水文地质学基础-地下水的补给与排泄.ppt

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1、防灾科技学院防灾科技学院 张耀文张耀文水文地质学基础水文地质学基础Fundamentals of Hydrogeology本章内容本章内容7.1地下水的补给地下水的补给7.2 地下水的排泄地下水的排泄7.3 地下水径流地下水径流7.4 地下水补给、径流与排泄对地下水水质的影响地下水补给、径流与排泄对地下水水质的影响Company Logov 基本概念基本概念地下水是通过补给与排泄两个环节参与自然界的水循环。地下水是通过补给与排泄两个环节参与自然界的水循环。补给补给补给补给：含水层或含水系统从外界获得水量的含水层或含水系统从外界获得水量的过程，过程，水量增加的水量增加的同时，盐量、能量等也随之增

2、加。同时，盐量、能量等也随之增加。排泄排泄排泄排泄：含水层或含含水层或含水系统向外界排出水系统向外界排出水量的水量的过程，过程，减少减少水量的同时，盐量水量的同时，盐量和能量等也随之减和能量等也随之减少。少。Company Logov 基本概念基本概念根据地下水循环位置，可分为根据地下水循环位置，可分为补给区、径流区、排泄区补给区、径流区、排泄区。径流区径流区是含水层中的地下水从补给区至排泄区的流经范围。是含水层中的地下水从补给区至排泄区的流经范围。水文地质条件水文地质条件是是地下水埋藏、分布、地下水埋藏、分布、补给、径流和排泄补给、径流和排泄条件、水质和水量条件、水质和水量及其形成地质条件及

3、其形成地质条件等的总称。等的总称。补给区补给区（recharge arearecharge area）是含水层出露或接近地表接受）是含水层出露或接近地表接受大气降水和地表水等入渗补给的地区。大气降水和地表水等入渗补给的地区。Company Logo7.1 7.1 地下水的补给地下水的补给地下水的补给地下水的补给补给使含水层的水量、水化学特征和水温发生变化补给使含水层的水量、水化学特征和水温发生变化v思考思考：补给获得水量后，含水层或含水系统会发生什么：补给获得水量后，含水层或含水系统会发生什么变化？变化？地下水位上升，地下水位上升，增加了势能增加了势能，使地下水保持不停的流动。，使地下水保持不

4、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。停滞。补给的研究包括：补给的研究包括：补给来源、补给机制、影响因素补给来源、补给机制、影响因素、补给量补给量地下水的地下水的补给来源补给来源有：有：天然：天然：大气降水、地表水、凝结水大气降水、地表水、凝结水及及相邻含水层相邻含水层的补给等的补给等人类活动有关的：人类活动有关的：灌溉水入渗、水库渗漏灌溉水入渗、水库渗漏及及人工回灌人工回灌Company Logo7.1.1 大气降水对地下水的补给大气降水对地下水的补给讨论：入渗机制讨论：入渗机制？影响因素影响因素？补给量的确定补给

5、量的确定？1 1、大气降水入渗机制大气降水入渗机制包包气气带带是是降降水水对对地地下下水水补补给给的的枢枢纽纽，包包气气带带的的岩岩性性结结构和含水量状况对降水人渗补给起着决定性作用构和含水量状况对降水人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目前认为，松散沉积物的降水入渗有两种方式两种方式：降水入渗的现象降水入渗的现象两类空隙的入渗过程两类空隙的入渗过程总结：总结：均匀砂土层均匀砂土层活塞式活塞式 (piston/diffuse)含裂隙的土层含裂隙的土层捷径式捷径式 (bypass)Company Logo1 1、大气降水入渗机制、大气降水入渗机制v“活塞式活塞式”入渗入渗 适用

