河水下悬挂饱水带及非饱水带水分布与运移特征试验研究

作者

高宗军丁子祺刘久潭王贞岩王姝刘文悦
单位

山东科技大学地球科学与工程学院
摘要

地球陆地表层非饱和带是自然界水循环的枢纽，研究其水分布与运移特征具有重要意义。本研究通过室内砂箱试验，开展不同河水深和地下水埋深的河水渗漏补给地下水模拟试验。结果表明：河水渗漏过程中，随地下水埋深的增加，河水下渗水流由饱水状态逐渐转化为非饱水状态，河水与地下水发生脱节。脱节后，河水下保留悬挂饱水带，悬挂饱水带与地下水饱水带之间为非饱水状态，具有负压，且负压值随着与饱水带距离的增大而增大。靠近饱水带的支持毛细水，可以在水头差驱动下形成连续水流流出。悬挂饱水带大小与河水深成正比，非饱水带流动水的空间分布不均，可传导水压，在重力及压力共同作用下运动，并发生弥散作用和横向运动。示踪试验显示，河水补给地下水时垂向水流速度大于横向。综上，脱节型河水下存在悬挂饱水带，大气降水或地表水可经由非饱水带形成持续的下渗水流补给地下水。该研究可以加深对降水、地表水与地下水相互作用的理解。
关键词

悬挂饱水带非饱水带水分布及运移特征砂箱试验地表水与地下水相互作用
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(41641022)；
文章目录

1 试验装置与方法
1.1 砂箱试验装置
1.2 砂样属性
1.3 非饱水负压测量原理
1.4 试验方法与步骤
2 试验结果与讨论
2.1 非饱水带水分布与运移特征
1) 静水环境下非饱水带水分布特征
2) 河水渗漏条件下非饱水带水分布与运移特征
2.2 悬挂饱水带水分布与运移特征
1) 砂箱水分布特征
2) 河水渗漏量与排泄水位的关系
3) 悬挂饱水带与河水深的关系
2.3 河水渗漏条件下不同河水深的潜水面变化
2.4 水流示踪结果
3 结论与展望

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