第0章 地下水水文學(xué) 緒論課件

1、地下水水文學(xué)地下水水文學(xué)Groundwater Hydrology主講教師：王水獻(xiàn)主講教師：王水獻(xiàn)蘭州大學(xué)蘭州大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院2013年年9月月緒緒 論論地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展3地下水的功能與應(yīng)用地下水的功能與應(yīng)用3 4課程的目的與內(nèi)容課程的目的與內(nèi)容3 1地下水資源開(kāi)發(fā)利用地下水資源開(kāi)發(fā)利用201課程的目的與內(nèi)容課程的目的與內(nèi)容課程的目的課程的目的目的是使學(xué)生能系統(tǒng)地獲得地下水的形成、目的是使學(xué)生能系統(tǒng)地獲得地下水的形成、埋藏、交替循環(huán)等方面的理論知識(shí)；埋藏、交替循環(huán)等方面的理論知識(shí)；要求學(xué)生掌握地下水水文學(xué)的基本概念、要求學(xué)生掌握地下水水文學(xué)的基本概念、基本原理

2、和基本知識(shí)；基本原理和基本知識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生綜合分析各種地下水問(wèn)題和解決培養(yǎng)學(xué)生綜合分析各種地下水問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。實(shí)際問(wèn)題的能力。01課程的目的與內(nèi)容課程的目的與內(nèi)容通過(guò)課堂講課、課外作業(yè)和討論，主要傳通過(guò)課堂講課、課外作業(yè)和討論，主要傳授授地下水的形成與轉(zhuǎn)化、地下水的類(lèi)型與地下水的形成與轉(zhuǎn)化、地下水的類(lèi)型與特征、飽水帶及包氣帶中水分和溶質(zhì)的運(yùn)特征、飽水帶及包氣帶中水分和溶質(zhì)的運(yùn)動(dòng)、地下水動(dòng)態(tài)與均衡、地下水計(jì)算與評(píng)動(dòng)、地下水動(dòng)態(tài)與均衡、地下水計(jì)算與評(píng)價(jià)以及地下水資源管理與保護(hù)價(jià)以及地下水資源管理與保護(hù)等有關(guān)內(nèi)容。等有關(guān)內(nèi)容。課程的主要內(nèi)容課程的主要內(nèi)容01課程的目的與內(nèi)容課程的目的與內(nèi)容

3、總成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)，平總成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的2030%，由平時(shí)作業(yè)、，由平時(shí)作業(yè)、出勤率和習(xí)題課的成績(jī)組成，期末考試成出勤率和習(xí)題課的成績(jī)組成，期末考試成績(jī)占總成績(jī)的績(jī)占總成績(jī)的7080%。 考核方式：閉卷考試考核方式：閉卷考試課程的成績(jī)考核課程的成績(jī)考核01課程的目的與內(nèi)容課程的目的與內(nèi)容教材：束龍倉(cāng)，教材：束龍倉(cāng)，地下水水文學(xué)地下水水文學(xué)，北京：中國(guó)水，北京：中國(guó)水利水電出版社，利水電出版社，2009年年1月第一版；月第一版；參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)： 1. 王大純，張人權(quán)等王大純，張人權(quán)等. 水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ).北京北京:地

4、質(zhì)出地質(zhì)出版社版社. 2002.8 教材與參考文獻(xiàn)教材與參考文獻(xiàn)緒緒 論論地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展3地下水的功能與應(yīng)用地下水的功能與應(yīng)用3 4課程的目的與內(nèi)容課程的目的與內(nèi)容3 1地下水資源開(kāi)發(fā)利用地下水資源開(kāi)發(fā)利用202地下水資源開(kāi)發(fā)利用地下水資源開(kāi)發(fā)利用 20世紀(jì)世紀(jì)80年代中期，全球地下水開(kāi)采量約年代中期，全球地下水開(kāi)采量約5500億億m3/a，其中，其中美國(guó)、中國(guó)、日本、澳大利亞分別為美國(guó)、中國(guó)、日本、澳大利亞分別為1135億億m3/a、760億億m3/a、138億億m3/a和和27億億m3/a，到，到20世紀(jì)末，全球地下水開(kāi)世紀(jì)末，全球地下水開(kāi)采量已經(jīng)超過(guò)采量已經(jīng)超過(guò)75