6、条件：适用条件：均匀的砂土层均匀的砂土层降水降水初期初期 t1：土层干燥，吸水能力很强，雨水下渗快土层干燥，吸水能力很强，雨水下渗快-渗润阶段渗润阶段降水降水延续延续 t2 ：土层达到一定的含水量，毛细力与重力共同作用，土层达到一定的含水量，毛细力与重力共同作用，下渗趋于稳定下渗趋于稳定渗漏与渗透阶段渗漏与渗透阶段降水降水再持续再持续：当土层湿锋面推进到支持毛细水带时，当土层湿锋面推进到支持毛细水带时，含水量获得补给，潜水位上升含水量获得补给，潜水位上升7.1.1 大气降水对地下水的补给大气降水对地下水的补给Company Logo湿湿锋锋面面t1t2地面地面潜水面潜水面活塞式活塞式下渗：下渗

7、：入渗水的入渗水的湿锋面整体向下推进湿锋面整体向下推进，犹如活塞的运移。，犹如活塞的运移。Company Logo下渗过程水分分布下渗过程水分分布渗润阶段渗润阶段渗漏、渗透阶段渗漏、渗透阶段Company Logo7.1.1 大气降水对地下水的补给大气降水对地下水的补给1 1、大气降水入渗机制大气降水入渗机制v“活塞式活塞式”入渗入渗 均匀砂土层均匀砂土层v“捷径式捷径式”下渗下渗 空隙大小极悬殊空隙大小极悬殊活塞式与捷径式区别：活塞式与捷径式区别：捷径式下渗，新水可以超捷径式下渗，新水可以超过老水，优先达含水层；过老水，优先达含水层；捷径式下渗，不必包气带捷径式下渗，不必包气带达到饱和即可补

8、给下方含达到饱和即可补给下方含水层。水层。捷径式下渗图捷径式下渗图t1t2捷径式下渗图捷径式下渗图Company Logo山西黄土及其入渗山西黄土及其入渗目前认为，松散沉积物中的降水目前认为，松散沉积物中的降水入渗存在活塞式与捷径式两种。入渗存在活塞式与捷径式两种。Company Logo2 2、降水补给的影响因素、降水补给的影响因素、降水补给的影响因素、降水补给的影响因素降水降水地表地表下渗补给含水层下渗补给含水层蒸发蒸发地表径流地表径流渗入地面以下的水渗入地面以下的水 补给含水层的水补给含水层的水土面蒸发土面蒸发叶面蒸腾叶面蒸腾土壤水土壤水大气水大气水 Company Logo（降水入渗能

9、力）（降水入渗能力）垂向渗透流速垂向渗透流速v=Q/t，取决于包气带岩性，取决于包气带岩性K入渗速率随时间的变化入渗速率随时间的变化在降雨强度在降雨强度超过超过地表入渗能力时，便将产生地表入渗能力时，便将产生地表坡流地表坡流。Company Logo7.1.1 大气降水对地下水的补给大气降水对地下水的补给2 2 2 2、降水补给的影响因素、降水补给的影响因素、降水补给的影响因素、降水补给的影响因素P=R+E+S+G 气候因素气候因素（P P，E E）：）：1.1.年降水量年降水量2.2.降水强度和延续时间降水强度和延续时间总量大，强度适中，间隔短，总量大，强度适中，间隔短，时间长的绵绵细雨最有

10、利。时间长的绵绵细雨最有利。温度适中，温差较小，温度适中，温差较小，相对湿度大，蒸发强度小。相对湿度大，蒸发强度小。地质地质:3.3.包气带：包气带：a a岩性、岩性、b b厚度、厚度、c c含水量含水量4.4.地形地形:高或低，陡或缓高或低，陡或缓5 5.地下水位埋深：地下水位埋深：6.6.植被发育植被发育人类工程人类工程REPSGCompany Logo0 0 2 2 4 4 6 6 8 0.00.0 0.20.2 0.40.4 0.60.6 0.80.8 降雨入渗系数降雨入渗系数 水位埋深水位埋深/m/m m 粉细砂粉细砂 亚粘土亚粘土 夹层土夹层土 岩性及水位埋深对降雨入渗补给的影响岩

