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水文地质学

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水文地质学_第1页
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绪论理解水文地质学的研究对象与任务,了解水文地质学的研究意义1. 水文地质学学的研究究对象水文地质学学(hyddroggeollogyy)是研究究地下水水的专门门学科它它是在地地质科学学(如地地层学、岩岩石学、构构造地质质学、地地球化学学、地球球物理学学等)的的基础上上,和其其它一系系列基础础自然科科学(如如数学、物物理学、化化学、生生物学等等)以及及水文科科学相互互结合,相相互渗透透,逐渐渐发展成成为一门门跨学科科的综合合性边缘缘学科地下水是存存在于地地下岩石石中的水水分其其存在形形式多种种多样,狭狭义上的的地下水水是地下下10000m范范围内岩岩土空隙隙中的水水,是本本课程的的主要研研究对象象水文地质学学主要研研究地下下水的来来源、分分布规律律、埋藏藏条件、物物理性质质、化学学成分、运运动规律律、动态态特征、勘勘察方法法以及不不同条件件下的合合理利用用与保护护、防治治地下水水的危害害等方面面2. 水文地质学学的研究究意义地下水对人人类的影影响是多多方面的的归纳纳起来,表表现在两两个方面面:1. 有利方面(1) 供供水水源源水是人们赖赖以生存存的宝贵贵资源水水资源包包括地表表水资源源和地下下水资源源,地下下水以其其水质好好、分布布广泛、变变化稳定定、以及及便于利利用而得得到广泛泛应用。

在在干旱、半半干旱地地区,地地下水往往往是主主要的,甚甚至是唯唯一的生生活及工工农业供供水水源源① 生活用用水———城市生生活用水水要求水水质好(必必须符合合饮用水水水质标标准)、水水量稳定定地下下水普遍遍能满足足这些要要求,所所以常作作为生活活供水水水源开发发全世世界用于于生活水水量占总总用水量量的5%%② 工业用用水———工业生生产过程程中或制制造的产产品需要要用到大大量的水水占总总水量的的20%%③ 农业用用水———农业灌灌溉用水水量十分分巨大,据据统计,全全世界总总用水量量的755%2) 矿矿物原料料:地下下水本身身是游泳泳的矿物物原料,尤尤其含化化学成分分高的地地下水可可从中提提取多种种有用的的化合物物和元素素,如自自贡地下下卤水,含含盐量770g//l,含含有井盐盐(NaaCl))、钾盐盐、芒硝硝、溴、碘碘、钡等等成分开开采历史史悠久3) 医医疗用水水:地下下水中含含某些特特殊成分分如放射射性元素素、特殊殊气体且且具有较较高温度度时,常常具有医医疗意义义温泉泉多数具具有医疗疗功效4) 地地热:地地下水热热水可发发电、取取暖水水常常是是开发利利用地热热资源的的载体5) 水水化学找找矿:利利用地下下水中化化学组分分的异常常特性帮帮助寻找找矿藏,如如硫化矿矿藏、放放射性矿矿藏、石石油等。

2.不利方方面(1) 对对采矿活活动的影影响:矿矿床充水水(2) 农农业上的的盐渍化化与沼泽泽化:地地下水埋埋藏浅(3)对各各类建设设工程的的影响::(4) 环环境恶化化:地下下水污染染、开采采、排放放地下水水造成的的环境问问题等(5) 地地方病::天然条条件下地地下水中中的化学学元素的的富集或或缺乏形形成的具具有地域域分布的的疾病3. 水文地质学学的发展展我国水文地地质学作作为地质质科学中中的一门门独立学学科,实实际上创创立于新新中国建建立之后后的500年代传传统水文文地质学学的基本本概念在在早期550~60年年代,主主要从前前苏联引引进770年代代以来,与与西方国国家之间间的学术术交流与与国际合合作日益益频繁,促促使我国国水文地地质学的的迅速发发展;特特别是许许多新理理论、新新技术的的输入,导导致传统统水文地地质学逐逐渐演化化,进入入到现代代水文地地质学的的新时期期水文地质质学”这一术术语,虽虽然早在在19世世纪初,就就在欧洲洲被正式式提出来来;但真真正成为为地质科科学中一一门比较较完整、系系统的独独立学科科,只是是20世纪纪30~~40年年代的事事特别别是二次次大战结结束以后后,随着着地质科科学的迅迅速发展展,西方方许多国国家(包包括前苏苏联)对对地下水水的研究究,开始始在地质质科学的的基础上上(如地地层学、岩岩石学、构构造地质质学、地地球化学学、地球球物理学学等),和和其它一一系列基基础自然然科学((如数学学、物理理学、化化学、生生物学等等)以及及水文科科学相互互结合,相相互渗透透,逐渐渐发展成成为一门门跨学科科的综合合性边缘缘学科。