5、00億億m3/a，近，近10多年中，全球地下水開(kāi)采量多年中，全球地下水開(kāi)采量以印度和中國(guó)的增長(zhǎng)量最大。以印度和中國(guó)的增長(zhǎng)量最大。 各國(guó)開(kāi)采地下水的主要用途不盡相同，如美國(guó)、中國(guó)、印度、各國(guó)開(kāi)采地下水的主要用途不盡相同，如美國(guó)、中國(guó)、印度、巴基斯坦用于灌溉的地下水量約占地下水總開(kāi)采量的巴基斯坦用于灌溉的地下水量約占地下水總開(kāi)采量的50%以以上，而日本和歐共體各國(guó)的地下水主要用于居民生活供水。上，而日本和歐共體各國(guó)的地下水主要用于居民生活供水。全球絕大部分城市的供水依靠地下水，美國(guó)全球絕大部分城市的供水依靠地下水，美國(guó)50%的生活用水的生活用水取自地下水。取自地下水。 國(guó)外地下水開(kāi)發(fā)利用國(guó)外地下水

6、開(kāi)發(fā)利用02地下水資源開(kāi)發(fā)利用地下水資源開(kāi)發(fā)利用美國(guó)美國(guó)印度印度也門(mén)也門(mén)孟加拉孟加拉約旦約旦國(guó)外地下水開(kāi)發(fā)利用國(guó)外地下水開(kāi)發(fā)利用02地下水資源開(kāi)發(fā)利用地下水資源開(kāi)發(fā)利用原始階段（原始階段（20世紀(jì)以前）世紀(jì)以前）初步開(kāi)發(fā)階段（初步開(kāi)發(fā)階段（20世紀(jì)世紀(jì)50至至60年代）年代）大規(guī)模開(kāi)發(fā)階段（大規(guī)模開(kāi)發(fā)階段（ 20世紀(jì)世紀(jì)70初至初至70年代末）年代末）加速開(kāi)發(fā)階段（加速開(kāi)發(fā)階段（ 20世紀(jì)世紀(jì)80初至初至20世紀(jì)末）世紀(jì)末）強(qiáng)化管理階段（強(qiáng)化管理階段（21世紀(jì)初以來(lái)）世紀(jì)初以來(lái)）中國(guó)地下水開(kāi)發(fā)利用中國(guó)地下水開(kāi)發(fā)利用02地下水資源開(kāi)發(fā)利用地下水資源開(kāi)發(fā)利用地面沉降地面沉降地面塌陷地面塌陷海水入侵

7、海水入侵土壤次生荒漠化土壤次生荒漠化與地下水開(kāi)發(fā)利用的環(huán)境問(wèn)題與地下水開(kāi)發(fā)利用的環(huán)境問(wèn)題 地面沉降地下水開(kāi)發(fā)的環(huán)境問(wèn)題地下水開(kāi)發(fā)的環(huán)境問(wèn)題地面沉降地面沉降 地面沉降是由于開(kāi)采深層承壓地下水，降低了開(kāi)采含水層的水頭壓力，從而導(dǎo)致粘土(淤泥)質(zhì)隔水層及含水層中粘土(淤泥)質(zhì)透鏡體被壓縮，引起地面區(qū)域性下沉的現(xiàn)象。 地面沉降地面沉降地面沉降地面沉降張家港地面沉降張家港地面沉降1975-19801980-19951995-2000肅寧肅寧滄州滄州黃驊黃驊19721972-19759.2148.6669.9990.4195.69滄州市深層水位降落漏斗滄州市深層水位降落漏斗河北滄州地河北滄州地裂縫長(zhǎng)裂縫長(zhǎng)

8、4km4km 地裂縫地裂縫應(yīng)用環(huán)境負(fù)效應(yīng)應(yīng)用環(huán)境負(fù)效應(yīng)巖溶塌陷巖溶塌陷 地面塌陷也是一種地面地面塌陷也是一種地面變形現(xiàn)象，多發(fā)生在隱變形現(xiàn)象，多發(fā)生在隱伏巖溶地下水開(kāi)采區(qū)，伏巖溶地下水開(kāi)采區(qū)，塌陷。由于過(guò)量開(kāi)采巖塌陷。由于過(guò)量開(kāi)采巖溶地下水，疏干或部分溶地下水，疏干或部分疏干了溶洞，受重力作疏干了溶洞，受重力作用，覆蓋物塌落，地面用，覆蓋物塌落，地面形成坑、槽、溝等塌陷形成坑、槽、溝等塌陷現(xiàn)象，即為地面塌陷。現(xiàn)象，即為地面塌陷。海水入侵海水入侵 海水入侵是海岸地區(qū)地下淡水超量開(kāi)采而造成的海水向陸地流動(dòng)的地下徑流。 北方土地荒漠化北方土地荒漠化 西南石漠化西南石漠化土地鹽堿化土地鹽堿化 v因干旱

