滞后补给权函数：降雨补给潜水滞后性处理方法

本文分析了当前数值模型中处理降雨入渗补给潜水方法中存在的问题,提出一种能刻画滞后补给且使用方便的方法－滞后补给权函数法。     

降雨人渗补给规律的分析研究

浅层地下水资源计算中,降雨入渗补给系数是最基本的参数,而求解参数关键是确定降雨入渗补给量。从其土壤水下渗机理,包气带蓄水库容,降雨入渗补给系数方面分析研究,最后得出：包气带可容纳库容是降雨入渗补给量的极限值;降雨入渗补给系数因不同岩性、土壤前期含水量、降雨量等因素而变化;降雨入渗补给规律存在一个地下水最佳埋深。     

滞后补给权函数与包气带的关系

降雨入渗补给潜水存在滞后效应.利用HYDRUS程序建立垂直一维非饱和渗流数值模型,模拟了补给过程对脉冲式地面入渗的响应.根据不同潜水面埋深补给强度的变化过程计算补给权重,获得了滞后补给权函数曲线.模拟结果表明权函数曲线具有单峰形式,随潜水面埋深增加,峰值减小,其出现的时间推迟.相对粗颗粒土壤,缅颗粒土壤产生的权函数峰值较小,出现时间更晚.前人提出的滞后补给权函数经验公式能够近似地刻画单峰曲线形态,在包气带介质颗粒较粗、潜水面埋深较小时比较适用,但是对细颗粒土壤和潜水面埋深较大的情况则存在一定的偏差.土壤类型和含水量的垂向分布,都可以通过对包气带渗透性的控制而影响滞后补给过程.可为研究地下水模型处理动态降雨入渗补给及包气带溶质淋滤过程提供参考.     

沧州区域现状条件下年降雨入渗补给系数分析

年降雨入渗补给系数是推求年降雨入渗补给地下水量的一个重要水文地质参数。沧州区域曾以1975至1982年的地下水动态资料求得该区多年平均年降雨入渗补给系数为0．15,第二次以典型年（1987、1988、1989）进行的分析,结果是：1987年（丰）为0．27,1988年（平）为0．26,1989（枯）为0．26。然而,随着地下水位不断的下降,情况已变化,故采用沧州区域现状条件下典型年（2003、2006、2007）地下水埋深及配套的降雨等资料对年降雨入渗补给系数进行了分析,结果是：2003年（丰）为0．24,2006年（平）为0．22,2007年枯）为0．21。     

沧州区域现状条件下年降雨人渗补给系数分析

年降雨入渗补给系数是推求年降雨入渗补给地下水量的一个重要水文地质参数。沧州区域曾以1975至1982年的地下水动态资料求得该区多年平均年降雨入渗补给系数为0．15,第二次以典型年（1987、1988、1989）进行的分析,结果是：1987年（丰）为0．27,1988年（平）为0．26,1989（枯）为0．26。然而,随着地下水位不断的下降,情况已变化,故采用沧州区域现状条件下典型年（2003、2006、2007）地下水埋深及配套的降雨等资料对年降雨入渗补给系数进行了分析,结果是：2003年（丰）为0．24,2006年（平）为0．22,2007年枯）为0．21。     

三连圩泾流实验区地下水计算参数的分析

利用安徽省三连圩径流实验站浅层地下水实测资料,经过统计分析与成因分析,得出了包括降雨入渗补给系数、潜水蒸散发系数、地下水给水度等重要地下水计算参数,通过均衡计算,检验各参数的精度及有效性,为进一步研究沿江圩区地下水运动规律、地下水资源开发利用打下基础。     

淮北平原降雨入渗补给系数随地下水埋深变化特征

水文地质参数对地下水资源评价起着至关重要的作用。其中,降雨入渗补给系数是影响浅层地下水水量、水质的重要参数。它对研究区域水量转化和水量平衡也十分重要。但是由于受降雨量、土壤类型、植被、地下水埋深等诸多因素的影响,准确判断降雨入渗补给系数存在很大困难。如果没有考虑这些因素的影响,尤其是降雨量和地下水埋深的影响,所推求的降雨入渗补给系数就会存在较大误差。结合安徽省淮北平原区五道沟水文实验站观测的降雨量、地下水补给量、地下水水位资料,利用两种不同的方法推求了不同降雨量等级的次降雨入渗补给系数。根据统计学理论研究了不同降雨量条件下,次降雨入渗补给系数随地下水埋深变化的分布规律,建立了次降雨入渗补给系数与地下水埋深的回归模型,并进行了相应的检验。研究表明,在控制地下水埋深的条件下,次降雨入渗补给系数随地下水埋深的变化符合指数分布;在地下水位自由变动的条件下符合伽玛分布。     

平原地区浅层地下水降雨入渗补给研究

本文用实测资料统计计算分析了惠北试区降雨对浅层地下水资源的补给。用非线性回归问题的迭代法，求出了雨前不同埋深条件下，次降雨与地下水位上升的关系式，并提出了能引起地下水位上升的最小次降雨量(也称临界雨量)，用本区41年的降雨资料对地下水资源的补给进行了统计计算，导出了相关性很好的年降雨量与年入渗补给量的关系式，求出了多年降雨入渗补给系数。     

