《水文地质基础》第10章 地下水动态与均衡
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第六章地下水动态与均衡的研究 (1)§1 地下水动态和均衡的概念 (1)§2 研究地下水动态与均衡的意义 (1)§3 地下水动态和均衡研究的基本任务 (2)§4 地下水动态与均衡的监测项目 (3)§5 地下水动态的成因类型及主要特征 (5)§6 地下水均衡要素的测定方法 (6)思考题 (14)第六章地下水动态与均衡的研究§1 地下水动态和均衡的概念地下水资源和其它矿产资源的最主要区别是,其量和质总是随着时间而不停地变化着。
所谓地下水动态即是指表征地下水数量与质量的各种要素(如水位、泉流量、开采量、溶质成分与含量、温度及其它物理特征等)随时间而变化的规律。
其变化规律可以是周期性的变化,也可以是趋势性的变化。
变化的周期可以是昼夜的(如月球引力导致的固体潮),也可以是季节性的或者是多年的。
其变化的速率,在天然状态下一般具较明显的周期性,或具极为缓慢的趋势性。
在人为因素(开采或排除)的影响下,其变化率可大大加强。
这种迅速的变化,可能对地下水本身和环境带来严重的后果。
地下水的质与量之所以变化,主要是由于水量和溶质成分在补充和消耗上的不平衡所造成的。
所谓地下水均衡,就是指这种在一定范围、一定时间内,地下水水量、溶质含量及热量等的补充(流入)与消耗(流出)量之间的数量关系。
当补充与消耗量相等时,地下水(量与质)处于均衡状态;当补充量小于消耗量时,地下水处于负均衡状态;当补充量大于消耗量时,地下水处于正均衡状态。
地下水在天然条件下,一般多处于均衡状态;在人为活动影响下,则可能出现负均衡或正均衡状态。
从上述概念可知,地下水动态与均衡之间存在着互为因果的紧密联系。
地下水均衡是导致动态变化的实质,即导致动态变化的原因;而地下水动态则是地下水均衡的外部表现,即动态变化的方向与幅度是由均衡的性质和数量所决定的。
§2 研究地下水动态与均衡的意义研究地下水动态与均衡,对于认识区域水文地质条件、水量和水质评价,以及水资源的合理开发与管理,都具有非常重要的意义。
F.考研-水文地质学基础(9-10)第九章地下水的动态与均衡一、名词解释1.地下水动态:在于环境相互作用下,含水层各要素(如水位、水量、水化学成分、水温)随时间的变化。
2.地下水均衡:某一时间段内某一地段内地下水水量(盐量、热量、能量)的收支状况。
3.均衡区:进行均衡计算所选定的区域。
4.均衡期:进行均衡计算的时间段。
5.正均衡:某一均衡区,在一定均衡期内,地下水水量(或盐量、热量)的收入大于支出,表现为地下水储存量(或盐储量、热储量)增加。
6.负均衡:某一均衡区,在一定均衡期内,地下水水量(或盐量、热量)的支出大于收入,表现为地下水的储存量(或盐储量、热储量)减少。
二、填空1.表征地下水动态要素有水位、水量、水化学成分、水温。
2.地下水要素之所以随时间发生变动,是含水层水量、盐量、热量、能量收支不平衡的结果。
3.降水的数量及其时间分布,影响潜水的补给,从而使潜水含水层水量增加,水位抬升,水质变淡。
4.气温、湿度、风速等影响着潜水的蒸发,使潜水水量变少,水位降低,水质变咸。
5.潜水动态受季节影响明显,雨季补给量大于排泄量,潜水位上升,旱季补给量小于排泄量,潜水位下降。
6.潜水动态可分为蒸发型、径流型及弱径流型三种类型。
7.陆地上某一地区地下水量收入项一般包括大气降水量、地表水流入量、地下水流入量、水汽凝结量。
8.陆地上某一地区地下水量支出项一般包括表水流出量、地下水流出量、蒸发量。
三、判断题1.地下水位之所以随时间发生变动,是含水层水量收支不平衡的结果。
(√ )2.潜水位的真变化是指并不反映潜水水量增减的潜水位变化。
(× )3.潜水位的伪变化是指潜水位变动伴随着相应的潜水储存量的变化。
(× )4.地表水体补给地下水而引起地下水位抬升时,随着远离河流,水位变幅增大。
(× )5.当潜水的储存量变化相同时,给水度愈小,水位变幅便愈大。
(√ )6.河水引起潜水位变动时,含水层的透水性愈好,厚度愈大,含水层的给水度愈小,则波及范围愈远。
附件2
2012年度省级精品课程建设项目申报书
(本科)
推荐单位长安大学
课程学校长安大学
课程名称水文地质学基础
课程类型专业基础课
所属一级学科名称水利工程
所属二级学科名称水文与水资源工程
课程负责人马致远
填报日期2012.11.05
陕西省教育厅制二○一二年九月
填写要求
一、以word文档格式如实填写各项。
二、表格文本中外文名词第一次出现时,要写清全称和
缩写,再次出现时可以使用缩写。
