降水入渗补给地下水滞后时间分析探讨

18EXPERIENCE 区域治理郑州市地下水资源动态分析及管理建议*郑州大学水利科学与工程学院，水利与环境国家级实验教学示范中心 汪月月，盛春美，孙梦雲，魏世辰摘要：水是生命之源，而地下水是水资源很重要的一部分，其密切关系到人类生活和经济建设。

地下水是郑州市主要的供水来源，文章通过分析郑州市近些年来地下水的水位、水质等变化情况，对其造成的环境地质问题和污染问题给出相应的保护建议，以实现地下水资源可持续利用。

关键词：地下水；动态变化；问题；建议中图分类号：TV211.1+2文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）37-0018-0002一、郑州市气候及水资源情况郑州市总面积约为7446.2平方公里，全市水面面积约为11.4平方公里。

但随着南水北调中线工程的实施以及郑州市生态水系工程的开展，郑州市的水域面积将会不断增加。

郑州境内流域面积较大的河流有29条，分属于黄河和淮河两大水系，其中黄河流域6条，淮河流域23条。

流经郑州段的黄河长约150.4公里，黄河是郑州市主要的生活用水水源地。

郑州市属暖温带-北亚热带过渡型大陆型季风气候，冷暖适中、四季分明、雨热同期、干冷同季。

春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗日照长，冬季寒冷少雨。

根据2019年《郑州市水资源公报》，郑州市地下水资源量为5.2876亿m³，其中山丘区地下水资源量3.6427亿m³，平原区地下水资源量2.0988亿m³，平原区与山丘区地下水重复计算量0.4539亿m³。

平原区地下水资源量中，降水入渗补给量1.1605亿m³，地表水体入渗补给量0.8073亿m³，山前侧渗量0.1310亿m³，井灌回归量0.1163亿m³，总补给量为2.2151亿m³；扣除井灌回归量后，平原区地下水资源量为2.0988亿m³。

[1]二、地下水水位变化规律从近十几年的地下水实测资料分析看，地下水的水位变化与开采量的变化趋势基本一致，即开采量少，地下水位埋深下降、开采量增加，则地下水位埋深上升、水位下降。

降雨条件下露天矿井坡面径流入渗综合系数探讨陈金刚;张;宾朝晖【摘要】弄清降雨条件下地下工程的坡面径流入渗综合系数,对于有针对性制定地下工程防洪排水对策具有重要意义.利用某矿井长期大量地下水实测数据,采用流量过程线法,探讨了降雨条件下该露天矿井坡面径流入渗综合系数变化规律,分析了其动态变化机制.研究表明,一次降雨过程径流入渗综合系数变化于0.65～0.96之间,平均值为0.81,最大降雨径流入渗综合系数基本上出现在降雨期的前2 d内.多峰雨型或连续雨型条件下,径流入渗综合系数(0.84)比单峰雨型条件下(0.76)大.应用流量过程线分割法测定矿井坡面径流入渗综合系数,理论严谨、方法可行、结果可靠,可为类似地下工程排水设计提供理论依据.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2011(042)011【总页数】4页(P99-102)【关键词】降雨条件;径流入渗;综合系数;基流分割;地下工程;防排水设计【作者】陈金刚;张;宾朝晖【作者单位】郑州大学工程力学系,河南郑州450001;郑州大学土木工程学院,河南郑州450001;河南省地质矿产勘查开发局区域地质调查队,河南郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TV121.2降雨是引起滑坡、水土流失、山洪等灾害的重要诱发因素。

降雨尤其是暴雨，由于其所具有的历时短、强度大、速度快的典型特征，常常成为工程事故发生的主要外在控制因素，如何有效解决或治理暴雨期的防洪排水问题，对工程界人员提出了极大挑战。

