地下水均衡,何谓地下水动态?何谓地下水均衡?有何关系

2020-11-25 16:25:27 字数 6056 阅读 5697

1楼:中地数媒

将在某一段时间某一地段内地下水水量(盐量、能量、热能)的收支状况称为地下水均衡。地下水系统通过地下水要素的变化来传递它与外部环境之间物质和能量交换量的信息,是系统内一种量之间的均衡反映。地下水系统与外界进行物质和能量的交换过程遵循质量守恒和能量守恒定律。

地下水均衡就是用质量守恒定律,研究某一地区某一时段内,地下水水量(盐量、热量)的收支平衡的数量关系。进行均衡计算所选定的地区称为均衡区。通常是选择一个完整的地下水系统或具有明确边界的子系统作为均衡区。

进行均衡计算的时段称为均衡期,可以是一个月、一年,甚至是数年。地下水系统储存量变化反映收支平衡状况,收入大于支出,储存量增加,称为正均衡;反之,储存量减小,则称作负均衡。

地下水均衡的目的,是通过均衡计算评价地下水系统补给量(收入项)与排泄量(支出项)之间的平衡状况,定量评价或估算地下水资源量,为合理开发地下水资源提供依据。

地下水系统始终与外界进行水量和水质的交换,收支状况是一个动态过程,水均衡状态取决于补给量(大气降水、地表水渗漏)的变化。因此,选择均衡期时要考虑到降水的年内或年际变化,通常以年作为均衡期,进行不同保证率年降水量或地表水年径流量条件下的均衡计算,来评价补给量的保证程度,便于制定利用地下水的长期策略。

进行水均衡计算必须充分分析均衡的收入项和支出项,列出均衡方程式,通过水文地质勘察、水文地质试验和收集气象、水文系列资料,确定水均衡方程中各项。水均衡计算精度取决于各均衡项的精度。水均衡计算是水资源评价的基础,是一个必不可少的环节。

水均衡方程介绍如下。

一个地区天然状态下总的水均衡由收入项和支出项组成,收入项(a)一般包括大气降水(p)、地表水流入量(r1)、地下水流入量(g1)、水汽凝结量(z1);支出项(b)包括地表水流出量(r2)、地下水流出量(g2),蒸发蒸腾量(z2)。均衡期水的储存量变化为δω。水均衡方程为:

生态水文地质学

水的储存量变化δω中包括:地表水变化量(v),包气带水量变化(θ),潜水变化量(μδh)和承压水变化量(μeδhe);其中,μ为潜水含水层的给水度,δh为均衡期潜水位变化值(上升为正,下降为负),μe为承压含水层的弹性给水度,δhe为均衡期承压水位变化值。水均衡方程可写为:

生态水文地质学

潜水水均衡方程,收入项包括:降水入渗补给量(ps),地表水入渗补给量(rs),凝结水补给量(zc),上游断面潜水流入水量(gr),下伏承压水越流补给量(qy)(如潜水向承压水越流排泄,则列入支出项);支出项有:潜水的蒸发、蒸腾量(zu,包括裸地和叶面蒸发),潜水以泉和泄流形式的排泄量(qd),下游断面潜水流出量(gr)。

均衡期内潜水储存量变化μδh。水均衡方程为:

生态水文地质学

人类活动也会影响地下水的收支平衡,收入项包括:渠道渗漏(ru,属于地表水渗漏补给),灌溉回渗(qg),人工回灌(qh);支出项包括:开采地下水(qk)。

可根据均衡区具体情况,在水均衡方程中加进相应的收支项,来定量评价人类活动对地下水动态和水均衡状态的影响。

例如,天津市地下水开采量主要来自孔隙承压含水系统,目前已形成面积为1×104 km2 的水位降落漏斗,水均衡的收入项为来自降落漏斗周边的侧向径流量(gz)、来自高水头含水层的越流补给量(qy1)和粘性土的压密释水量(qn),而支出项仅是承压水的开采量(qk)。均衡方程可写为:

生态水文地质学

天津承压含水系统水均衡计算结果见表6-1(王家兵等,2004)。从表中可知,开采水量中粘性土释水量和越流量占的份额较大,分别为41.3%和38.

