水文地质学基础第六版 第1章绪论.ppt

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1、水文地质学基础GeneralHydrogeology第1章绪论一、水文地质学概念水文地质学(Hydrogeology)是研究地下水的科学。地下水(Groundwater)即是赋存于地面以下岩土体空隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水—存储空间。包气带、饱水带—存储形式。研究内容：地下水与岩石圈、地幔、水圈、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、地下水的功能1.地下水是一种宝贵的资源。供水水源：生活用水、工农业生产用水，找水；矿产资源：地下水含有某些盐类和元素——液

2、体矿产；矿水：具有医疗保健作用的地下水，矿泉水；地热资源：地下水本身不是，但它是一种载体，将深层热带到上层。地源热泵2.生态环境因子土壤盐渍化，沼泽化，沙化，咸水入侵；地下水位下降引起地面沉降。天津市首个大规模集中的供热地源热泵项目2013年12月在宝坻经济开发区正式投入使用。跟传统燃煤、燃气供热相比，新的供热项目综合节能可达到一半以上。该地源热泵项目将地下水热量提取出来并通过压缩机升温到60℃后，通过管道将热量传导到用户端进行制热。过去采用燃煤锅炉，满足5000户家庭一年的取暖需求，要烧一万吨煤，花费800万元；现在采用地源热泵系统，

3、只需要300万元电费，费用省了，污染物排放少了。二、地下水的功能2.重要的地质营力地下水承受载荷，应力传递者，热量、化学组分的传输者——水是良好的溶剂与润滑剂水库诱发地震指在原来没有或很少地震的地方，由于水库蓄水引发的地震称水库地震，是诱发地震的一种类型。水库蓄水是引起岩体中应力集中和能量释放而产生地震的直接原因。水库地震一般是在水库蓄水达一定时间后发生，多分布在水库下游或水库区，有时在大坝附近二、地下水的功能3.不可忽视的致灾因子地方病：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导致；矿坑水：采矿或地下工程，地下水涌入，造成施

4、工困难，甚至造成事故——矿床水文地质学；滑坡，岩崩，岩溶塌陷，基础及边坡的地质稳定问题地面沉降美国美国埃塞俄比亚沙特泰国墨西哥全球地裂缝分布我国大华北和华东地区地裂缝“遍地开花”,达1000余条，造成数百亿元的经济损失。4.活跃灵敏的生态环境因子土壤盐渍化，沼泽化，沙化，咸水入侵；地下水位下降引起地面沉降。地下水利用产生的环境问题：沙化荒漠化加重地下水利用产生的环境问题：地下水污染5.信息载体通过剖析地下水水位、水质变化来预报地震，寻找矿床。地下水是（地球内部地质演变的）信息载体由于是应力传递者，同时又是在流动——所以地下水水位，水量，

5、水温，水化学等的变化或异常可以提供埋藏在地下的许多信息。强的溶剂：在地质循环和水文循环中化学组分溶解，传递到适宜的部位沉淀（沉积）：成矿如找矿、找油、地震预报、地质演变三、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20世纪中叶的奠基时期，20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“凿井取水”。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。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。地下水的

6、利用——坎儿井，近3000年历史余姚河姆渡井奠基时期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，美国泰斯(Theis)得出了地下水非稳定井流方程——泰斯公式。20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。20世纪中叶，地下水赋存、运动、补给、排泄、起源、水化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（形成时期）。发展阶段二战后，出现地下水水位深降、水资源枯竭

7、、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。水文地质学已形成了若干分支学科，其学科体系可分为：基础学科水文地质学基础，地下水动力学，水文地球化学应用学科供水水文地质学，矿床水文地质学，农田供水水文地质学，油田水文地质学，工程水文地质学……技术学科计算水文地质，同位素水文地质，RS、GIS……四、开发利用地下水资源的未来国内：1）实现地下水资源的可持续开发；2）加强地下水资源的科学管理；3）加强与地下水资源开发有关的环境保护；（当今世界面临的三大问题：人口、资源、

8、环境）4）一些重大研究课题：地下水过量开采的对策；地下水污染防治；相关的环境质量评价；研究水资源的管理模式。五、水文地质学的特点及发展趋势（1）核心课题转移找水水文地质学→资源水文地质学→生态环境水文地质学