水文地质学基础中国地质大学（武汉）07-地下水补给

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1、第七章地下水的补给与排泄7.1地下水的补给7.2地下水的排泄7.1地下水的补给7.1.1大气降水的补给7.1.2地表水的补给7.1.3大气降水及河水补给地下水水量的确定7.1.4凝结水的补给7.1.5含水层之间的补给7.1.6地下水的其他补给来源地下水的补给RechargeofG.W.补给的研究包括：补给来源、影响因素与补给量补给来源人工补给天然补给大气降水入渗补给凝结水补给相邻含水层的补给地表水补给灌溉水入渗补给生产生活废水补给水库渠道渗漏补给人工回灌补给大气降水入渗机制包气带是降水对地下水补给的枢纽

2、，包气带的岩性结构和含水量状况对降水人渗补给起着决定性作用。目前认为，松散沉积物的降水入渗有两种方式：活塞式(piston/diffuse):是指入渗水的湿锋面整体向下推进，就象活塞的运移一样；捷径式(bypass/preferential):是指入渗水由于存在水分运移的大空隙通道（根孔、虫孔、裂缝等），入渗水流沿着该通道下渗，优先达到地下水面的过程。7.1.1大气降水对地下水的补给t1t2湿锋面活塞式入渗(均质砂土)地面地下水位年龄新的水推动年龄老的水下移，“老”水在前，“新”水在后。捷径式入渗(粘性

3、土介质)—优势流特点：新水可以超过老水，优先达到含水层；入渗水不必全部补充包气带水分亏缺即可补给下方含水层。t1t2水降雨之前，包气带上部水分亏缺，水量小于残留含水量降雨后，首先补足水分亏缺，多余的水分才能下渗下渗水达到到达支持毛细带时，地下水位抬升降水初期t1：土层干燥，毛细负压大，吸水能力很强，雨水下渗快降水延续t2：含水量增加，毛细力减小，入渗速率下降，直至下渗趋于稳定降水再继续：当土层湿锋面推进到支持毛细水带时，含水量获得补给，潜水位上升降水入渗过程2.降水补给的影响因素qG=P-Rs-E-ΔS

4、影响降水入渗补给的因素？气候因素（P，E）；降水总量；降水强度；降水频率；降水延续时间地形:高或低，陡或缓地质:包气带岩性地下水位埋深;其他:植被、城市化RsEPSqG年降雨量与入渗补给量问题：年降雨量越大，入渗补给量就一定越大吗？亚砂土次降雨量与入渗补给量亚砂土间歇性的小雨只湿润土壤表层而经由蒸发及蒸腾返回大气，不构成地下水的有效补给。集中式暴雨降水强度超过地面入渗能力而部分转化为地表径流，入渗系数偏低。连绵细雨不超过地面入渗速率的最有利于地下水的补给。岩性与降雨入渗补给量水位埋深与入渗补给量问题：

5、水位埋深越浅，入渗补给量就一定越大吗？亚砂土植被覆盖率影响古老牧场4－8年牧场草地裸地累积入渗量mm603060min时间0植被对入渗量的影响3、大气降水入渗补给量的确定经验公式法水均衡法示踪法零通量面法数值模拟法平原区：Q=P·α·F·1000m3/amm无量纲，km2入渗系数法（α）确定方法：地中渗透仪测定天然潜水位变幅经验公式法ExperientialFormulaMethod）地中渗透仪结构图实验场观测室接渗瓶测水分损失量降水入渗系数年降水量潜水的埋深关系图（河北）潜水位动态法大气圈地表径流地面

6、包气带含水层降雨入渗补给腾发PETΔSR水均衡法（WaterBudgetMethods)补给GuR=P-RS-ET+Gu-ΔSRs地表水示踪法（TracerMethod)常用的示踪剂：tritium(3H)、deuterium(2H)、carbon-13(13C)，14C、oxygen-18(18O)、chloride-36(36Cl)、bromide（溴化物）、chloride（氯化物）等。氚示踪法原理:人工投放示踪剂到地下一定深度，定期取样分析剖面上示踪剂浓度变化，据此确定峰值下移速率v，从而求算地

7、下水补给量R：示踪法（TracerMethod)天然氯离子示踪法原理：以环境氯离子为示踪剂，在测得地下水、土壤水及降水的氯离子浓度后，通过氯离子平衡和氯离子累积法求地下水时段补给量和多年平均补给量。该方法在大量施用农家肥情况下精度受影响，因此，取样剖面选择在淡水区、无农家肥明显影响的地下水埋深较大的地段。零通量面法(ZeroFluxPlaneMethod)原理：它以包气带为水量均衡体系，以中子仪和负压计观测资料为基础数据，根据土壤剖面土水势的变化确定土水势梯度为零（即水分通量为零）的面（零通量面），零通

8、量面以下土壤含水量的变化为地下水补给量。满足：达西定律、质量守恒定律Z(m)ψZ(m)ψ数值模拟法在监测降水、蒸发、土壤水和地下水动态等资料的基础上，以土壤—植物—大气连续体(SPAC)水分传输理论为基础，建立作物生长条件下非饱和或饱和-非饱和数值模拟模型，求算地下水补给量，探讨大气水、土壤水及地下水的转化关系。常用软件有EARTH模型、SWMS模型、HYDRUS二、地表水对地下水的补给河流补给:因地而异（空间上），因时而异（时间）比较长年