水文地质学基础复习

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资源描述

1.大循环是指海洋与大陆之间的水分交换;小循环是海洋或大陆内部的水分交换。2.3.容水度含水量(含水率)持水度给水度与饱和差透水性(渗透系数)4.含水层指能够透过并给出相当数量水的岩层,即饱含水的透水层。5.隔水层是指不能透过并给出水,或是透过与给出的水量微不足道的岩层。6.有一种半隔水层或称弱透水层,与含水层相比,它能透过并给出的水量较少,而与隔水层相比它又不是完全不透水,也能透过一定量的水。弱透水层如粉质粘土、粉质砂土等。7.潜水:饱水带中第一个稳定隔水层(弱透水层)之上的具有自由表面的含水层中的重力水。主要特征:具有自由水面;潜水面与地形相似,但缓于地形面;动态变化大,资源调节性差;在全部含水层范围内接受补给,排泄方式多样;容易遭受污染。用途:确定潜水流向;确定潜水面的水力坡度;确定潜水与地表水之间的互补关系;确定潜水面的埋藏深度;推断含水层岩性和厚度的变化;根据潜水等水位线图可以合理布置水井和其它集水建筑物。8.承压水:指充满于地表以下两个隔水层(或弱透水层)之间的具有承压性质的重力水。主要特征:承压水承受静水压力的作用,不具自由水面;承压水的分布区与补给区不一致;由于隔水顶板的隔离,承压水各要素动态变化不显著,受水文气象因素的影响较小;承压含水层的厚度不受季节变化的影响,对于同一地点其厚度为定值;承压水的水质不易遭受污染。但是一旦受到污染,治理将会更加困难。9.上层滞水:当包气带存在局部隔水层(弱透水层)时,局部隔水层(弱透水层)上就会积聚具有自由水面的重力水。上层滞水极易遭受污染;上层滞水因其隔水底板而对下部潜水的补给和蒸发排泄,起到一定的滞后调节作用。10贮水系数是指承压含水层的测压水位下降(或上升)1个单位深度时,单位水平面积含水层释出(或储存)的水的体积。11.渗流:地下水在岩石空隙中的运动称为渗流(或渗透)。发生渗流的区域称为渗流场。12.由于过水断面A既包括透水的孔隙面积,又包括不透水的颗粒所占的面积。因此渗透速度v并不是水流的真实速度,而是假设水流通过包括砂粒和孔隙在内的整个断面所具有的一种虚拟平均流速。实际平均流速u大于渗透流速v13.渗透系数K取决于孔隙的大小和孔隙的多少。渗透系数K还和液体的性质(如密度ρ,重力加速度g和动力粘滞系数μ等)有关。14.渗流场内可以作出一系列等水头面和流面。在渗流场的某一典型剖面或切面上,由一系列等水头线与流线组成的网格,称为流网。15.流网的性质:在各向同性介质中,流线与等水头线处处垂直,故流网为正交网格;在均固态水气态水毛细水重力水液态水结合水岩石空隙中的水(矿物结合水)沸石水结晶水结构水组成岩石矿物中的水岩石中的水质各向同性介质中,流网中每一网格的边长之比为一常数。为方便起见,一般在绘制流网时,将流网定为曲边正方形;当流网中各相邻流线的流函数差值相同且每个网格的水头差相等时,通过每个网格的流通相等;当两个透水性不同的介质相邻时,在一种介质中为正交网格的流网,在另一介质中,则变为曲边矩形。16.流网图可以获得以下信息:由分水岭到河谷,流向从由下向上到接近水平再向上;由分水岭到河谷,流线愈来愈密,地下水径流加剧;由地表向深部,地下水径流减弱;由分水岭出发的流线,其径流途径最长,地下水交替弱,在接近流线末端的河谷下方,地下水的矿化度最高;在分水岭地带打井,井中水位随井深加大而降低;河谷地带则相反,井中水位随井深加大而上升。17.包气带中,毛细负压水头随着含水量的变小而负值变大18.比重温度透明度颜色嗅与味导电性放射性19.地下水中主要包括4种阳离子(Na+,K+,Ca2+,Mg2+)、3种阴离子(HCO3-,SO42-,Cl-)和4种气体成分(O2,N2,CO2,H2S)20.地下水中所含各种离子、分子和化合物的总量称为总矿化度,又称总溶解固体,以g/L表示。21.地下水中化学成分的作用主要有溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用和混合作用等六种。