[发明专利]一种大深埋条件下地表水补给地下水的计算方法及装置

说明书

本发明提供一种大深埋条件下地表水补给地下水的计算方法及装置，包括计算大埋深地下水水位所在的指定区域的不同下垫面特征下的有效降水量；将指定区域的包气带进行分层，并确定每一层的截留水量；根据有效降水量和确定的每一层的截留水量，得到大深埋条件下地表水补给地下水量。本发明的计算方法结合土壤水动力学及地下水动力学，在包气带分层的基础上评画大埋深条件下地表水补给地下水的全过程，得到精确的地表水补给地下水计算结果。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种地下水超采区，地下水埋深较大情况下，地表水补给地下水的计算方法及装置。

背景技术

地表水与地下水是流域水循环的重要组成部分，流域内地表水与地下水之间的相互作用历来是流域水循环研究的关键环节。华北平原在气候变化和人类活动的双重影响下，地下水严重超采，形成了较大的地下水漏斗；地下水水位持续降低，地下水埋深增大。地下水埋深直接决定其上的包气带蓄水能力，包气带越厚，其所消耗的水量越多，补给地下水的有效雨量将随地下水埋深的增大而减小。因此，精确计算出变化环境下区域尺度上地表水补给地下水水资源量，对水资源评价与水资源合理配置提供基础支撑。

传统研究地表水补给地下水的基本方法主要有：示踪法、地下水位波动法、地中渗透仪法、水均衡法、零通量法及数值模拟法。其中水均衡法要求补给量和排泄量均能准确获取，比较耗时，投入大；地下水位波动法，忽略侧向补给且回避了土壤水入渗补给包气带的复杂性；地中渗透仪适合于小尺度的田间地块；数值模拟法对边界条件清晰，含水层结构明确的区域模拟精度较好。

因此，亟需一种能够精确计算出大深埋条件下地表水补给地下水的水资源量的方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种大深埋条件下地表水补给地下水的计算方法及装置，能够精确计算出大深埋条件下地表水补给地下水的水资源量。

为解决上述问题，本发明提供了大深埋条件下一种地表水补给地下水的计算方法，包括：

计算出大埋深地下水水位所在的指定区域的不同下垫面特征下的有效降水量；

将指定区域的包气带进行分层，并确定每一层的截留水量；

根据有效降水量和确定的每一层的截留水量，得到大深埋条件下地表水补给地下水量。

可选地，计算出指定区域的不同下垫面特征下的有效降水量，包括：

确定指定区域的土地利用类型，利用土地利用类型表征下垫面特征；

计算不同下垫面特征下的有效降水量。

可选地，将指定区域的包气带进行分层，并确定每一层的截留水量，包括：

确定指定区域的地下水埋深，并通过微波遥感测定指定区域的土壤介质特性；

将大埋深地下水水位所在区域的包气带进行分层；

根据所述土壤介质与探地雷达信号的响应关系进行包气带分层匹配，确定指定区域的包气带分层结果；

构建包气带土壤传递函数和探地雷达反演模型的联合模型；

利用联合模型，得到指定区域的包气带每一层的土壤含水量与初始含水量，根据每一层的土壤含水量与初始含水量计算截留量。

可选地，包气带包括：优先流层、浸润层、零通量层和稳定层。

另一方面，本发明还提供一种大埋深条件下地表水补给地下水的计算装置，包括：

第一计算模块：用于计算大埋深地下水水位所在的指定区域的不同下垫面特征下的有效降水量；

第二计算模块：用于将指定区域的包气带进行分层，并计算每一层的截留水量；