水文地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)(編輯修改稿)
2024-09-11 22:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 abaHHLKLHHHHIMKIKQ??????????????? ?? 求水平等厚承壓含水層流量和層壓水頭線 如右圖所所示，有一承壓含水層由均質(zhì)等厚的砂組成，隔水底板水平，地下水做水平穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。砂層中的滲流是緩慢的屬層流，符合達(dá)西定律： dxdhKMdxdhMKvqdxdhKv???????????1?單寬流量為：分離變量并積分 IKMLhhKMqdhKMdxqK M d hqdxK M d hqdxhhLhhL?????????????21002121K M h1 h2 0 0’ L 設(shè) x (0,L), 并對(duì)應(yīng)的測(cè)壓水位為 h，根據(jù)上式可寫成如下兩式： xLhhKMqandxhhKMq????? 2211 )( 2112121hhLxhhxLhhxhhqq??????????結(jié)論：均質(zhì)水平等厚承壓含水層的測(cè)壓曲線是直線。 ? 巖層的滲透介質(zhì)分類 ? 均質(zhì)、非均質(zhì)含水層 ? 各向同性、各向異性含水層 ? 組合： ? 均質(zhì)各向同性 ? 均質(zhì)各向異性 ? 非均質(zhì)各向同性 ? 非均質(zhì)各向異性 ? 等水位線 ? 潛水位、測(cè)壓水位 ? 等水位（壓）線：潛水位（測(cè)壓水位）相等的各點(diǎn)的連線，稱為等水位（壓）線。（等水位面） ? 流線：滲流場(chǎng)中某一瞬間的一條曲線，曲線上各水質(zhì)點(diǎn)在此瞬間的流向均于此線相切。 ? 流網(wǎng)：等水位線與流線組成的網(wǎng)格。 ? 在各向同性介質(zhì)中，流網(wǎng)為正交網(wǎng)格。 ? 用途 ? 地下水分布狀況 ? 地下水位標(biāo)高 ? 埋深 ? 含水層類型（潛水、承壓含水層） ? 地下水流動(dòng)方向 ? 判斷水文地質(zhì)條件 ? 含水層相對(duì)導(dǎo)水性能（厚度、滲透性） ? 邊界條件（隔水邊界、補(bǔ)給和排泄邊界） ? 與河流的關(guān)系 ? 地下水的徑流模式 地下水化學(xué)成分及其形成作用 ? 幾個(gè)問題： ? 地下水是否是純水？ ? 處水（ H2O）以外，地下水中有何成分？ ? 如果有其它成分，這些成分如何形成的？ ? 這些成分對(duì)人類的生活、生產(chǎn)有何影響？ ? …… ? 顯然，地下水在其循環(huán)過程中，不斷地與地殼巖石以及地幔物質(zhì)發(fā)生各種地球化學(xué)作用，并與大氣圈、地表水圈、生物圈進(jìn)行各種物理、化學(xué)、生物作用，形成各種類型的地下水化學(xué)類型，其物理性質(zhì)和化學(xué)成分是隨空間和時(shí)間而變化的。 ? 研究地下水化學(xué)成分的意義 ? 闡明地下水的起源、形成與分布規(guī)律 ? 闡明成礦機(jī)制，完善與豐富找礦理論 ? 地下水質(zhì)量評(píng)價(jià) ? 水文地球化學(xué) 研究地下水中化學(xué)元素遷移、集聚和分布規(guī)律的科學(xué)。 地下水主要化學(xué)成分 成分 主要 成分 研究意義 氣體 42222 , CHSHCONO 反映地下水賦存環(huán)境、判斷起源及形成過程；影響鹽類在水中的溶解度；決定地下水的特殊價(jià)值。 主要離子 ???????32422 ,, H COSOClMgCaKNa 決定地下水的化學(xué)類型 次要離子 ????????? 23324232 ,, CONONOOHNHMnFeFeH 微量組分 SrBFIBr , 當(dāng)含量一定時(shí)，可以構(gòu)成礦水 膠體 3233 ,)(,)( S iOHOHAlOHFe 沒有電離的化合物 有機(jī)質(zhì) 還原環(huán)境 微生物 病菌、大腸桿菌 等 物理性質(zhì) 溫度、顏色、氣味（嗅）、味道、比重、導(dǎo)電性、放射性 反映某些化學(xué)成分及地下水活動(dòng)的環(huán)境特征 ? 