重力蓄水库容对地中蒸渗计降雨入渗资料的调节计算

本文根据在地中蒸渗计固定潜水的特殊构造，分析了其在降雨入渗补给方面与自然潜水之间存在的差异以及用其监测降雨入渗补给的误差，在充分考虑降雨入渗补给物理机制的条件下，提出了运用非饱和带重力蓄水库容调节、土壤复蓄计算对地中蒸渗计降雨入渗资料的处理方法：即Pr-W-Pr方法。该方法结构简单概念清楚，通过用其对太谷均衡实验站地中蒸渗计资料处理、计算，结果表明：运用该方法对蒸渗计资料进行处理符合自然实际情况。Pr-W-Pr方法，实现了地中蒸渗计降雨入渗资料向自然实际降雨入渗补给量计算的转变，弥补了地中蒸渗计监测降雨入渗补给的缺陷，使地中蒸渗计的实验数据更加接近自然。     

地中蒸渗计降雨入渗资料的处理

根据地中蒸渗计固定潜水水位的特殊结构，分析了在降雨入渗补给方面与自然潜水之间存在的差异以及用其监测降雨入渗补给的误差，在充分考虑降雨入渗补给物理机制的条件下，提出了运用非饱和带重力蓄水库容调节、土壤复蓄计算对地中蒸渗计降雨入渗资料的处理方法：即Pr-形-Pr方法。该方法结构简单，概念清楚，通过对太谷均衡实验站地中蒸渗计资料处理、计算，结果表明：运用该方法对地中蒸渗计资料进行处理符合自然实际情况。Pr-形—Pr方法实现了地中蒸渗计降雨入渗资料向自然实际降雨入渗补给量计算的转变，弥补了地中蒸渗计监测降雨入渗补给的缺陷，使地中蒸渗计的实验数据更加接近自然。     

利用地中渗透仪观测资料进行降雨入渗补给规律分析

利用郑州地下水均衡场地中渗透仪实测资料，分析了降雨入渗补给的年际变化以及入渗补给过程中的滞后现象。通过计算降雨入渗系数，确定了降雨量与入渗量的定量关系，评价了不同降雨量、不同包气带岩性和厚度条件下的入渗补给量。研究表明，地下水埋深较小时，降雨入渗系数随着埋深的增加而增大，1m以下则逐渐减少，3m以下趋于稳定；当包气带岩性单一时，降雨入渗系数随岩性的不同而变化，即砂质土大、粘性土较小，而含有薄层粘土夹层的亚砂土最小。     

乍得湖盆地典型区域降雨入渗补给地下水试验

针对尼日利亚北部乍得湖盆地降雨入渗补给地下水的问题,选择典型区域开展土壤剖面取样工作,采用氯离子平衡法计算各剖面降雨入渗补给量,并结合野外调查、钻探等工作研究影响降雨入渗补给的主要因素。结果表明：4个取样点（Y₁、Y₂、Y₃、Y₄）土壤剖面年平均降雨入渗补给量分别为4.9、1.5、7.9、26.2 mm/a,平均值为10.1 mm/a,年平均降雨入渗补给率仅为0.72%、0.22%、1.17%、3.87%,平均值为1.49%;研究区降雨入渗补给量很少,降雨对地下水资源的补给有限,地下水的主要补给来源为Hadejia河;研究区蒸散发量大,植物根系发达、吸水能力强,地表入渗水分多在表层土壤中或泥质层与风积砂层交界面上消耗于蒸发蒸腾,最终散失到大气中。在人类活动严重改变Hadejia河水文情势的背景下,研究区这种独特的地下水补给特征导致地下水位快速下降,使得区内正面临较严重的地下水资源枯竭问题。     

降雨入渗补给灵敏度及其计算方法研究

对两类降雨入渗计算模型进行了研究：①简单的水量平衡模型；②数值模拟模型。这两类模型的假定条件和非饱和的理论概念差别很大。两类模型在非饱和区中的应用表明，在非饱和区均质土壤条件下，水量平衡模型计算的降雨入渗补给量与应用数值模拟模型计算所得结果基本相吻合。灵敏度分析表明了地下水位变动对降雨入渗补给的影响。假定地下水位不变所造成的误差可作为水文地质参数的一个函数来处理。本文研究成果在一定水文地质条件下的非饱和水流模型、饱和水流模型或排水模型系统计算中具有十分重要的参考应用价值。     

基于HYDRUS的三舟溪滑坡降雨入渗规律研究

以三舟溪滑坡为例,运用HYDRUS-1D模拟软件,对由于降雨影响造成滑坡土壤不饱和区的土壤水运动进行模拟计算,为滑坡体降雨入渗规律研究提供参考依据。将模拟计算结果与实际监测结果进行对比,发现在考虑降雨影响下,评价滑坡体降雨入渗规律采用Hydrus-1D是可靠的。受降雨特征和初始含水率的影响,降雨对地下水位的影响存在滞后作用,5月25日和5月29日降雨期间,湿润锋到达模型底部所用的时间分别为 6 h、19.2 h。     

