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文檔簡(jiǎn)介

1、地下水的概念 P1:地下水是賦存于地表以下巖石(土)空隙中各種形態(tài)的水的總稱。既有液態(tài)的水液,也有氣態(tài)的水汽,也包括固態(tài)的水冰,還有介于它們之間其他形態(tài)的水。地下水的功能屬性 P2:地下水的資源屬性,地下水是生態(tài)因子,地下水是環(huán)境(災(zāi)害)因子,地下水是一種重要的地質(zhì)營(yíng)力,地下水是地球深部的信息載體。水文地質(zhì)學(xué)的研究方法P4:野外調(diào)查,野外試驗(yàn),室試驗(yàn),遙感,地球物理勘察,信息技術(shù)的應(yīng)用。第一章水循環(huán)與地下水賦存1、了解地球部圈層構(gòu)P7 地球圈層構(gòu)造劃分表地球外部圈層: 由五個(gè)大致成層分布的自然子系統(tǒng)組成,按照性質(zhì)可以分成 3 類。即 3 個(gè)無機(jī)子系統(tǒng)大氣圈、水圈、巖石圈。1 個(gè)類有機(jī)子系統(tǒng)土壤

2、圈。1 個(gè)有機(jī)子系統(tǒng)生物圈。2、地球水圈可以劃分為地質(zhì)水圈和水文水圈。P93、地球上的水循環(huán)P10:地球各個(gè)圈層中的水相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的過程統(tǒng)稱為大氣水的水循環(huán), 又叫做自然界的水循環(huán)。 按其循環(huán)途徑的長(zhǎng)短、循環(huán)速度的快慢以及涉及層圈的圍, 可分為地質(zhì)循環(huán)和水文循環(huán)兩類。4、巖石(土)介質(zhì)中水的存在形式P17頁巖石礦物中沸石水、結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水(土)介質(zhì)的水中的水空隙中結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水的水液態(tài)水重力水、毛細(xì)水固態(tài)水氣態(tài)水5、賦存介質(zhì)的水理性質(zhì) P19-20:指與水的儲(chǔ)容和運(yùn)移有關(guān)的賦存介質(zhì)的性質(zhì),主要包括空隙的大小、多少、連通程度及其分布的均勻程度,這些性質(zhì)的差異,會(huì)使其儲(chǔ)容、滯留、釋

3、放以及透過水的能力不同。表征介質(zhì)水理性質(zhì)的指標(biāo)有容水度,給水度,持水度。容水度:指介質(zhì)能夠容納一定水量的性質(zhì)。給水性:指飽水介質(zhì)在重力作用下,能夠自由給出一定水量的性質(zhì)持水性:指重力釋水后,介質(zhì)能夠保持一定水量的性能。二、地下水的基本類型及其特征1、包氣帶和飽水帶: P21包氣帶土壤水帶中間帶毛細(xì)水帶飽水帶2、越流 P22:把兩個(gè)含水層透過該弱透水層發(fā)生垂直水量交換的現(xiàn)象稱為地下水的越流。按照地下水的埋藏條件,可以把地下水分為潛水、承壓水、與上層滯水。其中潛水和承壓水在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的。P233、潛水的概念P26:潛水是地表一下埋藏在飽水帶中第一個(gè)穩(wěn)定隔水層智商的具有自由水面的重力水

4、。4、潛水的特征:基本特征是與大氣水和地表水密切聯(lián)系,積極參與水循環(huán)、潛水與包氣帶直接相通、潛水的補(bǔ)給為大氣降水和地表水,排泄以泉、蒸發(fā)、泄流等方式、潛水的動(dòng)態(tài)受季節(jié)影響大、水質(zhì)取決于地形、性和氣候。潛水資源易補(bǔ)充和恢復(fù)。易受污染。 P275、地下水可以根據(jù)含水介質(zhì)的不同分為孔隙水、裂隙水、和巖溶水。P32孔隙水包括:洪積物中的地下水、沖積物中的地下水、湖積物中的地下水、濱海沉積物中的地下水、黃土中的地下水、冰川沉積物中的地下水。第三章地下水的物理性質(zhì)及化學(xué)成分1、地下水的物理性質(zhì)主要有溫度、透明度、顏色、氣味、口味等。P442 地下水的溫度主要受大氣溫度及埋藏深度的控制。地下水的溫度隨溫度的

