地下水動態(tài)影響因素

地下水動態(tài)氣候因素

氣候是影響潛水動態(tài)最活躍的因素。雨季，降水入滲補給使?jié)撍簧仙?，潛水礦化度降低；雨季過后，蒸發(fā)和徑 流排泄使?jié)撍恢饾u下降，在翌年雨季前出現(xiàn)谷值，潛水礦化度升高。這種一年中周而復(fù)始的變化，稱為季節(jié)變化。氣候的多年變化，則使?jié)撍话l(fā)生相應(yīng)的多年周期性起伏。

地下水動態(tài)水體因素

地表水體附近，地下水動態(tài)受地表水的明顯影響。河水位上升時，近岸處的潛水位上升最快，上升幅度最大；遠離河岸，潛水位變化幅度變小，反應(yīng)時間滯后。

氣候水文因素決定了地下水動態(tài)的基本模式，而地質(zhì)因素則影響其變化幅度與變化速度。例如，承壓含水層受到上覆隔水層的限制，補給區(qū)動態(tài)變化強烈而迅速，遠離補給區(qū)則變得微弱而滯后。對于潛水，包氣帶厚度越大，滯留于包氣帶中的水便越多，潛水位的變化越滯后于降水。

地下水動態(tài)人為因素

影響地下水的天然動態(tài)：例如，打井取水后，天然排泄量的一部或全部轉(zhuǎn)由采水井排出，如采水量超過補給量，地下水位則逐年下降。再如，利用地表水大水漫灌而不加強排水，潛水位將因灌水入滲補給而逐年上升，引起土壤次生沼澤化或鹽漬化。

地下水動態(tài)是指在有關(guān)因素影響下，地下水的水位、水量、水化學(xué)成分、水溫等隨時間的變化狀況。地下水動態(tài)提供含水層或含水系統(tǒng)的系列信息。在驗證所作出的水文地質(zhì)結(jié)論或所采取的水文地質(zhì)措施是否正確時，地下水動態(tài)是十分重要的。地下水動態(tài)受氣候、水文、地質(zhì)和人類活動等因素的影響，受氣候、水文、地質(zhì)等因素影響的，稱“天然因素影響的地下水動態(tài)”，受人類活動影響的稱“人類活動影響下的地下水動態(tài)”。

研究地下水動態(tài)有助于解決一系列理論和實際問題。分析地下水動態(tài)可以幫助查明補給來源，查明含水層之間或含水層與地表水體之間的聯(lián)系情況。確定供水井的深度時，需要了解最低水位，以保證干旱季節(jié)和干旱年份的水量供應(yīng)。計算地下水資源，必須具備一定年限的地下水動態(tài)觀測資料。監(jiān)測人為活動影響下的地下水動態(tài)，可以及早發(fā)現(xiàn)不利變化（如咸水入侵淡含水層，地下水污染），不失時機地采取措施。地震前地應(yīng)力的變化會引起地下水位乃至水質(zhì)異常變化。因此，觀測地下水動態(tài)可作為預(yù)報地震的一種輔助手段。監(jiān)測地下水動態(tài)，需要布置有代表性的鉆孔、水井、泉等，組成控制性地下水動態(tài)觀測網(wǎng)。

某一地區(qū)某一時間段內(nèi)，地下水水量、鹽量等的收入與支出的數(shù)量關(guān)系。它與地下水動態(tài)密切相關(guān)。進行均衡研究所選定的地區(qū)，稱為均衡區(qū)。進行均衡研究的時間段，稱為均衡期。在某一均衡區(qū)的某一均衡期內(nèi)，地下水水量（或鹽量）的收入大于支出，則表現(xiàn)為儲存量增加，稱為正均衡；支出大于收入，儲存量減少，稱為負均衡。從多年統(tǒng)計角度，氣象要素趨于某一平均值。因此，天然條件下地下水儲存量也趨于某一定值，即多年中不增不減。但在較短的時間內(nèi)，氣候要素的波動則使地下水經(jīng)常處于不平衡狀態(tài)，地下水量以及相應(yīng)的水位、水質(zhì)等隨時間發(fā)生變化，可見，地下水動態(tài)是地下水均衡的外部表現(xiàn)。

