北方岩溶区降水入渗补给系数及补给机制:以羊庄岩溶水系统为例

为建立北方岩溶区水文地质参数系列,提高岩溶地下水可采资源计算精度,笔者团队于20世纪80年代开始,在山东羊庄封闭式泉排型岩溶水系统开展了岩溶水均衡试验研究,积累了40余年的监测试验数据。根据长期野外水均衡要素观测资料,推导出裸露型、半覆盖型和覆盖型岩溶区降水入渗补给系数计算公式,建立了岩溶区降水入渗补给系数α与降水量P和地下水位埋深D的相关方程,以及可调控的最大降水入渗补给系数系列,揭示了降水入渗补给过程与α变化机制。结果表明:α随水位埋深D的改变而改变,每个降水量P段分别对应一个最大降水入渗补给系数α_(max)和最大降水入渗补给量即补给极限G_(max),相应的水位埋深便是最佳水位埋深D_(critical)。D>D_(critical)时,包气带截留量随着水位埋深的增大而增大,α<α_(max);D<D_(critical)时,地表径流量随着地下水位埋深的减小而增大,α<α_(max)。不同的降水量段对应不同的D_(critical),降水量增大时,对应的α_(max)及D_(critical)也增大。在任意水位埋深时,G_(max)为蓄满产流临界降水量与包气带最大截流量之差。本研究解决了岩溶区降水入渗补给的关键科学问题,即揭示降水入渗补给机制、建立降水入渗补给系数与降水量和水位埋深的定量关系,提升了我国北方岩溶水资源基础性研究水平。

基于流量衰减分析的次降水入渗补给系数计算方法

次降水入渗补给系数是地下水资源量评价的重要参数,次降水对地下水的入渗补给受气候、地形、地质等多种因素影响。以湖北宜昌香溪河流域雾龙洞地下河系统为例,进行次降水入渗补给系数获取方法的探索。在泉流量衰减规律分析基础上,探索新方法进行次降水入渗补给系数计算,分析其规律特征及影响因素,对计算结果的科学合理性进行验证。研究结果表明:雾龙洞泉流量衰减服从分段指数衰减方程;研究区次降水入渗补给系数受次降水强度及降水前下垫面条件影响。基于泉流量衰减分析计算次降水入渗补给系数方法合理可行,该方法在岩溶水资源评价中有一定的推广应用价值。

基于地统计学的降水入渗补给系数的空间变异特征分析

降水入渗补给系数是水资源评价中重要的参数之一。采用地统计学原理和方法研究了参数的空间变异特征。使用克里金插值法,绘制降水入渗补给系数插值图与地下水埋深图和地形图对比分析。分析表明降水入渗补给系数大小与研究区地形和地下水埋深有关。

基于改进水位动态法的年降水入渗补给系数推求

准确计算降水补给系数对于水资源评价等十分重要。水位动态法因其使用方便、成本低、精度高等优点被广泛用于计算降水入渗补给系数。但传统水位动态法是以次降水入渗补给过程为基础,往往忽略过程中地下水排泄、滞后等问题,导致计算结果存在偏差。针对传统水位动态法的不足,提出一种改进水位动态法,将年降水看作一次降水过程,基于水均衡原理,计算降水入渗补给系数。并以沧州市金牛镇大牛庄村为例,对比两种方法的计算结果。结果表明:虽然两种方法计算结果在同一数量级,但改进水位动态法相对于传统水位动态法减小了降水入渗补给系数间的偏差,使得结果更集中可靠。

降水入渗补给系数综合分析

文章利用河北省冉庄水资源实验站、安徽省五道沟水文水资源实验站、山西省太谷均衡实验站地中渗透仪实测的降水入渗资料,对降水入渗补给系数的变化规律进行了综合分析。通过分析,得出不同岩性、不同年降水量在不同地下水埋深条件下的降水入渗补给系数,并对降水入渗补给的最佳地下水埋深和大埋深稳定点存在的机理进行了探讨。

蒸渗计法降水入渗补给系数变化规律分析

利用三个实验站的地中蒸渗计实测资料,对降水入渗补给系数变化规律进行了综合分析,结果表明:降水入渗补给系数随地下水埋深、降水量有明显的规律性,并且存在最佳埋深。当地下水埋深小于最佳埋深时,降水入补给系数随着埋深的增大而增大,当地下水埋深大于最佳埋深时随着埋深的增大而逐渐减小并趋于稳定;降水入渗补给系数随降水量的变化一般呈反"S"型曲线。

降水入渗补给系数的实验研究与分析计算

利用实验场模拟方法,对太谷均衡实验站1987-2000年系列蒸渗计实验观测系统的观测资料,通过降水入渗补给的发生过程和机理的分析研究,得出适合一定条件及特定因素下的降水入渗补给系数及其变化特征。

地中蒸渗仪降水入渗补给系数分析研究

文章利用地中蒸渗仪长系列资料,分析并概化了地中蒸渗仪中不同包气带岩性、降水量、地下水埋深情况下的αg,分析了降水量、地下水埋深、包气带土壤含水量等因素对αg的影响。

