地下水動(dòng)態(tài)與均衡的研究

6.1地下水動(dòng)態(tài)和均衡的概念、研究意義和基本任務(wù)（略）6.2地下水動(dòng)態(tài)的成因類(lèi)型及主要特征6.3地下水均衡6.4地下水長(zhǎng)期觀測(cè)和資料整理第六章地下水動(dòng)態(tài)與均衡的研究

*6.1地下水動(dòng)態(tài)和均衡的概念、研究意義和基本任務(wù)地下水動(dòng)態(tài)是指表征地下水?dāng)?shù)量與質(zhì)量的各種要素（如水位、泉流量、開(kāi)采量、溶質(zhì)成分與含量、溫度及其它物理特征等）隨時(shí)間而變化的規(guī)律。地下水均衡是指在一定范圍（均衡區(qū)），一定時(shí)間內(nèi)（均衡期），地下水量（或溶質(zhì)含量、熱量等）的補(bǔ)給（收入）與消耗（支出）之間的數(shù)量關(guān)系。（1）當(dāng)補(bǔ)充量與消耗量相等時(shí)，地下水處于均衡狀態(tài)；（2）當(dāng)補(bǔ)充量小于消耗量時(shí)，地下水處于負(fù)均衡狀態(tài)；（3）當(dāng)補(bǔ)充量大于消耗量時(shí)，地下水處于正均衡狀態(tài)。地下水在天然條件下，一般處于均衡狀態(tài)；在人為活動(dòng)影響下，則可能出現(xiàn)負(fù)均衡或正均衡狀態(tài)。*地下水動(dòng)態(tài)與均衡的意義研究地下水動(dòng)態(tài)與均衡，對(duì)于認(rèn)識(shí)區(qū)域水文地質(zhì)條件、水量和水質(zhì)評(píng)價(jià)，以及水資源的合理開(kāi)發(fā)與管理，都具有非常重要的意義。任何目的、任何勘查階段的水文地質(zhì)調(diào)查，都必須重視地下水動(dòng)態(tài)與均衡的研究工作。由于對(duì)地下水動(dòng)態(tài)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，往往要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的資料積累才能得出結(jié)論，因此在水文地質(zhì)調(diào)查時(shí)，應(yīng)盡早開(kāi)展地下水動(dòng)態(tài)與均衡研究。*地下水動(dòng)態(tài)與均衡研究的基本任務(wù)查明地下水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律、形成原因和動(dòng)態(tài)類(lèi)型測(cè)定地下水均衡要素，確定含水層有管參數(shù)，確定含水層之間及含水層與地表水體之間的水力聯(lián)系均衡分析計(jì)算，闡明水資源條件和水資源量預(yù)測(cè)地下水動(dòng)態(tài)變化的趨勢(shì)，為合理開(kāi)發(fā)利用地下水提供依據(jù)有關(guān)水文地質(zhì)基本理論的研究和驗(yàn)證地震預(yù)報(bào)返回*6.2地下水動(dòng)態(tài)的成因類(lèi)型及主要特征地下水動(dòng)態(tài)成因類(lèi)型的劃分，主要是根據(jù)影響地下水動(dòng)態(tài)特征的主導(dǎo)因素及動(dòng)態(tài)特征來(lái)劃分的，主要根據(jù)地下水的水位動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線(xiàn)的特點(diǎn)加以鑒別。地下水動(dòng)態(tài)成因類(lèi)型歸納為8種基本類(lèi)型：氣候型、蒸發(fā)型、徑流型、人工開(kāi)采型、水文型、灌溉型、凍結(jié)型、越流型。*6.2