因此，有关降雨条件下坡面水的运动规律研究越来越受到国内外学者的重视［1］。

文献［1］考虑了降雨条件下坡面入渗问题，将降雨强度进行折减作为入渗率，但没有考虑坡面径流。

文献［2］采用特征线法对坡面径流进行了数值模拟。

降雨入渗过程是动态的，随时间和空间变化较为强烈，付丛生等根据实测径流试验，编制了计算一维非饱和土壤水运动的计算机程序［3］。

肖培青等研究表明:不同草被覆盖条件下，草地累积径流量和累积产沙量与降雨时间呈显著的幂函数关系［4］。

地下水资源补给机制研究与利用规划地下水是地壳中重要的淡水资源之一，其补给机制研究与利用规划对于保障水资源的可持续利用具有重要意义。

本文将从地下水补给机制的研究和利用规划两个方面进行探讨。

一、地下水补给机制的研究地下水补给机制是指地下水如何得到补给的过程。

地下水主要是通过降水补给的，包括降雨、降雪以及降水进入地表后的径流。

而降水经过多个环节后才能补给到地下水中，包括蒸发、蒸腾、地表径流和入渗等过程。

研究地下水补给机制有助于了解地下水资源的形成和分布规律，为地下水利用和保护提供科学依据。

首先，了解降水补给的时空分布特征。

地下水补给受到降水时空分布的影响，不同地区降水量和分布格局存在差异。

通过对降水数据的分析和模拟，可以获得地下水补给的时空变化规律，为地下水资源的合理开发和利用提供依据。

其次，研究降水的径流补给和入渗补给过程。

降雨过程中，一部分水会形成地表径流进入河流、湖泊等地表水体，一部分水会通过入渗进入地下水层。

研究降水的径流补给和入渗补给过程，可以揭示地下水的补给路径和入渗机制，进而优化地下水资源的利用和保护。

最后，关注地下水补给的多源性。

地下水补给除了来自降水，还包括来自地表水和地下水间的补给。

例如，河流渗漏、湖泊渗漏等可通过下渗进入地下水层，而地下水也会通过泉眼、孔洞等方式向地表水体补给。

研究地下水补给的多源性，可以综合考虑各种补给途径对地下水资源的影响，提高地下水利用效益。

二、地下水利用规划了解地下水补给机制后，制定合理的地下水利用规划至关重要。

地下水资源的合理开发利用有助于解决水资源供需矛盾，保障水资源的可持续利用。

首先，确定地下水开发的合理量。

根据地下水补给和补给机制的研究结果，结合地下水的可再生能力和地下水位变化情况，确定地下水开发的合理量，避免地下水过度开采导致地下水位下降和地下水质量恶化。

其次，建立科学的地下水开发利用规划体系。

根据地下水资源分布特征和利用需求，制定地下水开发的空间布局和利用方式。

强降雨条件下北京地区地下水位动态特征——以721特大暴雨为例周涛;房浩【摘要】北京地区的地下水动态类型作为典型的降水-开采型,降雨入渗对本区的地下水补给有着重要影响,因此降雨条件下地下水位动态特征具有重要的研究意义,强降雨作为一种极端天气,既具有降雨入渗的一般特点,又具有其特殊特点;另外,泥石流和滑坡作为北京山区常见的地质灾害,地下水位变化在其形成过程中也起到了不可忽视的作用.2012年北京“7 ·21”暴雨作为近60 a来最强暴雨,为强降雨条件下地下水位动态特征研究提供了典型案例,本研究通过分析2012年“7·21”北京暴雨前后地下水位变化,结合本区的水文地质条件,探究强降雨条件下北京平原区的降雨入渗规律,发现不同地区在强降雨条件下的入渗差异及其影响因素,为北京地区地下水位动态特征提供理论依据,同时,对强降雨条件下的入渗规律做出了进一步研究.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2016(038)002【总页数】3页(P81-83)【关键词】强降雨条件;地下水位动态;动态响应;动态特征分析【作者】周涛;房浩【作者单位】北京市水文地质工程地质大队,北京100195;中国地质环境监测院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TV122+.1地下水位动态是指地下水位随时间和空间变化的现象和过程，其影响因素有很多，如大气气候、人工开采与工程活动等，但单次降雨条件下的地下水位动态规律却研究相对较少，尤其是在强降雨条件下。

2012年7月21日，北京市遭遇新中国成立以来罕见的一场暴雨，根据北京气象局公布的监测数据显示全市16 h平均降雨量170 mm，城区平均215 mm，房山平均301 mm，降雨量在100 mm以上的面积占北京市总面积的86%以上，对于研究本区短时间内的地下水位动态特征规律具有重要的意义。