5、增加而遞增。 P44地下水計(jì)算公式: T(H)=t(B)+(H-h)/GT(H) H深度處的地下水溫度TH和B為下標(biāo)(B)年平均溫度H地下水的埋藏深度mh 年常溫帶深度mG 地?zé)嵩鰷丶?jí) m/同時(shí)也可以根據(jù)水溫求出該溫度下地下水循環(huán)的深度,即:H=G(THTb) /h3、地下水的主要離子成分有氯離子,硫酸根離子,碳酸氫根離子,鉀離子,鈉離子,鈣離子,鎂離子。P474、地下水的主要化學(xué)性質(zhì): P50(1)地下水的酸堿性:主要取決于地下水中的氫離子濃度( 2)侵蝕性:礦區(qū)地下水的侵蝕性,可表現(xiàn)在對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的侵蝕和對(duì)碳酸鹽類物質(zhì)的侵蝕能力。 可以分為碳酸性侵蝕,硫酸鹽性侵蝕和鎂侵蝕性。( 3)總礦

6、化度:表明水中含鹽量的多少,即水的礦化程度。( 4)硬度:主要是由地下水中的鈣、鎂離子組成。包括總硬度(指水中鈣離子和鎂離子的總含量) ,暫時(shí)硬度(將水加熱煮沸后,形成碳酸鹽沉淀的這部分鈣離子、鎂離子的含量) ,永久硬度(將水煮沸后,仍然殘留在水質(zhì)的鈣離子和鎂離子的含量) 。5、溶濾及溶解作用:溶濾作用是指礦物中部分元素進(jìn)入水中而沒有破壞礦物晶格的作用。 溶解作用是指組成礦物的全部元素進(jìn)入水中而礦物的晶格被破壞的作用。 因此,溶濾作用實(shí)質(zhì)上是一種部分的溶解作用。 P536、濃縮作用:指地下水由于蒸發(fā)而產(chǎn)生鹽分濃度增加的作用。P547、地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)具有如下特征: (1)系統(tǒng)中污染物質(zhì)之間存在復(fù)

7、雜關(guān)系,各種污染物對(duì)水質(zhì)量的影響程度不一。 ( 2)水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一。(3)對(duì)水體質(zhì)量的綜合評(píng)判存在模糊性。P698、不同供水目的的水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(了解哪幾類水質(zhì)需要評(píng)價(jià))p75( 1)工業(yè)鍋爐用水( 2)其他工業(yè)用水水質(zhì)評(píng)價(jià)( 3)農(nóng)田灌溉用水,漁業(yè)用水水質(zhì)評(píng)價(jià)第四章 地下水系統(tǒng)和地下水動(dòng)態(tài)1、地下水系統(tǒng)概念:地下水系統(tǒng)是地下水含水系統(tǒng)和地下水流動(dòng)系統(tǒng)的綜合 p782、地下水含水系統(tǒng):指地下水由形成、運(yùn)動(dòng)到消失的一個(gè)滲流場(chǎng)所,即水文地質(zhì)構(gòu)成單元, 其發(fā)育主要受地質(zhì)構(gòu)造控制,自然界的含水系統(tǒng)可以分為松散沉積物含水系統(tǒng)和基含水系統(tǒng)兩大類。P783、地下水流動(dòng)系統(tǒng):地下水流動(dòng)系統(tǒng)是相互聯(lián)系和相互

