绝对湿度与饱和湿度相等。温度继续下降，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称作【凝结作用】。第一阶段：夏季的白天，大气和土壤都吸热增温；到夜晚，土壤散热快而大气散热慢。地温降到一定程度，在土壤孔隙中水汽达到饱和，凝结成水滴，绝对湿度随之降低。第二阶段：由于此时气温较高，地面大气的绝对湿度较土中为大，水汽由大气向土壤孔隙运动，如此不断补充，不断凝结，当形成足够的液滴状水时，便下渗补给地下水。7.1.4 凝结水的补给第29页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.1.5 含水层之间的补给 两个含水层之间存在水头差且有联系的通路，则水头较高的含水层便补给水头较低者第30页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄第31页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄隔水层分布不稳定时，在其缺失部位的相邻的含水层便通过隔水层分布不稳定时，在其缺失部位的相邻的含水层便通过“天窗天窗”发生水力联系。松散沉积物及基岩都有可能存在透水发生水力联系。松散沉积物及基岩都有可能存在透水的的“天窗天窗”。第32页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄切穿隔水层的导水断层往往成为基岩含水层之间的联系通路第33页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄穿越数个含水层的钻孔或止水不良的分层钻孔，都将人为地构成水由高水头含水层流入低水头含水层的通道。第34页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄相邻含水层通过其间的弱透水层发生水量交换，称作越流。越流经常发生于松散沉积物中，粘性土层构成弱透水层。第35页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 根据根据Q=KI，在一，在一维维流流动动条件下，条件下，单单位水平面位水平面积积弱透水弱透水层层的的越流量越流量V为为：K弱透水层垂向渗透系数；弱透水层垂向渗透系数；I驱动越流的水力梯度；驱动越流的水力梯度；HA含水层含水层A的水头；的水头；HB含水层含水层B的水头；的水头；M弱透水层厚度（等于渗透途径）弱透水层厚度（等于渗透途径）。相邻含水层之间水头差愈大，弱透水层厚度愈小而其垂向透水性愈好，则单位面积越流量便愈大。第36页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.1.6 地下水的其它补给来源“无意无意识识”补给补给：建造水建造水库库、进进行灌行灌溉溉以及工以及工业业与生活与生活废废水的排放都使水的排放都使地下水地下水获获得新的得新的补给补给。灌溉渠道的渗漏灌溉渠道的渗漏河流的入渗补给河流的入渗补给线状线状田面灌水入渗田面灌水入渗降水入渗补给降水入渗补给面状面状 灌水的田面入渗量取决于灌水方式灌水的田面入渗量取决于灌水方式。习惯上将灌溉渗漏补给含水层的水习惯上将灌溉渗漏补给含水层的水(包括渠道与田面渗漏包括渠道与田面渗漏)称之为称之为灌溉回归水灌溉回归水。灌溉回归水往往可占灌水总量的。灌溉回归水往往可占灌水总量的2020%4040%。平原、盆地中不适当的灌溉可引起潜水位大幅度上升，引起平原、盆地中不适当的灌溉可引起潜水位大幅度上升，引起土壤次生沼泽化与盐渍化。土壤次生沼泽化与盐渍化。第37页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 采用采用“有有计计划划”的人的人为为措施措施补补充含水充含水层层的水量称之的水量称之为为人工人工补给补给地下地下水水。人工人工补给补给地下水的目的主要是地下水的目的主要是补补充与充与储储存地下水存地下水资资源，抬高地下水位源，抬高地下水位以改善地下水开采条件，同以改善地下水开采条件，同时还时还有以下目的：有以下目的：储储存存热热源以用于源以用于锅锅炉用炉用水，水，储储存冷源用于空存冷源用于空调调冷却，控制地面沉降，防止海水倒灌与咸冷却，控制地面沉降，防止海水倒灌与咸水入侵淡含水水入侵淡含水层层等等等等。