水水文地质质学从研研究地下下水的自自然现象象、形成成过程和和基本规规律,发发展到对对地下水水的定性性、定量量评价;;它的基基本理论论,勘察察方法和和应用方方向,也也逐步形形成从从70年年代以来来,水文文地质学学又从地地下水系系统的研研究,进进一步扩扩大为研研究地下下水与人人类圈内内由资源源、环境境、生态态、技术术、经济济、社会会组成的的大系统统因此此水文地地质学的的研究目目标,开开始转入入到研究究整个水水系统与与自然环环境系统统和社会会经济系系统之间间相互关关系的新新时期我国对地下下水的认认识和开开发利用用,虽具具有数千千年的悠悠久历史史,但真真正运用用地质科科学的理理论与方方法,进进行地下下水的调调查研究究,仅开开端于220世纪纪30年年代如如老一辈辈的地质质学家朱朱庭枯、谢谢家荣等等,曾于于这一时时期分别别到过江江西、河河南及南南京等地地区,进进行地下下水的调调查研究究,并著著有论文文或报告告但水水文地质质学,作作为地质质科学领领域内一一门独立立的应用用地质学学科,是是在新中中国成立立后500年代,才才迅速发发展起来来的水文地质学学界的泰泰斗———陈梦熊熊先生把把我国水水文地质质学的发发展历史史,划分分为四个个阶段,即即:① 萌芽阶段((20世世纪前));② 初始阶段((19330~19950)),开始始应用地地质学的的基本理理论研究究地下水水;③ 奠基阶段((19550~19880),主主要在苏苏联学术术思想影影响下,奠奠定水文文地质学学的理论论基础,是是区域水水文地质质学与农农业水文文地质学学的开创创时期;;④ 成长阶段((19880~),是是水资源源水文地地质学、城城市水文文地质学学与环境境水文地地质学的的发展时时期,主主要受西西方科学学技术思思潮影响响,如系系统论、系系统工程程、计算算机技术术等新理理论、新新技术的的输入、使使我国的的传统水水文地质质学,发发展到一一个以研研究水资资源与环环境问题题为重点点的现代代水文地地质学。

4. 我国水资源源概况及及地下水水资源的的开发利利用1. 我国水资源源概况水资源总量量是由地地表水资资源和地地下水资资源组成成的我我国多年年平均径径流量为为281124亿亿m3,其中中河川径径流量占占94..4%我我国平均均年降水水量6118899亿m33,降水水量的445%转转化为地地表和地地下径流流,其余余消耗于于蒸散发发我国河川径径流量居居世界第第6位,约约占全球球河川径径流量的的5.88%平平均径流流深度2284mmm,为为世界平平均的990%,居居全球第第7位我国水资源源总量虽虽然比较较丰富,但但按人口口和耕地地分配,水水资源数数量十分分有限我我国水资资源按耕耕地面积积与人口口数平均均,每公公顷耕地地占有的的径流量量为2883200m3,仅为为世界平平均的880%;;平均每每人年占占有的径径流量为为22660m33,不足足世界平平均的11/4,约约相当于于美国的的1/66、巴西西的1//19、加加拿大的的1/558,年年径流量量仅为我我国的11/5的的日本,每每人平均均占有的的径流量量却是我我国的22倍可可见,按按人口和和耕地平平均拥有有的水资资源量还还相当紧紧缺,因因此水资资源是我我国十分分珍贵的的自然资资源。