为了探讨地下水对强降水补给的响应机制，研究地下水位在不同水文地质条件下对降水的反应速度，地下水位与降水之间的关系，开展地下水位的加密监测工作。

北方岩溶区降水入渗补给系数及补给机制：以羊庄岩溶水系统为例康凤新;郑婷婷;冯亚伟;徐秋晓;刘彬涛;王义生;李传谟【期刊名称】《地质科技通报》【年(卷),期】2024(43)2【摘要】为建立北方岩溶区水文地质参数系列,提高岩溶地下水可采资源计算精度,笔者团队于20世纪80年代开始,在山东羊庄封闭式泉排型岩溶水系统开展了岩溶水均衡试验研究,积累了40余年的监测试验数据。

根据长期野外水均衡要素观测资料,推导出裸露型、半覆盖型和覆盖型岩溶区降水入渗补给系数计算公式,建立了岩溶区降水入渗补给系数α与降水量P和地下水位埋深D的相关方程,以及可调控的最大降水入渗补给系数系列,揭示了降水入渗补给过程与α变化机制。

结果表明:α随水位埋深D的改变而改变,每个降水量P段分别对应一个最大降水入渗补给系数α_(max)和最大降水入渗补给量即补给极限G_(max),相应的水位埋深便是最佳水位埋深D_(critical)。

D>D_(critical)时,包气带截留量随着水位埋深的增大而增大,α<α_(max);D<D_(critical)时,地表径流量随着地下水位埋深的减小而增大,α<α_(max)。

不同的降水量段对应不同的D_(critical),降水量增大时,对应的α_(max)及D_(critical)也增大。

在任意水位埋深时,G_(max)为蓄满产流临界降水量与包气带最大截流量之差。

本研究解决了岩溶区降水入渗补给的关键科学问题,即揭示降水入渗补给机制、建立降水入渗补给系数与降水量和水位埋深的定量关系,提升了我国北方岩溶水资源基础性研究水平。

【总页数】15页(P268-282)【作者】康凤新;郑婷婷;冯亚伟;徐秋晓;刘彬涛;王义生;李传谟【作者单位】山东科技大学地球科学与工程学院;山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心;济南大学水利与环境学院;山东省地质矿产勘查开发局八○一水文地质工程地质大队;山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队);山东省地质矿产勘查开发局岩溶地质重点实验室【正文语种】中文【中图分类】P641.2【相关文献】1.岩溶峰丛洼地区降水入渗系数——以寨底岩溶地下河流域为例2.湖南斗笠山煤矿岩溶裸露区降雨入渗的补给特征3.岩溶含水系统降水入渗补给研究进展4.岩溶裸露区降雨滞后入渗的一种宏观补给模式确定方法5.确定岩溶裸露区降雨入渗滞后补给量的一种新方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