9、、半干旱而強(qiáng)烈的潛水蒸發(fā)，導(dǎo)致地下水中的鹽分在土壤中積累而使土壤鹽堿化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為土壤次生鹽堿化。 明渠排水明渠排水暗管排水暗管排水應(yīng)用應(yīng)用排水工程排水工程應(yīng)用應(yīng)用環(huán)境工程環(huán)境工程緒緒 論論地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展3地下水的功能與應(yīng)用地下水的功能與應(yīng)用3 4課程的目的與內(nèi)容課程的目的與內(nèi)容3 1地下水資源開(kāi)發(fā)利用地下水資源開(kāi)發(fā)利用20.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展地球表層的水地球表層的水 (Water) 是由地球內(nèi)部逸出的，經(jīng)過(guò)是由地球內(nèi)部逸出的，經(jīng)過(guò)35億年的積聚和演變，逐漸形成今天的水圈億年的積聚和演變，逐漸形成今天的水圈（Hydrosphere）。）。水是無(wú)色透

10、明的液體，是地球上生命的源泉和生命水是無(wú)色透明的液體，是地球上生命的源泉和生命賴(lài)以生存和發(fā)展的必需物質(zhì)。賴(lài)以生存和發(fā)展的必需物質(zhì)。地球上現(xiàn)有地球上現(xiàn)有13.86108km3的水，以液態(tài)、固態(tài)和氣的水，以液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)分布于地面、地下和大氣中，形成地表水態(tài)分布于地面、地下和大氣中，形成地表水(surface water)、地下水、地下水(Groundwater)和大氣水和大氣水(atmospheric water)，其中淡水，其中淡水(fresh water)僅占僅占2.53%。水水0.2 水與水文學(xué)科的發(fā)展水與水文學(xué)科的發(fā)展0.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展水文學(xué)是關(guān)于地球上水的起

11、源、存在、分布、循水文學(xué)是關(guān)于地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)、運(yùn)動(dòng)等變化規(guī)律，以及運(yùn)用這些規(guī)律為人類(lèi)環(huán)、運(yùn)動(dòng)等變化規(guī)律，以及運(yùn)用這些規(guī)律為人類(lèi)服務(wù)的知識(shí)體系。服務(wù)的知識(shí)體系。據(jù)據(jù)水文基本術(shù)語(yǔ)和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)水文基本術(shù)語(yǔ)和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50095-98），水文學(xué)是研究存在于地球上的大氣中和地），水文學(xué)是研究存在于地球上的大氣中和地球表面以及地殼內(nèi)的各種現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律球表面以及地殼內(nèi)的各種現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律及其內(nèi)在聯(lián)系的學(xué)科，包括水體的形成、循環(huán)和及其內(nèi)在聯(lián)系的學(xué)科，包括水體的形成、循環(huán)和分布，水體的化學(xué)成分、生物、物理性質(zhì)以及它分布，水體的化學(xué)成分、生物、物理性質(zhì)以及它們對(duì)環(huán)境的效應(yīng)等。

12、們對(duì)環(huán)境的效應(yīng)等。 水水0.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展v水文學(xué)的發(fā)展，大體可分為以下幾個(gè)階段：水文學(xué)的發(fā)展，大體可分為以下幾個(gè)階段： 一、萌芽時(shí)期（一、萌芽時(shí)期（1400年以前）年以前）二、奠基時(shí)期（二、奠基時(shí)期（14001900年）年）三、應(yīng)用水文學(xué)的形成（三、應(yīng)用水文學(xué)的形成（19001950年）年）四、現(xiàn)代水文學(xué)時(shí)期（四、現(xiàn)代水文學(xué)時(shí)期（1950年后）年后）v隨著計(jì)算機(jī)、遙感等高新技術(shù)的應(yīng)用，使水文學(xué)隨著計(jì)算機(jī)、遙感等高新技術(shù)的應(yīng)用，使水文學(xué)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，流域數(shù)學(xué)模型、水資源發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，流域數(shù)學(xué)模型、水資源學(xué)、水環(huán)境學(xué)、隨機(jī)水文學(xué)相繼形成。學(xué)、水環(huán)境學(xué)、隨

13、機(jī)水文學(xué)相繼形成。 水文學(xué)發(fā)展歷程水文學(xué)發(fā)展歷程0.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展v水文學(xué)按其研究水體不同形成不同分支：河流水文水文學(xué)按其研究水體不同形成不同分支：河流水文學(xué)、冰川水文學(xué)、沼澤水文學(xué)、湖泊水文學(xué)等。學(xué)、冰川水文學(xué)、沼澤水文學(xué)、湖泊水文學(xué)等。v水文科學(xué)主要通過(guò)定點(diǎn)觀(guān)測(cè)、野外查勘和水文實(shí)驗(yàn)水文科學(xué)主要通過(guò)定點(diǎn)觀(guān)測(cè)、野外查勘和水文實(shí)驗(yàn)(主要是野外實(shí)驗(yàn)主要是野外實(shí)驗(yàn))等手段，獲得水體時(shí)空分布和運(yùn)等手段，獲得水體時(shí)空分布和運(yùn)動(dòng)變化的信息，因而逐漸形成了水文測(cè)驗(yàn)學(xué)、水文動(dòng)變化的信息，因而逐漸形成了水文測(cè)驗(yàn)學(xué)、水文調(diào)查、水文實(shí)驗(yàn)三個(gè)分支學(xué)科。調(diào)查、水文實(shí)驗(yàn)三個(gè)分支學(xué)科。 v水文科學(xué)