11、性及水位埋深对降雨入渗补给的影响问题：地下水位埋深的影响？问题：地下水位埋深的影响？?地下水接受地下水接受降水补给的降水补给的最佳深度一最佳深度一般为般为2-2-2.5m.2.5m.Company Logo7.1.1 大气降水对地下水的补给大气降水对地下水的补给3 3、降水入渗补给量、降水入渗补给量v（1 1）平原区大气降水入渗补给量）平原区大气降水入渗补给量 一般采用入渗系数法（一般采用入渗系数法（）降水入渗系数降水入渗系数多用年平均值表示，由经验与实验等方法得出多用年平均值表示，由经验与实验等方法得出 全年降水入渗补给量：全年降水入渗补给量：Q =Q =a a P F 1000 P F 1

12、000 式中：式中：Q-Q-降水入渗补给地下水量（降水入渗补给地下水量（m m3 3/a/a）；）；P-P-年降水量（年降水量（mmmm）；）；a a -降降水水入入渗渗系系数数；一一般般在在.4.4之之间间。在在南南方方岩岩溶溶地地区区高达以上高达以上,西北干旱气候的沙漠盆地接近于西北干旱气候的沙漠盆地接近于0.0.F-F-补给区面积（补给区面积（km2km2）。）。确确定定a a 的的常常用用方方法法：入入渗渗试试验验仪仪、地地中中渗渗透透仪仪、经经验验类类比比法法、利利用用潜潜水水位位天天然然变幅确定变幅确定 实际工作中常用实际工作中常用Company Logo双环入渗试验装置双环入渗试

13、验装置双环入渗试验装置双环入渗试验装置双环注水法双环注水法-剖面图剖面图连续降水连续降水Company Logo地中渗透仪结构图地中渗透仪结构图原状土样原状土样入渗皿入渗皿导水管导水管地地下下观观测测室室Company Logo河南郑州均衡试验场地中渗透仪河南郑州均衡试验场地中渗透仪 试验土柱试验土柱 地下观测室地下观测室Company Logo7.1地下水的补给地下水的补给3 3、降水入渗补给量、降水入渗补给量（2 2）山区降水入渗补给量的确定）山区降水入渗补给量的确定 基岩山区大气降水、地表水与地下水的基岩山区大气降水、地表水与地下水的转换情况比较复杂转换情况比较复杂，单独求算山区的大气降

14、水入渗补给地下水量很困难，通常的做单独求算山区的大气降水入渗补给地下水量很困难，通常的做法是法是统一求取山区大气降水与地表水对地下水的补给量。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，山区地形切割，地下水位埋藏深度大，地下水的蒸发排地下水的蒸发排泄量可以忽略泄量可以忽略，大体上可认为，大体上可认为山区地下水的补给量等于其排山区地下水的补给量等于其排泄量泄量，故可通过，故可通过测定地下水排泄量反求其补给量。测定地下水排泄量反求其补给量。山区地下水全部以山区地下水全部以泉形式集中排泄泉形式集中排泄时，可通过定期测定泉时，可通过定期测定泉流量求得全年排泄量。流量

15、求得全年排泄量。如地下水如地下水分散泄流分散泄流，可通过，可通过分割河水流量过程线分割河水流量过程线求年求年排泄量（见下图排泄量（见下图）。）。基流基流：径流过程线中表示河道内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常年出现并基本稳定的那部分水流，完全由地下水补给。流，完全由地下水补给。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。或盆地，则必须另行计算这一部分水量加入排泄量中。山山区区地地下下水水的的排排泄泄量量Company Logo山区的山区的入渗系数入渗系数是全年降水与河水补