研究均衡時,分析地下水均衡的收入項與支出項,列出均衡方程式；通過測定各已知項，求算未知項。天然狀態(tài)下潛水（量）均衡方程式的一般形式為 式中、為（下）游潛水流入（出）量;Xf、Yf為降水(地表水)滲入補給量；Qt為越流補給量(取正值)或越流排泄量(取負值)；Qd為潛水以泉或泄流形式向地表排泄量;Zc為水汽凝結(jié)補給潛水量；Zu為潛水面及其鄰接毛管水帶的蒸發(fā)量(包括土面蒸發(fā)及植物散發(fā));μΔH為均衡期始末潛水儲存量的變化，其中μ為給水度,ΔH為均衡期始末潛水位變化值,上升取正值,下降取負值。在不同的自然條件下，式中各均衡要素所占的比重是不同的。

A．地下水水質(zhì)監(jiān)測時間和頻率，對評價等級為一、二級的建設(shè)項目，宜分別在枯、豐水期和采樣一次。若評價工作時間不足一個水文年時，應(yīng)在枯水期進行一次采樣。對評價等級為三級的建設(shè)項目，可只在枯水期進行一次采樣。對固體廢棄物堆積場的地下水水質(zhì)監(jiān)測，主要應(yīng)在雨季進行，同時選有代表性監(jiān)測井，進行水質(zhì)、水位動態(tài)監(jiān)測。對于建設(shè)項目投產(chǎn)后的動態(tài)監(jiān)測工作，可作為建設(shè)單位環(huán)保監(jiān)測的正常工作內(nèi)容，按有關(guān)規(guī)定進行長期監(jiān)測工作。

B. 地下水水位、水量統(tǒng)測工作，宜選擇在當(dāng)?shù)氐目菟诨虻叵滤_采高峰期短時間(一般為3天)內(nèi)一次完成。地下水開采高峰期可按當(dāng)?shù)貦C井集中農(nóng)灌的時期確定。

C．地下水水位長期動態(tài)監(jiān)測，一般每5—10天觀測一次。當(dāng)遇特殊原因(如降雨或事故性排放)水位發(fā)生明顯變化時，應(yīng)加密觀測次數(shù)。

D. 若不專門進行地下水水溫預(yù)測評價時，可只在水樣采集時測定一次水溫，若進行專門水溫預(yù)測評價，可酌情加密水溫觀測次數(shù)。

中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)工程地質(zhì)技術(shù)方法研究所自上世紀(jì)八十年代開始致力于地下水監(jiān)測技術(shù)和監(jiān)測設(shè)備的研究，先后承擔(dān)了國家“六五”、“八五”、“九五”科技攻關(guān)項目和部重點項目以及國家計委高技術(shù)應(yīng)用發(fā)展項目等十余項，完成了多種地下水動態(tài)監(jiān)測儀器的研制，為解決地下水監(jiān)測中的技術(shù)難關(guān)提供了服務(wù)和支持，為我國地下水監(jiān)測整體水平的提高起到了積極的促進作用。唐山平升DATA-6216電池供電型水位監(jiān)測設(shè)備針對不具備供電條件、環(huán)境潮濕、對水位數(shù)據(jù)實時性要求不高的監(jiān)測場合設(shè)計。該設(shè)備不但解決了現(xiàn)場供電問題，且功耗低、體積小、防水性能好，安裝維護非常方便。