2%,侧向径流量仅占14.9%。粘性土的压密释水量是以不可恢复的地面沉降为代价所换取的部分开采水量,这部分水量在水均衡计算中必须加以考虑(王大纯等,1982;曹文炳,1983)。

表6-1 天津1991~2000年深层地下水开采水量均衡计算结果(单位:104 m3/a)

对规模较大的含水系统进行水均衡计算时,应注意避免上、下游之间,地表水和地下水之间水量的重复计算。例如,西北干旱地区的内陆盆地水均衡项为:收入项,为来自周围山区的地表径流量(r1),盆地内的大气降水(p),盆地周边地下水侧向流入量(g1)、水汽凝结量(zc);支出项,为蒸发蒸腾量(z1)。

均衡期水的储存量变化为δω。全盆地水均衡方程为:

生态水文地质学

虽然全盆地的水均衡状态较为简单,但就盆地内某一大型常年性河流形成的山前倾斜平原和冲湖积平原而言,地表水与地下水的转换及上下、游之间关系就稍显复杂。河流出山口后,在洪积扇中上部,下渗补给地下水,经历一段时间地下渗流后,于洪积扇前缘泄出,转换为地表水,汇入河流中或湖泊中。若将河水渗漏补给地下水的水量作为地下水资源量之一,来计算总水量(地表水和地下水),则有可能出现重复计算。

内陆干旱盆地降水稀少,大部分水资源来自周围山区的地表径流,从图6-6中可看出,山前倾斜平原水量转换积极,收入项有河床渗漏量(rs)、引水渠渗漏量(ru)、盆地边缘侧向径流量(g1)、降水入渗量(p)和凝结水量(zc),支出项有蒸发蒸腾量(z1)、开采量(qk)、泉水泄出量(qd)和断面侧向流出量(g2);而位于下游的冲湖积平原承压含水系统获得的补给量却很少,仅有来自上游断面的侧向流入量(g2),通过向上越流排泄,最终消耗于蒸发;若位于上游地区的山前倾斜平原,过度地开采地下水和引河水灌溉,增加种植面积,将会增大蒸发蒸腾量,使泉水泄出量减少,导致河水向下游的输水量减少,结果影响到下游地区的生态安全和经济发展。只要理清含水系统上下游之间各个均衡项及其与地表水之间的转换关系,就能有效地避免重复计算。

图6-6 内陆盆地山前倾斜平原水资源转换框架图

何谓地下水动态?何谓地下水均衡?有何关系

2楼:happy虫虫

(1)在天然条件下,地下水的动态是地下水埋藏条件和形成条件的综 合反映。因此,可根据地下水的动态特征分析、认识地下水的埋藏条件、 水量、水质形成条件和区分不同类型的含水层。

(2)地下水动态是均衡的外部表现,故可利用地下水动态资料去计算 地下水的某些均衡要素。如根据次降水量、潜水位升幅和潜水含水层给 水度计算大气降水的入渗系数;根据潜水位的升幅或降幅计算地下水的 储存量及潜水的蒸发量等。

(3)由于地下水的数量与质量均随着时间而变化,因此一切水量、水 质的计算与评价,都必须有时间的概念。如对同一含水层来说,在雨季、 旱季、丰水年、枯水年,其水资源数量与水质都可能大不一样。因此, 地下水动态资料是地下水资源评价和**时必不可少的依据。

(4)用任何方法计算的地下水允许开采量,都必须能经受地下水均衡计 算的检验;任何地下水开采方案,都必须受地下水均衡量的约束。为尽可 能地减少开采地下水引起的负作用,开采量一般不能超过地下水的补给量, 即不应破坏地下水的均衡状态。

(5)研究地下水的均衡状态,可**地下水水量、水质及与地下水有关 的环境地质作用的变化及总体发展趋势。 因此,在各种目的的水文地质勘探中,都规定进行一定时期的地下水长 期观测,以便进行地下水动态与均衡的研究。勘探阶段愈详细,长期观测 工作量愈大,要求的精确度愈高。

什么是地下水均衡?

3楼:中地数媒

某一地区(含水层)在一定时间段内,地下水的总补给量与总消耗量及地下水储存量的变化量之间数量对比关系。

地下水均衡方程是如何建立的?

4楼:

(1)多孔介质、渗流基本概念、基本定律、基本方程、定解条件及数学模型的建立和解法 ,为基础理论和重点内容。

(2)地下水向河渠的运动(分为河渠间地下水的稳定运动与河渠间潜水的非稳定运动);排灌区地下水运动的规律(水平方向运动规律)。

(3)地下水向井的运动和求参方法,重点是地下水向完整井的稳定运动和非稳定运动;水井区地下水运动的规律即垂直运动规律。

(4)地下水向非完整井和边界井的运动。

(5)非饱和带地下水运动理论(入渗与潜水蒸发等)。

(6)水动力弥散理论,主要包括水动力弥散现象及机理,以及对流——弥散方程及其解的研究。

(7)地下水运动中的若干问题(地下水中溶质运移规律、包气带中水的运移规律等)和实验室方法。

研究地下水动态与均衡有哪些意义

5楼:渊源

(1)在天然条件下,地下水的动态是地下水埋藏条件和形成条件的综 合反映。因此,可根据地下水的动态特征分析、认识地下水的埋藏条件、 水量、水质形成条件和区分不同类型的含水层。

