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5.5地下水的动态与平衡(4)

时间:2022-10-26 归属:水文学

  (三)地表水与地下水的转化与平衡

  地表水与地下水之间存在着密切的互补关系,在开采地下水的情况下,必然会引起地下水与地表水之间关系发生错综复杂的变化,在上述地下水平衡分析基础上,进一步研究地表水与地下水相互转化与平衡关系,具有重要的意义。

  天然情况下流域多年平均水量平衡方程为:

  P=Rs Rg Es Eg μ=R E μ (5-53)

  降水入渗补给量为:

  Pg=Rg Eg μ (5-54)

  式中,P为降水量;Rs为地表径流量;Rg为地下径流量(指河川基流);Es为地表、土壤和植物的蒸散发量; Eg为潜水蒸发量;μ为地下潜流量; R为河川径流量,R=Rs Rg;E为流域总蒸发量E=Es Eg;Pg为降水入渗补给量。

  由于开采地下水,上述各水平衡要素均将发生变化。以平原地区为例,地下水开采量V,则地表径流量(Rs)、河道基流量(Rg)、潜水蒸发量(Eg)均要相应地减少,其减少量分别用ΔRs、ΔRg和ΔEg表示;同时由于开采后地下水位要下降,包气带增厚,从而增大降水的入渗量,其增量为ΔPg,相应的包气带中土壤水增加量为ΔEs。因此流域水平衡方程需改写为:

  P=(Rs-ΔRs) (Rg-ΔRg) (Es ΔEs) (Eg-ΔEg) V μ (5-55)

  而地下水的补给量计算式也需改写为:

  Pg′=Pg ΔPg=(Rg-ΔRg) (Eg-ΔEg) V μ (5-56)

  经演算简化得:

  V=ΔRs ΔRg (ΔEg-ΔEs) (5-57)

  ΔPg=ΔRs-ΔEg (5-58)

  由此可知,地表水、地下水是水资源的两种存在形式,它们之间互相联系,互相转化,在开发利用地区水资源过程中,如地下水开采多了,必然导致当地地下潜流量与河川基流量减少,甚至引起河流断流,泉水枯竭,济南市有名的趵突泉几度消失枯竭即是具体实例,同样,地表水的大量开发利用,自然亦会影响地下水,使其补给量明显减少,尤其是河流上游地区大规模修建蓄水工程,常常会使下游平原地区地下水资源受到严重影响。在西北内陆地区表现得最为明显,所以,为了合理利用区域水资源,必须对地表水与地下水统筹兼顾,全面考虑。

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