利用动态分析法分析降水入渗补给系数的变化规律

降水是区域水资源最主要的补给来源。在水文水资源评价特别是地下水资源的评价中,降水入渗补给量是一个非常重要的补给量,以至于在山丘区,其地下水资源量就是降水入渗补给量。降水入渗补给系数是计算降水入渗补给量的关键参数。文章利用动态分析法对降水入渗补给系数的变化规律作了一些探讨。

湖北襄阳市降水入渗补给系数分析

在水资源评价中,降水入渗补给系数是一个非常重要的参数。利用实测资料统计分析了湖北襄阳市降水对浅层地下水资源的补给,分析雨前不同埋深条件下,次降雨与地下水位上升的关系,最终得到襄阳市多年降水入渗补给系数及年降水入渗补给系数的变化规律,为科学合理地利用地下水资源提供依据。

新疆平原区降水入渗补给地下水研究

以新疆昌吉地下水均衡试验站测得的降水入渗补给地下水量资料为基础 ,讨论了影响降水入渗补给地下水的因素 ,计算了潜水年降水入渗补给系数 。

地下水资源评价中降水入渗系数的分析确定

分析确定降水入渗补给系数的方法很多,关键是要切合水资源评价的实际,必须针对性强、方法适当。本文就开展鞍山市水资源评价的具体实践,利用鞍山平原地区的地下水动态观测资料对降水入渗系数进行了计算,收到了误差较小、精度可靠的效果。

降雨入渗补给系数变化规律研究

地下水资源量评价必须从地下水的补给量、储存量、可开采量分析,其中地下水补给量,按地形、地貌特征可分为山丘区、盆地平原区两大水文地质分区。为了解决盆地平原区地下水资源量的计算,山西省水利专家组织实施了水均衡实验场—蒸渗计实验室的建设,以马利奥特瓶(马氏瓶)装置,观测固定潜水位或动水位条件下的降水入渗补给量和潜水蒸发量。本文运用降雨入渗补给机理,降水入渗补给系数,以及降水入渗补给系数求解受次降雨入渗补给和前期土壤含水量的影响的理论分析,对实验区1991-2016年地中蒸渗仪实测资料,计算不同深度、不同岩性降水入渗补给系数α,对降水入渗补给系数在不同岩性、不同地下水埋深、不同降水量条件下的变化规律研究,为区域地下水资源量计算,提供了水文参数。

气候变化条件下咸阳市城区降水入渗补给时空分布特征研究

降水入渗补给受诸如气象、下垫面等多种因素影响和控制,由于这些制约因素的复杂性以及刻画它们的不确定性,因此降水入渗补给呈现出复杂的变化。基于1985-2015年的降水和地下水位监测资料,分析咸阳城区降水的变化趋势,用动态资料分析法计算研究区的入渗补给系数值,做出研究区上世纪90年代和本世纪近15年的降水入渗补给系数分布图,并求得相应的降水入渗量。结果表明,30多年来尽管咸阳城区降水量呈增加的趋势,但是降水入渗补给系数呈减小的趋势,其综合作用的结果是降水入渗量呈减少的趋势。三个年代的降水入渗量分别为3 034.2万m^3,2 821.2万m^3,2 723.6万m^3。

山丘小区域地下水补给量的计算

鲁中山丘区是由各种不同地层出露组成的,在多个水文流域水循环要素分析计算的基础上,对河川径流进行基流分割,反推地下水补给量,建立流域年均降水入渗补给系数与各种地层出露面积占流域总面积权重间的最佳回归方程,利用该方程和地层分布及降水量推算山丘小区域地下水的补给量,为山丘小区域地下水持续开发利用与保护提供科学依据。

张家口市盆地平原区降雨入渗补给量的研究

大气降水是地下水补给的主要来源,降水入渗补给量的精度,直接关系到区域水资源评价的精度。通过计算张家口市盆地平原区降水入渗补给量,可为区域水资源评价、管理、利用提供准确依据,对地下水资源管理与规划具有重要意义。

以数值分析法求解矛盾方程组计算雷鸣寺泉水资源量

根据雷鸣寺泉的位置、成因、水动力条件和泉水动态特征,探讨了用数值分析法中求解矛盾方程组的方法计算了雷鸣寺泉降水入渗补给系数,进一步计算了雷鸣寺泉的资源量。

鞍山市平原区地下水资源计算

从水量平衡的观点出发,用陆地水文学和水文地质学相结合的方法,对鞍山市平原区地下水天然资源的区域分布、地下水的运动规律以及地下水资源的补给来源进行阐述,对补给量进行了分析计算,为该地区地下水资源的优化配置、合理开发提供了依据.

地下水埋深与“四水”转化参数关系探讨

阐述了"四水"转化的地表径流系数、降水入渗补给系数、降水入渗的土壤水资源系数和水资源系数随地下水埋深变化而变化的各自特点及各参数之间的相互关系,阐明了地下水埋深变化导致各参数变化以及各参数之间相互变化关系的内在原因。从"四水"转化的角度阐明了土壤水资源概念及其内涵。