人工补给地下水通常采用地面、河渠、坑池蓄水渗补及井孔灌注等方式地面第38页，本讲稿共68页河渠井孔灌注坑池蓄水渗补第39页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.2 地下水的排泄地下水的排泄定义：含水层或含水系统失去水量的过程称作排泄。在排泄过程中，含水层与含水系统的水质也发生相应变化。研究内容：研究含水层（含水系统）的排泄包括排泄去路、排泄条件与排泄量等。排泄方式：地下水通过泉、向河流泄流及蒸发、蒸腾等方式向外界排泄。此外，还存在一个含水层（含水系统）向另一含水层（含水系统）的排泄。（越流）用井孔抽汲地下水，或用渠道、坑道等排除地下水，均属地下水的人工排泄。第40页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.2.1 泉定义：泉是地下水的天然露头，在地形面与含水层或含水通道相交点地下水出露成泉。泉补给泉的含水层的性质上升泉（承压水）下降泉（潜水）出露原因侵蚀泉接触泉溢流泉出露原因侵蚀（上升）泉断层泉接触带泉地下水集中排泄于河、湖或海的底部时，便形成水下泉第41页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄侵蚀（下降）泉接触泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉侵蚀（上升）泉断层泉接触带泉第42页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 沟谷切割揭露潜水含水层时，形成侵蚀（下降）泉（a、b）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出露成泉，这便是接触泉（c）。大的滑坡体前缘常有泉出露。这是由于滑坡体破碎、透水性良好，而滑坡床相对隔水，实质上这也是一种接触泉 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成泉，这便是溢流泉（d、e、f、g）。当河流、冲沟等切穿承压含水层的隔水顶板时，形成侵蚀（上升）泉（h）地下水沿导水断层上升，在地面高程低于测压水位处涌溢地表，便成为断层泉（i）岩脉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成泉，就叫作接触带泉（j）。第43页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄2）根据泉的流量可以确定含水层的富水程度。3）根据泉水的物理性质、化学成分，可以了解各含水层的水质特征。4）通过泉的动态观测，可以获得地下水动态的初步概念。5）根据泉的流量，可以作为论证地下水允许开采量保证程度的依据。1）根据泉的出露情况，可以判断岩层的含水性。泉的水文地质意义第44页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄6）根据泉的流量，可以计算地下水径流模数。（Mc）Q0为为泉的泉的总总流量（流量（m3/s）；）；F为为地下水流域面地下水流域面积积（km2）。）。7）泉的研究有利于判断地质构造。许多泉出露在不同岩层的接触带或断裂带上。在断层线上，有时出现线状排列的上升泉，故根据泉的分布规律及形成条件的分析，有助于判断地质构造。当第四系沉积物不很厚时，在地面上可以见到与底层界线或构造带有关的泉，据此可以判断隐伏构造位置。第45页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.2.2 泄流 当河流切割含水当河流切割含水层时层时，地下水沿河呈地下水沿河呈带带状排泄，状排泄，称作地下水的称作地下水的泄流。泄流。在河流上在河流上选选定断面，定期定断面，定期测测定河水流量，可得出河流流定河水流量，可得出河流流线过线过程程线线，并分割得出地下水泄流量（并分割得出地下水泄流量（图图 721）。）。第46页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.2.2 泄流 最最简单简单的分割方法如的分割方法如图图 722 所示。在流量所示。在流量过过程程线线起起涨涨点点 A 起引一水平起引一水平线线交于退水段的交于退水段的 B 点，点，则图则图中有阴中有阴线线部分即相当部分即相当于地下水泄流于地下水泄流补给补给河水的量。