当前课程知识点：地下水文学（水文学原理及应用（2）） > 第十章 地下水均衡 > 第一节 地下水补给 > 10.1 地下水补给
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清华大学MOOC课程
地下水文学
我是水利系倪广恒
这节课我们学习第十章地下水的均衡
主要是对一个区域里面的
地下水的补给项、排泄项怎么去计算
以及在它的补给和排泄条件下
地下水的均衡状况以及
地下水的动态来进行一个学习
我们先学习第一章地下水的补给
对于一个区域的地下水来讲
它的补给项比较多
从上面我们看有降雨入渗的补给
有冰雪融水的补给
还有凝结水的补给以及
田间灌溉这样的一些水的入渗补给量
从水体和地下水有一定的水力联系
来看的话呢
有河道的这种渗漏量
有渠道的渗漏量
有湖泊
有水库它们的渗漏对地下水的补给
还有从其它的含水层过来的这种越流补给
以及从区域地下水的上游流过来的
这样的一些侧向补给量
我们先看降雨入渗补给
那么对一场雨降落到地表以后
有一部分会形成地表径流流走
那么剩下的水的话呢
它会入渗到地表下面去
这部分的水量如果是F的话
F和这一场降雨量的P的比值的话
我们记作α'
它是降雨入渗系数
入渗进去的这部分的水继续向下运动
到达地下水面会形成对地下水的补给
这个量记作G
G和这场雨的雨量P的比值的话呢
我们记作α
它是降雨入渗补给系数
我们看这样的一个系数的话
它的影响因素也还比较多
同样它是一场降雨
如果它的雨强比较弱
历时比较长
那么它会更容易形成
对地下水的补给
降雨入渗补给系数也会更高一些
另外一个影响因素的话呢
就是土壤的入渗能力
土壤的入渗能力越大越强
那么降雨入渗补给的系数的话呢也会越高
还有一个的话呢
是地下水的埋深
就是地下水的水位
距离地面的这样的一个深度
这张图和表给出了不同的土壤
降雨入渗补给系数
随着埋深的这样的一个变化
我们可以看到入渗补给系数
在某一个埋深的地方呢
它达到了一个峰值
那么为什么会有这样的一个峰值出现呢
我们看在埋深比较小的时候
地下水的赋存空间不够
所以一场降雨
它不能够完全形成对地下水的补给
有一部分的话呢会形成地表径流
所以随着埋深的增加
这种地下水
补给的空间的话呢也在增加
入渗补给系数呢会增大
当它埋深足够大的时候
储存的空间不再是限制的因素
但是这时候的入渗的水
它要经过一个更长的路径
也要消耗更多的水分
才能够形成对地下水的补给
所以入渗补给系数
随着地下水的埋深而减小
这样的话呢
降雨入渗补给系数的话呢
它会在某一个埋深的地方
有一个最大的峰值
第二块我们看河、渠它的渗漏补给
河、渠和地下水间的这种补排的关系
取决于这两者水位的高低
在一个河流的中上游
一般来讲的话呢
河道的下切比较深
所以地下水的话呢
常常是补给河水
而到了河道的下游
河道的话呢往往比较浅
这时候河里面的水位
要高于两侧的地下水位
形成对地下水的补给
我们根据是否存在着地下水的顶托
河渠的渗漏的话呢也给它分成了两类
一类的话呢我们叫自由渗流
主要的是这种非饱和的渗漏
第二类的话呢是有顶托的这种渗流
就是渗漏它所形成的这种水丘
对河渠的水继续的渗流
有一定的顶托的作用
那么河渠对地下水补给量的计算
我们可以采取一些动力学上的一些方法
比如说我们取
垂直于这种河渠的横断面
我们可以用二维的饱和
非饱和土壤水的运动来
进行模拟求解
我们也可以用我们前面介绍的
地下水动力学的方法
把它概化成河渠间的
这种地下水的运动
然后计算河渠
和地下水之间的
这种水量的交换
另外一种计算
河渠补给地下水的方法的话呢
我们是一种均衡法
我们取这样的一个河段
然后来计算它的水量平衡
来推算河渠对地下水的补给
这里面的话呢我们分成三类
一类的话呢我们叫河段水量平衡法
就是对这样的一个河段
我们计算它的上游的来水
区间的入流
然后从这个河段取走的水量
它的出流
然后河道的蒸发以及河道的蓄变量
根据这样的一个平衡来计算我们的河道
有多少水量补给了地下水
第二类的话呢
我们叫水文分析法
我们对于这样的一个河段
上游的来水加上区间的入流
我们再给它减掉
我们这个河段的取水
和从这个河段的出流
那么剩下的话呢
就是这个河段的损失
这种损失的话
有两部分组成
一部分是区间的这种水面的蒸发
另外一部分的话呢是
河渠两岸这样一个带的一个蒸发量
那么还有一部分的话呢
就是我们的渗漏的损失
就是渗漏的话呢它要
补给地下水的这样的一部分的量
第三个方法的话呢