8、影響的流動(dòng)的地下水體的總體,其驅(qū)動(dòng)力主要是地形高差形成的勢(shì)能。P794、控制地下水含水系統(tǒng)發(fā)育的主要是地質(zhì)構(gòu)造(沉積、構(gòu)造、地質(zhì)發(fā)展史),而控制地下水流動(dòng)系統(tǒng)發(fā)育的主要是水勢(shì)場(chǎng)。P835、地下水動(dòng)態(tài)與均衡的概念 P84地下水動(dòng)態(tài):是含水層對(duì)環(huán)境施加的激勵(lì)所產(chǎn)生的響應(yīng), 也可理解為含水層將輸入信息變換后產(chǎn)生的輸出信息。影響地下水動(dòng)態(tài)的因素:氣候因素、水文因素、地質(zhì)因素。地下水均衡:一個(gè)地區(qū)水均衡的實(shí)質(zhì)就是應(yīng)用質(zhì)量守恒定律去分析參與水循環(huán)的各要素的質(zhì)量關(guān)系。 地下水均衡是以地下水為研究對(duì)象的均衡研究,目的是闡明某個(gè)地區(qū)在一段時(shí)間,地下水的水量收入與支出之間的數(shù)量關(guān)系。第五章:地下水的運(yùn)動(dòng)1、滲流的

9、概念:地下水在巖石空隙中的運(yùn)動(dòng)稱為滲流或滲透。發(fā)生滲流的區(qū)域稱為滲流場(chǎng)。P902、地下水的水頭和水力坡度P91(容和概念過多,請(qǐng)自己總結(jié))3、地下水運(yùn)動(dòng)特征的分類:表征滲流運(yùn)動(dòng)特征的物理量稱為滲流的運(yùn)動(dòng)要素。主要有滲流量Q、滲流速度、壓強(qiáng)p、水頭 H等。 P924、地下水的運(yùn)動(dòng)基本定律P95達(dá)西定律 Q=KA(H2-H1)/LQ:滲流量H1 、H2:通過砂樣前后(即上下游過水?dāng)嗝妫┑乃^L :砂樣沿水流方向的長(zhǎng)度(即上下游斷面的距離)A :實(shí)驗(yàn)圓筒的橫截面積,包括砂粒和孔隙兩部分面積在K :比例系數(shù),稱為滲透系數(shù)。H2-H1/L即為水力坡度 J,因此,上式可改寫為:v=Q/A=KJ達(dá)西定律微分

10、形式: v=KJ=-KdH/ds-dH/ds為水力坡度。5、掌握滲透系數(shù)的概念P96第六章水文地質(zhì)調(diào)查1. 水文地質(zhì)調(diào)查工作的類型階段劃分?水文地質(zhì)調(diào)查工作中, 按其目的,任務(wù)和調(diào)查方法可分為三種類型( 1)區(qū)域性水文地質(zhì)調(diào)查( 2)專門性水文地質(zhì)調(diào)查( 3)地下水動(dòng)態(tài)和均衡的監(jiān)測(cè)。2. 水文地質(zhì)調(diào)查方法?水文地質(zhì)測(cè)繪, 水文地質(zhì)鉆探, 水文地質(zhì)物探,水文地質(zhì)野外試驗(yàn),室分析,測(cè)定,模擬實(shí)驗(yàn),地下水動(dòng)態(tài)與均衡研究。3. 水文地質(zhì)調(diào)查工作的程序?( 1)接受調(diào)查任務(wù)( 2)編制水文地質(zhì)調(diào)查工作設(shè)計(jì)書( 3)開展野外調(diào)查工作( 4)編制調(diào)查工作成果報(bào)告書和圖件( 5)按照規(guī)定程序組織調(diào)查成果的驗(yàn)收

