第8章  地下水的补给与排泄

8.1 概述

  地下水通过补给与排泄，与外界交换物质与能量，保持生生不息的循环交替，支撑相关水文系统和生态环境系统的运行。

  地下水补给是指饱水带获得水量的过程，水量增加的同时，盐量、能量等也随之增加。地下水排泄是饱水带减少水量的过程，减少水量的同时，盐量和能量也随之减少。

   地下水通过补给和排泄，不断活得和消耗水量，形成可再生资源，是人类永续利用地下水的前提；活得、消耗并重新分布能量，保持不断流动和循环交替；活得与消耗并重新分布可溶气体及盐量，更新溶滤能力；保持不断流动循环，与外界发生水量、盐量和能量的交换，在内部，实现水量、盐量和能量的时空演变，对外部，支撑相关水文系统和生态系统。没有补给与排泄，地下水支撑的相关水文系统和生态环境系统将无法正常运行。

  地下水存在两类水质演变方向不同的排泄方式：1、盐随水去的径流排泄，导致地下水及土壤不断淡化 2、水去盐留的蒸散排泄，导致地下水及土壤不断盐化。地下水排泄去路包括：溢流地表成泉，向地表泄流，土面蒸发及植物蒸腾。

8.2地下水补给

8.2.1大气降水补给地下水

（1）大气降水入渗补给机制

大气降水落到地面后，部分被植被叶面截留而蒸发，部分积聚洼地而部分蒸发；剩余的水量，部分滞留与包气带，部分转换为地表径流，其余的成为地下水补给量。

地面的分流，取决于降水强度与（地面）入渗能力的关系：降水强度小于入渗能力时，降水全部入渗进入包气带；降水强度大于入渗能力时，超过入渗强度的部分形成地表径流。

包气带截留的水量，用于补足降水间歇期由于蒸散造成的水分亏缺。

大气降水最终转换为：地表径流量、蒸散量及地下水补给量。

入渗能力首先取决与包气带渗透性，沙砾等粗粒松散沉积物、裂隙和岩溶发育的基岩，具有良好入渗能力；渗透性弱的粘性土、裂隙岩溶不发育的基岩，入渗能力差。

通常，入渗能力随着降水延续而降低，最后趋于稳定。

降水入渗存在两种方式：活塞式入渗及捷径式入渗。前者的下渗水流犹如活塞推进，出现于均质岩土；后者下渗水流呈指状推进，存在快速移动的优先流，出现于发育虫孔、根孔和裂隙的粘性土，以及裂隙岩溶发育不均匀的基岩。

（2）大气降水补给地下水的影响因素

大气降水补给地下水的影响因素大体上可以分为气候、地质、地形、植被、土地利用。影响大气降水补给地下水的诸因素是相互联系、相互制约的整体。

（3）大气降水补给地下水量的确定

大气降水补给地下水量的确定，大体上分为：水均衡法、地中蒸渗仪法、包气带水分通量法，利用环境组分求算，人工投放示踪剂求算，以及数值模拟。

山区大气降水补给地下水具有以下特点：

1、主要分布基岩，地面渗透能力的差别远大于平原松散沉积物。

2、地形起伏与地质结构相结合，地形高处的降水以坡流或河流形式汇流补给低处的地下水，汇流区的范围通常大于补水区。

（3）地表水与地下水都来源于本地的大气降水。

（4）地形切割强烈，地下水位埋藏深度大，包气带以重力水为主，截留水量通常不大，通过向泉或河流排泄。

汇水区地下水排泄量，可以通过不同的方法求取：

1）具有隔水边界的含水系统，以泉的形式集中排泄时，可通观测泉流量求取。

2）具有隔水边界的含水系统，以向河流泄流的形式分散排泄时，可通过水文学中流量过程分割激流的方式求取。

8.2.2地表水补给地下水

地表水补给地下水必须具备以下条件

1、地表水水位高于地下水

2、两者之间存在水力联系

8.2.3地下水的其他补给来源

昼夜温差大的干旱沙漠地带，凝结水有可能补给地下水，灌溉水渗漏、水库渗漏，以及输水管道渗漏都会增加地下水的补给。

（1）凝结水及其对地下水的补给

空气的湿度一定时，饱和温度随温度下降而降低，温度降到某一临界值，达到露点（绝对湿度与饱和湿度相等），温度继续下降，超过饱和湿度的那部分水汽，转化为液态水，这一过程便是凝结作用。

（2）灌溉水对地下水的补给

下渗补给地下水的那部分灌溉水，称为灌溉回归水。

灌溉渠道渗漏及田面入渗使地下水活得补给。

8.2.4地下水人工补给

地下水人工补给的含义是：采取有计划的认为措施，使地下水活得天然补给以外的额外补充。

人工补给地下水具有多种目的：利用含水层作为地下水库，调蓄其他水源，增加可利用水资源量；维护和改善生态环境（避免植被退化，维护湿地，防治土地沙漠化）；防治某些地质灾害（防治海水或咸水入侵地下淡水，避免地面沉降及地裂缝等）；利用含水层调蓄热能等。

人工补给地下水通常采用地面、河渠、坑塘蓄水渗补、井孔灌注等方式。

8.3  地下水排泄

地下水通过泉、向地表水泄流，土面蒸发，叶面蒸腾等方式，实现天然排泄，通过井孔，排水渠道，坑道等设施，进行人工排泄。

8.3.1 泉

泉分为：上升泉和下降泉。

前者是承压水的排泄，后者是潜水或上层泄水的排泄。

侵蚀泉：单纯由于地形切割地下水面而出露，包括切割潜水含水层及揭露承压水隔水顶板。

接触泉：地形切割使相对隔水底板出露，地下水从含水层与隔水底板接触处出露。

溢流泉：水流前方切割导水断裂，断裂带测压水位高于地面时出露形成泉。

接触带泉：岩脉或岩浆岩侵入体与围岩的接触带，地下水沿冷凝收缩形成的导水通道出露。

8.3.2  泄流

地下水补给地表水体时，除个别以水下泉形式集中排泄外，大多为分散的线状泄流。

8.3.3 蒸发与蒸腾

土面蒸发及叶面蒸腾是地下水转化为气态水向大气排泄的两种方式。

影响地下水蒸发的主要因素：气候  潜水埋藏深度及包气带岩性。

单纯测定蒸腾量：快速称重发  基于热平衡原理的茎流计 利用卫星遥感资料估测蒸腾量或总蒸散量。

8.3.4  地下水的人工排泄

用井孔开采地下水 矿坑疏干  开发地下空间排水  农田排水等，都属于地下水人工排泄。

8.4 含水层之间的补给与排泄

常见的含水层之间水力联系方式：含水层之间通过叠合接触部分发生补给，含水之间通过导水断裂发生补给，含水层之间通过穿越其间的井孔发生补给，含水系统内部通过弱透水层越流而形成统一水力联系。自考大专《水文地质学》(01542)复习资料由湖北自考大专网整理编辑，转载就注明出处。