地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄

　　地下水作為水圈的重要組成部分，一方面積極地參與了全球的水循環(huán)過程，另 一方面在一定的環(huán)境條件下，一定區(qū)域范圍內(nèi)的地下水自身通過不斷地獲得補(bǔ)給、產(chǎn)生徑流而后排泄等環(huán)節(jié)，發(fā)生周而復(fù)始的運(yùn)動，形成相對獨(dú)立的地下水循環(huán)系統(tǒng)。

　�。�1）地下水的補(bǔ)給。含水層中的地下水自外界獲得水量補(bǔ)充的作用稱為補(bǔ)給。 地下水的主要補(bǔ)給來源有：降水入滲補(bǔ)給、地表水補(bǔ)給、凝結(jié)水補(bǔ)給、來自其他含水層的補(bǔ)給以及人工補(bǔ)給等。

　　①降水入滲補(bǔ)給。大氣降水是地下水最主要的補(bǔ)給來源。降水的入滲過程是 在分子力、毛細(xì)管力以及重力的綜合作用下進(jìn)行的。地下水自降水獲得的補(bǔ)給量除了與降水本身的強(qiáng)度、降水總量等有關(guān)外，還與土層蓄水能力有關(guān)。只有降水入滲 量超過土層的蓄水能力，多余的降水才能補(bǔ)給潛水。在地下水埋藏較深的地方，這 一過程需要很長時間才能完成。

　　②地表水入滲補(bǔ)給。地表上的江河、湖泊、水庫以及海洋，皆可成為地下水 的補(bǔ)給水源。

　　河流對于地下水的補(bǔ)給，主要取決于河水位與地下水位的相對關(guān)系、河床的透

　　水性能、河床的周界和高水位持續(xù)時間的長短。

　�、酆�水層的補(bǔ)給。含水層補(bǔ)給分為兩種情況，一種是同一含水層通過側(cè)向排 泄補(bǔ)給下游含水層；另一種是兩個含水層之間的補(bǔ)給。兩個含水層之間的補(bǔ)給有兩個條件：一是兩個含水層具有水頭差，二是含水層之間具有水力聯(lián)系通道。兩個含 水層之間可通過天窗、導(dǎo)水?dāng)嗔�、弱透水層越流、不整合接觸面等途徑補(bǔ)給。

　�、艿叵滤�的人工補(bǔ)給。人工補(bǔ)給也是地下水的重要補(bǔ)給來源。人工補(bǔ)給可區(qū) 分為以下幾類情況，一類是人類修建水庫、渠道，引水灌溉農(nóng)田，從而補(bǔ)給地下水；另一類則是人類為了有效地保護(hù)和改善地下水資源、改善水質(zhì)、控制地下漏斗以及 地面沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，而釆取的一種有計(jì)劃、有同的的人工回灌。城市工礦企業(yè)排 放工業(yè)廢水以及城鎮(zhèn)生活污水排放，因滲漏而補(bǔ)給地下水，經(jīng)常使地下水遭到污染，是一種特殊的人工補(bǔ)給。

　　含水層（含水系統(tǒng)）從外界獲得水量的區(qū)域稱為地下水補(bǔ)給區(qū)。對于潛水含水 層，補(bǔ)給區(qū)與含水層的分布區(qū)一致；對于承壓含水層，裂隙水、巖溶水的基巖裸露區(qū)，山前沖洪積扇的單層砂卵礫石層的分布區(qū)都屬于補(bǔ)給區(qū)。

　�。�2）地下水的徑流。地下水由補(bǔ)給區(qū)流向排泄區(qū)的過程稱為徑流，是連接補(bǔ)給與排泄兩個作用的中間環(huán)節(jié)。徑流的強(qiáng)弱影響著含水層的水量與水質(zhì)。徑流強(qiáng)度可 用地下水的平均滲透速度衡量。含水層透水性好，地形高差大、切割強(qiáng)烈、大氣降 水補(bǔ)給量豐沛地區(qū)的地下徑流強(qiáng)度大。同一含水層的不同部位徑流強(qiáng)度也有差異。

　�、俚叵滤畯搅鞣较蚺c徑流強(qiáng)度。地下水的徑流方向與地表上河川徑流總是沿 著固定的河床匯流不同，呈現(xiàn)復(fù)雜多變的特點(diǎn)，具體形式則視沿程的地形，含水層的條件而定。當(dāng)含水層分布面積廣，大致水平時，地下徑流可呈平面式的運(yùn)動；在 山前洪積扇中的地下水則呈現(xiàn)放射式的流動，具有分散多方向的特點(diǎn)；在帶狀分布 的向斜、單斜含水層中的地下水，如遇斷層或橫溝切割，則可形成縱向或橫向的徑流。但這種復(fù)雜多變性，總離不開地下水從補(bǔ)給區(qū)向排泄區(qū)匯集，并沿著路徑中阻 力最小方向前進(jìn)，即自勢能高處向勢能較低處運(yùn)動，反映在平面上，地下水流方向， 總是垂直于等水位線的方向。

　　地下水的徑流強(qiáng)度與地下水的流動速度基本上與含水層的透水性，補(bǔ)給區(qū)與排 泄區(qū)之間水力坡度成正比，對承壓水來說，還與蓄水構(gòu)造的開啟與封閉程度有關(guān)。

　　地下徑流強(qiáng)度不僅沿程上有差別，在垂直方向上也不同，一般規(guī)律是從地表向 下隨著深度增加，地下徑流強(qiáng)度逐漸減弱，至侵蝕基準(zhǔn)面，地下水基本處于停滯狀

