地下水流动系统的实际应用

虽然在实际工作中要想绘制出地下水流动系统图比较困难，但是绘制流动系统的局部边界流网却要容易得多，例如地下水系统与地表水的边界附近的流网分析等。尽管是流动系统的局部分析，但对分析地表水系统与地下水系统间的水量、水质转换颇有好处。

1.污染物运移的可能途径

污染物质往往通过地表水渗入或随降水入渗经包气带进入地下水系统中，进入地下水中的污染物的运移受流动系统水动力场支配，因此可利用流网来分析污染物运移的可能途径，这对防止地下水系统污染、水质监测以及对污染物的治理显得十分重要。不了解这一点，只凭想像，随意设置取样孔或监测井，往往达不到预计效果，还可能得出与实际不符的结论。例如图5-18中，若河水受到污染，G3孔可监测到随河水渗入的污染物的成分，而G1孔、G2孔、G4孔则监测不到与河水污染有关的成分。降水淋滤固体垃圾后，产生的污染淋滤液随降水一起进入含水层，污染影响范围仅位于流动系统的表层，G1孔能检测出与固体垃圾有关的污染成分，其余各孔则检测不到。若在仅有G2孔作为水质监测孔，而无其余的监测孔的情况下，则有可能仅靠一孔之见，得出地下水未受污染的错误结论。

图5-18 污染物运移路径示意图

2.地表水与地下水的相互联系

河流与地下水系统联系密切，常成为地下水的补给或排泄地段，许多傍河水源地就是利用河流对地下水充足的补给，从而获得稳定的取水量。进行河流附近地下水流动系统的局部流网分析，能使我们清楚地认识，人工开采条件下，地下水流动系统的变化过程，以及由此而产生的地表水与地下水补排关系变化。这对于正确评估水源地的开采潜力，维护水量、水质平衡有重要意义。

例如，河南省洛阳市的供水水源地几乎都设置在洛河河旁。水源地建成前，洛河两岸的地下水向洛河排泄。位于洛河北岸的张庄水源建成后，在其影响范围内的河流段开始补给地下水（图5-19）。而后隔岸相对的洛南水源地建成后，河水补给两个水源地（图5-20）。由于洛河发源于黄土高原南缘，河水泥沙含量高，对河床有淤塞作用，使河床的垂直渗透性降低，导致河床下的地下水位与河床底部脱开，形成河水对地下水垂直补给。这时，河流不再是地下水系统的水位边界，而转化成为流量边界，河水补给量与单位河长渗漏量有关。根据沿河不同剖面上的流网分析，可确定河水对地下水垂直补给地段的长度，为建立水文地质模型提供可靠的依据。

由于洛河两岸水源的开采量大，使得张庄水源地在枯水期水位降深过大，影响到正常供水。为维持水源地的开采能力，特地在洛河旁的大型沙石坑内进行人工回灌试验，试验进行了一个月，总回灌水量达209×104m3，结果使两个水源地的地下水位普遍回升1～2m，河床底部的地下水位与河底重新衔接（图5-21），张庄水源地取水量显著增加，保证了正常供水。

图5-19 洛阳市洛河张庄傍河水源地开采后的流动系统剖面图

图5-20 洛阳市洛河张庄、洛南傍河水源地开采后的流动系统剖面图

上述人工开采条件下，洛河两岸地下水流动系统化演化过程清晰地反映出，河水与地下水补给、排泄关系的变化；在出现河流垂直渗漏补给地下水的情况下，河流对傍河水源地的补给接近饱和；人工回灌能有效地改善傍河水源地的开采条件；保护河水免受污染是保证供水水质安全的最为重要的预防措施。

图5-21 洛阳市洛河进行人工回灌后的流动系统剖面图