地下水文学复习资料
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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==地下水文学试题篇一:地下水期末复习题一、填空题1、将岩土中的空隙作为地下水储存场所与运动通道来研究时,可将空隙分为三大类;包括松散岩土中_孔隙_、坚硬岩石中的_裂隙_及可溶性岩石中的_溶隙__。
2、岩石中空隙中的液态水根据水分子受力状况可分为、。
3、自然界水分的转化是通过水循环实现的,而在水循环过程中发、径流是三个主要环节,称为水分循环的三要素。
4、承压水是充满于两个隔水层间的含水层中,具有如未充满水则称为无压层间水。
5、地表水与地下水相互转化,互为补排关系,可以通过地下水来判明。
6、渗透系数K值的大小取决于组成含水层颗粒。
7、达西定律是揭示水在中渗流规律的实验规律,也称透定律。
9、由于岩土空隙的形状、尺度和连通性不一,地下水在不同空隙中或同一空隙的不同部位,其运动状态是各不相同的,地下水的运动状态可以区分为层流和稳流两种流态。
10、在有垂直入渗补给的河渠间潜水含水层中,通过任一断面的流量。
11、有入渗补给的河渠间含水层中,只要存在分水岭,且两河水位不相等时,则分水岭总是偏向高水位一侧。
如果入渗补给强度W>0时则浸润曲线的形状为椭圆曲线,当W<0时则为双曲线,当W=0时则为。
二、判断题1、空隙度与颗粒大小无关。
(√ )2、分选性愈差,大小愈悬殊,孔隙度愈小(√ )3、表征岩土容水状况的水分指标,除容水度外,还有饱和度和饱和差。
(√ )4、决定地下水流向的是位置的高低。
(× )5、某含水层的渗透系数很大,故可以说该含水层的出水能力很大。
(√ )6、弹性贮水系数既适用于承压含水层,也适用于潜水含水层。
(√ )7、达西定律是层流定律。
(× )8、弹性贮水系数既适用于承压含水层,也适用于潜水含水层。
(√ )9、达西定律公式中不含有时间变量,所以达西公式只适用于稳定流。
地下水文学复习知识点地下水文学是指关于地下水资源开发与利用、地下水环境保护与管理以及地下水科学研究的文学作品。
作为一门交叉学科,地下水文学涉及地质学、水文学、环境科学、工程学等多个领域。
下面是地下水文学复习的一些知识点。
一、地下水资源开发与利用2.地下水的勘探与开采:地下水勘探主要通过地质勘探、地下水位观测和水文地球化学分析等方法进行。
地下水开采需要考虑水源位点的选取、井管和水泵的设计、水文地质条件等因素。
3.地下水资源的管理与规划:地下水资源管理包括地下水环境监测、地下水资源评价和地下水管理规划等工作。
规划的目标是保障地下水资源的持续利用和环境保护。
二、地下水环境保护与管理1.地下水污染与防治:地下水污染主要来自于农业、工业和生活排放等活动。
地下水防治主要包括污染源控制、地下水污染修复和地下水保护区划等措施。
2.地下水位与地下水动态:地下水位是指地下水与地面的接触面高度。
地下水位动态变化受降水和地表水的影响,其变化规律对地下水资源管理具有重要意义。
3.地下水流和地下水汇:地下水流是指地下水在岩石裂隙或孔隙中的流动过程。
地下水汇是指地下水大规模聚集形成的地下水体系。
三、地下水科学研究1.地下水数值模拟:地下水数值模拟是通过建立地下水流动模型,模拟和预测地下水流动和污染传输等过程。
它是地下水科学研究和资源管理的重要工具。
2.地下水与地表水关系研究:地下水与地表水之间存在着复杂的相互作用关系。
地下水补给和排泄对地表水的供给和形成起着关键作用。
