概述淺層地下水的補給和排泄

【摘要】水資源是人類生產和生活不可缺少的自然資源，更是維持整個生態(tài)系統(tǒng)平衡的環(huán)境資源。地下水作為地球上水循環(huán)的一部分，有著極其重要的地位。地下水資源更是水資源的重要組成部分，淺層地下水資源對社會經濟發(fā)展與生活安全都有著重要意義。

【關鍵詞】地下水；補給；排泄

地下水是地球上水循環(huán)的一部分，地下水資源從大氣降水、地表水以及鄰近的地下水得到補給，在含水層中流動，最后通過天然的蒸發(fā)、流出或人工開采而排泄。地下水資源的增減補給是在不急于排泄不平衡的條件下產生的。

1、降水入滲補給

降水是自然界水分循環(huán)中最活躍的因子之一，是地下水的重要補給來源。一般降落到地面的水不能直接到達地下水面，因為在地面和地下中間隔著一個包氣帶，入滲的水必須先滿足包氣帶水的需要，多余的水在包氣帶中向下運動才能達到地下水面。

在土壤含水率基本相同情況下，地下水埋深愈大，包氣帶愈厚，則在入滲過程中消耗于包氣帶的水分愈多。目前，我國多采用下是定義降水入滲補給系數(shù)

由（3 - 1）式，只要已知降水量 和入滲補給系數(shù) 很快就可以得出降水入滲補給量，即

降水入滲補給系數(shù)是一個變量，它是隨空間和時間而變的，不同地區(qū)有不同的值，即使同一地區(qū)，不同時段的降水入滲補給系數(shù)也不同。

在地下水埋藏深度較小的平原區(qū)，當毛管水飽和帶到大地表附近時，即使下再大的雨也沒有地方可蓄水了，也就是說停止入滲，沒有入滲的降水將形成地表徑流流走。在這些地區(qū)，汛前大量開采地下水，地下水位大幅下降，可以起到騰空庫容大量截流雨洪資源的效果。

2、河湖及地表水的補給

一般說來，山區(qū)河流因河谷深切，地下水常年補給地下水，在河流中游地區(qū)，有時地下水和河水補給關系呈季節(jié)性變化，在洪水季節(jié)河水補給地下水，而在枯水季節(jié)則相反。

在氣候溫暖濕潤的平原地區(qū)，降水充沛，地表水是淺層地下水主要補給來源。

就沿淮淮北地區(qū)而言，該區(qū)多年平均降水量在800～1000mm，降水季節(jié)分布不均勻，主要降水集中在7～9月份，汛前往往長時間干旱，地下水位很低，強降雨來臨時，河湖水位暴漲，形成河湖水位與地下水位較大的水力坡度，大大提高河湖水源向地下水補給強度。另一方面，為了發(fā)展灌溉，淮北平原河流控制閘甚多，汛期過后即關閘蓄水，當?shù)叵滤幌陆禃r，河流仍處在高水位狀態(tài)，資料顯示河水位總是長期高于地下水位，因此，對于淮北平原河流是淺層地下水補給的主要來源。

其他還有灌溉水入滲和渠道滲漏補給等。

3、淺層地下水的排泄

地下水在接受補給后，在含水層中流動，在地形地質條件適宜處排入河湖等地表水體中，在山丘區(qū)多以以這種方式排泄。

人工開采業(yè)是地下水排泄的一種方式。在地下水開發(fā)程度高的淮北平原地區(qū)，人工開采已成為淺層地下水主要的排泄方式。

在淺層地下水埋藏較小的地區(qū)，潛水蒸發(fā)是地下水排泄過程中經長期作用重要途徑。影響潛水蒸發(fā)的主要因素有：

（1）包氣帶厚度

潛水蒸發(fā)量隨著潛水面的埋深而減小，潛水位的消退又隨著潛水面的埋深，也就是包氣帶的厚度增大而減弱，當包氣帶厚度增大到一定程度時，潛水蒸發(fā)量趨向于零，這一深度稱為潛水蒸發(fā)極限深度。潛水蒸發(fā)極限深度一方面與土質有關，其次與作物等因素有關。例如安徽水科院試驗站資料，再無作物的條件下，中壤土為2.3～2.5m， 砂壤土為4.0m；在有作物的條件下，中壤土為3.2～3.5m，砂壤土為5m左右。

（2）氣象因素影響

氣溫、水面蒸發(fā)、地溫、水汽壓力差等氣象因素都對潛水蒸發(fā)有影響。水面蒸發(fā)強度是氣象因素對潛水蒸發(fā)影響的綜合反映。潛水蒸發(fā)強度受兩方面因素制約，一是蒸發(fā)能力，二是包氣帶的輸水能力。當?shù)叵滤裆钶^小時，由于毛管作用到達地表，土壤輸水能力強，潛水蒸發(fā)強度主要決定于水分蒸發(fā)能力，以及隨著蒸發(fā)力的增大而增大。在地下水埋深較大時，水由潛水面向地表運動路程加長，在蒸發(fā)能力相同的情況下，輸水能力降低，潛水蒸發(fā)強度也隨之降低。當蒸發(fā)能力大于土壤輸水能力時，潛水蒸發(fā)將手土壤輸水能力的限制，不再繼續(xù)增加。

（3）土質影響

土質對潛水蒸發(fā)的作用，反映在土的毛細管特性上，因水是順著毛細管上升而蒸發(fā)的，沙土的毛細管粗，毛細管上升高度小，但上升速度快；粘土的毛細管上升高度大，而上升速度慢，它要達到一定高度就需要相當長的時間，因此就不可能供給地面強烈蒸發(fā)以充分的水分。而且黏土空隙常為薄膜所阻塞，實際上毛細管上升達不到理論數(shù)值。亞砂土（砂壤土）的毛細管最適合毛細管水的上升，為潛水蒸發(fā)創(chuàng)造了良好的條件。

（4）植被的影響

潛水蒸發(fā)隨作物覆蓋程度、作物種類、生長季節(jié)不同而異。不同作物其根系吸水能力和需水量不同，潛水蒸發(fā)亦隨之不同。耕翻土地可以切斷毛細管，是潛水蒸發(fā)減小。經過一段時間后，土地逐漸密實，毛細管作用恢復，潛水蒸發(fā)又可變大。

水是生命之源，生存之本！淺層地下水資源是人類生產和生活不可缺少的自然資源，更是維持整個生態(tài)系統(tǒng)平衡的環(huán)境資源。是人類生存和可持續(xù)發(fā)展的必要條件。淺層地下水資源短缺與水質污染嚴重逐漸成為社會必須面對的生態(tài)問題。因此，了解淺層地下水的補給與排泄對環(huán)境保護，社會的可持續(xù)發(fā)展都有著十分必要的意義。