名词解释:
地下水:埋藏在地表以下岩石的空隙中的各种状态的水。
广义地下水:贮存于地面以下岩土空隙中的水,包气带及饱水带中所有含于岩石空隙中的水。 狭义地下水:贮存于饱水带岩石空隙中的水。
潜水:潜水是埋藏于地面以下第一个稳定隔水层之上的具有自由水面的重力水。 潜水面的表示方法:剖面图 等水位线图。
承压水:是充满于两个隔水层之间具有静水压力的重力水。 承压水的表示方法:承压水等水压线图
渗流:地下水在多孔介质和裂隙介质中的运动叫做渗流。
地下水稳定运动:地下水运动的基本要素大小和方向不随时间变化。
地下水的非稳定运动:如果地下水运动的基本要素中的任一个或者全部要素随时间而变化则称为非稳定运动。
地下水资源:是指对人类生产与生活具有使用价值的地下水。 灌溉水质:泛指水的理化性质在灌溉中对土壤和作物的适用性。
降落漏斗:是水井水位下降大,离井越远水位下降越小,形成漏斗状的下降区
水跃:潜水井抽水时,只有当水位降低非常小,井中水位才与井壁水位接近一致,当水位降低较大时,井中水位就明显低于井壁水位。
管井:是一种直径较小,深度较大,井壁用钢管 铸铁管 混凝土管或塑料管等各种管材加固的井型。
辐射经:由一口大直径的竖井和垂直竖井呈辐射状分布的水平集水管组成。 管井的结构:井口 井身 进水部分和沉砂管。
截潜流工程:是指在河底的沙卵石层内,垂直河道主流方向修建一道截水墙,截住地下水。 水量平衡的目的:为了分析和解决规划区内,农业生产和其他用水对象对水的需要量和水源可能的供给量之间的矛盾。
农业灌溉需水量:是指为满足作物生长用水需求,除天然供给外,通过各种水利设施补送刀农田的水量。
地下水超采:是指在一定地域内多年平均地下水实际开采量超过了该地域的多年平均地下水可开采量,并造成了地下水水位多年持续下降的现象。
地下水资源的实际开采系数:指某区域多年平均开采量与该区域的多年平均可开采量的比值。
地下水人工补给:借助某些工程设施将地表水自流或用压力注入地下含水层,以便增加地下水的补给量。
人工补给的目的:补充地下水源 控制地面沉降 防止海水入侵。 人工补给地下水的方法:直接法:地表入渗法 井内入渗法 间接法。 地下水在农田水利事业中的重要性:
(1)水源稳定可靠,灌溉保证率高。(2)能适时适量灌溉,增产效果明显。
(3)在易涝易碱地区能起到防涝治碱作用。(4)地下水是发展节水灌溉技术的理想水源,因为地下水含沙量极少,比较清澈干净,不会阻塞灌水器,也不会像含泥沙量打的地表水那样,喷洒在植物上会阻塞植物的气孔而危害植物。 潜水的特征:
(1)潜水具有自由面。(2)潜水的分布区和补给区基本保持一致。 (3)潜水的动态随季节不同而有明显特征。 承压水的特征:
(1)承压水有承压性能,其顶面为非自由水面。(2)承压水分布区与补给区不一致。 (3)承压水动态受气象 水文因素的季节性变化影响不显著。
(4)承压水厚度稳定不变,不受季节变化的影响。(5)承压水的水质不易受到污染。 地下水的补给来源:
(1)大气降水的补给。(2)地表水的补给。(3)凝结水的补给。 (4)含水层之间的补给。(5)人工补给。 地下水径流的影响因素:
(1)含水层的空隙性(2)地下水的埋藏条件(3)补给量(4)地形(5)地下水的化学成分(6)人为因素。
地下水的排泄:
(1)泉水排泄(2)向地表水的排泄(3)蒸发排泄(4)不同类型含水层之间的排泄作用。 地下水的化学性质:
(1)地下水的酸碱性(2)地下水的总矿化度(3)地下水的硬度 地下水资源的基本特点: (1)可恢复性(2)调蓄性(3)转化性 地下水资源的分类:
(1)普罗特尼柯夫分类法(大储量分类法)
1)静储量:天然条件下储存于潜水最低水位以下含水层中的重力水体积。 2)动储量:单位时间内通过垂直于地下水流向的含水层过水断面的地下水量。 3)调节储量:天然条件下最高与最低水位之间潜水含水层中重力水的体积。
4)开采储量:技术经济合理的引水工程能从含水层中取出的水量,并在预定开采期内不发生水量显著减少核水质恶化等现象。 (2)以水资源为基础的分类法(三分法)
1)补给量:单位时间内进入某一单元含水层或含水岩体的重力水体积。 2)排泄量:单位时间内从某一单元含水层或含岩体中排泄出去的重力水体积。 3)储存量:储存在含水层中的重力水体积。 (3)以分析补给资源为主的分类法(二分法)