地下水计算参数的测定与估计

叙述了浅层地下水资源评价中几个常用参数(给水度、降雨入渗补给系数和潜水蒸发系数)的测定和估计方法,并结合实例进行剖析.通过分析,得到几点新的认识:(1)给水度值同注水的方式有关,在实际情况中,由于农田表层土壤疏松,且有作物影响,因而其最大值会出现在地表附近;(2)用抽水试验法测定给水度,其值因孔而异;(3)降雨入渗补给系数与土壤结构和给水度的关系密切,一般随着埋深的增加,该系数随之减小;(4)不同季节和不同作物,潜水蒸发系数不同,表现在计算公式上的参数也不相同.     

种植条件下降雨灌溉入渗试验研究

基于清水河平原头营和黑城试验场降雨(灌溉)入渗过程土壤水分运移观测试验数据的分析研究,笔者应用能量观点描述了包气带水分运移的分带性、降雨(灌溉)入渗补给地下水的水分条件和地下水入渗补给过程的基本特征。应用蒸散量模型、土壤水分通量模型,计算了作物生长期的蒸发蒸腾量、土壤贮水量的变化量、400cm深度处的土壤水分渗漏量及渗漏系数。从多年的角度分析了深层土壤水分渗漏量、渗漏系数与地下水入渗补给量和补给系数的关系。它对分析降雨(灌溉)入渗对地下水的补给过程和定量分析地下水入渗补给量、入渗补给系数具有重要价值。     

三连圩径流实验区地下水计算参数的分析

利用安徽省三连圩径流实验站浅层地下水实测资料,经过统计分析与成因分析,得出了包括降雨入渗补给系数、潜水蒸散发系数、地下水给水度等重要地下水计算参数,通过均衡计算,检验各参数的精度及有效性,为进一步研究沿江圩区地下水运动规律、地下水资源开发利用打下了基础.     

西北内陆盆地降水入渗补给季节性变化——以新疆昌吉地下水均衡试验场为例

西北内陆盆地降水稀少,一年中有较长时间的冻结期,了解其降水入渗补给规律的季节性变化对于准确评估其地下水资源量和解释气候变化对其地下水补给的影响非常重要。采用新疆昌吉地下水均衡试验站27套地中蒸渗仪1992—2015年试验资料,应用拉依达法则筛选出长系列观测资料中的异常值,结合昌吉试验场相关气象要素观测资料划分西北内陆盆地冻结期、冻融期和非冻结期的时间区间,分析不同时期影响降水入渗补给地下水的主要因素;计算不同时期多年平均降水入渗补给量占多年平均年降水入渗补给量的百分比,确定不同季节对年降水入渗补给的重要性;依据多年平均降水入渗补给量随潜水埋深的变化规律,确定冻融期、非冻结期不同土质降水入渗的最佳潜水埋深。结果表明:在试验条件下,砂卵砾石和细砂非冻结期最佳潜水埋深为0.5 m,轻黏土非冻结期最佳潜水埋深0.1 m;细砂冻融期最佳潜水埋深为1.0 m,砂卵砾石冻融期最佳潜水埋深为0.5 m,轻黏土冻融期最佳潜水埋深为0.1 m;冻结期地下水位埋深对土壤入渗能力的影响十分明显,潜水埋深和降水入渗补给量之间没有显著的线性关系;冻融期是西北内陆盆地浅埋型地下水降水入渗补给的重要时期,冻结期是西北内陆盆地深埋型地下水降水入渗补给的重要时期。     

浅谈大气降水对地下水的补给

大气降水入渗补给是地下水的主要补给源.在分析大气降水入渗机理,以及影响降雨入渗诸多因素的基础上,以山西省第二次水资源评价为例,采用相关图解法、回归分析分别对降雨入渗补给量进行计算研究.结果表明,作为大气降水对地下水补给因素影响,综合反映的降水入渗补给系数是计算降水入渗补给量最关键参数,直接表达了降水对地下水垂直入渗补给...     

鄂西恩施地区非饱和土降雨入渗规律

在分析鄂西恩施地区降雨特征的基础上,选取6组典型降雨条件,设计并进行了室内人工降雨土柱非饱和入渗试验。通过实测土体体积含水率,揭示了鄂西恩施地区非饱和土降雨入渗规律,获得了降雨入渗影响区体积含水率变化规律、入渗前锋运移规律以及降雨强度和历时对入渗的影响规律。通过GeoStudio软件对室内降雨试验进行了数值模拟,数值模拟结果与试验结果基本相同,进一步验证了降雨入渗规律。同时依据实测结果,分析了数值模拟的不足之处,为通过数值模拟方法研究非饱和土降雨入渗奠定了基础。