地下水的动态与均衡

第五章 地下水概论1.什么是岩石的空隙性，自然界岩石的空隙有哪几种，各有什么特点，衡量指标是什么？答：（1）岩石的空隙性：构成地壳的岩石，无论是松散沉积物，还是坚硬的基岩，均存在着数量不等、大小不一、形状各异的空隙，没有空隙的岩石是不存在的。

（2）自然界岩石的空隙种类：松散岩石中的空隙、坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶隙。

①孔隙：松散岩石是由大小不等的颗粒组成的，在颗粒或者颗粒集合体之间普遍存在着孔隙衡量孔隙多少的定量指标称孔隙率，可表示为%100⨯=V V n n式中 n —岩石的孔隙率；n V —岩石中孔隙的体积；V —岩石的总体积②裂隙：存在于坚硬岩石中的裂缝状空隙称为裂隙。

坚硬岩石中的裂隙的长度、宽度、数量、分布及连通性等各地差异很大，与孔隙相比具有明显的不均匀性。

衡量裂隙多少的定量指标称为裂隙率，可表为%100⨯=V V n T T式中 nT —岩石裂隙率；T V —岩石中裂隙体积；V —岩石总体积；裂隙率的测定多在岩石出露处或坑道中进行。

量的岩石露头的面积F ，逐一测量该面积上裂隙长度L 和平均宽度b ，便按下式计算其裂隙率：%100⨯⨯=F b L n T③溶隙：可溶岩中的各种裂隙，在水流长期溶蚀作用下形成的一种特殊空隙称为溶隙或溶穴。

衡量溶隙多少的定量指标称为岩溶率。

可用下式表示%100⨯=V V K K K式中 K k —岩石岩溶率；K V —岩石中溶隙或溶穴的体积；V —岩石总体积；2.岩石中存在哪些形式的水？各有什么？各有什么特点？答：岩石中存在组成岩石矿物中的矿物结合水和存在于岩石空隙中的水。

矿物结合水：沸石水、结晶水和结构水。

空隙水：结合水、重力水、毛细水、固态水和气态水。

4.何谓含水层、含水带、含水岩组、含水岩系，他们在生产实践中有何用途？答：含水层是指能透过又能给出重力水的岩层，提供充分的水资源。

7.什么是潜水？有哪些特征？答：（1）潜水是埋藏于地下第一个稳定隔水层之上，具有自由表面的重力水。

中国地质大学（北京）2002年硕士研究生入学考试试题试题名称：水文地质学基础试题代码：610一、名词解释（每题4分，共24分）持水度含水层上层滞水水力梯度地下水均衡岩溶水二、判断正误（正确打7，错误打x，每题2分，共10分）1．含水层的渗透系数越大，该含水层越富水。

（）2．并不是多孔介质的孔隙度越大给水度也越大。

（）3．多孔介质中的渗透速度不等于地下水的实际流速。

（）4．地下水位动态变化完全取决于地下水补给量的大小。

（）5．所有隔水层都是不含水和不透水的岩层。

（）三、以下图（a）、（b）、（c）所示为三个含水层剖面示意图，假定地下水为稳定运动，试绘出各自的地下水位（水头）曲线示意图。

（6分）四、简述地下水化学成分的主要形成作用。

（15分）五、简述地下水资源的特征。

（15分）六、试论述地下水开发利用过程中的问题。

（30分）//ZZ//Z/Z/Z/ZZZZ/ZZZZ/Z/////////ZZ/Z/ZZZ/Z试题三图（a）%%么«%;“*Hi用//////////,///////////////////////////////oo°01%。

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•…・・J・・・•**•*试题三图（b）中国地质大学（北京）2004年硕士研究生入学考试试题试题名称：水文地质学基础试题代码：415一、解释概念（每题5分，共30分）1．孔隙度2．承压水3．毛细水4．溶滤水5．溢流泉6．岩溶二、分析解释（每题10分，共50分）1．达西定律2．脱碳酸作用3．裂隙水的基本特点4．地下水系统5．地下水补给资源及其供水意义三、画出下面降雨入渗条件下河间地块剖面的流网（画出流线、等水头线，标出钻孔中的水位。