我们叫做渠系系数法
对于一个渠首它所控制的
这样的一个灌区的面积里面
从渠首引过来的水量
有一部分的话呢是要到达我们的田间
这部分的水量的话呢叫做1减η
还有一部分的话呢是要在田间蒸发掉
蒸发损失
再有一块的话呢就是灌溉以后的退水
我们在前面这三种方法里面
计算水量平衡的时候
河渠的损失实际上我们考虑了两部分
一部分是河渠的水面
和土壤的这种蒸发
另外一部分的话呢就是渗漏
渗漏到地面以下的水的话呢
它包括了两部分
一部分的话呢可能它要补给土壤水
另外一部分的话呢才是补给地下水
但是补给土壤的这部分呢
一般比较小
我们忽略这样的一部分
那么在这一节里面
我们介绍了地下水的补给项
主要的是降雨入渗补给
河渠的这种渗漏补给
怎么去计算它
我们需要指出的是
地下水的补给
它的速度往往还是比较慢的
因此，地下水更新的周期
相对来讲也比较长
一般需要一周、两周以上的这样的时间
才能够使得地下水得到一个更新
我们这节课就讲到这儿
谢谢大家
-第一节 研究对象
-第一节 研究对象--作业
-第二节 研究意义
--1.2 研究意义
-第二节 研究意义--作业
-第三节 研究方法
--1.3 研究方法
-第四节 课程安排
--1.4 课程安排
-第一节 地下含水介质
-第1节 地下含水介质--作业
-第二节 地下水的形态
-第二节 地下水的形态--作业
-第三节 地下含水层与隔水层
-第三节 地下含水层与隔水层--作业
-第四节 地下水的赋存
-第四节 地下水的赋存--作业
-第五节 地下水的来源
-第五节 地下水的来源--作业
-第六节 地下水的分类
-第六节 地下水的分类--作业
-第一节 土壤水的形态
-第一节 土壤水的形态--作业
-第二节 土壤含水量的测量
-第二节 土壤含水量的测量--作业
-第三节 土壤水的能态
-第三节 土壤水的能态--作业
-第四节 土壤水分特征曲线
-第四节 土壤水分特征曲线--作业
-实验原理
--实验原理
-实验操作
--实验操作
-数据处理
--数据处理
-第一节 达西定律
--4.1 达西定律
-第一节 达西定律--作业
-第二节 土壤水运动中的达西定律
-第二节 土壤水运动中的达西定律--作业
-第一节 土壤水运动基本方程 Richards方程
-第一节 土壤水运动基本方程 Richards方程--作业
-第二节 Richards方程的求解
-第二节 Richards方程的求解--作业
-第一节 地下水运动基本方程
-第一节 地下水运动基本方程--作业
-第二节 承压水运动基本方程
-第二节 承压水运动基本方程--作业
-第三节 潜水运动基本方程
-第三节 潜水运动基本方程--作业
-第四节 地下水运动与土壤水运动的联系
-第四节 地下水运动与土壤水运动的联系--作业
-第一节 河渠间潜水稳定运动
-第一节 河渠间潜水稳定运动--作业
-第二节 承压地下水稳定运动
-第三节 非均质含水层的稳定运动
-第三节 非均质含水层的稳定运动--作业
-第四节 河渠附近非稳定运动
-第一节 井的类型
--8.1 井的类型
-第二节 承压完整井的稳定运动
-第三节 潜水完整井的稳定运动
-第四节 承压完整井的非稳定运动
-第五节 潜水完整井的非稳定运动
-第一节 地下水转化
-第一节 地下水转化--作业
-第二节 入渗过程
--9.2 入渗过程
-第二节 入渗过程--作业
-第三节 入渗模型
--9.3 入渗模型
-第四节 潜水蒸发
--9.4 潜水蒸发
-第四节 潜水蒸发--作业
-第五节 SPAC系统
-第一节 地下水补给
-第一节 地下水补给--作业
-第二节 地下水排泄和开采
-第二节 地下水排泄和开采--作业
-第三节 地下水均衡
-第三节 地下水均衡--作业
-第四节 地下水动态
-第四节 地下水动态--作业
-第一节 系统分解法
-第一节 系统分解法--作业
-第二节 稳定抽水试验
-第三节 Theis 非稳定流抽水试验
-第四节 Jacob非稳定流抽水试验
-第五节 水位的恢复试验
-第五节 水位的恢复试验--作业
-第六节 地下水参数确定方法总结
-第一节 地下水模型的构建
-第一节 地下水模型的构建--作业
-第二节 地下水模型的数值解法
-第二节 地下水模型的数值解法--作业
-第一节 地下水监测
-第一节 地下水监测--作业
-第二节 二氧化碳储存
-第三节 地下水污染与修复
-第三节 地下水污染与修复--作业
-第四节 地下水管理
-期末考试--作业