在水文学中此水量称作河流的基河水的量。在水文学中此水量称作河流的基流。流。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。第47页，本讲稿共68页包包气气带带7.2.3 蒸发第48页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄【区域】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。土壤水的蒸发 潜水的蒸发一、土壤水的蒸发包气带上部的水：孔角毛细水、悬挂毛细水乃至过路毛细水。由液态转为气态而蒸发排泄，造成包气带水分亏缺 蒸发强度取决于气候与包气带岩性。结果：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。土壤水季节性的浓缩，雨季得到降水补充而淡化7.2.3 蒸发第49页，本讲稿共68页打井出水毛细水带上层毛细水带支持毛细水带毛细饱和带第50页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄二、潜水的蒸发 紧接潜水面的包气带中分布着支持毛细水。支持毛细水是潜水沿着毛细孔隙上升而形成的，与潜水密不可分。当潜水面埋藏不深，支持毛细水带上缘离地表较近时，大气相对湿度小于饱和湿度，毛细弯液面上的水不断由液态转为气态，逸入大气；潜水则源源不断通过毛细作用上升补充支持毛细水，使蒸发得以持续进行。结果：水分沿毛细管源源上升又不断气化蒸发，水流带来的盐分便浓集于毛细带的上缘。降雨时，入渗降水淋溶部分盐分重新返回潜水。因此，强烈的潜水蒸发将使土壤集盐（造成土壤盐渍化）与地下水不断浓缩盐化。第51页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 影响潜水蒸发，从而决定土壤与地下水盐化程度的因素:1）气候气候愈干燥，相愈干燥，相对对湿度越小，潜水蒸湿度越小，潜水蒸发发便愈便愈强强烈。烈。相相对对湿度湿度经经常小于常小于50%的西北，有的地方潜水的西北，有的地方潜水矿矿化度可达化度可达100300g/L；相相对对湿度湿度经经常保持常保持80%以上的川西平原，尽管以上的川西平原，尽管潜水位埋藏潜水位埋藏很浅，很浅，但其但其矿矿化度不到化度不到0.5g/L。气候气候、潜水埋藏深度潜水埋藏深度、包气包气带带岩性岩性，地下水流地下水流动动系系统统的的规规模模第52页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄2）潜水面埋藏潜水面埋藏愈浅，蒸愈浅，蒸发发愈愈强强烈。烈。地地处处半干旱地区的河北石家庄市，利用地中渗透半干旱地区的河北石家庄市，利用地中渗透仪测仪测得潜水蒸得潜水蒸发发与其水位埋藏深度的关系（与其水位埋藏深度的关系（图图723）。）。第53页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄 有人发现，干旱地区即使山前埋深达数十米的潜水矿化度仍比较高。因此认为，这是干旱气候下气态的水分子从深部不断逸出而蒸发的结果。从图中可见，水位埋藏深度小于2m时，随着潜水埋深变浅，蒸发量显著增大，深度大于2m，潜水蒸发明显减弱。第54页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄3）包气带岩性主要通过其对毛细上升高度与速度的控制而影响潜水蒸发。砂太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、粉砂等组成的包气带，毛细上升高度大，而毛细上升速度又较快，故潜水蒸发最为强烈。第55页，本讲稿共68页含水系统简单的流动系统（A）区域流动系统（Br）中间流动系统（Bi）局部流动系统（B1）流动系统复杂的流动系统（B）级次性第56页，本讲稿共68页第八章第八章 地下水系地下水系统统第57页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄4）干旱、半干旱地区地下水流动系统的排泄区是蒸发浓缩作用最为强烈的地方。区域性流动系统的排泄区由于能够汇集更大范围地下水中的盐分，蒸发浓缩较局部流动系统排泄区更为发育。