20分）四、阐述影响降雨入渗补给地下水的因素（25分）五、论述人类影响下地下水动态的基本类型并分析其成因（25分）中国地质大学（北京）2005年硕士研究生入学考试试题 试题名称：水文地质学基础试题代码：415一、请指出下列相关概念的区别（每题6分，共30分）1．孔隙度、孔隙比2．潜水、承压水3．蒸发、蒸腾4．溶滤作用、浓缩作用5．非均质性、各向异性二、填空（每题6分，共30分）1．含水层从外界获得补给的方式包括2. ___________________________________ 溶解了大量CO 2的地下水在温度或压弓时将发生脱碳酸作用。

地下水动态均衡研究方法来源:地大热能2015-07-24地下水动态长期以，观测网的布置：动态观测网分区域性基本观测网和专门性观测网两种。

1、选择不同气候带中有代表性的各种水文地质单元，设置由泉、井、孔等观测点组成的观测肉。

2、以主干观测线控制各单元中的主要动态类型，按当地水文地质变化最大的方向布置观测线。

对次要的、有差异性的地段和特殊变化点上设辅助性观测点。

也常布置垂直地表水体的观测线。

3、观测肉应与均衡研究结合起来。

主要技术要求常用的观测点为钻孔和泉。

此外还有其它地下水、地表水或气象要素等的观测点。

观测孔结构取决于含水层性质、观测层数和内容。

如松散层应下过滤器，一孔观测多层则在求分层止水，孔径应保证能定置进各层测水位管。

孔深应保证观测到最低水位。

选泉点应考虑测流方便，并能安设测流装置。

有时还应建防污设施。

所有观测点应有水文地质特征、观测和利用等历史资料。

经常的观测项目有地下水水位，泉、自溢孔和生产井的流量，水温及水化学成分等。

必要时还需观测地表水及气象要素等。

观测频度取决于观测内容及要素变化快慢。

通常，水位、水温、流量每5日观测1次。

地表河和地下河流洪峰时期，可加密至每日两次。

同一水文地抩单元力求对和点同时观测，否则应在季节代表性日期内统一观测。

如区域过大，观测频度高，可免于统一观测。

地下水动态与均衡的研究来源:地大热能2015-07-24动态均衡研究还可以用来（1）确定含水层参数、补给强度、越流因素、边界性质及水力联系等；（2）评价地下水资源，尤其是对大区域和一些岩溶地区的水资源评价主要是用水均衡法；（3）预报水源地的水位、调整开采方案和管理制度，拟定新水源地的管理措施及对措施未来效果的评价；（4）土壤次生盐渍化及沼泽化，矿坑涌水水源及突水，水库廻水的浸没，地下水污染进行监测与预测，以及相应防治措施的拟定和效果评价；（5）预报地震。

影响地下水动态的因素地下水动态要以定义为地下水各要素随时间变化的规律。

《水文地质学》课程教学大纲【英文译名】：Hydrogeology【适用专业】：地质工程【学分数】：2【总学时数】：32【实践学数】：0一、本课程教学目的和课程性质《水文地质学》是地质工程专业的一门专业基础必修课。

本课程重点讲授有关的基本概念、地下水赋存、地下水运动的规律、地下水的补给与排泄、地下水的物化性质、地下水资源、地下水的生态环境特性。

介绍了地球上水的循环、包气带水的运动、化学成分成因类型、地下水的动态与均衡等。

本课程的目的是通过本课程的教学使学生系统掌握水文地质的基本知识，学会分析区域水文地质条件的问题的基本方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料，为学生从事该方面的工作打下基础。

