弟二节地下水动态.doc
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第二节 地下水动态
一、地下水动态的概念
地下水的水位、水量、水温、水化学成分在各种因素综合影响下,随时间作有规律的变化,称地下水动态。
地下水的水量和水质等要素随时间变化的原因是由于在一定的时间内,地下水补给和排泄不平衡所致。即某一时段进入含水层的水量和随水带入的物质成分,如多于同时期内从含水层中排出的水量和物质成分,必然引起含水层中水量和物质成分的增加;反之,则产生相应的减少。这种增加或减少最终反映在地下水动态上。
地下水动态的研究有着实际的意义,如为了合理开
二、影响地下水动态的因素
为了研究地下水动态,首先必须了解在时间和空间方面改变着地下水水量和水质的各种因素。这些因素可分为两大类:自然因素和人为因素。自然因素包括:气候、水文、地质、土壤、生物等。对潜水来说,气候和水文因素是主要的;对深层承压水,地质因素的
(一)自然因素
1.气候因素
气候的变化具有周期性的特点,变化周期可分为多年的、季节的和昼夜的。与之相适应,对地下水尤其是对潜水的影响,亦可分为昼夜变化、季节变化和多年变化。
降水的分布历时,直接影响潜水的补给。气温与湿度的变化,影响潜水的蒸发,使其排泄强度及水质发生相应的变化。
对国民经济影响较大的长期供水或排水工程,必须考虑地下水动态的多年变化。供水应注意多年最低水位;排水要考虑多年最高水位。
季节变化潜水表现最为明显。如我国东部季风区
我国西北干旱地区,降水稀少,对地下水的补给作用不大。夏季气温升高,高山积雪及冰川融化,以地表径流入渗形式补给平原潜水。
气压的改变可以引起井孔内水位的微弱升降,应注意这是一种伪变化,并不是由于含水层本身水量增减而引起
2.水文因素
在地下水与地表水体存在联系的地区,水文因素对地下水动态影响显著。地表水作为地下水的补给来源或排泄途径而影响其动态。
由河水补给而引起的潜水位变化,在岩性不变的条件下,其变幅随远离河流而减小,变化时间随距离增加而延迟。地表水对地下水影响带的宽度,决定于近岸地带的岩性、地表水位与潜水位的水位差、地表水位的变化幅度及洪峰延续时间等一系列因素。近岸地带的地下水动态,不仅在水位变化方面,在水温、化学成分方面也有表现。
河流排泄潜
滨海地区地下水明显受潮汐作用的影响,如福建汤坑热水的地下水位同海水一样,每天有两次“涨潮”和“退潮”,在水位过程线上出现两个波峰和波谷,出现的时间比潮汐变化滞后约40min。潮汐的影响,主要同潮差大小及距离海岸的远近有关。一般情况下,潮差愈大,距海岸愈近,则地下水日变化幅
3.地质因素
地质因素中除地震、火山喷发、崩塌等,表现为急骤的变化外,一般与气候、水文因素相比,都显得缓慢稳定。地质因素对地下水动态的影响主要表现是,在气候、水文因素所决定的地下水动态基本模式的基础上,起加强或缓和的作用。如包气带岩性的渗透系数愈大,接受降水入渗量愈多;又如同一强度的降水补给,岩层的给水度愈大,地下水位的
地质构造对地下水动态的影响,在承压水和潜水的特征上反映的最明显。地壳的升降运动,亦可引起地下水动态的相应改变。上升地区,侵蚀基准面下降,天然排水条件加强,可造成地方性疏干,并在加速地下水运动的同时,使之淡化。下降地区,天然排水强度减弱,使地下水运动缓慢,可以导致沼泽化,也可导致水的盐化。
地下水变幅带内岩土颗粒的大小及级配可以影响地下水位变化的幅度。一般粗颗粒的渗透系数K、给水度μ值大,地下水位变化幅度小;细颗粒的K、μ值小,地下水位变化幅度大。这是因为K、μ值大的岩土排水条K、μ值小的岩土排水条件差则易上升。
含水层厚度、埋藏条件及饱水状况对地下水位动态变化也有较大影响。如包气带厚度愈小(不能过小),消耗于湿润包气带的那部分降水入渗量便少,潜水接受的补给量就多,产生的水位升幅就大。反之包气带厚度大,就将吸收大量的入渗水量,水位升幅则小。同时包气带厚度较小时,降水与地下水位抬升可能同步或滞后时间很短,包气带厚度较大时,地下水位抬升滞后于降水时间就较长。
在新构造运动强烈地区,地下水可以在短时间内发生变化。尤以地震前后表现最为明显。如1966年邢台地震,1974年海城地震,1976年唐山地震,在地震前后地下水皆有大幅度的升降或成片变化现象,还出现许多特殊情况,如井水冒泡、翻花、旋转、变浑、变甜或变苦等。因此,地下水动态的监测研究,是地震预报的重要手段之一。
4.成壤因素和生物因素
成壤因素主要影响潜水化学成分的改变,潜水埋藏愈浅,影响愈显著。生物因素的作用主要表现在两个方面:一是植物蒸腾对潜水位的影响;二是各种细菌活动,对地下水化学成分的影响
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