3.地下水化学与同位素研究:地下水化学特征和同位素组成是研究地下水形成和流动过程的重要指标。
地下水化学分析和同位素测定可用于判断地下水污染和追踪地下水流动路径。
四、地下水文学的发展与前景1.地下水文学的历史与发展:地下水文学起源于20世纪初的地下水资源开发与利用实践。
随着地下水科学的不断进步,地下水文学的研究内容和方法得到了拓展和深化。
2.地下水文学的研究意义和价值:地下水作为重要的水资源之一,对于经济社会发展和生态环境保护具有至关重要的作用。
《地下水文学》样卷-2班级:学号:姓名:成绩:1、名词解释:(25分)(1)给水度,储水系数(6分)给水度:当潜水位下降一个单位时,单位水平面积自潜水面至地面的柱体中由于重力作用,所释出的体积与释水的饱和岩土总体积之比。
储水系数:单位水平面积水压含水层柱体,当水头下降一个单位时所释放的水量。
(2)渗透系数,导水系数(6分)渗透系数:也称水力传导系数。
当水力坡度J=1时,在数值上等于渗透速度。
导水系数:在水力坡度等于1时,通过整个含水层厚度上的单宽流量,在数值上等于渗透系数与含水层厚度之和(3)含水层(3分)含水层:能够透过并给出相当数量水的岩层。
(4)区域降落漏斗(3分)区域降落漏斗:在一个地区内有许多井同时开采,许多单井漏斗相互叠加,形成一个大范围的地下水位下降,由于范围较大,即时停止抽水,地下水位难以迅速恢复,这种水位下降称区域降落漏斗。
(5)越流含水层(3分)越流含水层:松散沉积物含水层中的粘性土层并不完全透水,在有一定水头差的含水层之间透过弱透水层发生渗流,称为越流,被越流补给的含水层称为越流含水层。
(6)允许开采量(4分)允许开采量:通过技术经济合理的取水构筑物,在整个开采期内,水量和动水位不超过设计要求,水质、水温变化在允许范围内,不影响已建水源地的正常生产,不发生危害性工程地质现象的前提下,单位时间从水文地质单元中能够取得的水量。
2、 计算题(40分),渗透系数K=25m/day ,且平面及剖面线上的流线相互平行。
a ) 求水力梯度及方向;b ) 求含水层中的单宽流量。
解:(a )从图中可求出D 点,其水头为30m 。
则AD 为等水头线,垂直于AD 方向即为水力坡度J 的方向,指向C 点由31.53031.528.4BD BC-=-∵BD =∴174.5BD m =∵DF BD AC BC= ∴145.2BF m =∴300145.2154.8AF m =-=∴182.6AD m =∴154.8200169.6182.6AF CE AC m AD =⋅=⨯= ∴3028.40.0094169.6J -== 169.6cos 0.848200CE AC α===(b)225200.094 4.7/q KbJ m d ==⨯⨯=(2)(15分)潜水含水层中的两眼观测井位置如下图所示,测压管水头分别为13m和10.5m,如果单宽流量为30.02//m hr m ,求渗透系数2K ?解:潜水含水层102x x L dh q Kh dxh h h h ===-== ∴()22122K q h h L=- 如图设3h 、4h ,则:()()()221131222342223423222Kq h h L K q h h L K q h h L =-=-=- 330.02//0.048//q m hr m m d m == 代入得224.5/K m d =(3)(10分)承压含水层一眼抽水井稳定抽水量为2500m3/d,将距此井外60m的观测井降深(s)和时间(t)数据点绘在半对数坐标纸上,并利用直线进行拟合,如下图。