三、有可能涉密和不宜大范围公开的内容不可作为申
报内容填写。
四、课程团队的每个成员都须在“2.课程团队”表格中
签字。
五、“8.承诺与责任”需要课程负责人本人签字,课程
建设学校盖章。
1.课程负责人情况
2.课程团队
3.课程建设
4.课程内容
8.承诺与责任
9.学校推荐意见
—21 —。
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。
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。
浅谈简单水文地质条件下地下水均衡【摘要】地下水是地球上重要的自然资源之一,地下水均衡是保证地下水资源合理利用的重要基础。
本文通过介绍地下水均衡的重要性和地下水的形成与运动过程,探讨了在简单水文地质条件下地下水均衡的相关内容。
地下水的补给与排泄、影响因素、分布特征、使用和管理措施以及保护和合理利用等方面均得到了详细讨论。
文章强调了简单水文地质条件下地下水均衡的重要性,指出挖掘和利用其潜力的重要性,展望了未来地下水均衡在简单水文地质条件下的发展方向。
通过本文的研究,能够更好地促进地下水的合理开发利用,保障地下水资源的可持续发展和保护。
【关键词】地下水均衡、简单水文地质条件、地下水形成、地下水运动、补给、排泄、影响因素、分布特征、使用、管理措施、保护、合理利用、挖掘、利用潜力、发展方向、重要性、展望。
1. 引言1.1 介绍地下水均衡的重要性地下水是地球上主要的淡水资源之一,对于维持生态系统的稳定和人类的生存发展至关重要。
地下水均衡是指地下水系统中水的出入量相等,水位、水质、水量等保持相对稳定的状态。
保持地下水均衡可以有效维持地下水资源的可持续利用,防止地下水过度开采和污染。
地下水的重要性体现在以下几个方面:1. 维持生态平衡:地下水是许多湖泊、河流和湿地的重要补给源,保持地下水均衡可以维持这些生态系统的稳定运行,保护生物多样性。
2. 供水和农业用水:地下水是许多地区的主要饮用水和农业灌溉水源,保持地下水均衡可以保证人们的生活用水和农业生产的正常进行。
3. 防止地下水干涸和地表沉降:地下水均衡可以有效防止地下水位下降过快导致地下水干涸和地表沉降。
保持地下水均衡对于维护地下水资源的可持续利用和生态环境的稳定具有重要意义。
只有通过科学合理的管理和利用,才能实现地下水资源的可持续发展和保护。
1.2 概述地下水的形成和运动过程地下水是指地表以下岩石裂隙、空隙或含水层中的水,是地球表面以下的水资源之一。
地下水的形成主要是受到地下水循环、降水补给以及地表径流和地下水交换的影响。
第九章地下水的动态与均衡第一节地下水动态与均衡的概念地下水动态的概念:含水层(含水系统)在与外界环境相互作用过程中,含水层(含水系统)地下水各要素(如地下水位、水量、水化学成份、水温等)随时间的变化状况,称为地下水动态。
地下水均衡的概念:某时段某地段地下水物质、能量的收支状况称为地下水均衡。
第二节地下水动态一、地下水动态的形成机制含水层(含水系统)地下水各要素(如地下水位、水量、水化学成份、水温等)之所以随时间发生变化,是含水层(含水系统)中物质、能量收支不平衡的综合表现。
因此,地下水动态是含水层(含水系统)对外部环境施加的激励所产生的响应,也可理解为含水层(含水系统)将输入信息变换后产生的输出信息。
下面以降雨(图9-1)为例说明地下水动态的形成机制:动态变化:降水→ 补给地下水系统→ 水位上升。
↑↑脉冲式激励波状响应图9—1 输入与输出的对应关系a—时间滞后;b—时间延迟地下水动态(对外界响应)特点:在时间上表现为滞后和延迟(图9-1),以及叠加。
叠加现象:是指外界多次激励(或输入)时,引起系统响应(或输出)的变化是多次激励响应的累加结果(图9-2)。
图9-2说明,地下水水位对外界输入(降水)响应的信息传输的迭合特点,称为叠加现象。
图9-2 信息传输中的迭合地下水动态描述:地下水某要素随时间的变化(动态)程度可用稳定性来恒量:动态稳定,是指变化幅度小;动态不稳定,是指变化幅度大。
二、地下水动态的影响因素影响地下水动态(稳定性)的因素主要有三类:(1)是外部环境对含水层(含水系统)的信息输入:如降水、地表水的补给---气象(气候)因素、水文因素;(2)是变换输入信息的含水系统的结构,主要涉及赋存地下水的地质环境条件,地质因素。
(3)人为因素,包括开采、人工回灌、灌溉、库渠渗漏、污水排放等等。
(一)气象(气候)因素气象(气候)是对地下水动态影响最为普遍的因素。
决定了一个地区动态的基本形态。
气象(气候)要素周期性地发生昼夜、季节与多年变化。