江河对地下水的补给与降水入渗补给还存在明显的不同点:前者的补给局限于河槽边界,呈线状补给,补给面比较窄;而降水补给呈面状,在一次降水期间普遍而均匀,但雨停后,降水补给亦很快停止,所以时间上断断续续;江河的补给,只要河水位高于两岸地下水位,就可持续进行。
(三)地下水的人工补给
人工补给在地下水各种补给来源中愈来愈重要。在国外有些国家里,用人工回灌补给地下水量已占到地下水利用总量的30%左右。人工补给可区分为两大类,一类是人类修建水库、引水灌溉农田,城市工矿企业排放工业废水以及城镇生活污水排放,因渗漏而补给地下水,这是一种无计划的盲目的补给,虽然可以增加地下水的贮量,但常常引起土壤发生次生盐渍化、地下水遭到污染的矛盾;另一类则是人类为了有效地保护和改善地下水资源,改善水质,控制地下漏斗以及地面沉降现象的出现,而采取的一种有计划、有目的的人工回灌。在我国水资源供需矛盾比较突出的一些北方省区,以及过量开采地下水的大中城市,也开展了这方面的工作。如河北省的南宫“地下水库”回灌工程,设计总蓄水量达4.8亿米3,可调蓄水量达1亿米3以上。上海市采用人工回灌方法,控制由于过量开采深层地下水而引起的地面沉降,取得了举世瞩目的成就。
二、地下水径流
地下水径流是地下水循环系统的重要环节,它将地下水的补给区与排泄区紧密地联系在一起,形成统一的整体。径流的强弱影响着含水层的水量与水质的形成过程。
(一)地下水径流方向与径流强度
地下水的径流方向与地表上河川径流总是沿着固定的河床汇流不同,呈现复杂多变的特点,具体形式则视沿程的地形,含水层的条件而定。当含水层分布面积广,大致水平,地下径流可呈平面式的运动;在山前洪积扇中的地下水则呈现放射式的流动,具有分散多方向的特点;在带状分布的向斜、单斜含水层中的地下水,如遇断层或横沟切割,则可形成纵向或横向的径流。但这种复杂多变性,总离不开地下水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,反映在平面上,地下水流方向,总是垂直于等水位线的方向。
至于地下水的径流强度,也就是地下水的流动速度基本上与含水层的透水性,补给区与排泄区之间水力坡度成正比,对承压水来说,还与蓄水构造的开启与封闭程度有关。
地下径流强度不仅沿程上有差别,在垂直方向上也不同,一般规律是从地表向下随着深度增加,地下径流强度逐渐减弱,至侵蚀基准面,地下水基本处于停滞状态。
(二)地下水径流类型
地下水是通过补给,径流与排泄3个环节来实现交替循环的。根据水的交替循环途径的不同,可区分为垂向交替、侧向交替和混合交替。其中垂向交替以内陆盆地为最典型,自降水或地表水入渗得到补给,而后以蒸发方式垂直排泄,径流过程微弱;侧向交替类型的补给来源多样,地下水的交替基本上在水平方向上进行,径流比较发育;混合交替是介于上述两类之间的过渡类型,自然界中实际交替现象,大都属这一类。
1.畅流型 畅流型的地下水流线近于平行,水力坡度较大,侧向交替占绝对优势,补给排泄条件良好,径流通畅,地下水交替积极,因而水的矿化度低,水质好。
2.汇流型 汇流型地下水的流线呈汇集状,水力坡度常由小变大。对于汇流型潜水盆地,其水交替属混合型,边缘以侧向为主,中间部位垂向交替所占的比重增大。对于承压水则属侧向水交替。汇流型的地下水一般交替积极,常形成可资利用的地下水资源。
3.散流型 散流型的特点是流线呈放射状,水力坡度由大变小,呈现集中补给,分散排泄。水交替属混合型,以侧向为主,径流交替沿途由强变弱,形成水化学水平分带规律,通常干旱地区山前洪积扇中的潜水,是此类型的代表。
本文标题:第三节 地下水的补给与排泄(2)
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