地下水動(dòng)態(tài)的成因類(lèi)型及主要特征*6.2

地下水動(dòng)態(tài)的成因類(lèi)型及主要特征*6.2

地下水動(dòng)態(tài)的成因類(lèi)型及主要特征返回*6.3地下水均衡均衡方程潛水水量均衡xf––––降水入滲量；yf––––地表水對(duì)潛水的補(bǔ)給量；w1、w2——地下水徑流流入量和流出量Z1’，Z2’––––潛水的凝結(jié)補(bǔ)給量及蒸發(fā)量；E——越流補(bǔ)給量Ws––––泉、泄流量；R’1，R’2––––人工注入量和排出量；μΔh––––潛水儲(chǔ)存量的變化量*6.3地下水均衡承壓水水量均衡μ*––––承壓含水層的彈性給水度（貯水系數(shù)）；E1––––越流補(bǔ)給量；R2k––––承壓水的開(kāi)采量；*地下水均衡要素的測(cè)定方法（一）潛水儲(chǔ)存量變化量(μΔh)的測(cè)定方法Δh直接觀測(cè)μ：實(shí)驗(yàn)室測(cè)定（μ=試樣釋水體積/試樣體積）根據(jù)抽水前后包氣帶土層天然濕度的變化確定抽水實(shí)驗(yàn)法根據(jù)潛水水位動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料用有限差分法計(jì)算其它*θszw根據(jù)抽水前后包氣帶土層天然濕度的變化確定μ對(duì)比抽水前后的兩條濕度分布線(xiàn)可知，由于抽水水位下降，水位變動(dòng)帶將會(huì)給出一定量的水。按水均衡原理，抽水前后包氣帶內(nèi)濕度（含水量）之差（陰影面積），應(yīng)等于潛水位下降Δh時(shí)包氣帶（主要是水位下降帶）所給出之水量（μΔh），*ΔZi––––包氣帶濕度測(cè)定分段長(zhǎng)度Δh––––水位降深；W1i，W2i––––抽水前后ΔZi段內(nèi)的土層天然濕度（含水量）；n––––取樣數(shù)。土層的天然濕度，可采取原狀土樣在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，或利用中子水分計(jì)（中子儀）在鉆孔中直接測(cè)定土層的含水量。根據(jù)抽水前后包氣帶土層天然濕度的變化確定μ*（二）降水滲入補(bǔ)給量及蒸發(fā)量的確定（二）降水深入補(bǔ)給量及蒸發(fā)量的確定地中滲透儀測(cè)定法潛水水位動(dòng)態(tài)資料計(jì)算法（入滲系數(shù)法）泉流量總和法潛水蒸發(fā)量的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法零通量面法*地中滲透儀測(cè)定法這是較老但又是唯一可直接測(cè)到降水入滲補(bǔ)給量和潛水蒸發(fā)量的方法?？蓽y(cè)不同巖性、不同水位埋深的降水入滲補(bǔ)給量和蒸發(fā)量，只適用于松散層缺點(diǎn)：很難如實(shí)模擬天然的入滲補(bǔ)給條件*地中滲透儀測(cè)定法 1—入滲（蒸發(fā)）皿；2—導(dǎo)水管；3—地下觀測(cè)室；4—邊室排水溝；5—原狀土樣；6—皿內(nèi)水位；7—過(guò)濾層；8—過(guò)濾管；9—檢查管；10—防沉淀底座；11—支架；12—測(cè)壓管；13—馬利奧特瓶；14—水位調(diào)控管；15—接滲瓶；16—加水管；

17—出水管；18—通氣管；19—接滲管；20—截門(mén)，21—防水墻*（二）降水深入補(bǔ)給量及蒸發(fā)量的確定潛水位動(dòng)態(tài)資料計(jì)算法適用于：地下水徑流滯緩，水位埋藏不深的平原區(qū)，無(wú)人工開(kāi)采等干擾因素時(shí)入滲系數(shù)法（xf為降水入滲量，