14、作為一門(mén)應(yīng)用科學(xué)主要包括工程水文學(xué)、水文科學(xué)作為一門(mén)應(yīng)用科學(xué)主要包括工程水文學(xué)、農(nóng)業(yè)水文學(xué)、森林水文學(xué)、都市水文學(xué)、醫(yī)療農(nóng)業(yè)水文學(xué)、森林水文學(xué)、都市水文學(xué)、醫(yī)療(衛(wèi)衛(wèi)生生)水文學(xué)等分支學(xué)科，其中以工程水文學(xué)發(fā)展最水文學(xué)等分支學(xué)科，其中以工程水文學(xué)發(fā)展最為迅速。為迅速。 水文學(xué)及其分支水文學(xué)及其分支0.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展v20世紀(jì)世紀(jì)50年代以來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，年代以來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，水文科學(xué)不斷引入許多其他學(xué)科的新成就，出現(xiàn)水文科學(xué)不斷引入許多其他學(xué)科的新成就，出現(xiàn)了一些新的分支學(xué)科，例如，在水文調(diào)查和水文了一些新的分支學(xué)科，例如，在水文調(diào)查和水文預(yù)報(bào)

15、中，研究遙感技術(shù)的應(yīng)用，逐漸形成遙感水預(yù)報(bào)中，研究遙感技術(shù)的應(yīng)用，逐漸形成遙感水文學(xué)；在水文實(shí)驗(yàn)、地下水運(yùn)動(dòng)研究中應(yīng)用核技文學(xué)；在水文實(shí)驗(yàn)、地下水運(yùn)動(dòng)研究中應(yīng)用核技術(shù)，逐漸形成同位素水文學(xué)；隨機(jī)過(guò)程的理論和術(shù)，逐漸形成同位素水文學(xué)；隨機(jī)過(guò)程的理論和方法的引入，逐漸形成隨機(jī)水文學(xué)。方法的引入，逐漸形成隨機(jī)水文學(xué)。v這些新的分支學(xué)科雖然在成熟程度上都還不能與這些新的分支學(xué)科雖然在成熟程度上都還不能與水文科學(xué)體系中原有學(xué)科相提并論，但它們表明，水文科學(xué)體系中原有學(xué)科相提并論，但它們表明，水文科學(xué)在繼續(xù)分蘗、不斷萌發(fā)新的分支。水文科學(xué)在繼續(xù)分蘗、不斷萌發(fā)新的分支。 水文學(xué)及其分支水文學(xué)及其分支0.3

16、地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展v地下水（地下水（Groundwater，Subsurface Water）v地下水是指賦存于地面以下巖土空隙中的水，包地下水是指賦存于地面以下巖土空隙中的水，包氣帶及飽水帶中所有含于巖石空隙中的水均屬之。氣帶及飽水帶中所有含于巖石空隙中的水均屬之。（廣義）（廣義）(Subsurface water)v地下水僅指賦存于飽水帶巖土空隙中的水。（狹地下水僅指賦存于飽水帶巖土空隙中的水。（狹義）義） (Ground water)v地下水水文學(xué)是運(yùn)用水文循環(huán)和水量平衡原理，地下水水文學(xué)是運(yùn)用水文循環(huán)和水量平衡原理，研究地下水形成、運(yùn)動(dòng)、水情和地下水資源的水研究地下水

17、形成、運(yùn)動(dòng)、水情和地下水資源的水文學(xué)分支學(xué)科。文學(xué)分支學(xué)科。它和主要研究地下水起源、類(lèi)型、它和主要研究地下水起源、類(lèi)型、分布、運(yùn)動(dòng)、化學(xué)成分的形成和地質(zhì)環(huán)境的水文分布、運(yùn)動(dòng)、化學(xué)成分的形成和地質(zhì)環(huán)境的水文地質(zhì)學(xué)關(guān)系密切，但研究?jī)?nèi)容各有側(cè)重地質(zhì)學(xué)關(guān)系密切，但研究?jī)?nèi)容各有側(cè)重。 地下水文學(xué)地下水文學(xué)0.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展水文地質(zhì)學(xué)（水文地質(zhì)學(xué)（Hydrogeology） 研究研究地下水地下水的科學(xué)。它研究與巖石圈、水圈、大氣圈、的科學(xué)。它研究與巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類(lèi)活動(dòng)相互作用下地下水水量和水質(zhì)的時(shí)空分生物圈以及人類(lèi)活動(dòng)相互作用下地下水水量和水質(zhì)的時(shí)空分布特征和

