地下水的動態(tài)

韓智力

【摘要】：表征地下水數量與質量的各種要素有時間作有規(guī)律的變化，稱為地下水動態(tài)。本文介紹了地下水動態(tài)的概念，影響因素以及類型。

【關鍵詞】：地下水；動態(tài)

1、地下水的動態(tài)概念

表征地下水數量與質量的各種要素（如水位、泉流量、開采量、溶質成分與含量、水溫及其他物理特征等）隨時間作有規(guī)律的變化，稱為地下水動態(tài)。其變化的速率，在天然狀態(tài)下一般具有較明顯的周期性或具有極為緩慢的趨勢性。在人為因素（開采或排除）影響下，其變化速率可大提高。這種迅速的變化，可能會對地下水本身和環(huán)境帶來嚴重的后果。

地下水要素隨時間而發(fā)生變化，是由于含水系統水量、鹽量、熱量、能量的收支不平衡所致。例如當含水層的補給量大于其排量時，儲存量增加，地下水位上升；反之，當補給量小于排泄量時，儲存量減少，地下水位下降。同樣，鹽量、熱量與能量的收支不平衡，全使地下水水質、水溫或水位發(fā)生相應的變化。

研究地下水動態(tài)，對認識區(qū)域水文地質條件、海水不可水量和水質評價以及水資源的合理開發(fā)與管理，都具有非常重要的意義。

2、影響地下水動態(tài)的因素

為了研究地下水動態(tài)，首先必須了解在時間和空間方面改變著地下水水量和水質的各種因素。這些因素分為兩大類：自然因素和人為因素。自然因素包括：氣候、水文、地質、土壤、生物等。對于潛水而言，氣候和水文是其主要影響因素；而對于深層承壓水，地質因素的作用則是主要的。

2.1 自然因素

2.1.1 氣候因素

氣候因素對潛水動態(tài)影響最為普遍。降水的數量及其時間分布，直接影響潛水的補給，使?jié)撍畬雍吭黾樱簧?，水質變淡。氣溫、濕度、風速等因素的變化，影響潛水的蒸發(fā)，使其排泄強度及水質發(fā)生相應的變化。

氣候的變化具有周期性的特點，變化周期可分為多年的、季節(jié)的和晝夜的。受其影響潛水動態(tài)也存在著多年變化、季節(jié)變化和晝夜變化。其中季節(jié)變化最為顯著且最有意義。我國東部季風區(qū)，雨季出現于春夏之交，大體自南而北由5月至7月先后進入雨季，降水顯著增多，潛水位逐漸升高，并達到峰值，峰值期由于降水入滲的稀釋作用，地下水礦化度普遍降低。雨季結束，補給逐漸減少，潛水由于徑流和蒸發(fā)排泄，水位逐漸降低，到翌年雨季之前，地下水達到谷值，地下水礦化度升高。因此，全年潛水位動態(tài)表現為單峰和單谷。但在北方半干旱鹽漬土分布區(qū)，雨季初期，降水將一年中土壤累積的鹽分沖洗帶入地下水中，使得地下水礦化度反而增高，在雨季高峰期為最低。我國西北干旱地區(qū)，降水稀少，對地下水的補給作用不大。夏季氣溫升高，高山積雪及冰川融化，以地表徑流入滲形式補給平原潛水。

氣壓的降低或增加可以引起井孔內水位的微弱抬升或下降，應注意這是一種偽變化，并不是由于含水層本身水量增減而引起的變化。水位的晝夜變化往往是這種偽變化。

對于重大和長期供水或排水工程，必須考慮地下水動態(tài)的多年變化。供水工程應根據多年資料分析地下水最低水位時水量能否滿足供水要求。排水要考慮多年最高地下水位時的排水能力。

2.1.2 水文因素

在地下水與地表水體存在水力聯系的地區(qū)，水文因素對地下水動態(tài)影響顯著。地表水作為地下水的補給來源或排泄途徑而影響地下水的動態(tài)。

當地表水補給地下水時，地下水水位升高，隨著遠離河流其變幅逐漸減小，變化時間隨距離增加而延遲。地表水對地下水影響帶的寬度，取決于近岸地帶的巖性、地表水位與潛水位的水位差、地表水位的變化幅度及延續(xù)時間等一系列因素。近岸地帶的地下水動態(tài)，不僅在水位變化方面，而且在水溫、化學成分方面也有表現。

