第10章 地下水的动态与均衡

地下水动态均衡研究方法来源:地大热能2015-07-24地下水动态长期以，观测网的布置：动态观测网分区域性基本观测网和专门性观测网两种。

1、选择不同气候带中有代表性的各种水文地质单元，设置由泉、井、孔等观测点组成的观测肉。

2、以主干观测线控制各单元中的主要动态类型，按当地水文地质变化最大的方向布置观测线。

对次要的、有差异性的地段和特殊变化点上设辅助性观测点。

也常布置垂直地表水体的观测线。

3、观测肉应与均衡研究结合起来。

主要技术要求常用的观测点为钻孔和泉。

此外还有其它地下水、地表水或气象要素等的观测点。

观测孔结构取决于含水层性质、观测层数和内容。

如松散层应下过滤器，一孔观测多层则在求分层止水，孔径应保证能定置进各层测水位管。

孔深应保证观测到最低水位。

选泉点应考虑测流方便，并能安设测流装置。

有时还应建防污设施。

所有观测点应有水文地质特征、观测和利用等历史资料。

经常的观测项目有地下水水位，泉、自溢孔和生产井的流量，水温及水化学成分等。

必要时还需观测地表水及气象要素等。

观测频度取决于观测内容及要素变化快慢。

通常，水位、水温、流量每5日观测1次。

地表河和地下河流洪峰时期，可加密至每日两次。

同一水文地抩单元力求对和点同时观测，否则应在季节代表性日期内统一观测。

如区域过大，观测频度高，可免于统一观测。

地下水动态与均衡的研究来源:地大热能2015-07-24动态均衡研究还可以用来（1）确定含水层参数、补给强度、越流因素、边界性质及水力联系等；（2）评价地下水资源，尤其是对大区域和一些岩溶地区的水资源评价主要是用水均衡法；（3）预报水源地的水位、调整开采方案和管理制度，拟定新水源地的管理措施及对措施未来效果的评价；（4）土壤次生盐渍化及沼泽化，矿坑涌水水源及突水，水库廻水的浸没，地下水污染进行监测与预测，以及相应防治措施的拟定和效果评价；（5）预报地震。

影响地下水动态的因素地下水动态要以定义为地下水各要素随时间变化的规律。

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。

三、地下水的均衡前已述及，地下水均衡涉及地下水的水量、盐量以及热量等的收支的数量状况，但以下论及的仅限于地下水的数量均衡。

1. 地下水水量均衡方程的一般表达式建立地下水水量均衡方程，首先要确定研究的空间范围(均衡区)和时间范围(均衡期)。

均衡区通常为一个完整的地下水流域，而均衡期则视目的和需要而定。

根据质量守恒原理，对于处在某一均衡期的某一均衡区，可以认为，如果进入含水层的水量大于自含水层中排出的水量，地下水位上升，反之，则地下水位下降。

据此，可建立地下水水量均衡方程。

地下水水量均衡方程的一般表达式为：()()g I I I O O O P R E Q R E Q W+++-++=∆在上式中，P g ：大气降水入渗量；R I ：地表水入渗量；E I ：水汽凝结量；Q I ：自外区流入的地下水量；R O ：对地表水的补给量E O ：地下水蒸发量；Q O ：自均衡区流入外区的地下水量；∆W ：地下水贮水量的变化量11-23∆W 由饱气带水变量、潜水变量以及承压水变量组成，故此，公式11-23可写为：11-24()()g I I I O O O C P P R E Q R E Q C H S H μ+++-++=∆+∆+∆在上式中，∆C ：饱气带水变量；μ：潜水含水层给水度；∆H ：潜水位变辐；S c ：承压水贮水系数(释水系数)；∆H p ：承压水测压水位变辐其余各项的含义与在公式11-23中相同2. 潜水水量均衡方程若潜水含水层与下伏承压含水层之间存在着水力联系，则需考虑承压水对潜水的越流补给，故潜水水量均衡方程可写为：11-25在上式中，Q n ：承压水对潜水的越流补给量其余各项的含义与在公式11-24中相同()()g I I I n O O O P R E Q Q R E Q H μ++++-++=∆若不存在承压水的越流补给，则Q n 为0；此外，若潜水含水层的隔水底板平坦、水力坡度小，渗透系数K 也比较小，则Q I 和Q O 极小；若基本上无地下水向地表排泄，R O 可忽略不计；若水汽凝结量很小，E I 可忽略不计；故潜水水量均衡方程可写为：在上式中，各个项的含义与在公式11-25中相同。

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。

地下水的动态与均衡法分析摘要：在地下水的保护过程中，做好地下水的动态与均衡分析，不但能够了解地下水资源的状况，同时还能够为地下水资源的保护提供基本的数据支持。

从目前地下水的动态与均衡法的分析过程来看，动态法和均衡法是对地下水进行分析的不同方法，在分析过程当中具有较强的代表性。

了解动态法和精神文化的特点，并有效的运用动态法和均衡法对地下水进行分析，能够满足地下水保护工作的实际需要，解决地下水保护问题，确保地下水的保护能够有合理的分析方法和数据作为支持。

关键词：地下水；动态分析；均衡法分析一、地下水动态和均衡的概念（一）地下水动态的概念地下水资源与其他的矿产资源不同，地下水的量和质会持续发生变化，地下水的动态主要是指地下水的数量与质量的各种要素的变化情况及变化规律。

例如，地下水的水位全流量开采量，其成分与含量，温度及其他的物理特征会随时间的变化而发生波动。

其变化规律既可以呈现周期性，也可以呈现趋势性。

其变化特征可以是按照昼夜的周期进行变化，也可以是季节性的变化，同时也存在多年变化的周期情况。

因此，其变化的速度不确定，变化的趋势不确定，整个地下水的状态呈现着动态分布的属性。

这一特性被称之为地下水的动态。

了解地下水的这一特性，对地下水的性质分析和地下水的分布规律了解具有重要意义，同时了解地下水的动态属性是做好地下水调查和地下水性质分析的重要手段，对地下水的性质了解和地下水的概念分析具有重要作用。

（二）地下水均衡的概念地下水的均衡性主要是指地下水在补充和消耗方面会存在一定的相对平衡，地下水在整体的变化过程当中，水的质和量会持续的发生变化。

但是受到地下水总量的限制，以及地下水不断补充的性质，地下水的均衡主要是指在一定范围一定时间内，地下水的水量，溶质含量及热量等的补充与消耗之间会存在一定的数量关系，在实际的补充与消耗过程当中补充与消耗的数量基本相等，地下水的量与质处于相对均衡的状态。

这一状态是地下水理想的平衡状态，但是在实际的地下水变化过程当中，其平衡状态可以分为正均衡状态和负均衡状态。