11、和鑒定工作。4. 鉆探過程中的水文地質(zhì)觀測(cè)工作?( 1)水位觀測(cè)( 2)水溫觀測(cè)( 3)沖洗液消耗觀測(cè)( 4)鉆具陷落觀測(cè)( 5)鉆孔涌水現(xiàn)象的觀測(cè)5. 水文地質(zhì)鉆探的布孔原則?( 1)布置鉆孔時(shí)要考慮水文鉆探的主要任務(wù),應(yīng)明確是查明區(qū)域水文地質(zhì)條件, 還是確定含水層水文地質(zhì)參數(shù),尋找基巖富水帶,評(píng)價(jià)地下水資源或進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)。主要任務(wù)不同,鉆孔布置方案必然有所區(qū)別。 (2)布置鉆孔時(shí)要考慮“一孔多用” 如既是水文地質(zhì)勘探孔, 又可保留作為地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)孔,或者是既是勘探孔,又可留用為開采井或疏干孔( 3)無論是查明水文地質(zhì)條件,求取水文地質(zhì)參數(shù),還是進(jìn)行地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè),在確定其鉆孔位置時(shí)

12、,均應(yīng)考慮其代表性和控制意義( 4)為分析,認(rèn)識(shí)區(qū)域水文地質(zhì)條件的變化規(guī)律, 水文地質(zhì)鉆孔應(yīng)布置成勘探線的形式。6. 抽水試驗(yàn)的類型?單孔抽水,多孔抽水及干擾井群抽水試驗(yàn)。7. 在水文地質(zhì)試驗(yàn)過程中, 正確的確定水位下降值, 下降次數(shù)和延續(xù)時(shí)間,這是保證抽水試驗(yàn)質(zhì)量的重要條件。8. 穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)的技術(shù)要求?( 1)水位降深的要求( 2)抽水延續(xù)時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間的要求( 3)水位測(cè)量穩(wěn)定程序的要求。9. 地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè), 是研究地下水動(dòng)態(tài)的根本手段。 地下水動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)的任務(wù)有以下三點(diǎn): (1)確定地下水之間,地下水與地表水之間的水力聯(lián)系, 地下水和地表水及大氣降水等與開采, 礦井充水等的關(guān)

13、系( 2)計(jì)算地下水資源,預(yù)計(jì)礦井涌水量,為制定合理開采量,防治礦坑水方案等提供依據(jù)。( 3)分析斷層和含水層的富水性,導(dǎo)水性,為綜合性評(píng)價(jià)供水水源地及礦井水文地質(zhì)條件提供依據(jù)。第七章 供水水文地質(zhì)與地下水資源評(píng)價(jià)10. 地下水儲(chǔ)量的分類:動(dòng)儲(chǔ)量是指單位時(shí)間流經(jīng)含水層(帶)橫斷面的地下水體積,即地下水的天然流量。靜儲(chǔ)量是指地下水年變動(dòng)帶動(dòng)下含水層(帶)中儲(chǔ)存的重力水體積。調(diào)節(jié)儲(chǔ)量 是指地下水年變動(dòng)帶重力水的體積。 開采儲(chǔ)量是指用技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的取水能從含水層中取出的水量, 并在預(yù)定開采期不至發(fā)生水量減少,水質(zhì)惡化等不良后果。11. 補(bǔ)給量,補(bǔ)給量是指天然狀態(tài)或開采條件下,單位時(shí)間沖各種途徑進(jìn)入該

14、單元含水層的水量12. 允許開采量(或可開采量)是指通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的取水構(gòu)筑物,在整個(gè)開采期出水量不會(huì)減少,動(dòng)水為不會(huì)超過設(shè)計(jì)要求,水質(zhì)和水溫變化在允許圍, 不影響以建水源地正常開采, 不發(fā)生危害環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象等前提下, 單位時(shí)間從該水文地質(zhì)單元或取出地段開采含水層中可以取得的水量。13. 計(jì)算地下水允許開采量的主要方法? (1)主要以滲流理論為基礎(chǔ)的方法解析法:步驟: a 通過勘探試驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)取得計(jì)算所需的各種參數(shù) b 擬定開采方案, 確定計(jì)算公式 c 計(jì)算開采量,檢查水位降d 進(jìn)行評(píng)價(jià)數(shù)值法:步驟a 建立水位地質(zhì)概念模型b 建立計(jì)算區(qū)的數(shù)學(xué)模型 c 從空間和時(shí)間上離散計(jì)算域d 校正數(shù)學(xué)模型