河流排泄?jié)撍畷r，愈是接近河流，潛水位變幅愈小，遠離河流的河間地塊或分水嶺地段，水位變幅大。原因在于，當降水入滲抬高地下水位后，近河地段水力坡度迅速變大，徑流加強，則潛水位抬升少；遠河地段，水力坡度增大不多，徑流強度很少加大，則潛水位不斷抬高。

濱海地區(qū)下水明顯受潮汐作用的影響，主要同潮差大小及距離海岸的遠近有關。一般情況下，潮差愈大，距海岸愈近，則地下水日變化幅度愈大。

2.1.3 地質因素

地質因素中除地震、火山噴發(fā)、崩塌等表現為急驟的變化外，一般與氣候、水文因素相比，都表現為緩慢而穩(wěn)定的作用。地質因素對地下水動態(tài)的影響主要表現是，在氣候、水文因素所決定的地下水動態(tài)基本模式的基礎上，起加強或緩和的作用。如包氣帶巖性的滲透系數愈大，接受降水入滲量愈多；又如同一強度的降水補給，巖層的給水度愈大，地下水位的升高幅度愈小等。

地質構造對地下水動態(tài)的影響，在承壓水和潛水的特征上反映的最明顯。地殼的升降運動，亦可引起地下水動態(tài)的相應改變。地殼上升地區(qū)，侵蝕基準面下降，天然排水條件加強，可造成地方性疏干，并在加速地下水運動的同時，使之談化；地殼下降地區(qū)，天然排水強度減弱，使地下水運動緩慢，可以導致沼澤化，也可導致水的鹽化。

含水層厚度、埋藏條件及飽水狀況對地下水位動態(tài)變化也有較大影響。如包氣帶厚度愈?。ú荒苓^?。挠跐駶櫚鼩鈳У哪遣糠纸邓霛B量便愈少，潛水接受的補給量就愈多，產生的水位升幅就愈大。反之包氣帶厚度大，將吸收大量的入滲水量，地下水位升幅則小。同時包氣帶厚度較小時，降水與地下水位抬升可能同步或滯后時間很短；包氣帶厚度較大時，地下水位抬升滯后于降水時間則較長。

在新構造運動強烈的地區(qū)，地下水可以在短時間內發(fā)生劇烈變化。尤以地震前后表現最為明顯。在地震前后地下水皆有大幅度成片的升降現象，還出現許多特殊情況，如井水冒泡、翻花、旋轉、變渾、變甜或變苦等。因此，地下水動態(tài)的監(jiān)測研究，是地震預報的重要手段之一。

2.2 人為因素

人為因素是指人類活動有關的因素?？捎袃煞N不同的影響：疏干的影響和充水的影響。疏干影響，如各種取水建筑物、排水工程，由于排出地下水，使水位下降，甚至出現大面積的地下水位降落漏斗。充水的影響，如修建水庫，利用地表水灌溉，跨流域調水等，都會增加地下水的補給來源，致使地下水動態(tài)發(fā)生變化。

3、地下水動態(tài)類型

國內外地下水動態(tài)類型的劃分方法有很多。根據地下水動態(tài)形成的不同條件，不同的影響因素，分類的方法不同。下面介紹的分類的分類是根據影響地下水動態(tài)的補給和排泄條件劃分的。它適用于潛水和淺層承壓水。

3.1 蒸發(fā)型

主要出現于干旱、半干旱的平原及山間盆地地區(qū)。此類地區(qū)潛水埋藏較淺，水平徑流微弱或呈停滯狀態(tài)，以排泄蒸發(fā)為主。

3.2 徑流型

廣泛分布于山區(qū)及山前地帶。地形高差大，水位埋藏較深，蒸發(fā)排泄微弱，以徑流排泄為主。

3.3 蒸發(fā)、徑流型

主要分布于氣候濕潤的平原地區(qū)。這種地區(qū)濕度大，蒸發(fā)弱；地形平坦，徑流緩慢，故排泄通過徑流和蒸發(fā)兩個途徑。但由于降水補給充沛，從長遠看水質趨于淡化。