自然界的水循环1

 

1、自然界的水循环:自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。

2、水文循环:发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。

3、 3、地质循环:地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。

4、 4、孔隙:松散岩石颗粒之间的空隙称为孔隙。

5、裂隙:固结的坚硬岩石,在各种应力作用下破裂变形产生的空隙称裂隙。

6、溶穴:可溶岩石,在地表水和地下水的长期作用下,形成各种空隙、洞穴,称为溶穴。

7、岩石的水理性质:与水份的贮存和运移有关的性质。包括:溶水性、持水性、给水性和透水性。

8、溶水性:岩石在完全饱水时所能容纳水的性质

9、容水度:是指岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值 10、给水性:饱水岩石在重力作用下,能够自由排出一定水量的性质

11、给水度:地下水位下降一个单位深度,从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体,在重力作用下释出的水的体积。

12、持水性:饱水的岩石在重力作用下释水后,岩石中仍保持一定水量的性质

13、持水度:地下水位下降一个单位深度,单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量,称作持水度。 14、透水性:岩石允许水透过的能力

15、有效应力原理:有效应力等于总应力减去孔隙水压力。松散岩土压密:砂层是通过颗粒的接触点承受应力的。地下水位下降,孔隙水压力降低,有效应力增加,颗粒发生位移,排列更为紧密,颗粒的接触面积增加,孔隙度降低,砂层受到压密。

16、包气带与饱水带:地表以下一定深度上岩石中的空隙被重力水充填,形成地下水面,地下水面以上为包气带,以下为饱水带。

17、含水层:能够透过并给出相当数量水的岩层。

18、隔水层:不能透过与给出水,或者透过与给出的水量微不足道的岩层。 19、弱透水层:指那些渗透性相当差的岩层。

20、地下水的矿化度:地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量。

21、溶滤作用:在水与岩土相互作用下,岩土中一部分物质转入地下水中,这就是溶滤作用。 22、浓缩作用:由于蒸发作用只排走水分,盐分仍保留在余下的地下水中,随着时间延续,地下水溶液逐渐浓缩,矿化度不断增大的作用。

23、脱碳酸作用:地下水中CO2的溶解度随温度升高或压力降低而减小,一部分CO2便成为游离CO2从水中逸出,这便是脱碳酸作用。

24、脱硫酸作用:在还原环境中,当有有机质存在时,脱硫酸细菌能使硫酸根离子还原为硫化氢的作用。

25、阳离子交换吸附作用:一定条件下,颗粒将吸附地下水中某些阳离子,而将其原来吸附的部分阳离子转为地下水中的组分,这便是阳离子交替吸附作用。

26、混合作用:成分不同的两种水汇合在一起,形成化学成分与原来两者都不相同的地下水,这便是混合作用。

27、溶滤水:富含CO2与O2的渗入成因的地下水,溶滤它所流经的岩土而获得其主要化学成分,这种水称之为溶滤水。

28、沉积水:指与沉积物大体同时生成的古地下水。

29、内生水:来自地球深部层圈物质分异和岩石变质作用过程中化学反应生成的水。

30、地下水的埋藏条件:含水层在地质剖面中所处的部位和含水层与隔水层的相互组成关系。

31、潜水:饱水带中第一个稳定隔水层以上具有自由水面的重力水。

32、32、潜水面:潜水中的自由水面。

33、潜水位:潜水面的高程。

34、潜水含水层厚度:从潜水面到隔水底板的垂直距离为潜水含水层厚度。

35、 35、潜水埋藏深度:潜水面到地面的垂直距离为潜水埋藏深度。

36、水力坡度:在潜水流的渗流途径上,任意两点的水位差与该两点的距离之比。

37、 37、承压水:充满在二个稳定的不透水层(或弱透水层)之间的含水层中的重力水 。

38、 38、测压水位:钻进时,当钻孔(井)揭穿承压含水层的隔水顶板,水面上升,到一定高度后便稳定下来不再上升时该水面的高程。

39、测压水位面:承压含水层内各点的测压水位所联成的面 。

40、40、承压水头:某点处由其隔水顶界面到测压水位面间的垂直距离 。

41、 41、承压水含水层厚度:含水层顶界面与底界面间的垂直距离 。

42、 42、承压水埋藏深度:承压水顶界面到地面的垂直距离。

43、43、水文循环与地质循环的区别?

答:水文循环通常发生于地球浅层圈中,是H2O 分子态水的转换,通常更替较快;地质循环发生于地球浅层圈和深层圈之间,常伴有水分子的分解与合成,转换速度缓慢。

44、影响水文循环的因素?

答:①、气象因素:风向、风速(水分输送);气温、气压;蒸发、降水;湿度(水汽凝结)等。

②、地面因素:地形、地质、地貌、土壤、植被等。 ③、人类工程活动:水利、农业、环境工程措施等。

5、岩石中水的存在形式

46、潜水的特征?