地下水水文学复习提纲一、名词解释1. 孔隙度(裂隙率、溶隙率)2. 毛细水3. 容水度4. 含水率5.饱和度6.持水度7. 给水度8. 含水层9. 隔水层10. 潜水11. 承压水12. 矿化度13. 渗流14. 渗透系数15. 水分特征曲线16. 地下水补给17. 地下水排泄18. 地下径流模数19. 一般均衡方程式20. 潜水蒸发临界埋深21. 潜水位埋深22. 降水入渗系数23. 影响半径24. 均衡区和均衡期25. 越流及越流系数26. 弹性储水系数27. 基质势二、问答题及基本概念1.影响岩土孔隙度的因素2.毛细水的类型及其主要特征3.水在岩土中的赋存形式有哪些?各有什么特点?4.孔隙率n、容水度Cw、含水率q、饱和度S、持水度Re、给水度m以及它们之间的关系5.什么叫潜水和承压水?各有什么特点?6.等水位线图及其应用7.裂隙水的成因类型及其分布和运动特征。
8.岩溶发育的基本条件9.多年冻土区的地下水类型10.地下水的温度特征11.地下水有哪些化学组成?含量最多的7种离子是哪些?12.地下水化学成分的形成作用有哪些?13.阳离子吸附能力与哪此因素有关?13. 地下水补给的概念,主要有哪些补给来源14.影响降雨入渗补给的因素及其作用15.地下水排泄的概念,有哪些排泄形式?16.地下水动态及其影响因素17.地下水基流分割的方法18.泉及泉的类型19.地下水径流的基本类型20.地下水的均衡要素21.达西定律及其适用条件22.地下水运动遵循的基本规律23.越流的概念24.裘布依公式及其适用条件25.泰斯公式及其适用条件,泰斯井函数的基本特征是什么?26.叠加原理及镜像原理27.含水层参数有哪些28.给水度及其确定方法29.非稳定流抽水试验求参的方法30.总硬度、永久硬度与暂时硬度以及其关系三、重要公式1.包气带运动的基本微分方程(三种形式)2.承压含水层非稳定径向渗流基本方程3.达西公式4.潜水运动的基本微分方程5.一维潜水稳定流计算公式6.等效渗透系数计算公式7.潜水和承压稳定井流单井和群井计算公式8.泰斯公式。
绪 论1.地下水: 埋藏于地表以下的各种形式的重力水。
2.地下水开发利用与环境问题:①地下水水位持续下降②泉水流量衰减甚至断流③地面沉降、地面塌陷、地裂缝④海(咸)水入侵⑤土地沙漠化;⑥地下水污染;⑦土壤次生盐碱化。
3.地下水的优点:①分布广泛、②便于就地使用、③水质普遍较优、④供水量受气候变化影响较小、⑤动态比较稳定。
4.地下水资源的特点:可恢复性 、系统性、复杂性第一章 地下水及其赋存1.地下水储存条件(1)岩土空隙性:松散岩土中的孔隙、非可溶性坚硬岩石中的裂隙、可溶性岩石中的溶隙。
a.孔隙度=孔隙体积/岩土总体积=n V Vb.孔隙度大小的影响因素:分选程度(用来表征岩土颗粒大小相差的程度):d60/d10,值越大,孔隙度越小;粒配曲线:半对数坐标,横坐标表示泥沙粒径,纵坐标表示小于某粒径的泥沙在总沙样中所占的重量百分比。
孔隙度随埋深的增大而减小,不同成分的土层减小趋势有所不同。
c .不同类型空隙的性质:各向异性,亦称“非均质性”。
物体的全部或部分物理、化学等性质随方向的不同而各自表现出一定的差异的特性。
空隙 孔 隙 裂 隙溶 隙 空隙的形成 松散沉积物中空隙相互连通并呈孔状 与裂隙成因有关:成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙可溶性岩石在含侵蚀性CO2的地下水作用下形成 数量指标 孔隙度 裂隙率岩溶率 影响因素 颗粒大小、排列形式、分选程度、颗粒形状及胶结情况 取决于裂隙成因 岩石的可溶性、透水性;水的侵蚀性、流动性差别 分布均匀、相互连通、各向异性不显著 不均匀、连通性差、各向异性显著空隙大小悬殊、分布极不均匀(2)水在岩土中的赋存形式:气态水、固态水、液态水(结合水、毛细水、重力水)。