15、e 驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型 f 模擬預(yù)報(bào),進(jìn)行水資源評(píng)價(jià)。( 2)主要以觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)的方法:簡(jiǎn)相關(guān)線性相關(guān)非線性相關(guān),復(fù)相關(guān):二元線性回歸方程 y=a+b1x1+b2x2(數(shù)字為下標(biāo))二元線性回歸方程 y=axbzc(bc 為上標(biāo))多元回歸方程(3)以水均衡理論為基礎(chǔ)的方法:計(jì)算基本原理:對(duì)于一個(gè)均衡區(qū)的含水層來說,在任一時(shí)刻段t 補(bǔ)給量與消耗量之差, 恒等于此含水層中水體積的變化量,此即物質(zhì)不滅原理。步驟 a 劃分均衡區(qū),確定均衡期,建立均衡方程b 確定每個(gè)區(qū)的各項(xiàng)均衡要素質(zhì)c 計(jì)算和評(píng)價(jià)第十章地下水資源開發(fā)與保護(hù)14. 地下水資源較之地表水資源的主要優(yōu)勢(shì) (1)空間分布廣闊(2)時(shí)間調(diào)節(jié)性

16、( 3)水質(zhì)較潔凈( 4)可利用性15. 污染物質(zhì)可通過不同途徑污染地下水。雨水淋濾使堆放在地面的垃圾與廢渣中的有毒物質(zhì)進(jìn)入含水層; 污水排入江湖坑塘, 再滲入補(bǔ)給含水層;利用污水灌溉農(nóng)田,處理不當(dāng)時(shí),可使大圍的地下水受污染;止水不良的井孔, 會(huì)將淺部的污染水導(dǎo)向深層;廢氣溶解于大氣降水,形成酸雨,也可補(bǔ)給污染地下水。16. 地下水污染的形式主要有 3 種:點(diǎn)源污染、線源污染和面源污染。地下水污染的特點(diǎn):有污染源的存在,這是先決條件,不管污染源在地上還是地下。污染物以流體(主要是水)為介質(zhì)發(fā)生遷移,污染源出流體(水)中具有較高的污染物濃度,污染物以濃度擴(kuò)散(分子擴(kuò)散)和隨著流體(水)的流動(dòng)而運(yùn)

17、動(dòng)(機(jī)械彌散)的方式發(fā)生遷移。 污染源與被污染的地下水體之間具有水頭差, 污染源水頭較高,含污染物的流體(水)對(duì)地下水有補(bǔ)給左右;當(dāng)?shù)叵滤桓哂谖廴締T水位時(shí),污染物僅以分子擴(kuò)散的形式對(duì)地下水造成污染,而且必須克服由于地下水運(yùn)動(dòng)所帶來的反作用, 因此多數(shù)情況下地下水是不受下游污染源的影響, 即便有污染其圍也較小。 隨著與污染源距離的增加, 地下水污染物濃度逐漸降低,而且這種特點(diǎn)在各個(gè)地方上都是存在的,當(dāng)污染源為線源時(shí)往往沿著線源形成條帶狀的地下水污染;與上述第3 個(gè)特點(diǎn)一樣,在地下水運(yùn)動(dòng)方向的反方向一側(cè),地下水幾乎不受污染源的影響。由于巖層(包括土體)對(duì)一些污染物具有吸附作用且有的吸附作用較強(qiáng),所以地下水部分污染物如磷可在短距離消除,即離污染源較遠(yuǎn)的地下水中并不包括所有污染源中的污染物。部分污染物可通過化學(xué)或生物作用在其遷移過程中發(fā)生轉(zhuǎn)化。17. 地下水開發(fā)及其所產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題? (1)地下水位迅速下降,采水能耗大增(2)由地下水供應(yīng)的河

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