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1、水文地质学基础,李 娴 15324491103,绪 言,一、水文地质学及其研究内容水文地质学是研究地下水的科学。地下水即是赋存于地面以下岩石空隙中的水。研究的内容 与岩石圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。,二、水文地质学在国民经济发展中的作用1、资源 人类生存的宝贵资源,农业生产资源 在半干旱的华北平原，进行灌溉才能保证稳产高产。我国北方17省市自治区，每年开采用于灌溉的地下水体相当于黄河全年的总水量（1986）。,农田水文地质学,工业矿水 地下水中富集某些盐类与元素(如溴、碘、锶、钡等)时，便成为有工业价值
2、的液体矿产。 矿水 含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，具有一定医疗与保健作用的地下水。矿水是建立矿泉疗养地与生产瓶装矿泉水的必要资源。勘查与评价工业矿水与医疗矿水矿水水文地质学 地下热能资源 地球是一个巨大的热库，热水、热蒸汽是主要的载热流体，可以发电、建温室等。地热水文地质学,工业资源 在缺乏地表水的城市，地下水资源丰富与否影响工业与城市的发展。对于作为供水水源的地下水，必须评价其水质水量，查明其分布规律供水水文地质学。2、环境功能 生态环境系统中的重要的影响因子。地下水的变化往往影响生态环境系统生态水文学、生态水文地质学。,3、灾害因子 农业蓄水 地下水位抬升，蒸发加强，土壤次生盐渍化。
3、在干旱半干旱的平原盆地中地下水位浅，也会发育原生的土壤盐渍化。湿润地区的平原与盆地，地下水位过浅，会产生原生或次生的土壤沼泽化。过高的地下水位，使土壤处于嫌氧不透气环境，产生一系列生物化学作用，造成农作物减产。沼泽湿地过量开采导致地下水位大幅度下降后，水生植物与水禽等随之消失。在干旱地区浅层地下水位大幅度下降，原有的绿洲会沙漠化。,地面沉降与海水入侵 过量开采松散沉积物中地下水，造成地面沉降。滨海地带开采地下水，海水入侵破坏淡水资源。化学元素与人类健康 天然地下水缺乏某种人体必需元素或过量富集某种元素而不宜饮用。缺碘的地下水引起甲状腺肥大；饮用高氟地下水使人骨质疏松、易折。矿坑水 采矿或地下工
4、程，地下水涌入，造成施工困难，甚至造成事故矿床水文地质学。,滑坡 地下水与其周围岩土构成统一的力学平衡系统。地下水位变化会破坏原有的平衡导致滑坡、水库诱发地震等。岩崩 裂隙岩体中地下水位抬升，会推动岩体向临空面位移，触发。岩溶坍陷 岩溶区地下水位下降时，覆盖于强烈岩溶化岩层之上松散岩土均会发生坍塌。,4、人类的应用 油气勘测 在油气二次迁移形成油气藏中，地下水起着关键作用。应用地下水流动系统理论寻找与勘查油气田。储能 利用含水介质储能(冬天向井灌注冷水供夏天使用，夏天向井灌注温水供冬天使用)。储存废料 利用极弱渗透性的岩层储存废料。开采金属矿床 通过灌注抽汲井组以地下浸滤的方式开采某些金属矿床
5、已经付诸实施。改善污染水的水质 利用包气带与饱水带进行渗滤循环以改善污染水的水质。,三、水文地质学的发展的三个阶段1856年以前的萌芽时期，1856 年至本世纪中叶的奠基时期，本世纪中叶至今的发展时期。萌芽时期 远古人类由逐水而居到凿井。我国发现最古老的水井是浙江余姚河姆渡井。公元前7世纪，亚美尼亚就有了坎儿井。修建坎儿井对地下水的赋存条件有清晰的概念。在公元前约200年的我国汉代，在四川为开采卤水，在坚硬基岩中开凿了深逾百米的自流井。,奠基时期 1856年，法国达西Darcy，进行了水透过砂试验，得出著名的达西定律。1863年，法国裘布依Dupuit提出了地下水稳定井流公式。1935年，美国
6、泰斯(Theis)得出了地下水非稳定井流方程泰斯公式。上世纪30年代起，马斯卡特(Muskat)提出用电流模拟连续介质中地下水的运动。,上世纪中叶，地下水赋存、运动、补给、排泄、起源、水比学以及水量评价等方面，已有了一套比较完整的理论与研究方法，水文地质学已经为一门成熟的学科。发展阶段 二战后，出现地下水水位深降、水资源枯竭、地面沉降、海水与咸水入侵淡含水层、地下水污染等问题。人们意识到，正确地评价、开发、管理与保护地下水资源及保护生态环境。,水文地质学已经形成了若干分支学科。水文地质学基础、地下水动力学、水文地球化学、水文地质调查方法、区域水文地质学等。供水水文地质学、矿床水文地质学、古水文
7、地质学、同位素水文地质学等。,四、 水文地质学的发展趋势1、裂隙水及岩溶水供水机制研究：渗流理论是在研究空隙水的基础上发展起来的，对于裂隙水及岩溶水是否完全适用，还有待研究。在此基础上要进一步弄清这两种水的供水机制。 2、粘性土的渗透机制研究：对于松散沉积物，以往集中于研究沙质含水层，而忽视了认为是隔水层的粘性土。越流、地面沉降等，均与粘性土渗透机制有关。这将进步了解结合水的特性与运动规律。 3、包气带水盐运移机制研究：地下水的补给，地下水污染防治以及土壤改良等问题都涉及包气带水。这将促使水文地质学家注意这方面的研究。有关毛细水的研究也将因此而加强。,4、水文地球化学方向研究：水文地球化学显然早已形成独立的分文，并在某些方向成功地解决了实际问题；但是，在完善现有理论上解决一般水文地质问题方面，还有许多工作要做。 5、地下水运动基本规律的发展：以往地下水动力学实际上主要研究了地下水水量的传递规律。为了解决地下水污染预测、含水层蓄能、水文地球化学找矿等问题，提出了水所携带的物质或热量与水同步或不同步迁移的问题；因此，今后需要进一步研究水质点运动机理。,