二、本课程的基本要求通过本课程所有教学环节，要求学生掌握水文地质的基本知识，熟悉水文地质工作的技术和方法，能阅读和分析常用的水文地质图件和资料。

通过以上学习，学生应具有分析、研究、解决水文地质实际问题的基本能力。

三、本课程与其他课程的关系本课程学习前必须学习《普通地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》等课程。

后继课程有《土力学与基础工程》等课程。

四、课程内容注：“*”为重点部分；“＃”为难点部分。

绪论水文地质学概念；研究内容；地下水在国民经济中的作用；水文地质学的分支；水文地质学的发展简史及发展趋势。

第1章地下水概论1.1 地球上的水及其循环地球上水的分布；*水循环的概念、水文循环、地质循环；*影响水循环的因素；我国水文循环概况。

*1.2 地下水的赋存岩石的空隙性：孔隙、裂隙、溶穴的概念、表征和特征；岩石中水的存在形式：岩石骨架中的水、岩石孔隙中的水（重力水*、毛细水*）。

岩石的水理性质：容水性、持水性、给水性和透水性的概念、表征及相互间的关系；有效应力原理与岩土压密：有效应力原理*、地下水位变动引起的岩土压密；包气带与饱水带：概念；含水层、隔水层与弱透水层：理解掌握概念；地下水的分类：按埋藏条件分为：上层滞水、潜水、承压水；按介质条件分为：孔隙水、裂隙水、岩溶水。

地下水动态与均衡一、区域地下水动态(一)天山北部平原区1992年第一水文大队完成的《乌鲁木齐一克拉玛依环境地质综合评价》中对天山北部平原区的砾质平原、扇缘及溢出带、细土平原三块地下水动态进行调查后认为：1．年内动态(1)砾质平原地下水动态特征①上部动态基本与地表水一致，只是时间上滞后，属水文动态型。

