第七章地下水

第7章地下水取水工程7.1 地表水取水工程概述7.1.1地下水水源地的选择水源地的选择，对于大中型集中供水，关键是确定取水地段的位置与范围；对于小型分散供水而言，则是确定水井的井位。

它不仅关系到水源地建设的投资，而且关系到是否能保证水源地长期经济、安全地运转和避免产生各种不良环境地质作用。

水源地选择是在地下水勘察基础上，由有关部门批准后确定的。

7.1.1.1集中式供水水源地的选择进行水源地选择，首先考虑的是能否满足需水量的要求，其次是它的地质环境与利用条件。

1．水源地的水文地质条件取水地段含水层的富水性与补给条件，是地下水水源地的首选条件。

因此，应尽可能选择在含水层层数多、厚度大、渗透性强、分布广的地段上取水。

如选择冲洪积扇中、上游的砂砾石带和轴部、河流的冲积阶地和高漫滩、冲积平原的古河床、厚度较大的层状与似层状裂隙和岩溶含水层、规模较大的断裂及其他脉状基岩含水带。

在此基础上，应进一步考虑其补给条件。

取水地段应有较好的汇水条件，应是可以最大限度拦截区域地下径流的地段；或接近补给水源和地下水的排泄区；应是能充分夺取各种补给量的地段。

例如在松散岩层分布区，水源地尽量靠近与地下水有密切联系的河流岸边；在基岩地区，应选择在集水条件最好的背斜倾没端、浅埋向斜的核部、区域性阻水界面迎水一侧；在岩溶地区，最好选择在区域地下径流的主要径流带的下游，或靠近排泄区附近。

2．水源地的地质环境在选择水源地时，要从区域水资源综合平衡观点出发，尽量避免出现新旧水源地之间、工业和农业用水之间、供水与矿山排水之间的矛盾。

也就是说，新建水源地应远离原有的取水或排水点，减少互相干扰。

为保证地下水的水质，水源地应远离污染源，选择在远离城市或工矿排污区的上游；应远离已污染（或天然水质不良）的地表水体或含水层的地段；避开易于使水井淤塞、涌砂或水质长期混浊的流砂层或岩溶充填带；在滨海地区，应考虑海水入侵对水质的不良影响；为减少垂向污水渗入的可能性，最好选择在含水层上部有稳定隔水层分布的地段。

泉的区别） 上升泉又分： 侵蚀（上升）泉（h） 断层泉（i） 接触带泉（j）
2. 研究泉的意义
1）根据泉涌水量大小，确定含水层的富水程度。 2）泉的分布反映含水层或含水通道的分布以及补给区和排 泄区的位置。 3）对泉水动态的研究，可判断其补给水源的类型。 4）泉的标高反映地下水位标高； 5）泉水的化学成分，物理性质与气体成分，反映地下水的 水质特点和埋藏情况。 6）泉的研究有助于判断隐伏地质构造。 7）一些大泉水质好，流量稳定，便于开发利用。
一般可统一求算大气降水与地表水的入渗量。 通过计算排泄量的途径反求补给量。
α＝Q / f ·x·1000
Q—年地下水排泄量，相当于全年降水与河水补给地下 水的量 ；
f—汇水区面积（km2）； X—年降水量（mm）。 α一般在0.2～0.5之间，南方岩溶地区α可高达0.8以上， 而西北极干旱的山间盆地则趋于零。
（二）推求降雨入渗补给量 降雨入渗系数确定后，即可根据一定年份的降
雨量推求该年的降雨入渗补给量。
Q＝X ·α· f · 1000
四、凝结水的补给
一般情况下，凝结形成的水相当有限。但是，高 山、沙漠等昼夜温差大的地方，凝结作用对地下水补 给的作用不能忽视。
如：据研究，内蒙桌子山地区凝结水对岩溶地下 水补给， 陕北沙漠滩区凝结水补给，对该地区地下 水的开发利用和水土保持有着重要的意义。
二、泄流 多采用河流流量过程线分割法进行估算。
流量过程线的直接分割法
三、蒸发
地下水的蒸发排泄实际可以分为两种： ☆土壤水的蒸发： 土壤在长期中不会累盐，也不会使地下水盐化。 ☆潜水的蒸发： 地下水不断浓缩盐化。
四、蒸腾
◆蒸腾量与植物的品种密切相关； 深度受植物根系分布深度的控制。

