2012年一级建造师考试水利水电经典资料59

太行山典型小流域潜流动态变化研究

摘要：为了科学地对太行山区地下水环境进行综合评价，本试验采用了“翻斗式”自计量水技术，对该区普遍存在的裂隙潜流的动态变化过程进行新监测。根据监测的数据分析了该区潜流的日动态变化过程和水文年动态变化过程，分析结果说明造成这种动态变化的根本原因是太阳净辐射的变化，直接原因是植物的蒸散作用；同时，降雨对潜流的年内变化也有着直接的影响。

关键词：典型小流域 潜流 动态变化

1 太行山地下水环境概况

太行山区主要以花岗片麻岩为主，另有少量的石灰岩区，其中花岗片麻岩区基岩裂隙一般比较发育。由于地质构造、岩性、地貌的不同、造成山区地下水的资源量在时空分布与存在形式上均有较大差异，山区地下水按其不同的存在形式，可分为裂隙水、孔隙水及岩溶水。其中裂隙水主要以裂隙岩体非饱和流的形式存在于花岗片麻岩区的基岩裂缝中，孔隙水主要以潜流的形式存在于山间河谷区的砂砾石层中，而岩溶水主要以承压的形式存在于石灰岩区的溶洞中。从蓄水构造的角度讲，3种形式的地下水均需要不漏水的基底、较大的集水面积和能蓄水的含水层。在花岗片麻岩区一般由于基岩裂隙发育比较广泛，因此裂隙水较普遍；但由于缺乏良好的能够蓄水的含水层，从而造成裂隙水的水量较小，同时这也是造成山区裂隙水资源利用率较低的一个重要原因。但作为山区唯一而宝贵的水资源，始终是当地人民生存与发展必不可少的资源之一。

2 典型小流域基本概况

典型小流域位于中科院太行山山地生态试验站的西侧，东经114°15′58″，北纬37°52′44″，典型小流域属花岗片麻岩山地，流域面积0.02625km2，植被是20年生的人工刺槐疏林。坡面坡度在25%～35%之间的占90%左右，平均坡长为65m，阴坡面上的土层厚度在20～30cm之间的占50%左右，而阳坡面上的土层厚度在0～5cm之间的占90%左右；主沟为人工水平台地，土层厚度在1.0m左右，东西走向。典型小流域基岩裂隙比较发育，多年平均地表径流系数较小，而浅层地下潜流在全年的绝大部分时间都存在。典型小流域潜流属于裂隙岩体非饱和渗流，其实质是“水在由局部饱和区域构成的连通渗流路径中的流动”。

3 截潜工程及量测系统

为了研究潜流的动态变化规律及充分利用有限的水资源，在典型小流域的出口处修建了截流沟和集水池，截流沟和集水池之间用管道连接，同时为了能让截流沟所截出的水全部及时的流入蓄水池，管道的首部紧挨着截流沟的底部，并以5%的坡度铺设管道。考试论坛

由于潜水流量较小，一般在1001/h以下，常用量水设备与方法（水表、堰流法）均不能较准确对潜流进行长期连续监测。经过长期不断研究与探索，在受数字（自计）雨量计的启发的基础上，大胆地将日本千叶大学教授新滕静夫自行研制的“翻斗式”自计量水系统用于小流域潜流的监测中，从监测手段上避开了通过测定水位来求得流量的传统方法，从而避免了水温对水位测定所带来的影响。该系统主要由“翻斗式”量水器和事件记录仪（或数据采集器）组成；在起初使用事件记录仪（HOBO）的过程中，由于其内存有限（一般为2000次或8000次），只能连续监测2d左右，不能满足监测需要，同时所带来的工作量也较大，后经进一步研究，最后将数据采集器（CR10X）与“翻斗式”量水器有机的结合在一起，便使“翻斗式”自计量水系统达到了比较完备的阶段。

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