第二节 地下水的排泄
排泄的概念: 含水层或含水系统失去水量的过程称作排泄。 排泄涉及的问题: 排泄去路 排泄条件 排泄量
含水层(含水系统)的排泄方式: 通过泉、泄流、蒸发、蒸腾等方式排泄; 层间排泄:一个含水层(含水系统)向另一含水层(含水系统)排泄; 人工排泄:用井孔抽汲,或渠道、坑道等排除地下水等。
一、泉 泉的概念:泉是地下水的天然露头,在地形面与含水层或含水通道相交点地下水出露成泉。 泉的常见区段:山区丘陵及山前地带的沟谷与坡脚。 泉的类型: 根据含水层性质,将泉分为两大类: 上升泉——由承压含水层补给 下降泉——由潜水或上层滞水补给。
下降泉 下降泉的类型(根据出露原因):侵蚀泉、接触泉、溢流泉 侵蚀(下降)泉:沟谷切割揭露潜水含水层时,形成侵蚀(下降)泉。
接触泉:地形切割达到含水层隔水底板时,地下水被迫从两层接触处出露成泉——接触泉。 大滑坡体前缘常有泉出露。这是由滑坡体破碎、透水性良好,而滑坡床相对隔水,实质上也是一种接触泉。
溢流泉:潜水流前方透水性急剧变弱,或隔水底板隆起,潜水流动受阻而涌溢于地表成泉——溢流泉
上升泉 上升泉的类型(按出露原因): 侵蚀(上升)泉 断层泉 接触带泉 侵蚀(上升)泉:当河流、冲沟等切穿承压含水层的隔水顶板时,形成侵蚀(上升)泉
断层泉:地下水沿导水断层上升,在地面高程低于测压水位处涌溢地表——断层泉。 接触带泉:岩脉或侵入体与围岩的接触带,常因冷凝收缩而产生隙缝,地下水沿此类接触带上升成泉,——接触带泉
地形、水文地质条件巧妙配合,出现成群的大泉: 例如:泉城济南,2.6km2内出露106个泉,其总涌水量最大时达到5m3/s。 济南市以南为寒武奥陶系构成的单斜山区,地形与岩层均向济南市区倾落、市区北侧为闪长岩及辉长岩侵入体,奥陶纪灰岩呈舌状为闪长岩及辉长岩所包围(图)。 透水性良好的灰岩接受大范围降水的补给,地下水汇流于济南市的东南,受到岩浆岩组成的口袋状“地下堤坝”的阻挡,造成“家家泉水”奇观。
二、泄流 泄流的概念:当河流切割含水层时,地下水沿河呈带状排泄,称作地下水的泄流。 地下水泄流量的确定:由河流流量过程线,分割得出地下水泄流量(图)。
流量过程线分割方法: 在起涨点A起引一水平线交于退水段的B点,图中有阴线部分即相当于地下水泄流补给河水的量。 因雨季河水位与地下水位及其间关系将发生变化,故地下水泄流量不同于旱季。
三、蒸发 干旱气候下松散沉积物构成的平原与盆地中,蒸发与蒸腾往往是地下水主要的排泄方式。 地下水蒸发排泄的两种类型: ①与饱水带无直接联系的土壤水的蒸发; ②饱水带 —— 潜水的蒸发。
潜水面埋藏愈浅,蒸发愈强烈。 例如:河北石家庄市,利用地中渗透仪测得潜水蒸发与其水位埋藏深度的关系(图)。
潜水蒸发过程的三个阶段: (1)稳定蒸发阶段:AB段(取决于蒸发能力) (2)蒸发强度随表土含水率降低而递减阶段:BC段 (3)相对稳定阶段:右图,取决于土壤输水能力
四、蒸腾 蒸腾的概念: 植物生长过程中,经由根系吸收水分,在叶面转化成气态水而蒸发——叶面蒸发,也称蒸腾。 蒸腾与土壤水蒸发与潜水蒸发不同: 蒸腾的深度受植物根系分布深度的控制。 在潜水位深埋的干旱、半干旱地区,某些灌木的根系深达地下数十米,可见,蒸腾作用的影响深度是很大的。
例如: 树木的耗水能力相当大(一棵15年的柳树每年可消耗9Om3水)。 苏联饥饿草原上的灌渠林带,排水影响范围达20Om,潜水位下降最多达1.6m(图)。
地表水与地下水补给与排泄的多次转化
第三节 地下水补给与排泄 对地下水水质的影响 第三节 地下水补给与排泄 对地下水水质的影响 地下水排泄(根据其对水质的影响)分为两类: ①径流排泄:特点——盐随水走,水走盐走 ②蒸发排泄:特点——水走盐留
地下水循环的分类: 渗入—径流型: 长期循环的结果,使岩土与其中赋存的地下水向溶滤淡化方向发展;
渗入—蒸发型: 长期循环,使补给区的岩土与地下水淡化脱盐,排泄区的地下水盐化,土壤盐渍化(图)。
复习思考题: 1.地下水的补给来源及排泄途径 2.松散沉积物中降水入渗的两种形式及其特征。 4.降雨入渗的两个阶段(前期、后期)、降雨入渗补给系数 5.潜水蒸发的三个阶段;潜水蒸发的表征指标(蒸发系数c=E/E0) 6.地表水体补给地下水的两个过程(自由渗流、顶托渗流)和自由渗流过程中的两个阶段(非饱和渗流、形成水丘)。