雨水对地下水资源的补给雨水是地球上最重要的水资源之一，它不仅维持着生命的存在，也对地下水资源起着重要的补给作用。

本文将探讨雨水如何对地下水资源进行补给，并分析其对环境和人类生活的积极影响。

一、雨水的补给机制当雨水降落在地表时，它会发生三个主要的过程：入渗、透泄和蒸发。

其中，入渗是指雨水渗透到地面以下的土壤和岩石层中。

透渗是指雨水通过裂隙、孔隙或岩石的断裂面进入地下。

蒸发指的是雨水在地表蒸发并返回大气中。

这些过程共同促成了雨水对地下水资源的补给。

雨水入渗和透渗的速率取决于地表面的特征、土壤类型和地下岩石的渗透性。

例如，沙土和砂岩通常具有较高的渗透性，能够较快地将雨水输送到地下水层。

相反，黏土和粘土矿物含量高的岩石渗透性较低，会导致雨水的滞留和蒸发。

二、雨水补给对地下水资源的影响1.维持地下水位的稳定地下水是供应生活用水和农业用水的重要来源。

雨水补给对地下水位的稳定起着至关重要的作用。

通过入渗和透渗，大部分的降雨都能够重新补充到地下水层中。

这使得地下水的供给量能够维持在相对稳定的状态，确保了供水的可持续性。

2.保护地下水质量通过雨水的入渗和透渗，降雨可以将土壤和岩石中的污染物冲刷到地下水层中。

在经过土壤和岩石层的过滤作用后，地下水会得到一定程度的净化。

因此，雨水补给对保护地下水质量起到了积极的作用。

3.维持湿地和河流生态系统雨水的补给不仅有助于维持地下水位的稳定，也对湿地和河流等水生态系统的健康运作起到关键作用。

湿地和河流是众多生物的栖息地，也是生态系统中的关键组成部分。

通过雨水补给，湿地和河流等水生态系统的水源得以保持充足，生物多样性和生态平衡得到了保障。

三、雨水补给所面临的挑战1.城市化对雨水补给的影响随着城市化的加剧，大量的土地被用于建设房屋、道路和其他基础设施，从而大幅减少了可供雨水入渗和透渗的土地面积。

这导致许多城市地区出现了水资源短缺的问题。

因此，应该通过建设雨水收集系统和推广雨水利用来应对城市化对雨水补给的影响。

2024年4月 灌溉排水学报 第43卷 第4期 Apr. 2024 Journal of Irrigation and Drainage No.4 Vol.43 74文章编号：1672 - 3317（2024）04 - 0074 - 08基于地下水均衡模型的河套灌区地下水补给排泄量分析高雅文，查元源，董 斌*（武汉大学 水资源工程与调度全国重点实验室，武汉 430072）摘 要：【目的】多灌少排的灌溉制度导致河套灌区地下水位上升，土壤盐碱化问题突出，模拟分析地下水补给排泄过程能够增进对河套灌区地下水变化过程的理解。

【方法】建立考虑排水过程的生育期-冻融期地下水均衡模型，分别采用LH-OAT 算法和ES-MDA 算法进行参数敏感性分析和参数率定，并应用在河套灌区义长灌域。

【结果】地下水均衡模型中地下水埋深对潜水蒸发极限埋深、潜水蒸发系数、灌溉水补给系数敏感。

模型在河套灌区应用精度良好，能够充分反映灌域地下水埋深和地下水排水量的变化过程。

对灌域地下水补给排泄关系进行分析发现，灌域地下水补给主要来源于灌溉水入渗，灌域地下水排泄主要去向为潜水蒸发。

在5、7、10月，灌域地下水储量由于较大的灌溉用水和秋浇引水量而增加；9月份潜水蒸发量对地下水消耗量较小，这导致地下水储量增加；6、8月由于引水的补给量减少，部分地下水储量被潜水蒸发消耗。

【结论】本文建立的考虑冻融期和地下水排水过程的水量均衡模型应用在义长灌域效果较好，灌域不同月份地下水储量变化受引水量、地下水埋深、排水量等多种因素主导。

关 键 词：地下水；水均衡模型；补给；排泄；河套灌区中图分类号：P333.1 文献标志码：A doi ：10.13522/ki.ggps.2023427 高雅文, 查元源, 董斌. 基于地下水均衡模型的河套灌区地下水补给排泄量分析[J]. 灌溉排水学报, 2024, 43(4): 74-81. GAO Yawen, ZHA Yuanyuan, DONG Bin. Modelling groundwater recharge and discharge in Hetao irrigation district using water balance model[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2024, 43(4): 74-81.0 引 言【研究意义】河套灌区是我国最大的灌区之一，地处我国北方干旱半干旱地区，水资源短缺问题严重。

沧州市城区浅层地下水开发利用研究郭洪起【摘要】As city economic development is backed up by abundant groundwater resources , over exploitation of deep groundwater resources has become a hindrance to rapid economic development and a big hazard to city ecologic environment .Proper and effective exploitation and utilization of shallow groundwater will not only alleviate water shortage contradiction , reduce exploitation pressure on deep groundwater , but also help to increase precipitation utilization and strengthen water resource protection .%城市社会经济的发展离不开地下水资源的有力保障，而深层地下水超采已经成为制约城市经济快速发展的一个瓶颈，同时也对城市生态环境造成了严重的危害。

合理有效的开发利用浅层地下水，不仅能缓解城市用水矛盾、减轻深层地下水开发压力，同时对提高地下水资源保护能力、提高大气降水可利用率等方面都有着十分重要的作用。

【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P40-42,55)【关键词】沧州市城区;浅层地下水;开发应用【作者】郭洪起【作者单位】河北省沧州水文水资源勘测局，河北沧州061000【正文语种】中文【中图分类】TV213.9沧州市位于河北省东部，属于严重缺水型城市。