距离山口和河水远近不同出现的丰、枯时期不同。

②中下部受人工影响出现人工灌溉型动态。

(2)扇缘及溢出带地下水动态特征动态变化复杂。

人为活动和水文、气象因素影响，动态多变化，变化规律介于人工和水文型两种之间。

(3)细土平原地下水动态特征承压水呈人工开采和潜水呈灌溉入渗型动态特征。

最高水位出现在4月份，最低水位出现于7—8月份。

2．年际动态天山北部平原区，由于人工过量开采所至，多年来地下水位一直处于下降状态。

昌吉州七县一市，1982～1990年八年地下水位普遍下降1～乙5米，最大7．85米，出现在昌吉市，年均下降2．57米。

下降区主要分布在乌一奇公路、312国道两侧。

个别地段亦有上升，主要分布于吉木萨至三台、米泉三道坝地区、昌吉佃坝北部和呼图壁西北地区。

上升幅度一般为1—2米，最大值为3．36米，出现于米泉三道坝西部，平均上升幅度0．92米。

乌鲁木齐市地区，柴窝堡盆地多年来一直比较稳定，属径流型动态。

自柴北水源地开采运行后，水位处于下降趋势。

水质SO4、C1、Mg含量呈缓慢上升趋势。

市区河谷地带、乌拉泊至红山多年处于下降趋势，自1983年以后具有上升趋势。

仓房沟、河东区、老满城及鲤鱼山至八家户一带保持平衡。

市区北部倾斜平原多年地下水位呈下降趋势。

水质市区河谷地带、三甬碑、苍房沟一带变化较小，三甬碑至红山及鲤鱼山西部呈波动上升趋势，河东地区呈波动总体下降趋势。

二水厂、青格达、乌鲁木齐石油化工厂等水源地水位形成几个迭加性的小型降落漏斗，如青格达水源地中心降深15—20米，漏斗面积达40—50平方千米。

(二)塔北地区系指渭干河、孔雀河流域。

《岱海流域地下水特征及其对岱海水均衡变化的影响》篇一一、引言岱海流域位于我国某内陆地区，具有独特的地理环境和丰富的水资源。

地下水作为岱海流域重要的水资源之一，其特征及其对岱海水均衡变化的影响，对于该地区的生态环境、经济发展以及水资源管理具有重要意义。

本文旨在探讨岱海流域地下水的特征及其对水均衡变化的影响，以期为该地区的水资源管理和保护提供科学依据。

二、岱海流域地下水特征1. 水文地质条件岱海流域地下水的形成和分布受地质构造、地貌、气候等因素的影响。

该地区水文地质条件复杂，地下水类型多样，包括孔隙水、裂隙水和岩溶水等。

其中，孔隙水主要分布在冲洪积平原和河漫滩地区，裂隙水主要分布在基岩山区，岩溶水则主要分布在岩溶发育地区。

2. 化学特征岱海流域地下水的化学成分受岩性、水岩相互作用、人类活动等因素的影响。

总体来说，该地区地下水硬度较高，矿化度较大，含有一定量的钙、镁、钠、钾等阳离子和硫酸根、氯离子等阴离子。

不同类型地下水的化学成分存在差异，但均表现出一定的地域性特征。

3. 动态特征岱海流域地下水的动态特征表现为水位、流量、水温等参数的变化。

受气候、人为活动等因素的影响，地下水位存在一定的季节性变化和年际变化。

此外，地下水流动受到地形、地质构造等因素的制约，具有较为复杂的动态特征。

三、岱海流域地下水对水均衡变化的影响1. 对岱海水位的影响岱海流域地下水和岱海之间存在着密切的水力联系。

地下水的补给和排泄对岱海水位的变化具有重要影响。

当地下水补给量大于排泄量时，会导致岱海水位上升；反之，则会导致岱海水位下降。

因此，合理开发利用地下水资源，对于维护岱海水位稳定具有重要意义。

2. 对岱海水质的影响岱海流域地下水的化学成分对岱海水质具有重要影响。

一方面，地下水的补给会带来一定的污染物，对岱海水质造成一定影响；另一方面，地下水的稀释和净化作用也有助于改善岱海水质。

因此，加强对地下水环境的监测和管理，对于保护岱海水质具有重要意义。

第十章地下水动态与均衡地下水动态：groundwater regime地下水均衡：groundwater balance (budget)10．1 地下水动态与均衡的概念地下水动态––––地下水各种要素(水位、水量、化学组分、气体成分、温度、微生物等)随时间的变化，称为地下水动态地下水均衡––––某一时段、某一范围内地下水水量(盐量、热量等)的收支状况，称为地下水均衡。

地下水动态与均衡的关系是：地下水动态是地下水均衡的外在表现，地下水均衡是地下水动态的内在原因。

地下水动态的研究包括：影响因素、类型及成果分析。

地下水均衡的研究包括：均衡区和均衡期的确定，均衡方程式的确定，各收支项的求取，均衡计算结果的校核与分析。

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：地下水动态监测及成果分析，可以解决一系列理论与实际问题：①检验并完善前期水文地质研究结论；②查明地下水资源数量、质量及其变化；③为数学模拟提供依据；④为拟定合理的地下水利用、防治方案及措施提供依据；⑤检验实施中的利用、防治方案及措施的合理性。

地下水均衡研究，可以为拟定合理的地下水利用、防治方案及措施提供定量依据，检验并完善利用、防治方案及措施。

目前：研究较多的是水位动态，水量均衡。

10．2 地下水动态的影响因素1．影响地下水动态的因素地下水动态的本源因素是随时间变动的因素，包括：气象(气候)因素、水文因素、生物因素、地质营力因素、天文因素等。