答1)、潜水面不承受静水压力

2)、潜水顺坡降由高处向低处流动。

3) 3)、补给区一般与分布区相一致。

4)、潜水的水位、埋藏深度、水量和水质等呈现显著的季节性变化。

5) 5)、潜水面的形状及其埋深受地形起伏的控制和影响。

6)6)、潜水容易受污染。

47、影响潜水面的形状和坡度的因素?

答:地形、含水岩性和厚度、隔水底板起伏、气象水文因素和人为因素等。 ①潜水面的起伏和地表的起伏大体一致,但较地形平缓;

②当含水层变厚,透水性变好时,水力坡度也随之变小,潜水面变缓;反之,水利坡度变大,潜水面变陡;

③隔水底板凹陷处含水层变厚,潜水面变缓;隔水底板隆起处,潜水流受阻,含水层变薄,潜水面突起,甚至接近地表溢出地表形成泉;

④在河流上游地段,水文网下切至含水层时,潜水补给河水,潜水面向河流或冲沟倾斜;在河流下游地段,河水位高于潜水,河水补给潜水,潜水面便倾向于含水层。在河间地带,潜水面的形状取决于两河水的关系,可以形成分水岭;也可以向一方倾斜,由高水位河流向低水位河流渗透;

⑤人为因素的影响可急剧地改变潜水面的形状。

48、等水位线图的用途?

答:(1).确定潜水流向:潜水流始终是沿着潜水面坡度最大的方向流动,即沿垂直等水位线的方向,由高水位向低水位运动;

(2).确定水力坡度:相邻两条等水位线的水位差除以其水平距离即为潜水面坡度,当潜水

面坡度不大时,可以视为潜水的水力坡度;

(3).确定潜水和地表水的关系:在标有河水位的潜水等水位线图上,根据图中地下水的流向,就能确定潜水与地表水的补排关系;

(4)、确定潜水面的埋藏深度:等水位线与地形等高线相交之点,二者的高程之差,即为该点潜水的埋藏深度;

(5)、确定泉水出露位置和沼泽变化范围:地形等高线与潜水位等高线标高相等且相交的地点,为泉水出露点,或是与潜水有联系的湖、沼等地表水体;

(6).推断含水层岩性或厚度的变化:当地形坡度无明显变化,而等水位线变密处,表征该处含水层透水性变差,或含水层厚度变小。反之,等水位线变稀的地方,则可能是含水层透水性变好或厚度增大的地方;

(7)、确定含水层厚度:当已知隔水底板高程时,可以用潜水位高程减去隔水底板高程,即得该点含水层厚度;

(8)、作为布置引水设施的依据:取水工程最好布置在潜水流汇合的地区,或潜水集中排泄的地段。取水建筑物的排列一般应垂直地下水流向,即与等水位线相一致。

49、承压水的基本特征?

答:1)、承压含水层的顶面承受静水压力是承压水的一个重要特点。

2)、承压水充满于二个不透水层之间,补给区位置较高而使该处的地下水具有较高的势能。 3)、分布区通常大于其补给区。

4)、承压含水层的测压水位面是一个位于其顶界面以上的虚构面。

)、承压水由测压水位高处向测压水位低处流动。

6)、当含水层中的水量发生变化时,其测压水位面亦因之而升降,但含水层的顶界面及含水层的厚度则不发生显著变化。

7)、不易受污染,但一旦被污染,净化极其困难。

50、等水压线图的用途?

答:1)、确定承压水的流向:承压水流向垂直等水压线,由高水位向低水位运动; 2)、确定承压水的水力坡度、判断含水层岩性和厚度变化:与潜水一致或相似 3)、确定承压水位埋藏深度:地面高程减去相应点的承压水位即可;

4)、确定承压水含水层的埋藏深度:用地面高程减去相应点含水层顶板高程即得; 5)、确定测压水位及承压水头值的大小:承压水位减去相应点含水层顶板高程; 6)、根据图上等水压线分布的疏密情况还可以定性地分析含水层的导水性能(含水层的厚度或其透水性能)的变化情况;

7)、确定潜水与承压水间的相互关系:

8)、通过上列分析判断可为开发承压水确定良好的开采地段,为坑道、基坑等掘进和开挖工程提供工程设计所需要的水文地质依据和必要的数据。

11 / 15

地滞水。(2)潜水含水层通常厚度不大,储存水量有限,一般只具有年内或隔年调节能力,遇到连续干旱缺水,供水往往难以保证。(3)承压含水层的厚度通常较大,地质结构也有利于蓄存水量,常具多年调节功能。

12、不同介质的含水系统滞蓄水量的能力也不同?