16、给地下水的量与是全年降水与河水补给地下水的量与年降水量的比值：年降水量的比值：Q Q年地下水排泄量（年地下水排泄量（m3/a），以前述方式求得；，以前述方式求得；f f汇水区面积（汇水区面积（kmkm2 2）；）；X X年降水量（年降水量（mmmm）。）。汇水区：指某一点上游的所有主支流地区（汇水区：指某一点上游的所有主支流地区（f就是汇水区的总面积）。就是汇水区的总面积）。Company Logo7.1.2 地表水对地下水的补给地表水对地下水的补给v地表水对地下水的补给地表水对地下水的补给v补给来源：地表水体补给来源：地表水体（河、湖、水库等）（河、湖、水库等）v补给机制补给机制:因地而异（

17、空间上），不同部位，岩性等；因地而异（空间上），不同部位，岩性等；因时而异（时间上），不同季节，不同补排关系因时而异（时间上），不同季节，不同补排关系地表水补给地下水的地表水补给地下水的必要条件必要条件有哪些：有哪些：（1 1）存在水力联系）存在水力联系 （2 2）地表水水位高于地下水水位（存在水头差）地表水水位高于地下水水位（存在水头差）思考：思考：比较比较长年性河流长年性河流与与季节性河流季节性河流对地下水的补给的异对地下水的补给的异同点？同点？Company Logo河流不同部位地表水与地下水之间的补给关系河流不同部位地表水与地下水之间的补给关系Company Logo 汛期开始汛期开始

18、，河水浸湿包气带，河水浸湿包气带并发生垂直下渗，使河下潜水并发生垂直下渗，使河下潜水面形成水丘（图面形成水丘（图a）。）。河水不断下渗河水不断下渗，水丘逐渐抬，水丘逐渐抬高与扩大，与河水联成一体高与扩大，与河水联成一体（图（图b）。）。汛期结束汛期结束，河水撤走，水丘，河水撤走，水丘逐渐趋平，使一定范围内潜水逐渐趋平，使一定范围内潜水位普遍抬高（图位普遍抬高（图c）。）。季节性河流补给地下水季节性河流补给地下水思考：如何确定河水对地下水的补给量？思考：如何确定河水对地下水的补给量？Company Logo 河水补给地下水时，河水补给地下水时，补给量的大小补给量的大小取决于下列因素：取决于下列因

19、素：透水河床的长度与浸水周界的乘积（相当于过水断面）透水河床的长度与浸水周界的乘积（相当于过水断面）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）河床过水时间河床过水时间 对于对于常年性河流常年性河流，为了确定河水渗漏补给地下水的水，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量，可在渗漏河段上下游分别测定断面流量Q Q1 1及及Q Q2 2，则河，则河水渗漏量等于（水渗漏量等于（Q Q1 1-Q Q2 2）t t，t t为河床过水时间。此渗漏量即为河床过水时间。此渗漏量即为河水补给地下水的水量；

20、为河水补给地下水的水量；但是，对于过水时间很短的但是，对于过水时间很短的间歇性河流间歇性河流？河流对地下水的补给量河流对地下水的补给量思考：大气降水和河流补给地下水的异同？思考：大气降水和河流补给地下水的异同？大气降水与地表水作为地下水补给来源的大气降水与地表水作为地下水补给来源的比较比较从从空间分布空间分布上看，大气降水属于上看，大气降水属于面状面状补给，范围普遍且较补给，范围普遍且较均匀；地表水则可看作均匀；地表水则可看作线状线状补给，局限于地表水体周边。补给，局限于地表水体周边。从从时间分布时间分布比较，比较，大气降水持续时间有限大气降水持续时间有限而而地表水体持续地表水体持续时间长，或

21、是经常性的时间长，或是经常性的。在地表水体附近，地下水接受降。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。格外丰富。从从总体总体上说，降水量的多寡决定着一个地区地下水的丰富上说，降水量的多寡决定着一个地区地下水的丰富程度程度 就其水源而言，地表水是由大气降水转化而来的，即使就其水源而言，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。来源于山区降水，或以冰雪形式积累

