水文地质学基础1

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1、第六章地下水的动态与均衡学习导航：学习中注意与上一章知识的联系与区别学习中要从系统论来考虑问题地下水的动态地下水的均衡结果要求地下水系统包括地下水的含水系统和地下水的流动系统地下水含水系统：是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系的含水岩系。地下水的流动系统是指由源到汇的流面群构成的，具有统一时空演变过程的地下水体。地下水系统的特点：（1）整体性（2）反馈性（3）边界可变性（4）级次性（5）开放性地下水含水系统主要受到地质构造的控制大方面分为两类：松散沉积物构成的含水系统边界常为不透水的坚硬基岩内部一般存在不完全隔水的岩层，即各含水层间通过“天窗”有水力联系基岩构成的含水系统发育于一定

2、的构造之中往往有厚而稳定的泥质岩层构造隔水层地下水的流动系统地下流动（流动）系统的几种模式裘不依假设（平面流）哈伯特的河间地块流动模式，图5-38托思的均质各向同性潜水盆地的理想水流模式，图5-39费特提出两径流系统的交接处可能存在驻点，图5-40实例，图5-41、图5-42地下水的流动系统地下水流动系统的动力特征驱动水运动的主要能量是重力势能，重力势能来源于地下水的补给。静止水体中，各处的水头相等，在流动水体中，水头与流速有关。地下水的流动系统地下水流动系统的水化学特征地下水水质是随着流动过程而不断变化的，地下水化学成分呈时空演变的有序图景。水质决定于以下因素：（1）输入水质（2）流程（3）

3、流速（4）流程上遇上的物质及其可迁移性（5）流程上经受的各种水化学作用水质在时间和空间上都存在差异性地下水的流动系统地下水流动系统的水温特征恒温带以下上低下高补给区和排泄区地温不同第一节地下水动态与均衡的概念定义：地下水的动态是指地下水的数量和质量（水位、流量、水温、水化学成分等）在各种因素影响下随时间的变化情况。某一时间段内某一地段地下水水质、水量收支平衡的数量关系称作地下水均衡。地下水动态与地下水均衡之间的关系：地下水动态是地下水均衡的外部表现，而地下水均衡则是地下水动态的内在原因。地下水动态与均衡的研究意义开发利用地下水矿坑疏排水水资源管理与评价改良土壤疏干排水含水层储热性能的利用第二节

4、影响地下水动态的因素气候因素：主要是降雨、蒸发及气压等因素。不同时间段受气候影响的地下水变化规律昼夜变化:主要是气温和气压变化引起的,含水本身的水位水量并没有发生变化。季节性变化:主要由降水和蒸发引起的。见图6-1缓变型：平原松散沉积区的潜水，动态曲线平缓。突变型：岩溶强烈发育地区，动态曲线形状尖陡，暴涨暴落且与降水同步。见图6-2滞后型:深部承压水,与地表水联系不紧密,对降水影响有滞后效应。多年性变化：一般与太阳黑子有关，11年为一周期，见图6-3第二节影响地下水动态的因素水文因素：前提是近水体，有水力联系。河流：有三种形式：1、河流补给地下水；2、河流排泄地下水；3、洪水期补给，枯水期排泄

5、。特点：1、地下水位与河水位基本一致，但前者比后者稳定，动态曲线较平滑，后者多为锯齿状；2、地下水位变化滞后于河水，变幅小于河水；3距河水越远，变化幅度越小，滞后越明显。图6-4湖泊影响海潮影响第二节影响地下水动态的因素人为因素：在天然状态下，地下水动态围绕某一范围波动，但人类活动却会打破天然动态。主要影响因素：地下水开发、矿区疏干排水、农业灌溉、修建地表和地下水水库、修建运河、渠道、跨区域调水工程、城市污水排放、污灌和人工补给等实例农业灌溉，见图6-6城市地下水开采,见图6-7、6-8、6-9矿井疏干水,见图6-10人工回灌，见图6-11第二节影响地下水动态的因素地质因素：对地下水的影响并不

6、反映于其周期性上，而是反映在形成特征方面，即通过控制含水层本身的结构及赋存环境，影响补给、排泄的强度及径流条件，从而改变地下水要素的变化幅度与滞后时间。地质构造岩石性质埋藏条件地震（图6-5）注意区别水位传递速度和地下水实际流速第三节地下水动态类型及煤矿区地下水动态观测动下水动态的类型朗格的分类：考虑影响因素将潜水分为三个组和若干亚组气候组：分湿润和干燥两个亚组水文组：分补给和回水两个亚组人为组：分灌溉和开采两个亚组卡明基分类：考虑潜水的水动力特点，将地下水分四类分水岭型沿岸型山前型和岩溶型多年冻结型第三节地下水动态类型及煤矿区地下水动态观测阿利托夫斯分类：以地下水的补给来源为主，并考虑了地下

7、水的分带的和非分带的因素，见表6-1灌溉地区潜水动态类型1、渗入-蒸发型2、渗入-径流型3、渗入-蒸发、径流型煤矿区地下水动态观测观测目的：查明地下水在天然因素和人为因素的影响下随时间的变化规律，为查明矿区水文地质条件提供资料第三节地下水动态类型及煤矿区地下水动态观测地下水动态长期观测任务确定地下水之间、地下水与地表水之间的水力联系，地下水和地表水及大气降水等与矿井充水的关系；预计矿井矿井涌水量及