重力水:能在重力影响下发生运动的自由 水称重力水。
3.岩土的水理性质:亦称岩土的水文地质性质,它表示岩土控制水分活动的性质。
水能否进入空隙中,能否自由运动和能否被取(排)出等。
有:容水性、持水性、给水性、透水性。
一、自然界水的循环:1.水文循环2.地质循环1、水文循环:地球浅部层圈中的水,即大气水、地表水及地壳浅部地下水相互间的交替转换。
水文循环的速度较快,途径较短。
水文循环的动力主要为太阳辐射和地球引力。
大循环(外循环):水分从海洋蒸发,以固态或液态的形式降落到陆面,最后又以地表和地下径流的形式再回到海洋。
小循环(内循环):水从海洋表面蒸发,又降落到海洋表面或者水从陆地上的湖泊、河流。
植被叶面和地下水蒸发,重新降落回到陆地,这种局部性的水循环)加强小循环是改变当地自然条件和增加地下水资源的有效途径。
2、地质循环:地球浅部层圈水域深部层圈水之间的相互转化过程。
一般属于间接循环。
二、地下水开发利用带来的环境问题1、地面沉降;2、地面塌陷;3、海(咸)水入侵;4、土壤次生荒漠化三、根据泉水的出漏原因可将泉水分为:1、侵蚀泉;2、接触泉;3、溢流泉;4、断层泉;5、接触带泉。
三、水文循环的动力主要来源是太阳辐射和地球引力。
四、岩土的水理性质:1、溶水性;2、给水性;3、持水性;4、透水性六、地下水的补给来源包括:1、大气降水的补给;2、地表水对地下水的补给;3、凝结水的补给;4、含水层之间的补给;5、其他补给来源:侧向补给,人类活动造成的地下水补给,融雪水、融冻水补给。
七、反应地下水环境状态的指标:1、化学需氧量;2、生化需氧量;3、总有机碳;4、氧化还原电位。
八、承压水特征:1、承压性;2、承压水的补给区和分布区不一致;3、承压水的动态比较稳定,其资源具有多年调节能力;4、承压水的化学成分一般比较复杂;5、承压含水层的厚度,一般不随补给量的增减而发生变化;6、承压水一般不易受污染。
九、岩土中的空隙:1、孔隙;2、裂隙;3、溶隙十、导水系数:,在数值上,等于渗透系数与含水层厚度之积;物理含义:在水力坡度等于1时,通过整个含水层厚度上单宽流量,量纲时L²T﹣¹,单位常用m²。
导水系数的概念仅适用于一维、二维的地下水流,对三维水流没有意义。
一、名词解释1、水资源:存在于地球表层可供人类利用的水量,包括河流、湖泊及600m深度以内含水层中的淡水。
2、地表水资源:可供利用的地表水量,多年平均径流量表示。
3、地下水资源:存在于地壳表层可供人类利用的地下水量。
4、地下水文学:是研究地下水的形成、运动、量和质、开发利用以及管理的一门学科。
5、地下水:埋藏在地表以下岩石(包括土层)的空隙(包括孔隙、裂隙、岩溶)中的各种状态的水。
6、结合水:受到固相表面引力大于其自身重力的那部分水。
7、重力水:能在重力影响下发生运动的自由水。
8、持水性:岩土在重力作用下仍能保持一定水量的性能。
9、成岩裂隙:是岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原生裂隙。
10、风化裂隙:暴露于地表的岩石,在温度变化和水、空气、生物等风化营力作用下形成的裂隙。
11、潜水:是指地表以下埋藏在饱水带中第一个具有自由水面的重力水。
12、构造裂隙:是在地壳运动过程中,岩石在构造应力作用下产生。