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。

地下水的动态与均衡地下水是地球上重要的淡水资源之一，它分布在地下岩层中，对于维持陆地生态系统和人类的生存具有重要意义。

在地下水系统中，存在着动态的水文过程，同时也存在着一种动态的均衡状态。

本文将探讨地下水的动态与均衡状态，并分析其对环境和人类生活的影响。

地下水的循环过程地下水是地表径流、蒸发和降水等各种自然水文环境过程的结果。

地下水的形成往往是长期积累形成的，其循环过程包括补给、补给量消减、供水、水质变化和再补给等多个环节。

在这个过程中，地下水与地表水、土壤等水文过程相互作用，形成一个复杂的水文循环系统。

地下水补给一般来自于大气降水和地表径流的渗漏，这些水通过渗透、入渗等作用进入地下层岩石裂隙或者孔隙中，成为地下水资源。

地下水的补给量受到降水总量、土壤组分和植被覆盖情况等多种因素影响。

在地下水系统中，地下水的流动速度、方向和水质都受到这些因素的影响，因此地下水补给是地下水循环过程的关键环节之一。

地下水的动态变化地下水的动态变化受多种因素影响，包括季节变化、地质构造、水文气象条件以及人类活动等。

季节变化是地下水动态变化中较为明显的因素之一，地下水在不同季节时的补给量、水位和水质都会发生变化。

在干旱季节，地下水补给量会减少，导致地下水位下降；而在雨季，地下水补给量会增加，地下水位会上升。

地质构造是地下水变化的另一个重要因素，不同地质构造下的地下水补给、流动速度和水质特点都有所不同。

例如，在孔隙岩层中，地下水的储存量较大，补给量较稳定；而在裂隙岩层中，地下水的流动速度较快，水质变化较为显著。

水文气象条件也是地下水动态变化的重要影响因素，降水量、气温、风速等气候因素会直接影响地下水的补给量和质量。

气候变化和极端天气事件对地下水系统的影响日益凸显，可能导致地下水资源的不稳定和质量的下降。

地下水的均衡状态地下水系统在长期演化中会趋于一种动态均衡状态，地下水的补给量、消减量、流动速度和水质会在某种特定的平衡状态下保持稳定。

第九章地下水的动态与均衡第一节地下水动态与均衡的概念地下水动态的概念：含水层（含水系统）在与外界环境相互作用过程中，含水层（含水系统）地下水各要素（如地下水位、水量、水化学成份、水温等）随时间的变化状况，称为地下水动态。

地下水均衡的概念：某时段某地段地下水物质、能量的收支状况称为地下水均衡。

第二节地下水动态一、地下水动态的形成机制含水层（含水系统）地下水各要素（如地下水位、水量、水化学成份、水温等）之所以随时间发生变化，是含水层（含水系统）中物质、能量收支不平衡的综合表现。

因此，地下水动态是含水层（含水系统）对外部环境施加的激励所产生的响应，也可理解为含水层（含水系统）将输入信息变换后产生的输出信息。

下面以降雨（图9-1）为例说明地下水动态的形成机制：动态变化：降水→ 补给地下水系统→ 水位上升。

↑↑脉冲式激励波状响应图9—1 输入与输出的对应关系a—时间滞后；b—时间延迟地下水动态（对外界响应）特点：在时间上表现为滞后和延迟（图9-1），以及叠加。

叠加现象：是指外界多次激励（或输入）时，引起系统响应（或输出）的变化是多次激励响应的累加结果（图9-2）。

图9-2说明，地下水水位对外界输入(降水)响应的信息传输的迭合特点，称为叠加现象。

图9-2 信息传输中的迭合地下水动态描述：地下水某要素随时间的变化（动态）程度可用稳定性来恒量：动态稳定，是指变化幅度小；动态不稳定，是指变化幅度大。

二、地下水动态的影响因素影响地下水动态（稳定性）的因素主要有三类：（1）是外部环境对含水层（含水系统）的信息输入：如降水、地表水的补给---气象(气候)因素、水文因素；（2）是变换输入信息的含水系统的结构，主要涉及赋存地下水的地质环境条件，地质因素。

（3）人为因素，包括开采、人工回灌、灌溉、库渠渗漏、污水排放等等。

（一）气象（气候）因素气象（气候）是对地下水动态影响最为普遍的因素。

决定了一个地区动态的基本形态。

气象（气候）要素周期性地发生昼夜、季节与多年变化。