22.地下水可分为三种主要成因类型:溶滤水:富含CO2和O2的渗入成因的地下水,溶滤它所流经的岩土而获得其主要化学成分沉积水:指与沉积物同时生成并且仍留存于同生地层之内的地下水。这类水的化学成分取决于①原始沉积物中的成分、沉积成分②在缺氧地球化学环境中经历的物理化学变化。内生水:指形成与岩浆分异或高温热源有关的地下水。23.地下水水质是指地下水中所含成分、能量的种类和数量,以及由此表现出的物理性质。24.研究地下水水质的几个主要指标有:总矿化度,硬度,PH值,耗氧量25.地下水化学成分的分析有以下三种:简分析,全分析,专门分析26.库尔洛夫式可简明地反映地下水的化学特点:将阴阳离子分别标示在一横线的上下方,按成分的毫克当量(单位离子价的毫摩尔数)百分数的大小顺序排列,小于10%的离子则不予表示;横线前依次表示气体成分、特殊成分和矿化度(以字母M为代号),三者的单位均为g/L;横线后以字母t为代号表示以摄氏计的水温;为避免混淆,各组分的原子个数标于右上角。例如:27.含水层或含水系统从外界获得水量的过程称为补给.地下水的补给来源分为天然补给源和人类活动产生的补给源。主要包括:大气降水补给,地表水补给,灌溉水和渠道水的补给,含水层(含水系统)之间的补给,凝结水补给.融雪水和融冻水的补给,专门的人工补给.28.大气降水与地表水对地下水补给的比较:从空间分布上看,大气降水属面状补给,补给范围普遍且均匀;而地表水则可视为线状补给(河流),或局部面状补给(水库),仅局限于地表水体的周边;从时间上说,大气降水持续时间相对较短,而地表水体持续时间长,甚至86NaHCOClMSiOHCO91.07334.6860.081.47920.1220.016t是常年性的29.影响大气降水补给地下水的因素有:降水量的大小,降水组合特征,包气带特征(含水率、厚度、渗透性),地形,植被30.两个含水层通过其间的弱透水层发生水量交换的现象,称为越流。越流常发生于松散沉积物中,粘性土构成弱透水层。31.含水层或含水系统失去水量的过程称为排泄。具体的排泄方式有:泉,泄流,蒸发,排向含水层(与含水层补给相同),人工排泄(人工开采)32.下降泉:侵蚀泉接触泉溢流泉上升泉:侵蚀泉断层泉接触带泉33.地下水系统:地下水含水系统是指具有隔水边界或相对隔水边界的沉积单元或构造单元,其中包含的地下水具有一定的水力联系;地下水流动系统(亦称径流系统)是指由源到汇的以流面为边界的具有统一的时空演变过程(补给、径流和排泄)的地下水体34.流动系统的水动力特征:在地形高处,水位抬升,势能积累,构成势源;地形低洼处,形成势汇。势源处流线下降,沿流线方向的垂直断面水头越来越低,任一点的水头均小于静水压力;而在势汇处流线上升,垂向上水头自下而上由高变低,任一点的水头大于静水压力。在流线近似水平的中间地带,水头等于静水压力。35.流动系统的水化学特征可概括为:对于局部流动系统,流程短,流速快,化学成分简单,矿化度低;对于区域流动系统,流程长,流速慢,其化学成分变化较大。在补给区,矿化度低,而在排泄区,矿化度相对较高36.流动系统的水温度特征:补给区的下降水流受入渗的影响,地温偏低;而排泄区因受上升水流带来的深部热影响,地温偏高。37.在与环境相互作用下,含水层各要素(水位、水量、水温、水化学成分等)随时间的变化,称为地下水动态。38.某一时段内某一地段内地下水水量、盐量、热量等的收支状况,称为地下水均衡39.地下水均衡是地下水动态变化的内部原因,而地下水动态则是地下水均衡的外部表现40.影响地下水动态的因素:1)自然因素:气候、水文(地表水常年补给地下水;地下水常年补给地表水:季节性地发生补排关系)、地质、土壤、生物等。2)人为因素:增加补给来源或新的排泄路径而改变着地下水的动态.41.潜水动态类型可分为以下几类:渗入—蒸发型,渗入—径流型,渗入—蒸发、径流型,渗入—开采型42.研究地下水均衡,实质上就是应用质量守恒定律去分析参与水循环的各要素的数量关系。43.进行均衡计算的时段,称为均衡期,可以是若干年、一年或一月。进行均衡计算的地区,称为均衡区。