2. 地下水资源源的开发发利用情情况建国以来,由由于普遍遍进行了了水文地地质普查查,基本本查明了了地下水水的分布布规律,使使我国地地下水资资源,得得以有计计划的开开发利用用,对促促进工农农业的发发展和城城市建设设,发挥挥了重要要作用特特别是促促进农业业灌溉方方面,对对抗旱保保收,提提高粮食食产量,取取得了显显著效益益根据全国地地下水开开采量的的统计,总总开采量量为7446×108m3/a,约约占天然然资源的的11..6%其中中平原区区占766%,山区区占244%按区区域划分分,北方方占855%,南方方占155%北方方平原地地区占全全国开采采量的772%,而南南方仅占占3.5%由此此可见,全全国地下下水的开开采量,以以北方平平原占主主要地位位其次次是岩溶溶水,不不论北方方或南方方,其开开采量均均超过总总开采量量的100%,而裂裂隙水仅仅占岩溶溶水开采采量的110%我国北方地地区,由由于气候候干燥,降降水不足足,解放放前经常常受到干干旱的威威胁,粮粮食不能能自给550年代代经过水水文地质质普查以以后证实实,华北平平原、松松辽平原原、河套套平原、河河西走廊廊等主要要农业区区,地下下水资源源丰富。

自自60年年代起,在在这些地地区就有有计划地地把发展展井灌作为为主要水水利化方方向据据统计北北方177省、市市地下水水用于农农业灌溉溉,年开开采量达达4000×108m3以上,井井灌面积积1.77×108亩其其中华北北平原的的年开采采量就达达2800×108m3,井灌灌面积11.1××108亩,超超过了地地表水的的灌溉面面积例例如河北北平原近近30年年来,已已打农灌灌井1440多万万眼,年年开采量量约1000×108m3,井灌灌面积330000多万亩亩,占耕耕地面积积的1//3以上上因而而多次在在遇到严严重干旱旱的情况况下,农农业生产产仍然得得到丰收收西北干旱地地区,地地下水依依靠山区区河流的的补给,在在山前平平原形成成富集带带,地下下水资源源相对比比较丰富富,特别别在绿洲洲地区,农农田灌溉溉主要依依靠泉灌灌与井灌灌但目目前西北北地下水水的开采采程度还还比较低低,如河河西走廊廊,除石石羊河流流域地下下水的开开采量已已出现严严重超采采现象以以外,黑黑河流域域及疏勒勒河流域域地下水水的开采采量均不不到补给给量的220%新疆疆及柴达达木盆地地,地下下水的开开采量也也比较低低,仅在在局部地地区开发发程度较较高。

西西北内陆陆盆地严严重缺水水,而地地下水开开发程度度较低,其其主要原原因之一一,是有有关部门门往往偏偏重地表表水的开开发,尽尽量提高高地表水水的引用用率,而而忽视地地下水的的合理利利用,这是一一个值得得探讨的的有关西西北水资资源开发发的战略略问题与与方针政政策问题题根据西北水水资源的的特点,优优先充分分开发利利用地下下水,具具有以下下有利条条件:①①能就地地开采,投投资少,见见效快,经经济便利利;②无蒸发发损失;;③利用地地表水与与地下水水的转化化关系,可可提高水水资源的的重复引引用率;;④有利于于环境生生态平衡衡相反反,如无无节制地地提高地地表水的的引用率率,不仅仅在经济济上投资资大、见见效慢,而而且引水水距离远远,渗漏漏损失及及蒸发损损失大,防防渗工程程艰巨,还还会导致致泉流量量削减,造造成泉灌灌系统的的破坏,并并且不利利于环境境生态平平衡,容容易造成成盐渍化化、沙漠漠化等恶恶果西西北新构构造运动动强烈,如如祁连山山、天山山均属地地层活动动带,不不利于在在山口修修建水利利工程因因此今后后西北干干旱地区区的水利利化方向向,如何何根据水水资源特特点,权权衡得失失,因地地制宜,探探索水资资源开发发的最优优化方案案,是当当前亟待待解决的的一个重重要课题题。

南方部分缺缺水地区区,如雷雷州半岛岛在500年代就就已经发发现是一一个构造造良好,主主要由第第三系、第第四系组组成的自自流盆地地,地下下水资源源十分丰丰富从从60年年代起就就大力发发展井灌灌,现已已灌溉耕耕地400×104亩四四川红色色盆地也也是南方方严重缺缺水地区区之一,经经过多年年来。

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