水文地質(zhì)學(xué)概論課件

FundamentalsofHydrogeoloy第十二講12/16/20221FundamentalsofHydrogeoloy第十二第十二章地下水資源第一節(jié)作為資源的地下水第二節(jié)地下水資源的特性第三節(jié)地下水資源的分類(lèi)及供水意義12/16/20222第十二章地下水資源第一節(jié)作為資源的地下水12/12第一節(jié)作為資源的地下水資源：自然界中存在可供人們利用的物質(zhì)。地下水資源的優(yōu)越之處：空間分布均勻廣泛時(shí)間調(diào)節(jié)性水質(zhì)好、水溫恒定可利用性（取用投資?。┑谑徽碌叵滤Y源（GroundwaterResource）12/16/20223第一節(jié)作為資源的地下水第十一章地下水資源（Gr第一節(jié)作為資源的地下水地下水資源：能從某一盆地中連續(xù)地不至于引起不良后果地抽取的地下水量。連續(xù)地抽取——含水層不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的涸竭，即地下水開(kāi)采量不應(yīng)超過(guò)其補(bǔ)給量不良后果——開(kāi)采地下水引起的環(huán)境危害第十二章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/20224第一節(jié)作為資源的地下水第十二章地下第二節(jié)地下水資源的特性一、系統(tǒng)性形成：地下水資源是按系統(tǒng)形成與分布的系統(tǒng)內(nèi)：地下水是一個(gè)統(tǒng)一的整體（有水力聯(lián)系），系統(tǒng)內(nèi)部任何一部分的輸入（補(bǔ)給或抽水）都會(huì)影響（波及）整個(gè)系統(tǒng)地下水資源量原則上等于含水系統(tǒng)的補(bǔ)給量應(yīng)以系統(tǒng)為單元評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)、管理地下水資源第十二章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/20225第二節(jié)地下水資源的特性第十二章地第二節(jié)地下水資源的特性二、可恢復(fù)性天然的可再生的資源均具有可恢復(fù)性地下水是通過(guò)水循環(huán)使水量恢復(fù)、水質(zhì)更新的，水循環(huán)過(guò)程是通過(guò)補(bǔ)給和排泄兩個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)完成的地下水資源的可恢復(fù)性取決于含水系統(tǒng)的補(bǔ)給條件第十二章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/20226第二節(jié)地下水資源的特性第十二章地下123思考：1、2、3含水層，哪個(gè)可恢復(fù)性好？12/16/20227123思考：1、2、3含水層，哪個(gè)可恢復(fù)性好？12/12/第二節(jié)地下水資源的特性三、可調(diào)節(jié)性地下含水系統(tǒng)是一個(gè)天然的地下水庫(kù)含水介質(zhì)對(duì)水的流動(dòng)起阻滯作用，可以延長(zhǎng)過(guò)水時(shí)間有利的地質(zhì)結(jié)構(gòu)形成“蓄水池”：向斜盆地、斷塊盆地含水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力取決于儲(chǔ)容空間（賦存條件和介質(zhì)特點(diǎn)）第十二章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/20228第二節(jié)地下水資源的特性第十二章地下水第三節(jié)地下水資源的分類(lèi)及供水意義一、地下水資源的分類(lèi)地下水的分類(lèi)考慮兩方面的因素地下水自身的特性（含水系統(tǒng)的儲(chǔ)水和運(yùn)動(dòng)）從供水的要求——持續(xù)而均衡地供應(yīng)一定的水量分為兩類(lèi)：(1)經(jīng)常與外界交換的水量——補(bǔ)給資源（A）(2)保持于含水系統(tǒng)中的水量——儲(chǔ)存資源（B）第十二章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/20229第三節(jié)地下水資源的分類(lèi)及供水意義第十二章補(bǔ)給資源：可恢復(fù)、再生，可與外界發(fā)生交替影響因素：受氣候因素影響，年與季節(jié)的變化量綱：流量單位（m3/a）決定了地下水資源的可恢復(fù)性數(shù)值上等于含水系統(tǒng)的多年平均補(bǔ)給量?jī)?chǔ)存資源：不可恢復(fù)，是歷史形成的，不參與水循環(huán)交替影響因素：含水系統(tǒng)空間形態(tài)（地質(zhì)構(gòu)造控制，是天然形成的地下水庫(kù)庫(kù)容量綱：m3決定了地下水資源的可調(diào)節(jié)性數(shù)值上等于含水系統(tǒng)經(jīng)常有水的空間×給水度一、地下水資源的分類(lèi)12/16/202210補(bǔ)給資源：可恢復(fù)、再生，可與外界發(fā)生交替一、地下水資源的分類(lèi)供水水源的一般要求：長(zhǎng)期持續(xù)性供水（永續(xù)發(fā)展的需要）——多年性均衡穩(wěn)定性（短期考慮）——時(shí)時(shí)供水思考：一個(gè)含水系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期持續(xù)提供的水量是多少？——補(bǔ)給資源的意義理論上補(bǔ)給資源是含水系統(tǒng)可能供水的最大水量，是評(píng)價(jià)一個(gè)含水系統(tǒng)供水能力的標(biāo)志補(bǔ)給資源的意義：是平均意義上的，年月有波動(dòng)，平均估算（多年平均補(bǔ)給量）在某些特殊情況下，可以大于補(bǔ)給量二、地下水資源的供水意義12/16/202211供水水源的一般要求：二、地下水資源的供水意義12/12/20c井b井a(chǎn)井B8B7B6B5B4B3B2B1抽水井02040天然條件下Q補(bǔ)天=Q泉1開(kāi)采條件下Q補(bǔ)開(kāi)=Q泉2+QbQ泉2+Qb>Q泉1所以，Q補(bǔ)開(kāi)>