答:(1)孔隙含水系统:分布于地势低下的部位,介质的渗透性通常不很大,贮滞水量多,调节能力较好。(2)岩溶含水系统:含水介质渗透性极强,滞留地下水能力差,只有当其具备有利于蓄水的较大规模的地质构造(如向斜、单斜断块等)时,才有较强的蓄水能力与调节能力。

13、地下水赋存条件对地下水再生能力的影响?

答:(1)潜水:赋存于浅部与大气圈、水圈发生密切联系积极参与水文循环,地下水在含水系统中的平均贮留时间短(一年到几十年),资源具有良好可恢复性。(2)承压水:埋藏深,且有隔水或相对隔水层妨碍它与外界发生水力联系,水的循环交替缓慢。愈往深部的承压含水层,与外界的联系愈微弱,更新再生愈慢。深部承压水的平均贮留时间可以达到数千年甚至数万年。有些地下水是不可再生的资源。

14、含水介质的渗透能力对地下水再生能力的影响?

答:岩溶含水系统由于介质渗透性极强,在条件有利时往往可以获得很大份额降水的补给,其地下水资源的可恢复性往往要优于裂隙及孔隙的含水系统。 15、地下水资源评价主要解决的问题有: ①.计划开采情况下地下水的状况;

②.控制在一定的水位条件下,可供开采的地下水量; ③.水质的适宜性及开采过程中水质的变化趋势; ④.根据环境条件的改变对地下水的预测; ⑤.开采地下水可能引起的环境问题。

16、地下水水质评价的基本任务(即解决问题)是:

答:(1)、了解各行业或各种不同用水对水质的基本要求,评价所勘察水源水质的可用性; (2)、了解区内水质的分布规律和水质形成的环境条件,为选择最佳取水地段和取水层位提供依据;

(3)、对未达到水质标准的供水水源,应进行水质改良必要性和可行性的论证; (4)、为防止开采后地下水水质恶化应提出水源地卫生防护带建设和区域水环境管理的措施。

17、地下水对混凝土的侵蚀

答:混凝土与地下水接触时,由于物理和化学作用,使硬化后的混凝土逐步遭受破坏,强度降低,最后导致建筑物的安全。大多数地下水不具有侵蚀性,只有当地下水中某些化学成分(如HCO3-、SO42+、Cl-、侵蚀性CO2等)含量过高时,才对混凝土产生分解性侵蚀、结晶性侵蚀及分解、结晶复合性侵蚀。

第5章 地下水与环境

1、地下水污染:在人为影响下,地下水的物理性质、化学或生物特性发出不利于人类生活 12 / 15

或生产的变化,称为地下水污染。

2.与地表水污染相比,地下水污染有哪些特点?

(1) 污染物质进入地下含水层及在其中运移的速度都很缓慢; (2) 已经进入地下水的污染物质,将在含水层中长期滞留; (3) 随着地下水流动,污染范围还将不断扩展; (4) 已经污染的含水层自然净化,往往需要很长的时间。

3、过量开发与排除地下水引起的环境退化?

答:过量开发或排除地下水,地下水位大幅度下降,会引起环境退化现象: (1)水位下降,水井报废,能耗大增; (2)泉水干涸,河水消失,风景名胜不复存在; (3)沼泽湿地被疏干,有关生物群消亡;

(4)地下水位下降,土壤沙化,导致生态全面退化; (5)地面沉降;

(6)地下水水质发生变化; (7)岩溶地面塌陷; (8)海水入侵。

4、过量补充地下水引起的环境退化? 答:(1)土壤次生沼泽化; (2)土壤盐渍化,地下水咸化;

(3)破坏水岩力学平衡,导致岩土体的失稳; (4)水库诱发地震。

5、污染物质来源于:(1)生活污水与垃(2)工业污水与废渣(3)农业肥料与农药。 污染途径:(1)雨水淋滤堆放在地面的垃圾、废渣中的有毒物质进入含水层;(2)污水排入河、湖、坑塘,再渗入补给含水层;(3)污水灌溉农田;(4)止水不良的井孔,会将浅部的污水导向深层;(5)废气溶解于大气降水,形成酸雨补给地下水。

附:过度开发水资源引起环境退化的实例:

像煤炭一样,深层地下水是不可再生的资源。因此,专家将一些地方靠超采地下水度日的情况形容为“爷爷喝孙子的水”。长期透支地下水,导致部分地区出现区域地下水位下降,最终形成区域地下水位的降落漏斗。

目前华北平原深层地下水已经形成了跨冀、京、津、鲁的区域地下水降落漏斗,有近7万平方千米的地下水水位低于海平面,整个河北省已形成20多个漏斗区,总面积达4万平方公里左右。全国已形成区域地下水降落漏斗100多个,面积达15万平方千米。区域地下水下降使平原或盆地湿地萎缩或消失、地表植被破坏,导致生态环境退化。全国有46个城市由于不合理开采地下水而发生了地面沉降,其中上海市、天津市、太原市的沉降中心累计最大沉降量超过2米,天津塘沽个别点最大沉降量已达3.1米。

第6章 水文地质勘查

13 / 15

1、水文地质勘查的目的?

