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《水文地质勘察》中地表水入渗补给量的测定方法

【摘要】:试验前需测定各观测孔的潜水位及潜水面以上土壤的含水率θ和饱和差μ。表6-4江苏省平原区灌溉入渗补给系数β值表则灌溉回归入渗系数β为:式中:I为灌溉水量,mm;其他符号意义同前。

6.3.2.1 河渠入渗量的测定方法

(1)测流法。根据岩性划分不同的测(河、渠)水段,在各水段上选择水道平直、没有支流(或支渠)流入或流出的地段,在该地段的上下端分别设立测水站实测水道流量。则其上下端流量的差值,即为该河(渠)段对地下水的入渗补给量。所选择的测流段如有人工取水量,亦应扣除;当水面宽度很大时,还应扣除水面蒸发量[2,4]

图6-4 渠道水渗透计装置示意图

(据 房佩贤,1987)
1—渠道中线;2—渗透箱;3—开关;4—量桶

(2)地中渗透计测定法。即在渠底下安装渗透计,如图6-4所示,以汇集垂直下渗的渠水,通过渠旁试坑中的水箱测出渠道的单宽一侧入渗水量。此法只适合于宽度不大的小型渠道。由于渗透箱入渗水的渗透途径短,测得的入渗量偏大[2,4]。在选择安装地中渗透计的地点时,应与测水法的测站布置一样,必须先依据渠道所通过的岩性剖面(颗粒分析)进行渗透性能相似地段的划分,然后在典型的岩性段上,设立地中渗透计进行观测。与此同时,也要观测渠道水位的变化,以便找出渠道渗漏量与渠道水位的变化关系[4]

(3)水动力学算法。在已知河(渠)水位及含水层的各种水文地质参数时,可用地下水动力学公式计算出河(渠)水对地下水的补给量(详见本书10.5.4小节)。

6.3.2.2 灌溉入渗水量的测定

可利用直接法(即回渗试验)和间接法(根据地下水位的变化反求)确定。

1.灌溉水入渗试验

事先划定一个方形(或长方形)的田块作试验区,在试验区打两排成十字形的地下水位观测孔。灌溉水呈局部入渗,入渗的水随后向田块两侧扩散,为测定扩散的水量,孔排要延伸到试验田块之外。试验前需测定各观测孔的潜水位及潜水面以上土壤的含水率θ和饱和差μ。实验时,要按灌溉定额向试验田块施水灌溉。每隔一定的时间观测各观测孔的潜水位,直到水位上升稳定为止。则灌溉水的入渗补给量Ir[4]:

式中:Ir为灌溉回归补给地下水的水量,[L];Ir1为实验田块范围内含水层增加的水量,[L];Ir2为扩散到实验田块范围以外的地下水量,[L];μ为饱和差(对于砂卵石含水层,饱和差等于给水度),无量纲;为实验田块范围内潜水面的平均升幅,[L];Δhi为实验田块每一边的潜水位的平均升幅,[L];A为实验田块的面积,[L2];Ai为实验田块每一边的扩散面积,[L2]。

2.根据地下水位的升幅反求

在地下水径流缓慢的平原地区,选取无降雨、潜水蒸发微弱,只有灌溉回归水入渗引起地下水位上升的时段,利用下式求出[4]:

式中:Ir为灌溉回归补给地下水的水量,mm;ΔH为灌溉水入渗引起地下水位的升幅,mm,可从观测井孔测得;μ为饱和差,须事先求得。

表6-4 江苏省平原区灌溉入渗补给系数β值表(据 陆小明,2004)

则灌溉回归入渗系数β为:

式中:I为灌溉水量,mm;其他符号意义同前。

灌溉回归入渗系数β的大小和耕地的土质、平整程度、土壤含水量、所使用的灌水技术、灌水定额以及地下水埋深等因素有关。江苏省根据历次的研究资料,推求出不同岩性、地区的β值,见表6-4[6]

在缺乏试验资料时,可参考类似条件下实验所得的数值,一般β为0.1~0.2[6]