第9章 地下水动态与平衡
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水文地质学基础A教学大纲01.教学单位名称:环境与资源学院02.课程代码:64200303.课程名称:水文地质学基础A04.课程英文名称:Foundation of Hydrogeology05.课程类别:学科基础课06.课程性质:必修07.课程学时:48学时,其中包含实验8学时08.课程学分:309.授课对象:地下水科学与工程/水文与水资源工程.开课学期:4学期(春季)10.选用教材:张人权主编:《水文地质学基础》,地质出版社,2011年,第六版.主要参考书:[1]薛禹群主编:《地下水动力学》,地质出版社,2001年,第二版[2]沈照理等编著:《水文地质学》,科学出版社,1985年[3]R.H.布朗等编,赵耿忠、叶寿征等译:《地下水研究》,学术书刊出版社,1989 年[4]任天培主编:《水文地质学》,地质出版社,1986年[5]霍崇仁等编:《水文地质学》,水利电力出版社,1986年[6]朱学愚、钱孝星编著:《地下水资源评价》,南京大学出版社,1987年[7]R.A.费里泽著,吴静芳译:《地下水》,地质出版社,1987年[8]石振华,李传尧主编:《城市地下水工程与管理手册》,中国建筑工业出版社,1993年[9]王大纯,张人权等主编:《水文地质学基础》,地质出版社,1995年,第五版.大纲执笔人:11.课程中文简介:水文地质学基础是水文与水资源工程、地下水科学与工程专业的学科基础课。
课程主要讲授水文地质学的基本概念、地下水运动的基本规律、地下水化学成分的形成作用、地下水动态与均衡、不同类型地下水的基本特征等,为本专业的其它课程学习奠定良好基础。
12.课程英文简介:Foundation of Hydrogeology is a specialized course in Groundwater Science and Engineering, and Hydrology and Waler Resources Engineering. The course inlroduces the basic concepts in hydrogeology, the physical mechanics of groundwater flow, the hydrogeochemical characterizations and processes, groundwater regime and balance, and groundwater types. The knowledge herein forms the foundation of learning the hydrogeology.13.京程装承任务、教学目的和教学要求教学任务:本课程主要讲授地下水的功能,水文循环及其影响因素,岩石的空隙类型及地下水类型,地下水运动的基本规律,地下水化学成分的形成作用及水化学分析表示方法,地下水的补给与排泄,地下水系统,地下水动态与均衡,孔隙水、裂隙水和岩溶水的基本特征等基础理论和方法。
第九章影响地下水异常变化的干扰因素及其排除方法目前,人们在利用地下水异常变化预报地震方面还没有充分的把握,原因之一就是不能有效地排除各种干扰因素,往往把干扰引起的异常现象误认为地震前兆,或由于干扰的掩盖而发现不了真正的震兆。
因此,排除干扰,识别异常,是目前利用地下水预测预报地震中的一项重要课题。
第一节影响地下水位异常变化的干扰因素一、人为用水居民点附近的观测井,常因人们的生活用水而受到干扰,例如,生产大队和公社驻地,在开会期间或节、假日时,用水量激增,往往造成井水水位剧降,甚至井干见底的现象。
居民点外的观测井,主要是工矿用水或灌溉用水的干扰。
例如有些工厂和矿山为了生产和施工的需要,大量抽取地下水,这时可造成附近井水水位陡降。
大量抽取地下水进行灌溉也可引起类似的情况出现。
在地下水位动态下降期,用水干扰不易识别,有时表现为大幅度下降的特点,但非全区性。
在地下水动态上升期或其它干扰为上升性质时,人为用水可引起单井或一小片范围内的井水水位下降。
对于人为用水干扰,需进行认真调查核实用水情况,予以排除。
此外,水位观测应在用水之前进行,以免干扰。
二、地表水与农灌水地表水主要指河流、渠道水,其影响特点是沿河渠两侧呈长条形规整变化。
井、泉水和河渠可依地形及气候的变化而互相补给,因此易于识别。
例如,在江河水位高于两岸的地区,由于河水补给,靠近河岸两侧的井水水位随河水水位的涨落而变化,有时甚至在河岸附近的低洼地带,可能出现喷水冒沙现象,黄河和淮河的下游地区,经常会遇到这类现象。