答:水文地质勘察是研究水文地质的主要手段,其目的主要有:

①为地下水资源的合理开发利用与管理、国土开发与整治规划、环境保护和生态建设、经济建设和社会发展规划提供区域水文地质资料和决策依据;

②为城市建设和矿山、水利、港口、铁路、输油输气管线等大型工程项目的规划提供区域水文地质资料;

③为更大比例尺的水文地质勘察,城镇、工矿供水勘察,农业与生态用水勘察、环境地质勘察等各种专门水文地质工作提供设计依据;

④为水文地质、工程地质、环境地质等学科的研究提供区域水文地质基础资料。 2、水文地质勘查的任务?

答:水文地质勘察的任务就是运用各种不同的勘察手段(测绘、勘探、试验、观测等),经过一定的勘察程序去查明研究区基本的水文地质条件,解决其专门性的水文地质问题。 3、水文地质钻探的基本任务?

(1)揭露含水层,探明含水层的埋藏深度、厚度、岩性和水头压力;查明含水层之间的水力联系。

(2)借助钻孔进行各种水文地质试验,以确定含水层富水性和各种水文地质参数。 (3)通过钻孔(或在钻进过程中)采集水样、岩土样,以确定含水层的水质、水温和测定岩土的物理力学和水理性质。

(4)利用钻孔监测地下水动态或将钻孔作为供水井。 4、水文地质勘探钻孔的布置原则? ①.布置钻孔时要考虑水文钻探的主要任务,应明确是查明区域水文地质条件,还是确定含水层水文地质参数、寻找基岩富水带、评价地下水资源或进行地下水动态观测;主要任务不同,钻孔布置方案必然有所区别。

②.布置钻孔时要考虑“一孔多用”,如既是水文地质勘探孔,又可保留作为地下水动态观测孔;或者既是勘探孔,又可留用为开采井。

③.无论是查明水文地质条件、求取水文地质参数,还是进行地下水动态观测,在确定其钻孔位置时,均应考虑其代表性和控制意义。

④.为分析、认识区域水文地质条件的变化规律,水文地质钻孔应布置成勘探线的形式。 或:

(1)为查明区域水文地质条件布置的钻孔,一般都布置成勘探线的形式。主要勘探线应沿着区域水文地质条件(含水层类型、岩性结构、埋藏条件、富水性、水化学特征等)变化最大的方向布置。

在山前冲洪积平原地区,主要的勘探线应沿着冲洪积扇的主轴方向布置;而辅助勘探线则垂直于冲洪扇的主轴方向布置;

在河谷地区和山间盆地,主要勘探线应垂直河谷和山间盆地布置;

在裂隙岩溶地区,主要勘探线应穿过裂隙岩溶水的补给、径流、排泄区和主要的富水带。( 2)主要为地下水资源评价布置的勘探孔,其布置方案必须考虑拟采用的地下水资源评价方法。勘探孔所提供的资料应满足建立正确的水文地质概念模型、进行含水层水文地质参数分区和控制地下水流场变化特征的要求。

当水源地主要依靠地下水的侧向径流补给时,主要勘探线必须沿着流量计算断面布置。 14 / 15

对于傍河取水水源地,为计算河流侧向补给量,必须布置平行与垂直河流的勘探线。

当采用数值模拟方法评价地下水资源时,为正确地进行水文地质参数分区,正确给出预报时段的边界水位或流量值,勘探孔布置一般呈网状形式并能控制住边界上的水位或流量变化。

(3)以供水勘查为目的的勘探孔,按总原则布置钻孔时,应考虑勘探一开采结合,钻孔一般应布置在含水层(带)富水性最好、成井把握性最大的地段。

5、抽水试验:是通过从钻孔或水井中抽水,来定量评价含水层富水性,测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件的一种野外试验工作。 6、抽水试验的目的、任务?

答:(1)直接测定含水层的富水程度和评价井(孔)的出水能力; (2)抽水试验是确定含水层水文地质参数(K、T、S、μ)的主要方法;

(3)抽水试验可为取水工程设计提供所需水文地质数据,如R、单井出水量、单位出水量等;并可根据水位降深和涌水量选择水泵型号;

(4)通过抽水试验,可直接评价水源地的可(允许)开采量;

(5)可以通过抽水试验查明某些其他手段难以查明的水文地质条件,

久久建筑网m.kkreddy.com提供大量:建筑图纸、施工方案、工程书籍、建筑论文、合同表格、标准规范、CAD图纸等内容。