　　②地下水徑流類型。地下水是通過補(bǔ)給、徑流與排泄3個環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)交替循環(huán)的。根據(jù)水的交替循環(huán)途徑的不同，可區(qū)分為垂向交替、側(cè)向交替和混合交替。 其中垂向交替以內(nèi)陸盆地為最典型，自降水或地表水入滲得到補(bǔ)給，而后以蒸發(fā)方 式垂直排泄，徑流過程微弱；側(cè)向交替類型的補(bǔ)給來源多樣，地下水的交替基本上在水平方向上進(jìn)行，徑流比較發(fā)育；混合交替是介于上述兩類之間的過渡類型，自 然界中實(shí)際交替現(xiàn)象，大都屬這一類。

　　暢流型：暢流型的地下水流線近于平行，水力坡度較大，側(cè)向交替占絕對優(yōu)勢，補(bǔ)給排泄條件良好，徑流通暢，地下水交替積極，因而水的礦化度低，水質(zhì)好。

　　匯流型：匯流型地下水的流線呈匯集狀，水力坡度常由小變大。對于匯流型潛 水盆地，其水交替屬混合型，邊緣以側(cè)向?yàn)橹�，中間部位垂向交替所占的比重增大。 對于承壓水則屬側(cè)向水交替。匯流型的地下水一般交替積極，常形成可資利用的地下水資源。

　　散流型：散流型的特點(diǎn)是流線呈放射狀，水力坡度由大變小，呈現(xiàn)集中補(bǔ)給， 分散排泄。水交替屬混合型，以側(cè)向?yàn)橹�，徑流交替沿途由�?qiáng)變?nèi)酰�形成水化學(xué)水 平分帶規(guī)律，通常干旱地區(qū)山前洪積扇中的潛水，是此類型的代表。

　　緩流型：緩流型地下水面近于水平，水力坡度小，水流緩慢，水交替微弱，屬 于以垂向交替為主的混合型，通常礦化度較高，水質(zhì)欠佳。沉降平原中的孔隙水及排水不良的自流水盆地，是此類的代表。

　　滯流型：滯流型的水力坡度趨近于零，徑流停滯。對于潛水表現(xiàn)為滲入補(bǔ)給和蒸發(fā)排泄，屬垂向交替；對于承壓水可以有垂直越流補(bǔ)給與排泄。某些平原地區(qū)局 部洼地中封閉的潛水盆地和無排泄口的自流盆地，可作為此類代表。某些封閉良好 的承壓水，水分交替停止，多成為鹽鹵水、油田水。

　　在自然條件下，地下徑流類型復(fù)雜多變，往往出現(xiàn)多種組合類型。

　　地下水徑流區(qū)是指地下水從補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)的中間區(qū)域。對于潛水含水層，徑 流區(qū)與補(bǔ)給區(qū)是一致的。

　　③泄流排泄。地下水通過地下途徑直接排入河道或其他地表水體，稱為泄流 排泄。泄流只在地下水位高于地表水位的情況下發(fā)生，泄流量的大小，取決于含水 層的透水性能、河床切穿含水層的面積，以及地下水位與地表水位之間的高差。地下水位與河水水位相差越大，含水層透水性越好，河床切割的含水層面積越大，則 排泄量也越大。地表水與地下水之間的補(bǔ)排關(guān)系復(fù)雜，有轉(zhuǎn)化交替現(xiàn)象，主要取決 于區(qū)域氣候、地質(zhì)構(gòu)造條件及水文網(wǎng)發(fā)育情況。

　�、芟蚝�水層排泄。同一含水層通過側(cè)向排泄補(bǔ)給下游含水層；兩個含水層之間可通過天窗、導(dǎo)水?dāng)嗔�、弱透水層越流、不整合接觸面等途徑排泄。

　�、萑斯づ判埂Ｖ溉斯ら_釆對地下水的排泄，包括各類水井、地下集水廊道取 水、地下礦產(chǎn)開發(fā)過程中的礦坑排水等。

　　過量的人工排泄是引起地下水環(huán)境問題的主要因素。

　　（3）地下水的排泄。地下水的排泄指地下水失去水量的過程。其排泄方式有點(diǎn) 狀排泄（泉）、線狀排泄（向河流泄流）及面狀排泄（蒸發(fā)）、向含水層排泄和人工 排泄，在排泄過程中，地下水的水量、水質(zhì)及水位均相應(yīng)的發(fā)生變化。其中蒸發(fā)排 泄僅消耗水分，鹽分仍留在地下水中，所以蒸發(fā)排泄強(qiáng)烈地區(qū)的地下水，水的礦化 度比較高。

　　①泉排泄。泉是地下水的天然露頭，是含水層或含水通道出露地表發(fā)生地下 水涌出的現(xiàn)象。通常山區(qū)及山前地帶泉水出露較多，這是與這些地區(qū)流水切割作用比較強(qiáng)烈、蓄水構(gòu)造類型多樣及斷層切割比較普遍等因素的影響有關(guān)。

　�、谡舭l(fā)排泄。潛水蒸發(fā)是淺層地下水消耗的重要途徑，潛水蒸發(fā)主要是通過 包氣帶巖土水分蒸發(fā)和植物的蒸騰來完成的。其蒸發(fā)的強(qiáng)度、蒸發(fā)量的大小與氣象條件、潛水埋藏深度及包氣帶的巖性有關(guān)。氣候愈干燥，相對濕度愈小，巖土中水 分蒸發(fā)便愈強(qiáng)烈，而且蒸發(fā)作用可深入巖土幾米乃至幾十米的深處。這種排泄不但 消耗水量，而且往往造成水的濃縮，導(dǎo)致地下水礦化的增高，水化學(xué)類型改變及土壤鹽堿化。