補給

補給

含水層從外界獲得水量的過程,稱為地下水的補給。地下水的補給來源有大氣降水、地表水、凝結水、其他含水層的水和與人類活動有關的補給來源。另外還有水庫滲漏水、灌溉回歸水等與人類活動有關的地下水補給,其中大氣降水是最重要的補給源。

基本介紹

  • 中文名:補給
  • 外文名:Recharge
  • 學科領域:水文地質學
  • 補給對象:地下水
  • 來源:大氣降水、凝結水、地表水、人工
  • 主要來源:大氣降水、地表水
釋義,大氣降水補給,地表水補給,凝結水補給,含水層之間的補給,

釋義

含水層從外界獲得水量的過程,稱為地下水的補給。地下水的補給來源有大氣降水地表水凝結水、其他含水層的水和與人類活動有關的補給來源。地下水經常不斷地參與自然界的水循環。含水層或含水層系統經補給從外界獲得水量,通過徑流將水量由補給處輸送到排泄處向外界排出。在補給、排泄過程中,含水層與含水系統除了與外界交換水量外,還交換能量熱量與鹽量。因此,補給、排泄與徑流決定著地下水水量水質在空間與時間上的分布。

大氣降水補給

大氣降水一部分轉為地表徑流,一部分被蒸發,僅有部分滲入地下,滲入地下的部分在到達潛水面以前,必須經過由土顆粒、空氣和水三相組成的包氣帶,故入滲過程中水的運動極其複雜。降水初期,當包氣帶含水量較小或乾燥時,吸收降水的能力就相當強,重力、顆粒表面吸引力以及細小孔隙中的毛細力,都促使水分入滲,形成結合水、懸掛毛細水等。因此降水初期或降水量很小時,入滲的水分大部分或完全被包氣帶所吸收,很少或不可能補給潛水。當結合水、懸掛毛細水等達到極限(包氣帶中的毛細孔隙全部被水充滿)時,包氣帶的吸水能力就顯著降低,繼續降水時,在重力和靜水壓力的傳遞作用下,連續下滲的重力水會很快達到潛水面,引起潛水位的抬升。因此一般孔隙、裂隙潛水含水層水位的回升總是滯後於降水,而岩溶含水層有時是通過岩溶通道灌人,此時降水補給就很少有滯後現象。
影響大氣降水補給地下水的因素比較複雜,其中主要有年降水總量、降水特徵、包氣帶的岩性及厚度、地形、植被等。年降水量大則有利於補給地下水。問歇性小雨和過分集中的暴雨不利於補給地下水,而綿綿細雨最有利於地下水的補給。包氣帶透水性好,有利於降水入滲補給,如包氣帶岩性為砂、礫石等較有利於補給,而為黏土層則不利於補給。當降水強度超過地面入滲速率時,地形坡度大會使地表坡流迅速流走,使地表徑流增加。平緩與局部低洼的地勢,有利於滯積地表流,增加水入滲份額。森林、草地可滯留地表坡流與保護土壤結構,有利於降水入滲,但是濃密的植被,尤其是農作物,以蒸騰方式強烈消耗包氣帶水,造成大量水分虧缺,尤其在氣候乾旱地區,農作物複種指數的提高,會降低降水補給地下水的份額。應當注意的是,影響降水入滲補給地下水的因素是相互制約、互為條件的整體,不能孤立地加以分析。如強烈岩溶化地區,即使地形陡峻,地下水位埋深達數百米,由於包氣帶滲透性極強、連續集中的暴雨也可全部吸收。

地表水補給

河流是最主要的地表補給水源河流與地下水的補給關係沿著河流縱剖面而有所變化。一般說來,山區河流深切,河水位常低於地下水位,起排泄地下水的作用,洪水期則河水補給地下水。山前,由於河流的堆積作用,河床處於高位,河水常年補給地下水。沖積平原與盆地某些部位,河水位與地下水位的關係隨季節變化。而在某些沖積平原中,河床因強烈的堆積作用而形成“地上河”,河水常補給地下水。
地表水補給地下水必須具備兩個條件:①地表水水位高於地下水;②兩者之間存在水力聯繫。沿著河流縱斷面,河水與地下水的補給關係有所變化。河流上游,地表水水位通常低於地下水,河流排泄地下水。河流中游,河水在洪水期補給地下水,枯水期排泄地下水。河流下游,進入山前沖洪積傾斜平原,河水補給地下水。河流下游沖積平原,河水與地下水的補給關係取決於河流堆積特點:泥砂堆積強烈時,出現自然堤及人工堤防,河底高於地面,形成地上河,地表水常年補給地下水,黃河下游即是如此;一般河流,洪水期河水補給地下水,枯水期排泄地下水。根據達西定律,河水補給地下水時,補給量取決於以下因素:河床滲透性、透水河床濕周與長度的乘積、河水位與地下水位高差,以及河流過水時間。

凝結水補給

飽和濕度隨溫度降低而降低,溫度降到一定程度,空氣中的絕對濕度與飽和濕度相等。溫度繼續下降,超過飽和濕度的那一部分水汽,便凝結成水。這種由氣態水轉化成的液態水叫凝結水。夏季的白天,大氣和土壤都吸熱增濕;到夜晚,土壤散熱快而大氣散熱慢,地溫降到一定程度,在土壤孔隙中水汽達到飽和,凝結成水滴。由於此時氣溫較高,地面大氣的絕對濕度較土中為大,水汽由大氣向土壤孔隙運動,如此不斷補充,不斷凝結成水滴。凝結水相當有限,但在高山、沙漠等晝夜溫差大的地方,凝結作用對地下水補給的作用不能忽視。

含水層之間的補給

兩個含水層之間存在水頭差且有聯繫的通路,則水頭較高的含水層便補給水頭較低者。此外,地下水還可從人類活動中得到補給。建造水庫、進行農田灌溉以及工業與生活廢水的排放都使地下水獲得補給,還可有計畫的人為補充含水層的水量,即人工補給地下水。人工補給地下水可以補充與儲存地下水資源,抬高地下水位,控制地面沉降、防止海水倒灌與鹹水入侵淡水含水層等。

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