Q補(bǔ)12/16/202212c井b井a(chǎn)井B8B7B6B5B4B3B2B1抽水井02040儲(chǔ)存資源的供水意義：起著調(diào)節(jié)作用——保證供水均衡穩(wěn)定性當(dāng)干旱年份含水系統(tǒng)的年補(bǔ)給量小于補(bǔ)給資源時(shí)可以通過(guò)“借用”儲(chǔ)存資源，保證含水系統(tǒng)的穩(wěn)定正常的供水能力，雨季再補(bǔ)充償還。沒(méi)有儲(chǔ)存資源再豐富的補(bǔ)給資源也無(wú)法利用——白白流走！補(bǔ)給資源與儲(chǔ)存資源的關(guān)系：有借有還。二、地下水資源的供水意義地下水資源儲(chǔ)存資源補(bǔ)給資源可償還性可調(diào)節(jié)性應(yīng)急借用不能永遠(yuǎn)耗用12/16/202213儲(chǔ)存資源的供水意義：起著調(diào)節(jié)作用——保證供水均衡穩(wěn)定性二、地AB補(bǔ)給區(qū)補(bǔ)給區(qū)12/16/202214AB補(bǔ)給區(qū)補(bǔ)給區(qū)12/12/202214第十三章地下水與環(huán)境

GroundwaterandtheEnvironment12.1與地下水有關(guān)的環(huán)境問(wèn)題12.2地下水污染12/16/202215第十三章地下水與環(huán)境

Groundwateran13.1與地下水有關(guān)的環(huán)境問(wèn)題人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地下水的干擾，產(chǎn)生的不利影響過(guò)量開(kāi)發(fā)或排除地下水過(guò)量補(bǔ)充地下水污染物進(jìn)入地下水主要問(wèn)題地下水位下降：開(kāi)采條件惡化、水源枯竭、地面沉降（或塌陷）環(huán)境退化：鹽堿化、沼澤化和沙漠化（荒漠化）地下水污染：海水入侵其他12/16/20221613.1與地下水有關(guān)的環(huán)境問(wèn)題人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地下水的干擾，13.2地下水污染廣義contamination有危害狹義pollution有危害超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)地下水污染在人為影響下，地下水的物理、化學(xué)或生物特性發(fā)生不利于人類(lèi)生活或生產(chǎn)的變化。地下水污染達(dá)到一定程度，便不合乎供水水源的要求（對(duì)于不同用途的地下水，污染標(biāo)準(zhǔn)是不同的）地下水污染意味著可以利用的寶貴的地下水資源的減少污染源--污染途徑--污染防治與預(yù)測(cè)12/16/20221713.2地下水污染廣義contaminati一、污染源

污染物質(zhì)主要來(lái)源于生活污水與垃圾工業(yè)污水與廢渣農(nóng)業(yè)肥料與農(nóng)藥全球幾乎找不出不受污染的凈地南極企鵝體內(nèi)已檢出DDT兩極冰雪的鉛濃度在逐年增加我國(guó)50個(gè)城市調(diào)查，45個(gè)城市的地下水已受到硝酸鹽、酚、氰、有機(jī)磷等的污染，包頭市受氰化物污染的面積達(dá)162km213.2地下水污染12/16/202218一、污染源污染物質(zhì)主要來(lái)源于13.2地下水二、污染途徑（主要）污染物在地下水中的遷移由對(duì)流與彌散構(gòu)成對(duì)流：污染物與水流速度同步運(yùn)移彌散：分子擴(kuò)散（濃度差產(chǎn)生）機(jī)械彌散（速度差產(chǎn)生—空隙大小、單孔速度不同）污染物在水中——“污染暈”呈橄欖球狀遷移V1V213.2地下水污染12/16/202219二、污染途徑（主要）污染物在地下水中的遷移由對(duì)流與彌a.