(2)地下水动态是均衡的外部表现,故可利用地下水动态资料去计算 地下水的某些均衡要素。如根据次降水量、潜水位升幅和潜水含水层给 水度计算大气降水的入渗系数;根据潜水位的升幅或降幅计算地下水的 储存量及潜水的蒸发量等。

(3)由于地下水的数量与质量均随着时间而变化,因此一切水量、水 质的计算与评价,都必须有时间的概念。如对同一含水层来说,在雨季、 旱季、丰水年、枯水年,其水资源数量与水质都可能大不一样。因此, 地下水动态资料是地下水资源评价和**时必不可少的依据。

(4)用任何方法计算的地下水允许开采量,都必须能经受地下水均衡计 算的检验;任何地下水开采方案,都必须受地下水均衡量的约束。为尽可 能地减少开采地下水引起的负作用,开采量一般不能超过地下水的补给量, 即不应破坏地下水的均衡状态。

(5)研究地下水的均衡状态,可**地下水水量、水质及与地下水有关 的环境地质作用的变化及总体发展趋势。 因此,在各种目的的水文地质勘探中,都规定进行一定时期的地下水长 期观测,以便进行地下水动态与均衡的研究。勘探阶段愈详细,长期观测 工作量愈大,要求的精确度愈高。

建立地下水均衡方程注意的问题有哪些

6楼:匿名用户

这个应该就是把收支考虑全面就好了,比如补给**里面的凝结水比较容易忘记,还有越流补给等“小项目”如意被忽视,有示意图的水均衡还是比较容易写的——我只是结合自己的情况说的呵呵呵。

怎样用水量均衡法评价地下水的开采资源

7楼:12345a帮助

开发地下水资源,按照水利部的要求是要做出有关的报告, 开发利用、保护地下水资源应当遵循以下原则:

(一)符合流域或区域地下水资源开发利用和保护规划;

(二)开源与节流并重,实行计划用水、节约用水;

(三)开采与补给平衡,涵养水源,防止水源的枯竭和地下水资源的污染;

(四)优先满足城乡居民生活用水,兼顾工业、农业和生态用水。

水行政主管部门负责全区地下水资源的统一管理。自治州(地)、市、县(市)水行政主管部门按照分级管理的权限和范围,负责相应的地下水资源管理工作。

县级以上人民**环境保护、国土资源、城建等有关部门应当按照各自的职责,做好地下水资源开发利用和保护的相关工作。

县级以上人民**水行政主管部门,应当组织编制流域或区域地下水资源开发利用和保护规划,按照国家和自治区规定的技术标准划定地下水宜采区、限采区、超采区和禁采区。

自治州(地)、市、县(市)编制的流域或区域的地下水资源开发利用和保护规划,经自治区水行政主管部门审查后,由本级人民**批准实施,报自治区水行政主管部门备案。自治区地下水资源开发利用和保护规划,经自治区人民**批准后实施。

编制流域或区域的地下水资源开发利用和保护规划应当以地下水资源调查评价成果为依据。

流域或区域的地下水资源调查评价应当有计划地组织进行。编制地下水资源开发利用和保护规划、承担地下水资源调查评价的单位,必须具备相应的资质。

第九条 开发利用地下水资源,应当按照国家和自治区有关规定,向县级以上人民**水行政主管部门申请取水许可。

水行政主管部门批准取水许可申请,必须符合流域或区域地下水资源开发利用和保护规划。取水许可申请需要报上一级水行政主管部门审批的,呈报申请的水行政主管部门应当附具规划同意书。

家庭生活、畜禽饮用等少量取用地下水的,免于申请取水许可。

新建、改建、扩建工业、城镇供水项目和大型农业建设项目需要取用地下水的,应当在报送建设项目可行性研究报告时附具经审定的建设项目水资源论证报告。

未提交建设项目水资源论证报告的,有关部门不得批准建设项目。

在同一水文地质单元内的相邻区域开采地下水,开采方所在地的水行政主管部门在批准取水许可申请前,应当征求相邻方水行政主管部门的意见;不能达成一致意见的,开采方水行政主管部门不得单方面批准开采地下水。确实需要开采地下水的,其取水许可由其共同的上一级水行政主管部门受理并审批。

取水许可申请批准后,需要凿井的,凿井工程承建单位在凿井前应提交凿井方案,经当地人民**水行政主管部门核准后,方可凿井。凿井工程竣工后,经取水单位组织验收合格,方可交付使用。

凿井工程承建单位应具备相应的资质等级。

利用截潜流等方式取用地下水的,须经当地人民**水行政主管部门审查批准。

当地人民**水行政主管部门应当在15日内做出是否核准或批准的决定。

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