18、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，并研究如何運(yùn)用這些特征和規(guī)律去布特征和遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，并研究如何運(yùn)用這些特征和規(guī)律去興利除害，為人類(lèi)服務(wù)。（王大純）興利除害，為人類(lèi)服務(wù)。（王大純） 研究自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)影響下，地下水的數(shù)量與質(zhì)量研究自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)影響下，地下水的數(shù)量與質(zhì)量在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律，為合理利用地下水及有效消除在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律，為合理利用地下水及有效消除地下水的危害提供科學(xué)依據(jù)。地下水的危害提供科學(xué)依據(jù)。 研究地下水的形成、分布、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、物理和化學(xué)性質(zhì)研究地下水的形成、分布、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、物理和化學(xué)性質(zhì)以及同其他水體的相互關(guān)系的科學(xué)。（全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審以及同其他水體的相互關(guān)系的科學(xué)。（全

19、國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)，水利科技名詞，定委員會(huì)，水利科技名詞，1997）水水文文地地質(zhì)質(zhì)學(xué)學(xué)的的學(xué)學(xué)科科體體系系水文學(xué)水文學(xué)地質(zhì)學(xué)地質(zhì)學(xué)傳統(tǒng)水文地質(zhì)學(xué)傳統(tǒng)水文地質(zhì)學(xué)技術(shù)方法水文地質(zhì)學(xué)技術(shù)方法水文地質(zhì)學(xué)理論水文地質(zhì)學(xué)理論水文地質(zhì)學(xué)應(yīng)用水文地質(zhì)學(xué)應(yīng)用水文地質(zhì)學(xué)普通水文地質(zhì)學(xué)普通水文地質(zhì)學(xué)普查勘探水文地質(zhì)學(xué)普查勘探水文地質(zhì)學(xué)專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)學(xué)專(zhuān)門(mén)水文地質(zhì)學(xué)水文地球化學(xué)水文地球化學(xué)區(qū)域水文地質(zhì)學(xué)區(qū)域水文地質(zhì)學(xué)地下水動(dòng)力學(xué)地下水動(dòng)力學(xué)物探水文地質(zhì)學(xué)物探水文地質(zhì)學(xué)鉆探水文地質(zhì)學(xué)鉆探水文地質(zhì)學(xué)制圖水文地質(zhì)學(xué)制圖水文地質(zhì)學(xué)遙感水文地質(zhì)學(xué)遙感水文地質(zhì)學(xué)同位素水文地質(zhì)學(xué)同位素水文地質(zhì)學(xué)農(nóng)業(yè)水文地質(zhì)學(xué)農(nóng)業(yè)水文地質(zhì)學(xué)城

20、市水文地質(zhì)學(xué)城市水文地質(zhì)學(xué)礦區(qū)水文地質(zhì)學(xué)礦區(qū)水文地質(zhì)學(xué)現(xiàn)代水文地質(zhì)學(xué)現(xiàn)代水文地質(zhì)學(xué)水資源水文地質(zhì)學(xué)水資源水文地質(zhì)學(xué)環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)0.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展0.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展v地下水按其內(nèi)涵當(dāng)屬水文學(xué)、土壤學(xué)、地質(zhì)學(xué)與流地下水按其內(nèi)涵當(dāng)屬水文學(xué)、土壤學(xué)、地質(zhì)學(xué)與流體力學(xué)。對(duì)于當(dāng)代地下水文學(xué)的研究?jī)?nèi)容，至今只體力學(xué)。對(duì)于當(dāng)代地下水文學(xué)的研究?jī)?nèi)容，至今只有少數(shù)學(xué)者曾下過(guò)定義。有少數(shù)學(xué)者曾下過(guò)定義。v1960年，托德：地下水水文學(xué)是研究地下水的形成、年，托德：地下水水文學(xué)是研究地下水的形成、分布和運(yùn)動(dòng)的科學(xué)；分布和運(yùn)