WS-1040地下水動態(tài)自動監(jiān)測儀是中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)工程地質(zhì)技術(shù)方法研究所在以往研究成果的基礎(chǔ)上，新近提交的新一代地下水動態(tài)監(jiān)測儀器。該儀器是在原有的地下水動態(tài)自動監(jiān)測儀器基礎(chǔ)上，增加了GSM通訊系統(tǒng)，通過使用GSM全球公共服務(wù)網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)的無線傳輸，實現(xiàn)地下水的水位和水溫的遠程實時監(jiān)測。該儀器可用于地下水位、水溫長期觀測、抽水井水位水溫監(jiān)測、河水、湖泊、水庫等地表水監(jiān)測以及工業(yè)用水管理等。能對地下水的水位和水溫動態(tài)變化進行長期自動監(jiān)測。儀器的主體全部裝入一個不銹鋼圓筒中，通過電纜配接傳感器。儀器可以投入井中，因此便于保護，并克服了氣候及天氣影響，特別適合在露天的觀測孔中使用。主機內(nèi)部有存儲單元，測量的數(shù)據(jù)自動保存在存儲單元內(nèi)，可定期通過數(shù)據(jù)接口直接將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳入微機并完成儀器的參數(shù)設(shè)置；或在室內(nèi)監(jiān)測中心站通過有線調(diào)制解調(diào)器完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的回收和監(jiān)測儀器的參數(shù)設(shè)置。其特點有：定時自動監(jiān)測，自動存儲，定時周期任意設(shè)點；高精度、高分辨率，穩(wěn)定性好；抗干擾能力強，獨特的氣壓平衡裝置保證了儀器的測量值不受大氣壓變化的影響。

WS-1040地下水動態(tài)自動監(jiān)測儀自研制成功以來已在一些地區(qū)推廣應(yīng)用，實踐證明了全自動無人值守工作的優(yōu)越性和較強的野外適應(yīng)能力。為配合 2008年北京的奧運會，北京地區(qū)安裝使用60套監(jiān)測儀器，正在為北京地區(qū)地下水監(jiān)測發(fā)揮著顯著作用。該監(jiān)測儀既提高了監(jiān)測技術(shù)的科技含量，又節(jié)約了人力資源，它將對我國地下水三級監(jiān)測網(wǎng)點的優(yōu)化布置起到積極促進作用。

人類活動通過增加新的補給來源或新的排泄去路而改變地下水的天然動態(tài)。

在天然條件下，由于氣候因素在多年中趨于某一平均狀態(tài)，因此，一個含水層或含水系統(tǒng)的補給量與排泄量在多年中保持平衡。反映地下水儲量的地下水位在某一范圍內(nèi)起伏，而不會持續(xù)地上升或下降。地下水的水質(zhì)則在多年中向某一方向（鹽化或者淡化）發(fā)展。

人工采排地下水：鉆孔取水或礦坑渠道排除地下水后，人工采排成為地下水新的排泄去路；含水層或含水系統(tǒng)原來的均衡遭到破壞，天然排泄量的一部或全部轉(zhuǎn)為人工排泄量，天然排泄不再存在，或數(shù)量減少（泉流量、泄流量減少，蒸發(fā)減弱），并可能增加新的補給量。

（1）如果采排地下水經(jīng)過一段時間后，新增的補給量及減少的天然排泄量與人工排泄量相等，含水層水量收支達到新的平衡。在動態(tài)曲線上表現(xiàn)為：地下水位在比原先低的位置上，年變幅波動增大，而不持續(xù)下降。如圖9-6實例可知：在河北饒陽縣五公地區(qū)，開采第四系潛水及淺層承壓水作為灌溉水源。每年3—5（6）月采水灌溉，水位降到最低點。6（7）月雨季開始，采水停止，降水入滲及周圍地下水徑流補給，使水位迅速上升。雨季結(jié)束后，周圍的徑流流入填充開采漏斗，水位繼續(xù)緩慢上升。翌年采水前期，水位達到最高點。這一動態(tài)變化顯示了天然因素和人為因素的綜合影響。動態(tài)類型稱為開采—徑流型。

學(xué)科：水文地質(zhì)學(xué)

詞目：地下水動態(tài)預(yù)測

英文：forecasting chauges in groundwater regime2100433B

目錄

緒論

第一章 地下水動態(tài)及其影響因素

第二章 地下水水文過程線與含水系統(tǒng)的水文地質(zhì)模型

第三章 地下水均衡與鹽、熱動態(tài)

第四章 用確定性數(shù)學(xué)模型預(yù)報地下水動態(tài)

第五章 用隨機模型預(yù)報地下水動態(tài)

第六章 利用地下水動態(tài)觀測資料推求水文地質(zhì)參數(shù)

第七章 地下水動態(tài)研究和水資源開發(fā)與管理

參考文獻

附表

附錄