农田灌溉水渗入地下(尤其是渠灌),可引起地下水水位上升。
丘陵或山区的水井往往修建在沟、塘及水田旁,因此受地表水影响较大。
此外,随着农业学大寨运动的普遍开展,各地兴修了大量的水利工程,有些新挖的河渠中往往残存了一些用来标志挖方的土埂或土柱,因此当上游库、坝开闸放水时,在这些地段易引起水位陡涨现象,甚至出现打旋、涌起水浪等。
只要我们注意调查周围情况,就不难去伪存真,排除假象。
水文地质学复习资料§1 绪论1、水文地质学是一门研究地下水的科学2、水文地质学的研究内容:研究地下水与周围环境(岩石圈、水圈、生物圈、大气圈)及人类活动的相互作用下,其水质、水量的时空变化规律;并研究如何运用这些规律兴利除害,造福于人类。
§2 地球中水的分布与循环1、水文循环是指发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中地下水之间的水循环。
大循环是指海洋或大陆之间的水分交换。
小循环是指海洋或大陆内部的水分交换。
2、地质循环是地球浅部层圈和深部层圈之间水的相互转化过程。
3、湿度:表示空气中水汽含量或空气干湿程度的物理量,是大气中的水汽含量。
有绝对温度、相对湿度、饱和差和露点等多种表示方法。
4、绝对湿度:表示某一地区某一时刻中的水汽含量,即单位体积空气中所含水汽的质量。
用重量表示时,符号记为m,单位为g/m3;用压力表示时,符号记为e,为空气中所含水汽分压,相当于水银柱高度的mm数或mba(1mba=102Pa),表示空气中水分的不饱和程度。
5、相对湿度:大气中实际水汽含量与饱和时水汽含量的比值,亦即绝对湿度与饱和水汽含量之比,数值上也等于实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比值,即r(%)=e/E×100%=m/M×100%式中,f为相对湿度,以百分数表示,表示实际水汽压,单位为毫米隶柱;E为饱和水汽压、(同一温度下,水汽压的最大值)。
6、蒸发:是指常温下水由液态变为气态进入大气的过程,亦即温度低于沸点时,水分子从液态或固态水的自由面逸出而变成气态的过程或现象。
7、径流是指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的现象。
为水流的重要环节和水均衡的基本因素。
分为地表径流和地下径流。
8、水系是指汇流于某一干流的全部河流所构成的地表径流系统。
9、流域是指一个水系的全部集水面积,亦即地表水、地下水的分水岭所包围的集水区域。
10、分水线(分水岭)是指相邻两个流域之间地形最高点的连线。
第九章地下水的动态与均衡地下水动态:groundwater regime地下水均衡:groundwater balance (budget)9.1 地下水动态与均衡的概念地下水动态––––在与环境相互作用下,含水层各要素(如水位、水量、水化学成分、水温等)随时间的变化,称作地下水动态。
地下水均衡––––某一时段内,某一地段内地下水水量(盐量、热量、能量)的收支状况称作地下水的均衡。
地下水要素之所以随时间发生变动,是含水层(含水系统)水量、盐量、热量、能量收支不平衡的结果。
例如,当含水层的补给水量大于其排泄水量时,储存水量增加,地下水位上升;反之,当补给量小于排泄量时,储存水量减少,水位下降。
研究目的意义:①为了合理利用地下水或有效防范其危害,必须掌握地下水动态。
②查清地下水的补给与排泄,阐明其资源条件,确定含水层之间以及含水层与地表水水体的关系。
目前:研究较多的是水位动态,水量均衡。
9.2 地下水动态1.形成机制:分析一次降雨对地下水位的影响:输入(降雨)脉冲信号含水层输出(水位升高)波信号滞后时间持续时间地下水位的升高过程表现为一个连续波形图形。
当相邻的两次或更多次降雨接近时,各次降雨引起的地下水抬升的波形便会相互迭加,当各个波峰某种程度迭加时,会迭加成更高的波峰,地下水位会出现一个峰值。
实际情况下往往是各个波形波峰与波谷迭加,削峰填谷,构成平缓的复杂波形。
对泉水流量的影响也类似。
间断性的降水,通过含水层的变化将转化为比较连续的地下水位的变化或泉流量的变化。
2.影响地下水动态的因素1)气象因素:①降水→含水层水量增加→水位抬升→水质变淡;②蒸发→潜水含水层水量减少→水位降低→水质变咸;③气象因素具有季节性的变化,地下水动态也具有季节性变化;④气候还存在多年的周期性变动,如周期为11年的太阳黑子影响丰水年与枯水年从而使地下水位呈现多年周期性变化。
在分析气象因素对潜水位的影响时,必须区分潜水位的真变化与伪变化。