地下水泄降錐,地下水在自然因素和人為因素的共同影響下,其水量和水質不斷地在發生著一系列地變化,當人為地從並中開採地下水時,就打破了地下水的平衡,水井中的水位則會下降。當從井中不斷地取水時,水位下降會越來越大,並向井的四周繼續擴展。地下水的下降,會隨距井的遠近而變化,距開採井越近下降越大,反之越小,直到不發生影響。在井的四周,發生近似倒圓錐形的疏乾空間,這一現象就是地下水泄降錐。
基本介紹
- 中文名:地下水泄降錐
- 外文名:Underground water drop cone
- 別名:地下水下降漏斗
- 產生原因:人為取水
地下水泄降錐的內在含義,地下水泄降錐利與弊,有利的一面,不利的一面,
地下水泄降錐的內在含義
對一定條件下形成的地下水泄降錐,作如下定義:當單井或群井抽取地下水時,在井的周圍一定範圍內會發生地下水位不同程度的下降。在連續抽水的狀態下,或因抽水強度大,或因含水層富水程度的原因,在抽水區周圍的含水層出現近似倒圓錐形(也稱漏斗形)的疏乾空間(承壓水出現漏斗形的壓力水頭降),從而使地下水由四周向抽水中心匯流,地下水的補給,逸流和排泄條件或壓力平衡發生變化,從觀測資料匯總後勾繪的地下水等水位線圖上看,明顯出現近似同心圓狀的閉合圈,如果這種現象存在且數年變化不大,就稱為地下水泄降錐。也稱該地形成了地下水泄降錐。地下水泄降錐形成後,從通過取水中心的縱、橫剖面上看,明顯出現中心水位下降區,過渡區和邊緣區。中心水位下降區地下水位下降最大,向四周呈輻射狀水位降依次減小,至邊緣區則與當地地下水正常值相一致。
在降水減少,發生乾早的情況下,地下水受降雨補給大量減少,而井灌區的人為開採相應增大而發生的區域性水位下降,不具備上述定義條件時,不應稱其為漏斗。區域性地下水位下降和地下水泄降錐有明顯區別,地下水泄降錐的影響因素主要是開採,降水對漏斗僅起著水位的升降和範圍的擴大和縮小,特點是範圍小,下降幅度大。
地下水泄降錐利與弊
地下水泄降錐,做為地下水開採條件下的一種特例也具有兩重性,這種兩重性就是既具有有利的一面,也有不利的一面。我們分析地下水漏斗時,也必須從利弊兩個方面全面地進行分析,不然就會陷人片面性。
有利的一面
1、漏斗的出現才能保證取水
不論是城市供水水源地還是農業的井灌區,都希望科學合理地挖掘取水建築物的潛力,保障按量供水也就保證了工農業生產和人民生活對水的需求。
2、漏斗的出現可以獲得額外的補給水源
這個問題可以理解為漏斗的出現騰空了地下水庫庫容,有利於接受各種補給(僅以潛水為例)。
(1)獲得地表水體的額外補給:地下水漏斗的發展和擴大,會使原來不發生補給關係的地表水體而發生補給。如:西安市的城市供水水源地,均是傍河水源地,當漏斗區取水擴大後,漏斗範圍也隨之增大,當擴大到河床時就奪得了河水的補給。如果漏斗不擴大,就得不到河水的補給。
(2)獲得降水入滲和灌溉水人滲必須是引客水灌溉的補給:在少量開採地下水的情況下,地下水漏斗很不明顯。這兩部分補給,對地下水的影響只是使該地的地下水位升高,水量增加,但會隨著時間的延長而變成逸流而流向下游。
(3)奪取潛水蒸發量。據有關試驗資料,當地下水埋深小於5-7m,當地土壤又是粘性土時,地下水會通過蒸發而消耗,使地下水位逐步下降。如果漏斗區出現在地下水埋深小於5-7m的地區,由於漏斗區的水位下降,就人為地扼制住了這種無益的消耗,也將這部分水量轉化成了開採量,這就額外增加了開採量。
(4)可以獲得下部承壓水的補給,承壓水漏斗可獲得潛水的補給,如果在形成漏斗後潛水和承壓水的水位出現水位差時,水位高的一方會通過隔水層天窗向另一方流動而形成補給關係。
(5)獲取地下水本身的補給。漏斗未形成前,地下水按補給區—逸流區—排泄區的規律運動,基本可分割成條帶狀即單寬流量,互不干擾。漏斗形成後會改變這種狀態,取水建築物的四周,均向中心匯流。原來只接受上游地下水的補給,漏斗擴大後,使其左、右兩側地下水流拐向漏斗區,下游的地下水也倒向漏斗區,因而也增大了開採量。由於存在以上幾方面的額外奪取的補給,所以一般漏斗區抽水量實際情況遠比當初設計時大。
不利的一面
地下水漏斗形成後,也會帶來許多不利影響,主要有以下幾方面:
1、漏斗區內水位的大幅度下降,會增加開採成本,水位的不斷下降,會帶來機井、電機、水泵的更新換代;另外,提水要消耗能量,能耗與抽水量和揚程的乘積成正比,在同樣的開採量情況下,水位不斷下降也就需要水泵揚程的不斷增加,消耗的能量也隨之增大,所以會增大開採成本。
2、漏斗的發展擴大可能引人新的污染源,一是漏斗擴大後納人補給的地表水體已污染時;二是漏斗擴大後有污染的廢渣時;三是漏斗擴大後沿海地區引起海水倒灌時都會使水質變差。
3、對漏斗區農業的影響:取水困難,機泵更新,能耗增加,加重農民負擔。
4、產生不良地質現象的危害:如發生地面沉降,地裂縫,有的還可能誘發滑坡。等總之,地下水漏斗是抽水引起的必然結果,對地下水漏斗產生的利弊要做全面的分析。根據不同情況區別對待,要揚長避短,揚其利,避其弊,使這對矛盾著的事物盡力使其處於平衡狀態,使其更好地為人類服務。