13、给水性:含水岩土在重力作用下能自由释出一定水量的性能,称为给水性。
14、地下水:是通过补给与排泄两个环节参与自然界的水循环。
15、补给:含水层或含水系统从外界获得水量的过程。
16、排泄:含水层或含水系统向外界排出水量的过程。
17、土面蒸发:潜水通过包气带耗失水分.18、地下水径流强度:是指在单位时间内通过单位断面积的地下水的径流量。
19、叶面蒸腾:通过植物根系吸收潜水或包气带水转化为叶面水而蒸发消耗。
20、地下水动态:是指表征地下水数量与质量的各种要素(如水位、泉流量、开采量、溶质成分与含量、温度及其它物理特征等)随时间而变化的规律。
21、地下水均衡:某一地域在某时间段内地下水量的收支均衡状况。
22、零通量面:可作为测算陆面蒸发蒸腾量和地下水入渗补给量的分界面。
该面以上,蒸发与蒸腾;该面以下,补给潜水。
23、弹性释水系数:压力水头下降一个单位时,单位面积,高位含水层厚度的柱状含水层在弹性释水条件下释放出的水量。
水循环三要素:蒸发(Z)、降水(X)和径流(Y) 水均衡:在一定时间、一定区域内,水分循环的三要素之间的数量关系 水均衡原理:对于任一地区(系统),在任一时间内,收入的水量与支出的水量之间的差额必等于其蓄水量的变化。
全球水平衡方程: Z 0 + Z c = X 0 + X c 水在岩土中的赋存形式:液态水(结合水、重力水、毛细水:支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水)、气态水、固态水 容水性:岩土能容纳一定水量的性能,常用含水率表示。
含水率θ:单位体积岩土中所含水的体积%100⨯=V V w θ错误!未找到引用源。
--含水体积 错误!未找到引用源。
—包括孔隙在内的岩土总体积 容水度:岩土完全饱和时所容纳的最大水体积与岩土总体积之比 持水性:含水岩土在重力作用下释水时,由于固体颗粒表面的吸附力和毛细力的作用,使在其空隙中能保持一定水量的性能 给水性:含水岩土在重力作用下能自由释出一定水量的性能 给水度μ:指饱水岩土在重力作用下所释出的水体积与岩土总体积之比,在数值上它等于容水度减去持水度,也即岩土的饱和含水率与田间持水率之差 透水性:岩土允许水体透过的性能,决定岩土透水性好坏的主要因素是空隙的大小,其次才是空隙的数量。
度量岩土透水性的指标是渗透系数K 。
渗透系数愈大,表明岩土的透水性愈强,反之,则愈弱。
潜水:潜水是地表以下埋藏在饱水带中第一个具有自由水面的重力水,潜水没有隔水顶板,或只具有局部的隔水顶板,潜水的自由水面称为潜水面。
潜水的特征:①与降水和地表水联系密切,积极参与水循环。
②分布区与补给区基本一致③排泄方式:径流排泄:泉、渗流形式;蒸发(腾)排泄④动态的季节性变化显著(丰水,水位高,含水层厚)⑤易受污染 等水位线图:在潜水面上,将高程相同的点(即潜水位相同的点)相连,即为潜水面的等水位线图承压水:承压水是充满于两个隔水层之间的含水层中具有静水压力的重力水,如未充满水则称为无压层间水;特性:承压性,与大气水地表水联系较弱,水量增减与潜水不同,水质变化较大,不易受污染也不易自净。
地下水水文学1 自然界水的分布、循环与均衡 自然界水均衡 (water equilibrium)水分循环三要素:蒸发(Z)、降水(X)和径流(Y)水均衡:在一定时间、一定区域内,水分循环的三要素之间的数量关系水均衡原理:对于任一地区(系统),在任一时间内,收入的水量与支出的水量之间的差额必等于其蓄水量的变化。
