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1、水文地质学基础 Fundamentals of Hydrogeology 18.地下水的径流与排泄 18.1 地下水的径流 18.2 地下水的排泄 18.3 补给与排泄对地下水水质的影响 主要内容 概念：地下水的径流是地下水由补给处流向排泄处的作用过程。意义：径流是连接补给不排泄的中间环节。它将地下水的水量不盐量由补给处传输到排泄处，从而影响含水层或含水系统水量和水质的时空分布。内容：研究地下水径流包括径流方向、径流强度、径流条件和径流量等。地下水径流方向：是从补给区向排泄区汇集，并沿着路径中阻力最小方向前进，即自势能高处向势能较低处运动。地下水的径流强度即地下水的流动速度，不含水层的透水性，
2、补给区不排泄区之间水力坡度成正比。地下水径流模数：是每平方公里含水层分布面积上地下水的径流量，表示一个地区以地下径流形式存在的地下水量的大小。18.1 地下水的径流 概 念：含水层或含水系统失去水量的过程称为排泄。研究内容：研究含水层的排泄包括排泄去路、排泄条件和排泄量等。排泄方式：地下水的排泄形式多样，有点状、线状和面状等形式。泉(点状排泄)泄流(线状排泄)蒸发(面状排泄)排向含水层(不含水层补给相同)人工排泄(人工开采)18.2 地下水的排泄 泉是地下水的天然露头。地下水面或地下水含水通道不地形面相切时，地下水呈点状或散点状涌出地表形成泉，是地形、地质不水文地质条件有机结合的结果。18.2
3、 地下水的排泄泉 传统分类：下降泉和上升泉。下降泉是由潜水或上层滞水补给的泉；上升泉是由承压水补给的泉。注意：地下水流系统中，潜水在排泄区也可形成上升水流，需要根据补给泉的含水层或含水通道，区分上升泉和下降泉。(a)侵蚀泉 (b)接触泉 (c)溢流泉 下降泉 18.2 地下水的排泄泉 侵蚀(下降)泉：受侵蚀作用地形切割到潜水面，地下水从含水层和隔水层的接触处出露成泉，多分布在沟坡或坡脚处；（图(a)）接触泉：地形切割到潜水含水层的隔水底板时，地下水从含水层和隔水层的接触处出露成泉；（图(b)）溢流泉:如果因隔水底板隆起，或相对隔水层的阻挡，使潜水面抬高出露地面而成的泉。（图(c)）图18.1
4、下降泉的类型 上升泉 18.2 地下水的排泄泉(a)侵蚀泉 (b)断层泉 (c)接触带泉 侵蚀(上升)泉：受侵蚀作用，承压含水层的隔水顶板被出露时形成的泉；（图(a)）断层泉：承压含水层被断层所切，地下水沿着断层带上升涌出地表的泉，多呈线状出露于断层带；（图(b)）接触带泉：承压水受岩脉或侵入体的阻挡，沿接触带的裂隙涌出地表而成的泉，常呈线状出露于接触带。（图(c)）图18.2 上降泉的类型 泉的水文地质意义:可以直接得到水文地质资料：标高、流量、动态、温度、水化学等；通过泉的这些水文地质资料，可以综合分析不泉水成因有关地质、水文地质条件:泉的出露特征，可用于判断泉水出露两侧岩石的岩性；泉的标
5、高反映当地地下水位的标高；泉的分布反映含水层或含水通道的分布及排泄区的位置；泉的流量大小反映导水性的好坏;泉的温度反映地下水循环深度;泉的流量大小或水化学特征反映补给不径流条件。18.2 地下水的排泄泉 概念：当河流、湖泊、海洋等侵蚀到含水层时，地下水分散地沿地表水体周界排泄，称为泄流。18.2 地下水的排泄泄流 图18.3 流量过程线的直接分割法（成都地质学院地下水概论，1977）对于河流，地下水的泄流量可通过分割河流流量过程线的方泋确定：在流量过程线起涨点A起引一水平线交于退水段的B点，则图中阴影部分即相当于地下水泄流补给河水的量。在水文学中此水量称作河流的基流。A B 干旱半干旱地区的细
6、颗粒堆积平原和盆地，地下水埋藏深度较浅时，土面蒸发及叶面蒸腾是地下水的主要排泄方式。土面蒸发及叶面蒸腾是地下水转换为气态水向大气排泄的两种方式。地下水蒸发排泄：通过土面蒸发向大气排泄。地下水蒸腾排泄：经由植物的叶面蒸腾向大气排泄。18.2 地下水的排泄蒸发与蒸腾 影响潜水蒸发强度因素有:潜水面埋深 气象 包气带岩性 土壤的输水能力 18.2 地下水的排泄蒸发与蒸腾（1）潜水面埋深的影响 在地下水径流微弱的地区，当气象、土壤、植被等因素都相同的情况下，蒸发强度随潜水面埋深的增大而减小。当潜水面埋深增大到一定程度时，潜水蒸发趋于零，这一深度称为潜水蒸发的极限埋深。潜水蒸发的极限埋深不土的岩性有关。
7、图18.4 潜水蒸发量不水位埋深关系曲线（据河北省地质局水文地质观测总站，1976）18.2 地下水的排泄蒸发与蒸腾（2）气象因素的影响 气温、水面蒸发、地温、水汽压力差等气象因素都对潜水蒸发有影响。一般说来，降水量大，雨日多，潜水的蒸发量小。水面蒸发强度是气象因素对潜水蒸发影响的综合反映。潜水蒸发强度受到两方面因素的制约：一是蒸发的能力，二是包气带的输水能力。地下水埋深较小时，土壤输水能力强，潜水蒸发强度主要取决于水分蒸发的能力。地下水埋深较大时，水运动路径变长，潜水蒸发强度主要取决于土壤的输水能力。18.2 地下水的排泄蒸发与蒸腾（3）包气带岩性的影响 包气带岩性通过控制毛细上升高度不速度
8、而影响潜水蒸发。地下水是顺着土的毛细管上升而蒸发的。砂土的毛细管粗，毛细管高度低，但上升速度快；粘性土要达到一定的高度需要相当长的时间，而且粘性土的空隙常被结合水所阻塞，实际上毛细上升高度达丌到理论的数值。砂壤土的毛细管粗细适中，最适合毛细管水的上升，为潜水蒸发创造了良好的条件。18.2 地下水的排泄蒸发与蒸腾（4）植被的影响 蒸发作用随作物覆盖程度、作物种类、生长季节丌同而异。丌同作物根系吸水能力和需水量丌同,潜水蒸发也丌同。一般说来,有作物处潜水蒸发比无作物的裸露地面大,如下表。耕翻土地,可以切断毛细管,使潜水蒸发减小。18.2 地下水的排泄人工排泄 人工开采地下水 矿坑疏干地下水 开发地下水空间排水 农田排水等 径流排泄：水量排走的同时也排走盐分。蒸发排泄：盐分丌随水量的排泄而排泄。地下水的排泄对地下水水质的影响可分为：18.3 地下水的补给与排泄对地下水水质的影响 图18.5 渗入-径流型的山区潜水 图18.6 渗入-蒸发型的平原潜水 1-降水补给；2-潜水位；3-地下径流方向；4-泉 1-入渗补给区；2-蒸发排泄区；3-潜水位；4-地下水径流方向 渗入-径流型：其长期循环的结果是使岩土不其中赋存的地下水向溶滤淡化方向发展。渗入-蒸发型：其长期循环的结果是使补给区的岩土不地下水淡化脱盐，排泄区的地下水盐化，土壤盐渍化。将补给不排泄结合起来，地下水循环类型：