水文地质勘察-凝结水量、降水入渗量和蒸发量的测定方法

2023-09-18 理论教育版权反馈

【摘要】：地下凝结量、大气降水入渗量和蒸发量三者的测定通常用两种方法:仪器测定法、潜水水位变化曲线推求法。如此一来就可以根据上部的给水量筒13中消耗的水量测得潜水的蒸发量,而根据下部盛水筒15中增加的水量来获知大气降水渗入量及凝结补给量。

地表蒸汽的凝结(霜、露等)资料可在就近的气象站搜集,在中心均衡场内一般只测定地下凝结量,即由凝结水补给潜水的水量。地下凝结量、大气降水入渗量和蒸发量三者的测定通常用两种方法:仪器测定法、潜水水位变化曲线推求法。

1.仪器测定方法

即采用地中渗透仪来测定,目前在各地的地下水均衡试验场被广泛采用。该仪器的结构和装置如图6-5所示[4]。

该仪器的主要组成部分有:承受补给的渗透蒸发皿1和人工控制地下水位以及进行观测的地下观测室3;以上两部分用导水管2连接起来;渗透蒸发皿1中装着当地的原状土样;垫有砾石和砂层的过滤层8,经过给水装置在渗透蒸发皿1中形成人工控制的固定地下水位;当渗透蒸发皿1中的水位因蒸发作用而降低时,给水装置中的给水量筒上一马里奥特瓶13将因斜口玻璃管的作用自动给水于出水管及管夹17而维持原来的水位不变;相反,如因大气降水渗入及土中水蒸气的凝结而使水位抬高时,则出水管中的水将流入下部量筒接渗瓶15中。如此一来就可以根据上部的给水量筒(马里奥特瓶)13中消耗的水量测得潜水的蒸发量,而根据下部盛水筒15中增加的水量来获知大气降水渗入量及凝结补给量(两者之和)。在寒冷季节,当久未发生降雨时,盛水筒中增加的水量可认为是凝结补给量;相反,在雨季,大雨过后,盛水筒中所测得增加的水量可近似认为是大气降水渗入量[4]。

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图6-5　地中渗透仪结构示意图(据　史长春,1983)

1—渗透蒸发皿;2—导水管;3—地下观测室;4—室外排水沟;5—原状土样;6—蒸发皿内水位;7—水管;8—砂砾石层;9—检查管;10—水泥沉底座;11—支架;12—测压管;13—马里奥特瓶;14—水位调整管;15—接渗瓶;16—加水管及管夹;17—出水管及管夹;18—通气管;19—接渗管;20—水节门;21—防水墙

如果要准确求出大气降水渗入量及凝结补给量,还可在附近设置另一套相同的仪器。在渗透蒸发皿1之上装置顶棚,阻止大气降水渗入,那么后一套相同的仪器中下部量筒接渗瓶15所获得的水量值即为单一的凝结补给水量,而两套仪器中的下部量水筒接渗瓶15所获水量之差即为大气降水的渗入量[4]。

2.潜水水位变化曲线推求法

当潜水埋藏不深、潜水径流非常微弱以至可以忽略不计时,可根据潜水位的逐日观测资料,近似地测定大气降水入量、蒸发量及凝结量。

方法:绘制比例尺较大的潜水水位与气象要素(气温、湿度、大气降水、蒸发等)逐日变化综合曲线图,分析以上曲线图,划分出大气降水渗入补给、凝结补给及潜水蒸发的各个阶段,根据图表显示的各个时段内潜水水位的上升或下降值ΔH及事先测得的给水度(μ)值,就可计算出各时段内的μΔH值[4]。

上面所求得的μΔH值,即分别相当于各相应时段内的Xf、及等值。将用这种方法测得的整个均衡期内所有Xf、及值相加,即得出整个均衡期内Xf、及的概略值[4]。