21、動(dòng)的科學(xué)；v1965年，韋斯特：地下水主要強(qiáng)調(diào)地下水的水文方年，韋斯特：地下水主要強(qiáng)調(diào)地下水的水文方面，從而有別于強(qiáng)調(diào)地下水地質(zhì)環(huán)境的水文地質(zhì)學(xué)。面，從而有別于強(qiáng)調(diào)地下水地質(zhì)環(huán)境的水文地質(zhì)學(xué)。v1972年，多緬尼克：地下水水文學(xué)是研究地下水的年，多緬尼克：地下水水文學(xué)是研究地下水的形成、起源、運(yùn)動(dòng)、水質(zhì)、恢復(fù)和利用的科學(xué)。形成、起源、運(yùn)動(dòng)、水質(zhì)、恢復(fù)和利用的科學(xué)。0.4 0.4 學(xué)科發(fā)展史學(xué)科發(fā)展史 三個(gè)時(shí)期：三個(gè)時(shí)期：1856年以前的萌芽時(shí)期，年以前的萌芽時(shí)期，1856年至年至20世世紀(jì)中葉的奠基時(shí)期，紀(jì)中葉的奠基時(shí)期，20世紀(jì)中葉至今的發(fā)展時(shí)期。世紀(jì)中葉至今的發(fā)展時(shí)期。v萌芽時(shí)期萌芽時(shí)期：

22、由逐水而居到鑿井取水的大轉(zhuǎn)折：由逐水而居到鑿井取水的大轉(zhuǎn)折v奠基時(shí)期奠基時(shí)期：1856年，達(dá)西定律出現(xiàn)，標(biāo)志可進(jìn)行地下水年，達(dá)西定律出現(xiàn)，標(biāo)志可進(jìn)行地下水滲流的定量計(jì)算（奠定了水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)）滲流的定量計(jì)算（奠定了水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)）v發(fā)展階段發(fā)展階段：二次世界大戰(zhàn)后，科學(xué)技術(shù)推動(dòng)生產(chǎn)迅猛發(fā)：二次世界大戰(zhàn)后，科學(xué)技術(shù)推動(dòng)生產(chǎn)迅猛發(fā)展及人口急劇增長(zhǎng)，需水量越來(lái)越大，迫切需要預(yù)測(cè)開(kāi)展及人口急劇增長(zhǎng)，需水量越來(lái)越大，迫切需要預(yù)測(cè)開(kāi)采地下水引起的地下水變化。正確地評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)、管理采地下水引起的地下水變化。正確地評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)、管理與保護(hù)地下水資源以及保護(hù)與地下水有關(guān)的生態(tài)環(huán)境，與保護(hù)地下水資源以及保護(hù)與地

23、下水有關(guān)的生態(tài)環(huán)境，成為水文地質(zhì)學(xué)的主要工作。成為水文地質(zhì)學(xué)的主要工作。0.2 水與水文學(xué)科的發(fā)展水與水文學(xué)科的發(fā)展時(shí) 期 年代 理論或公式 備 注 萌芽時(shí)期 1600 1856 年以前 1856 Darcys Law Q=KAdh/dl, Q=KI 1863 Dupuit Equation Q=2KMsw/ln(R/rw) 1870 Theim Equation Q=2bK(h2-h1)/ln(r2/r1) 1886 Forchheimer Flow Net (1885) 穩(wěn)定流 1928 Mainzer Leaky aquifer 1935 Theis equation S=Qw(u)/4

24、T,Q=4Ts/W(u) 奠基時(shí)期 （16001945） 非穩(wěn)定流 1937 美國(guó). 馬斯可特 (Muskat, M.) The flow of homogeneous fluids through porous media 19451960 Jacob- Hantush Equation Unsteady Flow to wells in Unconfined Aquifer 1954 Boulton 非飽和帶滯后釋水現(xiàn)象 1956 Stallman 數(shù)值法、電算 非穩(wěn)定流 1960s Walton 數(shù)值法、電算 1972 Bear, J. Dynamics of fluids in por

25、ous media 1972 Neuman 潛水非穩(wěn)定流公式 1979 Bear, J. Hydraulics of Groundwater 發(fā)展時(shí)期 （1946今） 1980s今 Modflow, Visual MODFLOW, Visual Groundwater, GMS 學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)v 裂隙水及巖溶水供水機(jī)制研究裂隙水及巖溶水供水機(jī)制研究：滲流理論是在研究：滲流理論是在研究空隙水的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，對(duì)于裂隙水及巖溶水空隙水的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，對(duì)于裂隙水及巖溶水是否完全適用，還有待研究。在此基礎(chǔ)上要進(jìn)一步是否完全適用，還有待研究。在此基礎(chǔ)上要進(jìn)一步弄清這兩種水的供水機(jī)制。弄清

26、這兩種水的供水機(jī)制。v 粘性土的滲透機(jī)制研究粘性土的滲透機(jī)制研究：對(duì)于松散沉積物，以往集：對(duì)于松散沉積物，以往集中于研究砂質(zhì)含水層，而忽視了認(rèn)為是隔水層的粘中于研究砂質(zhì)含水層，而忽視了認(rèn)為是隔水層的粘性土。越流、地面沉降等，均與粘性土滲透機(jī)制有性土。越流、地面沉降等，均與粘性土滲透機(jī)制有關(guān)。這將進(jìn)關(guān)。這將進(jìn)步了解結(jié)合水的特性與運(yùn)動(dòng)規(guī)律。步了解結(jié)合水的特性與運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 0.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)v 包氣帶水鹽運(yùn)移機(jī)制研究包氣帶水鹽運(yùn)移機(jī)制研究：地下水的補(bǔ)給，地下水：地下水的補(bǔ)給，地下水污染防治以及土壤改良等問(wèn)題都涉及包氣帶水。這污染防治以及土壤改良等問(wèn)題