在海洋:Z 0=X 0 + Y 在陆地:Z c =X c - Y全球: Z 0 + Z c = X 0 + X c 水在岩土中的赋存形式 液态水结合水:受到固相表面的吸引力大于其自身重力的那部分水 重力水:距离固相表面更远的、能在重力下运移的那部分水毛细水:松散岩土中细小孔隙通道构成毛细管,在毛细力的 作用下,地下水沿着细小孔隙上升到一定高度,这种既受重力又受毛细力作用的水。
支持毛细水 悬挂毛细水 孔角毛细水 气态水 固态水其它:矿物结合水(沸石水、结晶水、结构水) 与水分贮存、运移有关的岩土性质容水性:岩土能容纳一定水量的性能,常用含水率表示。
含水率θ:单位体积岩土中所含水的体积(water content; mositure content)容水度(water capacity) C w :岩土完全饱和时所容纳的最大水体积与岩土总体积之比。
在数值上,一般与孔隙度(裂隙率、溶隙率)相等,但对于有膨胀性的岩土,由于充水后体积扩大,其容水度可大于孔隙度饱和度(saturation) S :含水率与容水度的比值。
S =1表示饱和,0<S <1表示非饱和%100⨯=VV w θ 或nC S wθθ==式中—体积含水率--含水体积—包括孔隙在内的岩土总体积--重量含水率--含水的重量--干燥岩土的重量持水性(moisture retention):含水岩土在重力作用下释水时,由于固体颗粒表面的吸附力和毛细力的作用,使在其空隙中能保持一定水量的性能持水度R e :指饱水岩土在重力作用下,经过2—3天释水后,岩土空隙中尚能保持的水体积与岩土总体积之比,这时的岩土含水率也称为田间持水率。
给水性(specific yield):含水岩土在重力作用下能自由释出一定水量的性能给水度μ:指饱水岩土在重力作用下所释出的水体积与岩土总体积之比,在数值上它等于容水度减去持水度,也即岩土的饱和含水率与田间持水率之差。
e w R C -=μ透水性(permeability ):岩土允许水体透过的性能决定岩土透水性好坏的主要因素是空隙的大小,其次才是空隙的数量。
度量岩土透水性的指标是渗透系数K 。
渗透系数愈大,表明岩土的透水性愈强,反之,则愈弱。
1.3不同埋藏条件下的地下水潜水(phreatic water):潜水是地表以下埋藏在饱水带中第一个具有自由水面的重力水,潜水没有隔水顶板,或只具有局部的隔水顶板,潜水的自由水面称为潜水面(water table)。
潜水面上任一点的高程为该点的潜水位(phreatic water level),潜水面到地表的铅垂距离为潜水的埋藏深度(简称埋深)。
潜水在重力作用下由高处流向低处称潜流。
在渗透途径上,任意两点的水位差与该两点的水平距离之比,称为水力梯度(hydraulic gradient)或水力坡度,通常用I 表示。
潜水的特征:①与降水和地表水联系密切,积极参与水循环。
②分布区与补给区基本一致③排泄方式:径流排泄:泉、渗流形式蒸发(腾)排泄:失水分,留盐分 盐碱土④动态的季节性变化显著(丰水,水位高,含水层厚) ⑤易受污染等水位线图(phreatic water contour):在潜水面上,将高程相同的点(即潜水位相同的点)相连,即为潜水面的等水位线图(参见教材P15图1-9)承压水(confined water):承压水是充满于两个隔水层之间的含水层中具有静水压力的重力水。
(参见教材P16图1—12)如未充满水则称为无压层间水。
1.4不同水介质中的地下水孔隙水 :冲积物中的孔隙水、洪积物中的孔隙水岩溶水:特点:空间分布极不均匀,动态变化强烈,流动迅速,排泄集中。