不同降水及灌溉条件下的地下水入渗补给规律霍思远;靳孟贵【摘要】天然降水和人工灌溉是华北平原浅层地下水的主要补给来源.长期过量开采地下水导致华北平原地下水位持续下降,详细分析降水变化规律及灌溉制度的影响有利于深入认识补给及正确评价入渗补给量,对合理开发利用地下水资源具有重要意义.基于实测资料,用HYDRUS软件建立一维变饱和流数值模拟模型,模拟分析了衡水地区近60年在天然降水条件下的垂向入渗补给规律,以及在年周期内灌溉活动对于入渗补给规律的影响.结果表明:研究区多年平均降水入渗补给量为66.6 mm/a;枯水年份降水入渗补给量为30 mm/a,丰水年入渗补给量为120 ～ 150 mm/a;年补给量与年降水量具有显著的正相关性;入渗补给系数与降水强度呈负相关关系;入渗补给量随灌溉量的增加而增加,实验条件下小麦底墒水与玉米灌溉对应入渗补给系数较大,实际灌溉中应基于当年降水情况及土壤墒情确定合理的灌水定额.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2015(042)005【总页数】9页(P6-13,21)【关键词】降水入渗补给;灌溉回归水;垂向入渗补给;数值模拟;HYDRUS;衡水地区【作者】霍思远;靳孟贵【作者单位】中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室,湖北武汉 430074;中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】P641.76降水或灌溉水通过包气带入渗到饱水带的过程称为降水或灌溉水的入渗补给。

下渗补给地下水的部分灌溉水称为灌溉回归水［1］。

降水灌溉入渗补给是华北平原浅层地下水的主要补给方式［2］。

天然降水受气候变化控制，具有一定的时空变异性。

华北平原近50年气候经历“冷湿-暖干”的变化过程，20世纪80年代以来由多雨期转为少雨期［3］，降水量年际变化差异增大;同时，降水年内分布极不均匀，全年降水量的75% ～85%分布在6—9月份;此外，次降水的变化呈现更为显著的随机性。

雨水入渗对城市地下水补给作用一、雨水入渗对城市地下水补给的基本原理雨水入渗是指降雨过程中，部分雨水通过地表渗透进入地下，补充地下水资源的过程。

这一过程在城市环境中尤为重要，因为城市化进程中，大量的地表被硬化，导致雨水无法自然渗透，进而影响地下水的补给。

雨水入渗对城市地下水补给的基本原理主要包括以下几个方面：1.1 雨水入渗的物理机制雨水入渗的物理机制涉及到水分子在土壤中的运动。

当雨水落在地表时，部分水分会通过土壤孔隙向下渗透。

这一过程受到土壤的孔隙率、渗透性、水分饱和度等因素的影响。

土壤的孔隙率越高，渗透性越好，雨水入渗的效果也越明显。

1.2 城市化对雨水入渗的影响城市化进程中，大量的地表被建筑物、道路、广场等硬化，减少了雨水的渗透面积。

此外，城市化还会导致土壤的压实，降低土壤的渗透性。

因此，城市化对雨水入渗的影响是双重的：一方面减少了雨水入渗的面积，另一方面降低了土壤的渗透能力。

1.3 雨水入渗对地下水补给的作用雨水入渗是地下水补给的重要途径之一。

通过雨水入渗，地表水得以转化为地下水，从而增加地下水的储量。

这对于维持城市地下水资源的稳定和可持续利用具有重要意义。

同时，雨水入渗还能改善地下水的水质，减少地表水污染对地下水的影响。

二、雨水入渗对城市地下水补给的影响因素雨水入渗对城市地下水补给的影响因素众多，主要包括自然因素和人为因素。

以下是对这些影响因素的详细分析：2.1 自然因素自然因素主要包括降雨量、降雨强度、土壤类型、地形地貌等。

降雨量和降雨强度直接影响雨水入渗的量和速度。

土壤类型和地形地貌则影响雨水入渗的效率。

例如，砂质土壤的渗透性较好，更有利于雨水入渗；而黏土土壤的渗透性较差，雨水入渗效果不明显。

2.2 人为因素人为因素主要包括城市化程度、地表硬化、植被覆盖等。

城市化程度越高，地表硬化面积越大，雨水入渗的面积和效率都会受到影响。

植被覆盖对雨水入渗也有一定的影响。

植被可以减缓雨水的流速，增加雨水与土壤的接触时间，从而提高雨水入渗的效果。