Δh為水位上升值）（Δh為水位下降值）

α—入滲系數(shù)

x—有效降水量*（二）降水深入補(bǔ)給量及蒸發(fā)量的確定泉流量總和法適用于：丘陵山區(qū)（進(jìn)而可求得入滲系數(shù)用于推廣）潛水蒸發(fā)量的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法阿維揚(yáng)諾夫公式h––––潛水埋藏深度；l––––極限蒸發(fā)深度；n––––蒸發(fā)指數(shù)，多取值為1～3；ε0––––水面蒸發(fā)強(qiáng)度；ε––––潛水蒸發(fā)強(qiáng)度。*（三）地下水徑流量（W1、W2）的確定（三）地下水徑流量（W1、W2）的確定地下徑流量的計(jì)算，只能在查明地下水流向和含水層厚度的基礎(chǔ)上，根據(jù)求得的滲透系數(shù)或地下水實(shí)際流速，選用相應(yīng)的地下水動(dòng)力學(xué)公式計(jì)算其過(guò)水?dāng)嗝嫔系膹搅髁俊＝馕龇ǎ合鄳?yīng)的地下水動(dòng)力學(xué)公式斷面法：達(dá)西定律（可分段計(jì)算）實(shí)際流速法*（四）地表水對(duì)地下水的入滲補(bǔ)給量（yf）的確定（四）地表水對(duì)地下水的入滲補(bǔ)給量（yf）的確定測(cè)流法：在有滲漏的河、渠段的上、下游斷面上實(shí)測(cè)河、渠流量，其流量減少的差值，即為河、渠水對(duì)地下水的入滲補(bǔ)給量。某一河段單位長(zhǎng)度滲漏量：對(duì)變化穩(wěn)定的河段，整個(gè)河段（L）的滲漏量：