1)补给资源:在地下水均衡单元内,通过各种途径接受大气降水和地表水的入渗补给而形成的具有一定化学特征,可资利用并用按水文周期呈规律变化的多年平均补给量。 2)开采资源:开采资源是用可开采量来表征的,可开采量是在技术上可能,经济上合理和不造成水位持续下降,水质恶化及其他不良后果条件下可供开采的多年平均地下水量。 达西定律:渗透速率与水力坡度的一次方比,为线性关系,其表达式为Q=KJA ,V=KJ 达西定律的适用范围:(1)存在一个临界雷诺系数e临该值在1-10之间Re 地下水开发利用中的水文地质参数:渗透系数(K),导水系数(T),给水度(M)贮水系数(?),压力传导系数(a),潜水蒸发系数(c)等 参数的确定方法:(1)野外抽水实验(2)长期地下水动态开采资料(3)室内实验(4)模拟实验 人工补给量是指人工引水入渗补给给地下水的水量 开采补给:是指开采条件下,除天然补给之外,额外获得的补给量。 排泄量:是指单位时间从某一单元含水层或含水岩体中排泄的重力水体积。 允许开采量:是指通过技术经济合理的取水建筑物,在整个开采期内水量和动水位不超过设计要求,水质水温变化在允许范围内,不影响以建水源地正常生产,不发生危害性工程地质现象的前提下,单位时间从水文地质单元中能够取得的水量。 体积储存量是指潜水含水层中所容纳的重力水体积, *弹性储存量是指将承压含水层的水头降至含水层顶板以上某一位置时,由于含水层的弹性压和水体积弹性膨胀所释放的水量。 可开采量:是在技术上可能,经济上合理和不造成水位持续下降、水质恶化及其他不良后果条件下可供开采的多年平均地下水量。 地下水评价的任务和目的:(1)水质评价(2)水量评价(3)开采技术条件评价。 地下水资源评价的五种方法:1.水量均衡法,2.开采实验法,3.相关分析法,4.开采系数法,5.实际开采量调查法 水量均衡法:是研究评价区在一定时段内地下水的补给量,储存量与排泄量之间的平衡关系,确定影响地下水动态个要素及规律,从而评价水源地开发利用地下水资源的一种方法。 水量均衡法原理:地下水在补给核排泄过程中任一时段的补给量核排泄量只差,永远等于含水层中储存量的变化量,这是水量均衡的基本原理。 开采试验法:是模拟水源地开采条件进行抽水试验来评价地下水资源的一种方法 适用条件: 中小型水源地。3)相关分析法4)开采系数法5)实际开采量调查法。 开采系数法:是指一个地区多年开采模数与多年地下水补给模数之比,或开采系数等于地下水多年开采量与多年平均补给量的比值。 基本方程 Q补?Q排???Q储 (Q入?Q出)?(W-Q开)?MFAH/?t 适用条件:用于地下水埋藏较浅,地下水补给和排泄条件易于查清楚的地区 水量均衡法的计算步骤:(1)划分均衡区,确定均衡期(2)确定均衡要素,建立均衡方程(3)地下水资源评价 灌溉用水的水质评价方法: 1)用矿化度指标进行水质评价2)灌溉系数法3)用残余碳酸钠评价灌溉水质。4)盐度、碱度、矿化度 地下水取水建筑物的分类方法: 1)垂直系统:因集取地下水的主要建筑物的延伸方向基本与地表面垂直。 2)水平系统:集取地下水的主要建筑物的延伸方向,基本与地面相平行。 3)联合系统:将垂直与水平系统结合在一起,或同系统的几种联合成一个整体 4)引泉工程:根据泉水出露特点,予以扩充,收集 调节与保护的引泉水建筑物 滤水管的基本要求: 1)在阻力最小且流速不超过极限值的前提下,保证最大的进水量 2)具有足够的机械强度,能承受地层压力 3)有较高的抗腐蚀能力,保证水井有较长的适用期限 4)可以有效地防止涌沙,同时又不易发生机械堵塞 5)结构简单,制作方便,安装迅速,成本低廉。 管井施工程序和主要成井工艺: (1)井孔钻进:1)钢丝绳冲击钻进。2)回旋钻进。 (2)电法测井 目的:判断井孔内含水层位置和厚度,防止盲目下井管,造成损失。 (3)井管安装 目的:是成井工艺中最重要的工序,直接影响到成井的质量。 1)下管准备工作:组织动员 冲孔换浆 探孔校正井身 井管排序 设备器材检查 清理现场 2)下管方法:悬吊法下管 钻杆托盘下管法 (4)填砾 目的:就是在对这含水层的滤水管周围人工围填砾料,从而在水井周围形成一个人工过滤层,达到增大水井出水量和防止涌砂的目的。 1)砾料的选择:砾料的直径 砾料的均匀度 砾料质量 2)砾料厚度及填砾数量估算 3)填砾方法。 (5)止水 目的:隔离有害的含水层中的水,使井水不受污染。 1)止水方法:粘土止水 水泥止水 (6)洗井 目的:彻底清除井内残存的岩屑和泥浆,破坏井壁上因泥浆钻进而形成的泥皮,同时抽出含水层中的细小颗粒,从而在水井周围形成一层有粗到细的良好人工过滤层,使水井达到最大出水量。 1)洗井方法:活塞洗井 空压机洗井 二氧化碳洗井 (7)简易抽水试验(8)管外封闭和成井验收 水量平衡计算的基本任务: 1)求出全规划区或各分区的多年平均可开采量与需水量之间的平衡关系和灌溉用水保证情况2)求出在多年调节情况下的最大地下水位降深,并计算所开采的水量能否得到全部回补3)如为井渠双灌区,则应综合调配当地全部水源。 井灌区的用水管理任务: 1)实行计划用水,充分发挥井灌工程效益。2)加强机井配套,提高抽水设备利用率。 3)提高田间工程标准,以实现节水灌溉。4))选用合理的灌水方式,保证作物丰产。地下水超采引起的环境地质问题:1)地下水位下降。2)地面塌陷。3)地面沉降。 4)海水入侵。5)土壤次生盐碱化。6)荒漠化。