大氣降水是地下水最主要的補(bǔ)給來源。其補(bǔ)給的一般過程是:如雨前土壤相當(dāng)干燥,則到達(dá)地面的降水先被土壤顆粒表面吸附力所吸引,形成薄膜水,可稱薄膜下滲。當(dāng)土壤吸附的薄膜水達(dá)最大持水量時(shí),繼續(xù)下滲的雨水將被吸入細(xì)小的毛管孔隙,形成毛管懸著水,形成毛管下滲,當(dāng)包氣帶土層中的結(jié)合水、毛管懸著水達(dá)到極限以后,后續(xù)的雨水將在重力作用下,通過靜水壓力的傳遞,不斷而穩(wěn)定地補(bǔ)給地下水。在地下水埋藏較深的地方,這一過程需要很長時(shí)間才能完成。由此可見,降水的入滲過程是在分子力、毛管力以及重力的綜合作用下進(jìn)行的。而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。如土層的蓄水能力以W。表示,則
Wv=(Δ-hn)(Wm a x- Wo) (5-7)
式中,Δ為降雨前地下水埋深(米);hn為地下水面以上毛管水上升高度(米);Wm a x為田間持水率,以體積比計(jì);Wo為土層雨前平均含水率。
對于一次降水,其入滲補(bǔ)給量Xr為:
Xr=P-Rr-(Δ- hn)(Wm a x- Wo) (5-8)
式中,P為降水量(毫米);R r為地表徑流量(毫米)。
降水入滲補(bǔ)給量亦可根據(jù)降水入滲系數(shù)進(jìn)行估算。所謂降水入滲系數(shù),即是在同一面積上降水入滲量占降水量的百分?jǐn)?shù)。即a = Xr/P。
在有比較充足的地下水動(dòng)態(tài)觀測資料情況下,a值可用下式計(jì)算:
式中,H為降水前井孔中的水柱高度(米);Hm a x為降水后井孔中最大水柱高度(米);Δh為降水前地下水位天然的平均降速(米/日);t為井孔水柱從H增高到Hm a x的時(shí)間(日);μ為土層的給水度;Pi為觀測期間的降水量(米)。
a亦可采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。如根據(jù)北京水文地質(zhì)一大隊(duì)在北京西郊地下水均衡試驗(yàn),得出如下降水入滲系數(shù)a值。
[1] |