2.地下水运动2.1 地下水运动的基本方程地下水的流态可用无量纲的雷诺数来判别νVdR e =V —地下水渗流速度d —含水层颗粒的平均粒径;ν—地下水运动粘滞系数 渗流的基本定律达西定律:渗流量Q 与过水断面面积A 及上、下两测压管的水头差∆h 成正比,而与渗透途径长度L 成反比。
即:A l h KQ ∆=适用范围:存在一个临界雷诺数R e 临,该值约在1~10之间,当R e < R e 临,即低雷诺数时,属低速流,这时有一个粘滞力(忽略惯性力)占优势的层流区域,该区域内达西定律是适用的。
上述R e 临就是达西定律成立的上限。
当R e 临< R e <20~60时,偏离了达西定律,此时计算不够准确。
高雷诺数时为紊流,此时达西定律就失效了 2.2 包气带水运动的基本方程水分特征曲线:包气带水的基质势或吸力是其含水率的函数,基质势ψm 或吸力S 与含水率θ关系的曲线即称为水分特征曲线(图2-5)。
包气带土壤水分特征曲线须由实验室测出,不同土壤质地的水分特征曲线不同(图2-5a),即使是同一土壤由于结构不同、干容重不等,其水分特征曲线也不相同(图2-5b) 。
2.3 地下水的稳定流运动基本方程:裘布依公式--水力梯度,其中H 为水位或压力水头式中:Q —稳定流流量 K —渗透系数 A--地下水流的过水断面2.3.1均质岩层中地下水的稳定流运动 2.3.1.1底板水平的潜水运动已知渗透系数K 及h 1、h 2、l ,求单宽流量q :lh h h h Kq 21212-⋅+=式中:h h h =+221---含水层平均厚度I lh h =-21---含水层平均水力梯度2.4地下水向井的运动以井的结构和含水层的关系,可将其分成为完整井和非完整井。
凡是水井打穿整个含水层,而且在整个含水层的厚度上都安置了滤水管的,就叫完整井;反之,水井只打穿部分含水层,或者只在部分含水层中下了滤水管的,叫非完整井。
2.4.1地下水向潜水完整井的运动H 、r 0、S 0以及Q 均可测,K 通过下式计算求得:)/ln()2(000r R S S H K Q -=π 0S 为水位降深2.4.2地下室向承压完整井的运动承压完整井流量与任一点地下水位h 的关系式泰斯标准曲线(教材P54) 2.4.3 越流定义:当在含水层1中抽水时,其上下两相邻含水层(即补给层)通过弱透水层向含水层进行补给,这种补给称为越流补给,含水层1称为越流补给层。
3地下水的转化、动态和均衡 3.1 地下水的转化系统 六种耦合转换关系a) 大气水子系统—地表水子系统 b) 大气水子系统—土壤水子系统 c) 地表水子系统—土壤水子系统 d) 地表水子系统—地下水子系统 e) 土壤水子系统—地下水子系统 f) 大气水子系统—地下水子系统 3.2大气水与地下水的相互转化 3.2.1 大气水转化补给地下水机理:大气水抵达地表后便向土壤孔隙渗入,如土壤初始含水量,则渗水首先形成薄膜水,待达到最大薄膜水后,又继续充填毛细孔隙形成毛细水,只有当土壤含水率超过最大持水量时,才形成重力水下渗补给地下水 降雨入渗模型(教材P80)3.2.2 地下水排泄转化为大气水机理:地下潜水在土水势的作用下转化为土壤水,移升至包气带,并由土面蒸发和叶面腾发转化为水汽排泄于大气中,由于蒸发和腾发在天然条件下难以区分,故通常合并称为潜水蒸发。
潜水蒸发为地下水的垂直排泄,是浅层地下水转化为土壤水和大气水的主要途径。
3.2.3潜水蒸发过程三阶段:按大气蒸发能力和土壤输水能力所起作用的大小不同,大致可分为三个阶段(1)取决于大气蒸发能力的稳定蒸发阶段(2)潜水蒸发强度随表土含水率降低而变化阶段(3)取决于土壤输水能力的潜水蒸发相对稳定阶段(p83)3.2.4潜水蒸发量的相关分析影响潜水蒸发强度除气象因素(包括辐射、气温、地温、水汽压力差与风速等)外,主要还有潜水埋深、含水介质岩性与地表植被等因素。