干旱、半干旱的平原与盆地，常常由于利用地表水大量灌溉引起潜水面抬升，潜水蒸发增强，从而造成次生的土地盐渍化。7.2.4 蒸腾第58页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.3 地下水的径流地下水的径流定义：地下水由补给区向排泄区流动的过程称作径流。研究内容：径流方向、径流强度、径流量、影响径流的因素意义意义：径流的强弱影响含水层：径流的强弱影响含水层水量与水质水量与水质的形成过程及其时空分的形成过程及其时空分布。布。“补给补给径流径流排泄排泄”是地下水形成过程中一个统一不可分割的是地下水形成过程中一个统一不可分割的循环过程。循环过程。第59页，本讲稿共68页第四章第四章 地下水运地下水运动动的基本的基本规规律律第60页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄总体来说：从高处向低处流动。尤其是潜水7.3.1 径流方向以我国华北平原为例：在总的地势控制下，由山前向滨海地下水作纵向流动；同时，山前下降的潜水流在平原中某些部位上升；在局部地形的控制下，浅层潜水由地上河及古河道下降，越流补给深层水，而在河间洼地则由深部向浅部作上升越流运动。但不管地下水具体的径流路径如何复杂，都可以通过编制地下水等水位线图或等水压线图来分析研究。第61页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄第62页，本讲稿共68页第十章第十章 孔隙水孔隙水二、河流下游平原冲击层中的地下水第63页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.3.2 径流强度单位时间内通过单位过水断面的水量单位时间内通过单位过水断面的水量渗透速度来表征。渗透速度来表征。与含水层的透水性、补给区到排泄区之间的水位差成正比，与补给区到排泄区的长度成反比。7.3.3 径流量定义：地下水流经某过水断面的流量径流量大小取决于含水层厚度和地下水的补给排泄条件。第64页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄第65页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄7.3 补给、径流、排泄对地下水水质的影响补给、径流、排泄对地下水水质的影响 地下水获得矿化度与化学类型不同的地下水获得矿化度与化学类型不同的补给补给水，水质也因而发生变化。水，水质也因而发生变化。干旱地区的潜水往往因长期蒸发浓缩而成为高矿化水。在那些经常干旱地区的潜水往往因长期蒸发浓缩而成为高矿化水。在那些经常获得低矿化水补给的地段，如河流沿岸，季节性集水洼地，灌渠两侧等，获得低矿化水补给的地段，如河流沿岸，季节性集水洼地，灌渠两侧等，常可找到适于饮用的淡水透镜体。常可找到适于饮用的淡水透镜体。高矿化水与污染水的补给，则使含水层水质恶化，这多半是在高矿化水与污染水的补给，则使含水层水质恶化，这多半是在人为影响下发生的。人为影响下发生的。例如例如，工业工业废水废水与生活与生活污水污水的不合理排放，的不合理排放，降水淋滤废料与吸收废气降水淋滤废料与吸收废气后后补给地下水等，过量抽汲滨海地区的或与咸水层有联系的淡水含水补给地下水等，过量抽汲滨海地区的或与咸水层有联系的淡水含水层，也可引起海水或咸水补给淡水层而引起水质恶化。层，也可引起海水或咸水补给淡水层而引起水质恶化。第66页，本讲稿共68页第七章第七章 地下水的地下水的补给补给与排泄与排泄地下水的排泄，根据其对水质影响可分为两大类：一类是径流排泄，包括以泉、泄流等方式的排泄在内，其特点是盐随水走，水量排走的同时也排走盐分。另一类是蒸发排泄，其特点是水走盐留。将将补给、排泄补给、排泄结合起来，我们可以划分为两大类地下水循环结合起来，我们可以划分为两大类地下水循环：渗入渗入径流型径流型 和和 渗入渗入蒸发型蒸发型 前者，长期循环的结果，使岩土与其中赋存的地下水向前者，长期循环的结果，使岩土与其中赋存的地下水向溶滤溶滤淡化淡化方向发展；方向发展；后者，长期循环，使后者，长期循环，使补给区补给区的岩土与地下水的岩土与地下水淡化脱盐淡化脱盐，排泄区排泄区的地的地下水盐化，下水盐化，土壤盐渍化土壤盐渍化（图（图725、图、图726）。）。第67页，本讲稿共68页第68页，本讲稿共68页