27、都涉及包氣帶水。這將促使水文地質(zhì)學(xué)家注意這方面的研究。有關(guān)毛細(xì)將促使水文地質(zhì)學(xué)家注意這方面的研究。有關(guān)毛細(xì)水的研究也將因此而加強(qiáng)。水的研究也將因此而加強(qiáng)。v 水文地球化學(xué)方向研究水文地球化學(xué)方向研究：水文地球化學(xué)顯然早已形：水文地球化學(xué)顯然早已形成獨(dú)立的分文，并在某些方向成功地解決了實(shí)際問(wèn)成獨(dú)立的分文，并在某些方向成功地解決了實(shí)際問(wèn)題；但是，在完善現(xiàn)有理論上解決一般水文地質(zhì)問(wèn)題；但是，在完善現(xiàn)有理論上解決一般水文地質(zhì)問(wèn)題方面，還有許多工作要做。題方面，還有許多工作要做。 0.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)v 地下水運(yùn)動(dòng)基本現(xiàn)論的發(fā)展地下水運(yùn)動(dòng)基本現(xiàn)論的發(fā)展：以

28、往地下水動(dòng)：以往地下水動(dòng)力學(xué)實(shí)際上主要研究了地下水水量的傳遞規(guī)力學(xué)實(shí)際上主要研究了地下水水量的傳遞規(guī)律。為了解決地下水污染預(yù)測(cè)、含水層蓄能、律。為了解決地下水污染預(yù)測(cè)、含水層蓄能、水文地球化學(xué)找礦等問(wèn)題，提出了水所攜帶水文地球化學(xué)找礦等問(wèn)題，提出了水所攜帶的物質(zhì)或熱量與水同步或不同步遷移的問(wèn)題；的物質(zhì)或熱量與水同步或不同步遷移的問(wèn)題；因此，今后需要進(jìn)一步研究水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)理。因此，今后需要進(jìn)一步研究水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)理。0.3 地下水水文學(xué)的發(fā)展地下水水文學(xué)的發(fā)展0.4 地下水的功能與應(yīng)用地下水的功能與應(yīng)用寶貴的資源寶貴的資源生態(tài)環(huán)境因子（災(zāi)害因子）生態(tài)環(huán)境因子（災(zāi)害因子）地質(zhì)營(yíng)力地質(zhì)營(yíng)力信息載體信息

29、載體0.4.1 資源（資源（resource）供水水源：分布廣，變化穩(wěn)定，水質(zhì)好不易污染。供水水源：分布廣，變化穩(wěn)定，水質(zhì)好不易污染。目前，世界上陸地的一半為干旱、半干旱地區(qū)，目前，世界上陸地的一半為干旱、半干旱地區(qū)，1/3耕地，耕地，2/3牧區(qū)水源不足。牧區(qū)水源不足。20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)城市缺水愈來(lái)愈嚴(yán)重，全國(guó)年代以來(lái)，我國(guó)城市缺水愈來(lái)愈嚴(yán)重，全國(guó)600個(gè)城市，一半存在不同程度的缺水；華北、西北個(gè)城市，一半存在不同程度的缺水；華北、西北水資源短缺問(wèn)題更嚴(yán)重水資源短缺問(wèn)題更嚴(yán)重, 水資源緊缺嚴(yán)重制約著國(guó)民水資源緊缺嚴(yán)重制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。0.4 地下水的功能

30、與應(yīng)用地下水的功能與應(yīng)用人均水資源量人均水資源量(m(m3 3) ) 北方北方990m3全國(guó)全國(guó)2140m3溫帶國(guó)家中度缺水的上限為溫帶國(guó)家中度缺水的上限為2000m3缺水警戒線(xiàn)缺水警戒線(xiàn)1700m320022002年，吳季松年，吳季松中國(guó)缺水達(dá)到什么程度中國(guó)缺水達(dá)到什么程度根據(jù)聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)0.4 地下水的功能與應(yīng)用地下水的功能與應(yīng)用v合理開(kāi)發(fā)利用地下水在農(nóng)田水利事業(yè)中具有以下重合理開(kāi)發(fā)利用地下水在農(nóng)田水利事業(yè)中具有以下重要作用。要作用。v(1)水源穩(wěn)定可靠，灌溉保證率高。其原因主要有兩水源穩(wěn)定可靠，灌溉保證率高。其原因主要有兩個(gè)個(gè)。1)與地表水相比，地下水與地表水相比，地下水(特