(1)气象因素的影响(2)潜水埋深的影响(3)土壤岩性的影响(4)植被影响(p85-87)3.3.1地表水转化补给地下水量的计算除采用第二章的地下水动力学方法外,常用方法有:1.河段水量平衡法 2.水文分析法 3.渠系系数法(p89)3.3.2地下水排泄转化为地表水的形式主要分别为两类:1.泉 2.泄流泉:泉是地下水的天然露头,为地下水排泄转化为地表水的主要形式之一。
在含水层或含水通道与地表接触面相交处地下水即出露成泉,转化为地表水,泉常见于山丘的沟谷和坡脚处,在平原地区因地貌平缓则很少见。
根据泉的补给源含水层的性质可分为上升泉和下降泉两大类。
(1)上升泉由承压含水层补给,按其出露原因可分为1)侵蚀泉当河谷、冲沟等切穿承压含水层的隔水顶板时形成2)断层泉地下水沿导水断层上升,在地面高程低于测压水位处涌溢地表形成3)接触带泉岩脉或侵入体与围岩的接触带常因冷凝收缩产生裂缝,地下水沿此类接触带上升成泉(2)下降泉由潜水或上层滞水补给,按其出露原因可分为1)侵蚀泉由于沟谷切割揭露潜水含水层而形成2)接触泉当地形切割达到含水层隔水底板时,地下水从两岩层接触处出露形成3)溢流泉溢流泉的种类很多,在潜水流动前方如因含水层透水性急剧变弱,或因隔水底板隆起,或因潜水流动受阻等缘故,都可使地下水浸漫形成溢流泉(p90)泄流:泄流是地下水排泄转化为地表水的另一主要方式。
在地下水与地表水存在水力联系时,如地下水水位高于地表水,则地下水可以直接不断的渗泄转化为地表水,并入江河、湖洼岸侧或底部渗出3.3.3地下水排泄转化为地表水的常用分析计算方法1.地下水动力法WKIHLTW——河渠地表水转化为地下水或地下水转化为地表水的水量K——含水层渗漏系数I——地下水流水力梯度H——含水层厚度L ——计算河段长度T ——地表水与地下水相互转化历时 2.基流分割法 (p92) 3.5.1地下水交替根据地下水径流方向特征不同,可将地下水水交替分为三种类型: (1)垂向交替 在无出口的内陆盆地,地下水的补给来源以大气降水入渗补给为主,或存在地表水的垂直渗漏补给,而地下水的排泄出路只有潜水蒸发(2)侧向交替 在泉和地表水排泄处如排泄基准面低,排泄条件良好,地下水的水交替循环主要是在水平方向上进行,补给来源可以是各种形式(3)混合交替 介于上述两类型之间,两类地下水水交替兼有之,自然界中的地下水大都属于混合交替,但有以垂向交替为主和侧向交替为主之别 3.5.2地下水的径流强度和径流模数地下水的径流强度系指在单位时间内通过单位断面积德地下水径流量,换言之也即以地下水的渗透速度表征 地下水径流模数:表示1平方千米含水层分布面积F 上的地下水径流量,其年平均地下水径流模数M 年为年平均地下水径流模数=M年FQ 4.86365⨯Q ——年内地下水径流总量F ——含水层分布面积或地下径流流域面积地下径流系数η是指地下水径流量Q 与同一时间内含水层分布面积F 上的降水总量P 之比()%001.0FP Q ⨯=ηP ——年降水总量(mm )3.5.3地下水径流基本类型与地下水径流系数按地下水径流方向、径流强度等地下水水文特征,可将地下水径流分为五种基本类型: (1)畅流型 (2)汇流型 (3)散流型 (4)缓流型 (5)滞流型(p96) 3.6.1地下水动态地下水动态是含水系统对外界因素作用的一种响应,由于影响地下水动态的补给过程和排泄过程都具有连续性、随机性和周期性的性质,因此地下水动态也必然具有相应的连续性、随机性和周期性的特点。