22、起来的高山降水。本段小结本段小结大气降水与地表水对地下水补给的区别：大气降水与地表水对地下水补给的区别：(1)(1)空间上空间上:大气降水属于面状补给，范围普遍且均大气降水属于面状补给，范围普遍且均匀；地表水则可看作线状补给，局限于地表水体周边。匀；地表水则可看作线状补给，局限于地表水体周边。(2)(2)时间上时间上:大气降水持续时间有限而地表水体持续大气降水持续时间有限而地表水体持续的时间长，或是经常性的。的时间长，或是经常性的。(3)(3)影响因素：影响因素：大气降水对地下水的补给不同地区受大气降水对地下水的补给不同地区受气候因素（主要是降雨）影响，河流对地下水的补给关系沿气候因素（主要是

23、降雨）影响，河流对地下水的补给关系沿着河流纵断面而有所变化。着河流纵断面而有所变化。潜水和承压水含水层接受降水及地表水补给的区别：潜水和承压水含水层接受降水及地表水补给的区别：潜水在整个含水层分布面积上都能直接接受补给，潜水在整个含水层分布面积上都能直接接受补给，而承压水仅在含水层出露于地表，或与地表连通处方能获得而承压水仅在含水层出露于地表，或与地表连通处方能获得补给。补给。7.1.3 含水层之间的补给含水层之间的补给v越越流流地地下下水水量的内部转化量的内部转化v潜潜水水承承压压水水之之间的补给间的补给v思考题：思考题：右右图图中中泉泉水水的的大大小小与与哪哪些些因因素素有有关！关！Com

24、pany Logo含水层通过含水层通过钻孔钻孔发生水力联系发生水力联系含水层通过含水层通过导水断层导水断层发生水力联系发生水力联系含水层之间的水力联系含水层之间的水力联系Company Logo越流越流（LeakageLeakage）：）：具有一定水头差的相邻含水层，通具有一定水头差的相邻含水层，通过其间的弱透水岩层发生水量交换的过程过其间的弱透水岩层发生水量交换的过程 。经常发生于松散沉积物中，经常发生于松散沉积物中，粘性土层构成粘性土层构成弱透水层弱透水层 。思考：思考：越流量如何计算？越流量如何计算？天窗、越流天窗、越流隔水层分布不稳定时，隔水层缺失部位称为隔水层分布不稳定时，隔水层缺失

25、部位称为天窗天窗Company Logo越流补给量计算越流补给量计算 用达西定律用达西定律Q=KQ=KI I进行进行分析分析,单位水平面积弱透水单位水平面积弱透水层越流量层越流量Q Q为为:M M式中：式中：K K弱透水层垂向渗透系数弱透水层垂向渗透系数I I驱动越流的水力梯度驱动越流的水力梯度H HA A-含水层含水层A A的水头的水头H HB B-含水层含水层B B的水头的水头M M弱透水层厚度弱透水层厚度 虽然弱透水层的垂向虽然弱透水层的垂向渗透系数相当小渗透系数相当小，但，但水力梯度水力梯度大大，越流的面积大越流的面积大，对于松散沉积物构成的含水系统，对于松散沉积物构成的含水系统，越流

26、补给量可能大于含水层侧向流入量越流补给量可能大于含水层侧向流入量。7.1.3 含水层之间的补给含水层之间的补给Company Logo7.1.4 凝结水的补给凝结水的补给凝结作用指气温下降到一定程度由气态水转化为液态水的过程。凝结作用指气温下降到一定程度由气态水转化为液态水的过程。一般情况下，凝结形成的地下水相当有限。一般情况下，凝结形成的地下水相当有限。但是，高山、沙漠等但是，高山、沙漠等昼夜温差大的地方，凝结水对地下水补给很重要。昼夜温差大的地方，凝结水对地下水补给很重要。7.1.5 地下水的其它补给来源地下水的其它补给来源（1 1）水库渗漏。）水库渗漏。（2 2）灌溉渗漏：灌溉渠系、灌溉

