指降水入渗补给量Pr与相应降水量P的比值。
中文名称 | 降水入渗系数 | 类别 | 系数 |
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国家 | 中国 | 影响因素 | 与降水量与入渗补给量 |
降水入渗补给系数的变化范围在0~1之间。由于降水入渗补给量Pr取决于某一时段内总雨量、雨日、雨强、包气带的岩性及降水前该带的含水量、地下水埋深和下垫面及气候因素,因此α值是随时间和空间变化的。不同地区具有不同的α值,即使同一地区,不同时段α,值也不尽相同。因此,可根据不同的计算时段,确定相应的降水入渗补给系数。如确定一次降水的和全年的降水入渗补给系数。
降水入渗补给系数是重要的水文参数,其值可用下列方法确定。
①动态分析法。在地下水水平排泄微弱的平原地区,降水后补给潜水的水量引起地下水位上升。利用地下水自记水位计或其他仪器能准确测得降水后地下水位上升幅度Δh。Δh和水位变动带给水度μ值的乘积大致等于降水入渗补给量,即Pr=μΔh,将它除以同期的降水量即得α值。当计算时段内有数次降水,则将每次降水引起的地下水位上升幅度相加,再乘以给水度,除以该时段的总降水量,得到该时段的降水入渗补给系数。在地下水水平径流强的山区或山前地区,该法不适用。此时,可有计划布置5个以上的观测孔,同时观测地下水水位,用有限单元法或有限差分法近似计算降水入渗补给量,再求出降水入渗补给系数。
②水量平衡法。如能在一个闭合流域设置地下水平衡试验场,则可通过实测各平衡要素,求得降水入渗补给系数。每次降水后,将实测的降水量减去实际蒸发量、植物截留量、坑塘河沟拦蓄量、地表径流量、包气带土壤含水量的增量等,即可求得降水入渗补给量,进而求得降水入渗补给系数。
降水入渗系数计算
一定时期内降水入渗补给地下水的水量与同期内降水量的比值。降落到地表的水,一部分蒸发返回大气或为植物截留和填洼,一部分产生地表径流,其余部分渗入地下。下渗的水首先补充包气带的水分和产生表层流,多余部分到达潜水面补给地下水。设该时期的降水量为P,入渗补给地下水的水量为Pr,则降水入渗补给系数α用下式表示:α=Pr/P。
根据四川省邻水县年均降雨量和邻水煤矿矿井涌水的观测等已知参数,利用大气降雨入渗法对矿井涌水量采取预测计算操作,其计算结果与近期观测值较为吻合,因此,基于大气降雨入渗系数法和科斯加科夫公式预测矿井涌水量可以指导矿井水患的预防。
土壤入渗参数的确定包括由田间试验测定、基于水量平衡原理根据灌水资料直接估算和借助灌溉模拟模型优化反求3种方式;田面糙率系数的确定包括由灌溉经验确定、根据灌水资料采用曼宁公式直接估算和借助灌溉模拟模型优化反求3种方式。对地面灌溉土壤入渗参数和田面糙率系数的各种确定方法进行总结,分析了各种方法的特点。结果表明,根据灌水资料推求平均入渗参数和糙率系数已成为主要趋势,各种确定方法之间的差异有待通过田间试验资料进一步分析,与参数值密切相关的水力要素的分析研究需加强。
《降水入渗补给地下水系统分析》通过对郑州地中渗透仪观测资料的统计分析、系统响应分析、回归分析和土壤水运移模拟,总结了降水入渗的补给过程、补给模式、动态变化规律和影响因素,探讨了降水人渗补给和影响因素之间的相互作用过程以及降水入渗补给的滞后延迟效应;针对水资源评价中利用降水入渗系数(常数1计算降水人渗补给量的弊端,首次提出了降水入渗补给函数的概念,通过系统响应分析和回归分析,建立了不同水位埋深、不同岩性、不同降水特征、不同时间尺度等变化要素的降水入渗补给函数,用该函数计算的降水人渗量比较符合实际。通过对降水人渗过程的系统分析和模拟,分离了降水入渗补给量中活塞流和优先流的比例;为准确计算降水对地下水的人渗补给量、包气带中的优先补给问题提出了分析方法和途径。