氣體成分 ? O N2 ? 主要來源于大氣。 ? O2多說明處于氧化環(huán)境，反之，若地下水中 N2單獨(dú)存在，水明處于較封閉的還原環(huán)境。 ? 大氣中的 (A+Kr+Xe)/N2恒等于 。若小于次值，說明地下水中含有生物起源或變質(zhì)起源的 N2。 ? H2S、 CH4 ? 這兩種氣體的存在，說明地下水處于比較封閉的環(huán)境，在生物化學(xué)作用下，產(chǎn)生 H2S、 CH4。 ? CO2 ? 來源：土壤、大氣、深部高溫的變質(zhì)作用 ? 作用： CO2含量多，則溶解碳酸鹽演的能力強(qiáng)。 ? 近幾十年來，大氣中的 CO2濃度大幅度增高，或多或少使地下水中的CO2有所增加。 ? 主要離子成分 ? Cl ? 主要來源：（ 1）含有氯化物的巖石；（ 2）海水；（ 3）火山噴發(fā)物的溶濾；（ 4）人為污染。 ? Cl是地下水中最穩(wěn)定的離子成分，不為植物及細(xì)菌所攝取、不被土壤顆粒所吸附，溶解度大，不宜沉淀析出。隨著礦化度的增加， Cl成為地下水中的主要離子成分。 ? SO42 ? 主要來源：（ 1）含石膏及其它硫酸鹽的沉積巖的溶解；（ 2）金屬硫化物礦床的溶解；（ 3）化石燃料燃燒產(chǎn)生大量的 SO2，最終形成酸雨，補(bǔ)給地下水。 ? HCO3 ? 主要來源：（ 1）含碳酸鹽巖的溶解作用 CaCO3+H2O+CO2 2HCO3+Ca2+；（ 2）在巖漿巖和變質(zhì)巖地區(qū)，來自呂硅酸鹽礦物的風(fēng)化溶解。 ? 是低礦化水中的主要陰離子成分。 ? Na++K+ ? 主要來源：沉積巖中鈉鹽和鉀鹽的溶解、巖漿巖和變質(zhì)巖中含鈉鉀礦物的風(fēng)化溶解。 ? 這兩種離子的鹽類溶解度都很高，石膏礦化地下水中主要的陽(yáng)離子成分。 ? Ca2+ ? 主要來源：沉積巖中碳酸鹽巖和含石膏巖石的溶解，巖漿巖和變質(zhì)巖中含高礦物的風(fēng)化溶解。 ? 一般的 Ca2+鹽的溶解度都比較低，是地礦化水中的主要陽(yáng)離子成分。但 CaCl2的溶解度相當(dāng)大，在一定的條件下，也有可能成為高礦化水中的主要陽(yáng)離子成分。 ? Mg2+ ? 來源、分布、作用與 Ca2+接近。 ? 地下水總礦化度： ? 地下水中各種離子、分子及化合物的總量。它表示水中的含鹽量。 ? 單位： g/L, mg/L ? 測(cè)定及計(jì)算方法： 1. 在 100—— 110度溫度下，將水蒸干后所得的干沽殘余物總量表示； 2. 陰、陽(yáng)離子含量相加，減去一半的 HCO3含量 地下水化學(xué)類型 ? 地下水種不同的化學(xué)組分，反映了地下水大成因和演化過程，可用水中主要離子成分來表示地下水的化學(xué)類型。 ? 庫(kù)爾洛夫式：簡(jiǎn)明地反映了地下水化學(xué)的特點(diǎn)。將陰陽(yáng)離子分別標(biāo)在橫線上下，按毫克當(dāng)量百分比自大爾小的順序排列，小于 10%的不予表示。橫線前依次表示氣體成分、特殊成分及礦化度，橫先后以字母 t為代號(hào)表示攝氏溫度。 ? 舒卡列夫分類：將水中六中主要離子（含量大于 25%毫克當(dāng)量）的陰離子和陽(yáng)離子進(jìn)行組合，共分出 49型水，按礦化度又劃分為 4組：A 、 B:、 C:1040g/L、 D:≥40g/L。 地下水化學(xué)成分的形成作用 形成作用 定義 溶濾作用 在水與巖石相互作用下，巖石中的一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)入地下水中的過程 。 1. 鹽類溶解度對(duì)溶濾作用的影響 2. 水的溶解能力與侵蝕性 3. 地下水徑流與水交替條件 濃縮作用 地下水通過蒸發(fā)使水分減少，鹽分集聚的過程 —— “鹽化” 1. 自然地理?xiàng)l件 2. 地下水埋藏條件 3. 礦化度增高
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