27、田间渗漏补给。）灌溉渗漏：灌溉渠系、灌溉田间渗漏补给。（3 3）工业及生活废污水的渗漏补给。）工业及生活废污水的渗漏补给。（4 4）人工补给地下水人工补给地下水：采用有计划的人为措施补充含水层的水量。采用有计划的人为措施补充含水层的水量。Company Logo人工补给地下水人工补给地下水人工补给地下水的方式人工补给地下水的方式有：有：地面，地面，河渠，河渠，坑坑池蓄水渗补，池蓄水渗补，井孔灌注。井孔灌注。目的目的：补充与储存地下水资补充与储存地下水资源，抬升地下水位；源，抬升地下水位；储存热源、冷源；储存热源、冷源；控制地面沉降；控制地面沉降；防止海水倒灌、咸水防止海水倒灌、咸水入侵；入侵；

28、改善生态环境改善生态环境 7.2 7.2 地下水的排泄地下水的排泄地下水的排泄地下水的排泄v地下水排泄的研究地下水排泄的研究包括：包括：排泄方式、排泄机制、影响因素、排泄量的确定排泄方式、排泄机制、影响因素、排泄量的确定v排泄方式排泄方式：泉泉（点状点状排泄）排泄）向地表水体向地表水体泄流泄流（河流（河流线状线状）、向）、向相邻含水层相邻含水层的的排泄排泄蒸发蒸腾（蒸发蒸腾（面状面状排泄）排泄）人工排泄人工排泄v前三种排泄方式称为前三种排泄方式称为径流排泄径流排泄，与，与蒸发排泄蒸发排泄的的区别区别：径流排泄径流排泄水分（盐分）呈液态排出水分（盐分）呈液态排出,盐随水去盐随水去蒸发排泄蒸发排泄

29、水分呈气态排出，盐分积累下来，水分呈气态排出，盐分积累下来，水去盐留水去盐留Company Logo7.2.1 泉泉 springv定义定义：泉是地下水的天然露头。泉是地下水的天然露头。多为多为“点点”状，属状，属径流排泄径流排泄v分类分类：根据补给泉的含水层类型可将泉划分为根据补给泉的含水层类型可将泉划分为上升泉、下降泉上升泉、下降泉。根根据据出出露露成成因因可可分分为为侵侵蚀蚀泉泉、接接触触泉泉和和溢溢流流泉泉、断断层层泉泉、接触带泉接触带泉。根据出露条件又将下降泉分为：根据出露条件又将下降泉分为：侵蚀泉：地形切割到潜水面侵蚀泉：地形切割到潜水面接触泉：地形切割至隔水底板接触泉：地形切割至

30、隔水底板溢流泉：水流在前方受阻，水位抬升，而溢流成泉溢流泉：水流在前方受阻，水位抬升，而溢流成泉Company Logo下降泉下降泉 侵蚀泉侵蚀泉：地形切割到潜水面地形切割到潜水面 接触泉接触泉：地形切割至隔水底地形切割至隔水底板出露板出露 溢流泉溢流泉：水流在前方受阻，水流在前方受阻，水位抬升，而溢流水位抬升，而溢流成泉成泉：出露潜水含水层中的泉出露潜水含水层中的泉Company Logo上升泉上升泉2.上升泉（上升泉（出露于承压含水层中的泉出露于承压含水层中的泉）上升泉根据出露条件分为：上升泉根据出露条件分为：侵蚀泉，断层泉，接触带泉侵蚀泉，断层泉，接触带泉Company Logo7.2.