y1、y2—為上下游測(cè)流斷面流量；

l—為上下游測(cè)流斷面的距離*（四）地表水對(duì)地下水的入滲補(bǔ)給量（yf）的確定地下水動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法（略）地中滲透計(jì)法可直接測(cè)出渠道單位長(zhǎng)度一側(cè)入滲水量（即渠道單位長(zhǎng)度滲漏量的一半）Note：滲透箱入滲水的滲透途徑短，測(cè)得的入滲水量偏大。*（五）越流補(bǔ)給量（E）（五）越流補(bǔ)給量（E）一般先取得兩個(gè)含水層的水位資料，通過(guò)非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)測(cè)定越流系數(shù)越流系數(shù)：表征弱透水層垂直方向上傳導(dǎo)越流水量能力的參數(shù)。指弱透水層上、下含水層之間的水頭差為一個(gè)單位時(shí)，垂直滲透水流通過(guò)弱透水層與含水層單位界面的流量。即含水層頂（底）板弱透水層的垂直滲透系數(shù)K與其厚度m之比值，即K/m。量綱為[1/d]。E：越流補(bǔ)給量mm；H承壓水頭測(cè)壓水位m；h潛水水位m；K/m越流系數(shù)1/d；Δt計(jì)算時(shí)段d*（六）潛水溢出或泄流量（Ws）的測(cè)定（六）潛水溢出或泄流量（Ws）的測(cè)定流出的一般形式為泉、泉群、地下河等堰測(cè)法返回*6.4地下水長(zhǎng)期觀測(cè)和資料整理地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)孔（網(wǎng)）的布置觀測(cè)孔結(jié)構(gòu)觀測(cè)項(xiàng)目和要求地下水動(dòng)態(tài)資料整理均衡試驗(yàn)資料整理*地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)孔（網(wǎng)）的布置地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)孔網(wǎng)的布置，主要取決于水文地質(zhì)調(diào)查的目的、任務(wù)，調(diào)查階段和水文地質(zhì)條件等。區(qū)域性基本觀測(cè)網(wǎng)專(zhuān)門(mén)性觀測(cè)網(wǎng)*區(qū)域性基本觀測(cè)網(wǎng)的一般布置原則①以較少的觀測(cè)點(diǎn)控制較大的面積，以最低的成本，獲得系統(tǒng)、全面和高質(zhì)量的長(zhǎng)觀資料；②地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)點(diǎn)一般應(yīng)布置成觀測(cè)線(xiàn)形式，主要觀測(cè)線(xiàn)應(yīng)穿過(guò)地下水不同動(dòng)態(tài)成因類(lèi)型的地段，沿著區(qū)域水文地質(zhì)條件變化最大的方向布置；③對(duì)不同成因類(lèi)型的動(dòng)態(tài)區(qū)、不同含水層，地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄區(qū)，均應(yīng)有動(dòng)態(tài)觀測(cè)點(diǎn)控制，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)都應(yīng)有代表性和控制作用；④對(duì)次要的，有差異性的地段和特殊變化點(diǎn)上應(yīng)設(shè)輔助觀測(cè)孔；⑤觀測(cè)孔網(wǎng)一般應(yīng)和均衡研究結(jié)合起來(lái)*地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)孔（網(wǎng)）的布置專(zhuān)門(mén)性觀測(cè)網(wǎng)布置的一般原則①為滿(mǎn)足地下水?dāng)?shù)值計(jì)算的需要，觀測(cè)孔應(yīng)布置成網(wǎng)狀形式，以求能控制區(qū)內(nèi)地下水流場(chǎng)及水質(zhì)的變化；②對(duì)滲流場(chǎng)中的地下水分水嶺、匯水槽谷、開(kāi)采水位降落漏斗中心、計(jì)算區(qū)的邊界、不同水文地質(zhì)參數(shù)分區(qū)及有害的環(huán)境地質(zhì)作用已發(fā)生和可能發(fā)生的地段，均應(yīng)有長(zhǎng)觀孔控制；③在多含水層分布區(qū)，應(yīng)布置分層觀測(cè)孔組*觀測(cè)孔的結(jié)構(gòu)一般應(yīng)達(dá)到所要觀測(cè)的含水層最低水位以下2～5m，其管口應(yīng)高出地面0.5～1m，孔口應(yīng)加保護(hù)帽。一孔多層水位觀測(cè)孔結(jié)構(gòu)圖1—砂礫石填料；2—粘土止水；3—混凝土堵塞；4—觀測(cè)孔過(guò)濾器；5—水位*觀測(cè)項(xiàng)目和要求地下水位、流量（泉、地下河出口、自溢孔和生產(chǎn)井的流量）、水質(zhì)、水溫、水文及氣象因素①水位、流量、水溫每5日觀測(cè)1次②水位、流量觀測(cè)在豐水期、水位上升及峰值時(shí)應(yīng)加密觀測(cè)（每日兩次）③水質(zhì)每季度取樣分析1次，或枯水期、豐水期分別采樣分析④同一水文地質(zhì)單元應(yīng)力求各點(diǎn)同時(shí)觀測(cè)*地下水動(dòng)態(tài)資料整理編制地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)表（報(bào)表）繪制地下水動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)圖（單因素曲線(xiàn)圖及綜合曲線(xiàn)圖）繪制地下水水位、水溫、水質(zhì)動(dòng)態(tài)單因素曲線(xiàn)圖及綜合曲線(xiàn)圖，必要時(shí)應(yīng)繪制地下水動(dòng)態(tài)與開(kāi)采量、氣象、水文等關(guān)系曲線(xiàn)圖。(1)單因素曲線(xiàn)圖僅反映地下水的某一要素，如地下水位動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)圖，單因素曲線(xiàn)圖便于分析變化的規(guī)律。(2)

綜合曲線(xiàn)圖將地下水的所有要素或幾種要素以及影響因素繪制在一張圖上，綜合曲線(xiàn)圖便于分析地下水要素與影響因素之間的關(guān)系。繪制平面圖和剖面圖*地下水動(dòng)態(tài)綜合曲線(xiàn)圖降水量空氣溫度水分飽和差潛水溫度水位地下水動(dòng)態(tài)綜合曲線(xiàn)圖*地下水動(dòng)態(tài)資料整理繪制平面圖和剖面圖(1)地下水動(dòng)態(tài)平面圖：反映某一要素同一時(shí)刻在區(qū)域上的分布，如某一季節(jié)的等水位(頭)線(xiàn)圖、地下水埋深圖、水化學(xué)或礦化度圖等。(2)

地下水動(dòng)態(tài)剖面圖：反映某一種要素或幾種要素同一時(shí)刻在某一剖面上的狀態(tài)，如某一時(shí)期的潛水水位線(xiàn)圖、承壓水水頭線(xiàn)圖、礦化度圖等