二、间歇性河流对地下水的补给过程
第七章 地下水的补给与排泄
二、间歇性河流对地下水的补给过程 汛期开始，河水浸湿包气带
并发生垂直下渗，使河下潜水 面形成水丘（图a）。
河水不断下渗，水丘逐渐抬 高与扩大，与河水联成一体 （图b）。
汛期结束，河水撤走，水丘 逐渐趋平，使一定范围内潜水 位普遍抬高（图c）。
第七章 地下水的补给与排泄
切穿隔水层的导水断层往往成为基岩含水层之间的联系通路
第七章 地下水的补给与排泄
穿越数个含水层的钻孔或止水不良的分层钻孔， 都将 人为地构成水由高水头含水层流入低水头含水层的通道。
第七章 地下水的补给与排泄
相邻含水层通过其间的弱透水层发生水量交换，称作越流。
越流经常发生于松散沉积物中，粘性土层构成弱透水层。
第七章 地下水的补给与排泄
三、大气降水与地表水作为地下水补给来源的比较
从空间分布上看，大气降水属于面状补给，范围普遍且较 均匀；地表水则可看作线状补给，局限于地表水体周边。 从时间分布比较，大气降水持续时间有限而地表水体持 续时间长，或是经常性的。在地表水体附近，地下水接受 降水及地表水补给，开采后这一补给还可加强，因此地下 水格外丰富。 从总体上说，降水量的多寡决定着一个地区地下水的丰富 程度 就其水源而言，地表水是由大气降水转化而来的，即 使对于干旱山间盆地，作为地下水主要补给来源的河水， 仍然来源于山区降水，或以冰雪形式积累起来的高山降水。
第七章 地下水的补给与排泄
根据Q=KωI，在一维流动条件下，单位水平面积弱透 水层的越流量V为：
H A HB V KI K M
K——弱透水层垂向渗透系数；
I——驱动越流的水力梯度；
HA——含水层A的水头； HB——含水层B的水头； M——弱透水层厚度（等于渗透途径）。 相邻含水层之间水头差愈大，弱透水层厚度愈小而其 垂向透水性愈好，则单位面积越流量便愈大。

一次降水对潜水的补给量： Xy=X-Yy-（H-h）(Wmax-W0)。 Xy：一次降水对潜水的补给量; X：降水量。 Yy：地面径流量。 2）影响因素： 降雨形式（大，中，小雨）。小雨易入渗，形成地表径 流少。 降水强度：(每小时降水量mm/h); 地形条件;植被情况： 地表平整程度; 包气带岩性、厚度：K值小且厚度大时补 给潜水量就小。 以上条件或因素不完全单一，而是综合影响，互相制约 。
近几年，由于气候变化及不合理的开采地下水，北方的 泉口大都相继干枯。 **读P76页的图，
按要求写出读
书报告
二、向河流排泄 1、河水与地下水的关系 潜水与河水无直接关系； 潜水与河水有直接关系； 潜水与河水有周期关系； 承压水与河水有直接关系。
2、基流分割 由于线状排泄不集中，不易测定，故用分割法。该 方法有平割、斜割、分段割、退水曲线割等。 以平割为例：从水位起开始，经退水后再上升为止 ，连接成直线，以下阴影部分为基流（泄流）。即地下水 补给河水的水量。
(5）泉的化学成分、物理性质及气体成分，反映 当地地下水的水质特点和形成的环境特点。 （6）水温反映地下水的埋藏特点，如水温接近气 温，说明地下水埋藏较浅，温泉来自深部。 （7）泉的研究有利于判断地质构造，泉常出露于 断层带及接触带 （8）岩溶区大泉可以直接开采利用，如利用不当 ，“扩泉”也会导致水源枯竭，破坏风景。 （9）对国民经济建设有重要意义，有的泉是供水 水源地（排泄区水量大），也有的是著名的旅游胜地。 北方大泉在早期都有神秘色彩，有庙宇或名人题词。
2．降雨入渗系数的确定： 降雨入渗系数指在同一面积上降雨入渗补给地下水 数量占降水百分比。 α =Xi/X*100%. α :入渗系数 Xi：入渗量 X：降雨量。 （1）根据动态观测资料资料求α 。 α = Xi/X Xi=△h*F*μ X=X*F α =△hμ /X=μ (Hmax-H+△ht)/XI △H:水位增加值； F:面积 ； μ :给水度； H:降水前的水位。△h:地下水位变化； x:在水位上升时期以厚度表示降水量。