31、1 泉泉 spring3.3.泉的水文地质意义泉的水文地质意义 泉的出露标高、流量、动态、温度、水化学特征泉的出露标高、流量、动态、温度、水化学特征a.a.泉出露两侧岩层的含水性：含水层；隔水层泉出露两侧岩层的含水性：含水层；隔水层b.b.泉出露处断层的导水性泉出露处断层的导水性c.c.泉的流量大小：导水性的好坏泉的流量大小：导水性的好坏d.d.泉的温度：地下水循环深度泉的温度：地下水循环深度e.e.泉流量大小或水化学：补给与径流条件的好坏泉流量大小或水化学：补给与径流条件的好坏Company Logo山东济南百脉泉山东济南百脉泉在实际中泉的成因与定名是比较难判定的在实际中泉的成因与定名是比较

32、难判定的P80-81为济南全群成因条件分析为济南全群成因条件分析-请自学请自学Company Logov河流切割含水层时，地下水向河流的排泄，称为河流切割含水层时，地下水向河流的排泄，称为泄流泄流v地下水的泄流量可通过分割河流流量过程线的方法确定地下水的泄流量可通过分割河流流量过程线的方法确定7.2.2 7.2.2 泄流泄流泄流泄流基流基流：径流过程线中表示河道内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常年出现并基本稳定的那部分水流，完全由地下水补给。流，完全由地下水补给。Company Logo7.2.3 7.2.3 蒸发和蒸腾蒸发和蒸腾 水水面面蒸蒸发发：是是潜潜水水以以气气体体

33、形形式式通通过过包包气气带带向向大大气气排排泄泄水水量量的的过程。过程。土面蒸发土面蒸发：潜水通过包气带耗失水分潜水通过包气带耗失水分叶面蒸腾叶面蒸腾：通通过过植植物物根根系系吸吸收收潜潜水水或或包包气气带带水水转转化化为为叶叶面面水水而而蒸蒸发发消耗消耗 （一株大的植物，犹如一台生物抽水机）（一株大的植物，犹如一台生物抽水机）Company Logo7.2.3 7.2.3 蒸发和蒸腾的影响因素蒸发和蒸腾的影响因素a.a.气候因素气候因素：干干燥燥，气气温温高高，蒸蒸发发量量愈大愈大b.b.地下水位埋深地下水位埋深：超过蒸发极限深度超过蒸发极限深度则蒸发则蒸发0 0如如：华华北北地地区区，水水

34、位位埋埋深深5m5m，基本不考虑蒸发，基本不考虑蒸发干干旱旱地地区区，极极限限水水位位埋埋深深大；湿润地区极限埋深小大；湿润地区极限埋深小c.c.包气带岩性包气带岩性：Company Logo7.2.3 7.2.3 蒸发和蒸腾的影响因素蒸发和蒸腾的影响因素c.c.包气带岩性包气带岩性：hchc和毛细上升速度和毛细上升速度 Vc=KVc=KI I 容易产生盐碱化的是哪类土？容易产生盐碱化的是哪类土？岩性岩性砂砾石砂砾石粉砂粉砂亚砂亚砂粘土粘土K K大大中中小小极小极小h hc c小小/极小极小中中大大很大很大V Vc c小小大大中中小小Company Logo7.2.4 7.2.4 蒸发量的测定

35、方法蒸发量的测定方法地中渗透仪地中渗透仪潜水位动态潜水位动态经验公式经验公式式中：式中：-地下水（潜水）消耗于蒸发与蒸腾的强度地下水（潜水）消耗于蒸发与蒸腾的强度(mm/d)；0-z=0时水面蒸发强度时水面蒸发强度(mm/d)；z-地下水位埋深地下水位埋深(m)；z0-地下水位临界埋深，地下水位临界埋深，15m；n-指数，一般指数，一般1n3；-水位变动带给水度；水位变动带给水度；H-由于蒸发蒸腾而产生的地下水位下降值由于蒸发蒸腾而产生的地下水位下降值(mm/d)。地下水位埋深越浅，地下水位埋深越浅，蒸发越强烈；蒸发越强烈；地下水位埋深高于地地下水位埋深高于地下水位埋深时，蒸发下水位埋深时，蒸