31、別是深層地下水特別是深層地下水)由于受由于受氣象因素影響較小，具有較強(qiáng)的季節(jié)、年調(diào)節(jié)能力，氣象因素影響較小，具有較強(qiáng)的季節(jié)、年調(diào)節(jié)能力，因此其防旱抗旱能力較強(qiáng)。因此其防旱抗旱能力較強(qiáng)。2)淺層含水層，特別是平原地區(qū)厚度較大的潛水層，淺層含水層，特別是平原地區(qū)厚度較大的潛水層，就像一個(gè)天然地下水庫(kù)一樣，具有較強(qiáng)的年內(nèi)調(diào)節(jié)就像一個(gè)天然地下水庫(kù)一樣，具有較強(qiáng)的年內(nèi)調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)作用。和多年調(diào)節(jié)作用。地下農(nóng)田水利中的作用地下農(nóng)田水利中的作用 (2)能適時(shí)適量灌溉，增產(chǎn)效果明顯。能適時(shí)適量灌溉，增產(chǎn)效果明顯。(3)在易澇易堿地區(qū)能起到防澇治堿作用。在易澇易堿地區(qū)能起到防澇治堿作用。(4)地下水是發(fā)展噴灌

32、、微噴灌、滴灌、滲灌等節(jié)地下水是發(fā)展噴灌、微噴灌、滴灌、滲灌等節(jié)水灌溉技術(shù)的理想水源水灌溉技術(shù)的理想水源 地下農(nóng)田水利中的作用地下農(nóng)田水利中的作用 0.3 地下水的功能與應(yīng)用地下水的功能與應(yīng)用0.4.1 資源（資源（resource）礦產(chǎn)資源：礦產(chǎn)資源：地下水高含鹽類(lèi)或稀有元素，具工業(yè)開(kāi)采價(jià)值地下水高含鹽類(lèi)或稀有元素，具工業(yè)開(kāi)采價(jià)值工工業(yè)礦水。業(yè)礦水。四川自貢的鹵水礦。四川自貢的鹵水礦。醫(yī)療或健身功能的礦水。醫(yī)療或健身功能的礦水。 溫泉、天然礦泉水、啤酒廠(chǎng)溫泉、天然礦泉水、啤酒廠(chǎng)等需特殊功能的水資源。等需特殊功能的水資源。地下熱能利用。地下熱能利用。 地球淺層是常溫帶地球淺層是常溫帶可以保溫。

33、可以保溫。 地球是個(gè)天然熱庫(kù)地球是個(gè)天然熱庫(kù)可以供熱，發(fā)電等?？梢怨幔l(fā)電等。0.4 地下水的功能與應(yīng)用地下水的功能與應(yīng)用0.4.2 生態(tài)環(huán)境因子生態(tài)環(huán)境因子地下水的變化會(huì)影響生態(tài)環(huán)境的天然平衡 有害的例子：l農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)用水不用水不當(dāng)產(chǎn)當(dāng)產(chǎn)生土壤沼生土壤沼澤澤化、化、鹽漬鹽漬化化l過(guò)過(guò)量量開(kāi)開(kāi)采造成地下水位下降采造成地下水位下降從從而引起土壤砂化、而引起土壤砂化、荒漠化，生荒漠化，生態(tài)環(huán)態(tài)環(huán)境境惡惡化等。如河西走廊的民勤化等。如河西走廊的民勤縣縣，綠綠州沙漠化。州沙漠化。l過(guò)過(guò)量量開(kāi)開(kāi)采地下水造成地面沉降（上海、天津）、采地下水造成地面沉降（上海、天津）、地面塌陷，海水入侵，地下水水地面塌陷，海水入侵，地下水水質(zhì)惡質(zhì)惡化等?；?。0.4 地下水的功能與應(yīng)用地下水的功能與應(yīng)用地下水與其周?chē)沫h(huán)境，是相互依存的、有著內(nèi)在聯(lián)系的統(tǒng)一地下水與其周?chē)沫h(huán)境，是相互依存的、有著內(nèi)在聯(lián)系的統(tǒng)一體，打破一個(gè)環(huán)節(jié)就會(huì)引起或正或負(fù)的反饋體，打破一個(gè)環(huán)節(jié)就會(huì)引起或正或負(fù)的反饋( (報(bào)復(fù)報(bào)復(fù)) )。與地下水有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題都需要水文地質(zhì)學(xué)與地下水有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題都需要水文地質(zhì)學(xué)知識(shí)來(lái)解決！知識(shí)來(lái)解決！ 傳遞應(yīng)力：