7.2 径流 |
  
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7.2 径流 |
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地下水径流
地下水径流是地下水由补给区向排泄区的运移过程。一般情况下，地下水处在不断的径流运动之中，它是连接补给与排泄的中间环节，它将地下水的水量、盐量从补给区传输到排泄处，从而影响着含水层或含水系统中水质、水量的时空分布。研究地下水径流主要从以下几方面入手：径流方向、径流强度、径流条件、径流流量。
径流方向
地下水在补给区获得水量补给之后，通过径流到排泄区排泄。所以，地下水总的径流方向是由补给区指向排泄区（由源指向汇）。但在某些局部地段，由于地形变化造成局部势源与势汇关系的差异，使得局部地下水径流方向与总体方向不一致。如在某些河间地块流网中，补给区分水岭处的地下水，先垂直向下，在排泄区又垂直向上流，中间地带近乎水平运动。再如，从井孔中抽水时，井孔周围的水流都指向井孔，呈向心状径流。又如河北平原，在总的地势控制下，地下水从地形较高的西部太行山前向东部地势较低的渤海方向流。但在广阔的大平原的某些局部地段，会由于地形、地质——水文地质结构或含水系统的差异，使得地下水在遵循整体东流的基础上而发生变化。在地表河流或古河道裸露区，常常是大气降水补给地下水，水先向下流，然后叠加在东流的地下水流场中。近几十年来，人们用水量大增，某些地段过度开采地下水，形成若干大小不等的地下水降落漏斗，使天然的地下水流场（地下水系统）平衡被打破，为了达到并维持新的平衡，地下水系统的水头重新分布，使河北平原的某些部位的地下水径流方向发生改变，甚至变反。更有甚者会使补给区与排泄区易位。如以沧州市为中心的地下水降漏斗，中心部位水位降低数十米，周围地下水径流便向漏斗中心运动。
关于地下水径流方向问题的思维是：“水往低处流”。此处高低内涵有三（补给区→→排泄区）：
● 地形的高低； （高处 → 低处）
● 水位（水头）的高低；（高水头 → 低水头）
● 重力势的高低。（高势 → 低势，势源 → 势汇）
在降水入渗之后就自然具有了这种重力势，它随着水的运动克服介质阻力做功消耗而减小，表现为水位（水头）降低。地下水在运动中，由源向汇，近汇者先至，先者径直；远汇者后至，后者径曲。所以，研究地下水径流方向，应以地下水流网为工具，以重力势场及介质分析为基础，具体问题具体分析。
地下水径流强度、径流量
地下水径流强度——单位时间内通过单位断面的水量。
这个概念正是地下水渗透速度的定义，即：V = Q/ω，所以地下水径流强度可用渗透速度来表征。有达西公式可知：V = Q /ω = K I = K（h / L）。所以，地下水的径流强度（即渗透速度）与含水层的透水性（K）成正比；与补给区到排泄区的水头差或水位差（h）成正比；与流动距离（L）成反比。
显然，在含水层透水性强，地形切割强烈高差大，降水充沛的地方，地下水径流强度大，径流量大，水的矿化度低。即水循环交替迅速，水的矿化度较低。反之，径流强度小，水矿化度高。
因此可以说：含水层透水性能的好坏、地形高差大小及切割破碎状况、径流距离等，都影响着地下水径流强度，径流强度又控制着水质变化，因此可将它们称为地下水径流的影响因素或地下水径流条件。
对于承压水来说，那些赋水构造规模小，破坏严重，补给丰富，含水层透水性强，则起径流强度大，水质好（矿化度低）。反之，比较完整的大型盆地，含水性较弱时，地下水径流强度较弱，水质亦较差。
下面2种断块构造盆地承压含水层的径流模式，径流强度受断层导水性控制：
● 断层带阻水，补给区与排泄区在承压区一侧为同一含水层出露区，排泄点在出露区最低处。大气降水转变为地下水后沿含水层底板向下流动一定深度（不会太大）就向上反出。所以浅部径流强度大，深部变弱；浅部水质好，深部水质差。
● 断层带透（导）水，在补给区接受水量以后，沿承压含水层流向排泄区，经断层通道上升排泄于地表。其水质和水量与径流强度密切相关。
地下水的径流量，可用达西公式求得。即：Q = KωI （m3/ s）。如果求算某一时间段的径流量，则再乘以该时间段即可（QT）。
此外，还有2种表示径流强度的方法：
➢ 地下水径流模数（径流率）（Me）—— 每1km2含水层面积上的径流量。
Me = Q ×1000 / F× 365× 86400 （L / s km2）
式中：Q —— 地下水径流量（m3/a）
F —— 含水层或含水系统的补给面积（km2）
实际工作中，以Me的大小来表征某个地区单位时间内以地下径流形式存在的水量多少，用以说明径流条件的好坏，与径流强度具有意义上的同一性。
径流强度（V=Q/ω）主要说明地下水运动的快慢。
径流模数（Me）主要说明有多少水量在运动。（水量评价中多用）
➢ 地下径流系数（η）——地下水径流量与同一时间内落在含水层补给面积上的降水量之比。（与大气降水入渗系数相同，即：大气 降水入渗补给地下水成为地下径流的水量占降水量的份额）
η = 0.001（ Q / X×F ）
式中：Q —— 地下水径流量（m3/a）
X —— 降水量（mm）
F —— 补给面积（km2）