36、发停止。停止。Company Logo蒸发量的测定方法蒸发量的测定方法地中渗透仪地中渗透仪 测蒸发量测蒸发量 地中渗透仪结构图地中渗透仪结构图Company Logo7.2 地下水的排泄地下水的排泄7.2.4 侧向侧向径流和越流排泄径流和越流排泄7.2.5 人工开采人工开采 具体表现为：大城市的具体表现为：大城市的集集中抽水或矿区的疏干排水中抽水或矿区的疏干排水。有些地方的人工排水量甚有些地方的人工排水量甚至大于天然排泄量，导致至大于天然排泄量，导致地下水位的显著下降，甚地下水位的显著下降，甚至改变了至改变了含水层补给、径含水层补给、径流和排泄原始条件流和排泄原始条件。矿井抽水矿井抽水城市超抽

37、城市超抽地下水地下水湖南娄底煤矿开掘致千年不竭的地下泉水干涸湖南娄底煤矿开掘致千年不竭的地下泉水干涸 在湖南省娄底市娄星区石井乡山泉村，村民自在湖南省娄底市娄星区石井乡山泉村，村民自古以来靠着地下的泉水生活和生产，而今，泉水古以来靠着地下的泉水生活和生产，而今，泉水几乎全部消失。从今年开始，很多农田无法再种几乎全部消失。从今年开始，很多农田无法再种植水稻，一些房屋开裂，稻田下沉。植水稻，一些房屋开裂，稻田下沉。开裂的路面开裂的路面一百多口一百多口8米深的水井可以看见底米深的水井可以看见底一条一条3米来宽米来宽40米长米长的塌陷的塌陷“峡谷峡谷”出现出现在田野中在田野中Company Logo7

38、.3 地下水径流地下水径流地下水径流的特点地下水径流的特点：（1 1）地地下下水水径径流流首首先先取取决决于于水水力力梯梯度度，地地下下水水流流向向总总是是水水力力梯梯度度最大的方向。最大的方向。（2 2）径流受岩石透水性的制约。）径流受岩石透水性的制约。（3 3）水流常呈层流运动，流速很小，动能通常不考虑。）水流常呈层流运动，流速很小，动能通常不考虑。（4 4）边边界界对对流流速速影影响响小小，除除非非边边界界明明显显改改变变了了地地下下水水流流向向和和过过水水断面面积。断面面积。径流速度影响因素径流速度影响因素（1 1）含水层的渗透性；（）含水层的渗透性；（2 2）水力梯度；）水力梯度；（

39、3 3）过水断面面积；）过水断面面积；（4 4）温度；（）温度；（5 5）含盐量。）含盐量。径流的强弱，影响着含水层水量与水质的形成过程。径流的强弱，影响着含水层水量与水质的形成过程。第七章 地下水的补给与排泄 小结小结 要求掌握要求掌握地下水补给来源地下水补给来源（降水、地表水、凝结水等）、（降水、地表水、凝结水等）、地下水排泄途径地下水排泄途径（泉、泄流、蒸发、蒸腾等）、（泉、泄流、蒸发、蒸腾等）、地下水径地下水径流特征流特征的基本概念、基本理论和基本方法；地下水补给与的基本概念、基本理论和基本方法；地下水补给与排泄对地下水水质的影响；人类活动对地下水水量水质的排泄对地下水水质的影响；人类

40、活动对地下水水量水质的影响。影响。作业作业1 1影响大气降水补给地下水的主要因素有哪些影响大气降水补给地下水的主要因素有哪些?如何影响如何影响?2.2.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？分布上二者有什么不同？3.3.试分析地下水径流条件对干旱半干旱地区水土盐化的影响。试分析地下水径流条件对干旱半干旱地区水土盐化的影响。4.4.简述泉的分类简述泉的分类.5 5有一潜水含水层，潜水位为有一潜水含水层，潜水位为100m100m，其下部有一承压含水层，其下部有一承压含水层，测压水头为测压水头为80m80m，二含水层之间有一层，二含水层之间有一层10m10m厚的弱透水层，其厚的弱透水层，其垂向渗透系数为垂向渗透系数为0.001m/d0.001m/d，试计算单位时间水平面积上的越，试计算单位时间水平面积上的越流量。流量。Company Logo