44.在某一均衡区,在一定均衡期内,地下水水量收支大于支出。表现为地下水储存量增加,称为正均衡;反之,如果收入小于支出,表现为地下水储存量减少,则称为负均衡45.水均衡方程式:收入项(A)包括:大气降水量(X)、地表水流入量(Y1)、地下水流入量(W1)和水汽凝结量(Z1);其支出项(B)为:地表水流出量(Y2)、地下水流出量(W2)和蒸发量(Z2)。设△ω为均衡期水的储存量变化,则水均衡方程式为:A-B=△ω即(X+Y1+W1+Z1)–(Y2+W2+Z2)=△ω或X+(Y1-Y2)+(W1-W2)+(Z1-Z2)=△ω46.孔隙水:赋存于松散沉积物颗粒构成的网络之中47.洪积物中的地下水:分带性:顶部:低矿化水,潜水深埋带或盐分溶滤带;中部:矿化度增高,泉/沼泽,溢出带或盐分过路带;平原部分:矿化度增大,蒸发强烈,潜水下沉带或盐分堆积带48.冲积物中的地下水:上游冲积物中的地下水:以下切侵蚀与搬运作用为主,较少有沉积物,规模有限;中游冲积物中的地下水:以侧蚀作用为主,重要特征是上细下粗的二元结构,中游河谷常有不同物质的阶地(基座阶地,侵蚀阶地,堆积阶地);下游冲积物中的地下水:以堆积作用为主,形成“地上河”49.黄土中的地下水:由于黄土垂向上的裂隙节理发育,因此其垂向渗透系数比水平方向上的渗透系数大;黄土层是一个以孔隙储水为主,以裂隙导水为主的孔隙裂隙含水层50.裂隙水是指赋存并运移于裂隙介质中的地下水51.与孔隙水不同的特点:具颇大不均一性和不统一性;水力联系不及孔隙水密切;往往不成层分布,多呈块状、带状;透水性具明显的方向性;在宽大裂隙中不符合Darcy定律,只在细小裂隙中运动符合Darcy定律.52.据其成因,可将裂隙水分为:1)风化裂隙水:上部的强风化带:裂隙密集,岩石破碎,但裂隙多被泥质充填;中等风化带:裂隙虽无强风化带密集,但裂隙宽度略大,裂隙间相互连通;深部弱风化带:风化裂隙少,基本保持原岩结构,不能形成大储存量的基岩水2)成岩裂隙水:成岩裂隙是指岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原生裂隙。它包括沉积岩的固结脱水和岩浆岩的冷凝收缩。3)构造裂隙水:裂隙介质的非均质性和各向异性决定了构造裂隙水具有以下不同于孔隙水的特点:构造和岩性对裂隙水分布的影响比孔隙水大得多;裂隙含水层中,可能存在个别大的裂隙,可能会因此改变整个地下水的流场;裂隙介质的贮水能力要比孔隙介质小;影响因素:岩石的性质;颗粒性质(粗、细)、力学性质(塑性、脆性);岩层的组合条件及岩层的厚度;岩石的受力状况(受力性质、方向、大小);岩层赋存的深度.4)断层水:断层对地下水所起的作用:断层可单独构成较大的储水空间或水流系统;可连接多个含水层,成为导水通道;阻挡地下水而成为隔水边界,或集中地下水成为透水边界.正确认识“导水(非导水)断层:分段区别对待—若破碎带很厚(30m)且为断层泥或糜棱岩→隔水;若破碎带很厚(30m)且为角砾但被粘土充填→隔水;若断层带的角砾被不完全充填,或断层带中断层泥较薄,则视破碎带两侧的水头差而定;其他情况下,断层往往导水(水平、垂向)53.裂隙水的渗流特征:不均匀性,有时突变;不连续性,为虚拟流场;局部流与整体流向不一致54.岩溶水是指赋存并运移于岩溶化岩层中的水(喀斯特水)。55.岩溶(喀斯特)系指水对可溶性岩石(碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩等)进行以化学溶蚀为主要特征(包括水的机械侵蚀以及物质的运移和再沉积)的综合地质作用,以及由此产生的各种现象的总称。56.岩溶发育的基本条件:1)岩层具有可溶性(介质条件)可溶性(岩性条件)→最基本条件;透水性(构造条件)→控制岩溶的发育方向、部位2)地下水具有侵蚀能力(水力条件)侵蚀性(水化学条件)→不可缺少条件;流动性(水动力条件)→绝对必要条件(最活跃、最关键的条件)57

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