湖塘污染對(duì)地下水的影響b.河流污染對(duì)地下水的影響c.污染物堆放對(duì)地下水的影響13.2地下水污染二、污染途徑（主要）12/16/202220a.湖塘污染對(duì)地下水的影響13.2地下水污染二、污a.湖塘污染對(duì)地下水的影響污染湖水垃圾12/16/202221a.湖塘污染對(duì)地下水的影響污染湖水垃圾12/12/202b.河流污染對(duì)地下水的影響12/16/202222b.河流污染對(duì)地下水的影響12/12/202222c.污染物堆放對(duì)地下水的影響ABC思考有害垃圾堆放何處？A、B、C12/16/202223c.污染物堆放對(duì)地下水的影響ABC思考有害垃圾堆放首先要控制污染源，力求污染物質(zhì)經(jīng)處理后再行排放；其次，根據(jù)巖性、地下水流動(dòng)系統(tǒng)分析污染條件，將可能發(fā)生污染的工礦企業(yè)安置在不易污染地下水的部位；根據(jù)Q=KIW減小污染物（水體）與地下水的水頭差，降低污染物（水體）與地下水體之間的滲透性。三、污染防治（與預(yù)測(cè)）13.2地下水污染12/16/202224首先要控制污染源，力求污染物質(zhì)經(jīng)處理后再行排放；三、污染防治FundamentalsofHydrogeoloy第十二講12/16/202225FundamentalsofHydrogeoloy第十二第十二章地下水資源第一節(jié)作為資源的地下水第二節(jié)地下水資源的特性第三節(jié)地下水資源的分類(lèi)及供水意義12/16/202226第十二章地下水資源第一節(jié)作為資源的地下水12/12第一節(jié)作為資源的地下水資源：自然界中存在可供人們利用的物質(zhì)。地下水資源的優(yōu)越之處：空間分布均勻廣泛時(shí)間調(diào)節(jié)性水質(zhì)好、水溫恒定可利用性（取用投資小）第十一章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/202227第一節(jié)作為資源的地下水第十一章地下水資源（Gr第一節(jié)作為資源的地下水地下水資源：能從某一盆地中連續(xù)地不至于引起不良后果地抽取的地下水量。連續(xù)地抽取——含水層不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的涸竭，即地下水開(kāi)采量不應(yīng)超過(guò)其補(bǔ)給量不良后果——開(kāi)采地下水引起的環(huán)境危害第十二章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/202228第一節(jié)作為資源的地下水第十二章地下第二節(jié)地下水資源的特性一、系統(tǒng)性形成：地下水資源是按系統(tǒng)形成與分布的系統(tǒng)內(nèi)：地下水是一個(gè)統(tǒng)一的整體（有水力聯(lián)系），系統(tǒng)內(nèi)部任何一部分的輸入（補(bǔ)給或抽水）都會(huì)影響（波及）整個(gè)系統(tǒng)地下水資源量原則上等于含水系統(tǒng)的補(bǔ)給量應(yīng)以系統(tǒng)為單元評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)、管理地下水資源第十二章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/202229第二節(jié)地下水資源的特性第十二章地第二節(jié)地下水資源的特性二、可恢復(fù)性天然的可再生的資源均具有可恢復(fù)性地下水是通過(guò)水循環(huán)使水量恢復(fù)、水質(zhì)更新的，水循環(huán)過(guò)程是通過(guò)補(bǔ)給和排泄兩個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)完成的地下水資源的可恢復(fù)性取決于含水系統(tǒng)的補(bǔ)給條件第十二章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/202230第二節(jié)地下水資源的特性第十二章地下123思考：1、2、3含水層，哪個(gè)可恢復(fù)性好？12/16/202231123思考：1、2、3含水層，哪個(gè)可恢復(fù)性好？12/12/第二節(jié)地下水資源的特性三、可調(diào)節(jié)性地下含水系統(tǒng)是一個(gè)天然的地下水庫(kù)含水介質(zhì)對(duì)水的流動(dòng)起阻滯作用，可以延長(zhǎng)過(guò)水時(shí)間有利的地質(zhì)結(jié)構(gòu)形成“蓄水池”：向斜盆地、斷塊盆地含水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力取決于儲(chǔ)容空間（賦存條件和介質(zhì)特點(diǎn)）第十二章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/202232第二節(jié)地下水資源的特性第十二章地下水第三節(jié)地下水資源的分類(lèi)及供水意義一、地下水資源的分類(lèi)地下水的分類(lèi)考慮兩方面的因素地下水自身的特性（含水系統(tǒng)的儲(chǔ)水和運(yùn)動(dòng)）從供水的要求——持續(xù)而均衡地供應(yīng)一定的水量分為兩類(lèi)：(1)經(jīng)常與外界交換的水量——補(bǔ)給資源（A）(2)保持于含水系統(tǒng)中的水量——儲(chǔ)存資源（B）第十二章地下水資源（GroundwaterResource）12/16/202233第三節(jié)地下水資源的分類(lèi)及供水意義第十二章補(bǔ)給資源：可恢復(fù)、再生，可與外界發(fā)生交替影響因素：受氣候因素影響，年與季節(jié)的變化量綱：流量單位（m3/a）決定了地下水資源的可恢復(fù)性數(shù)值上等于含水系統(tǒng)的多年平均補(bǔ)給量?jī)?chǔ)存資源：不可恢復(fù)，是歷史形成的，不參與水循環(huán)交替影響因素：含水系統(tǒng)空間形態(tài)（地質(zhì)構(gòu)造控制，是天然形成的地下水庫(kù)庫(kù)容量綱：m3決定了地下水資源的可調(diào)節(jié)性數(shù)值上等于含水系統(tǒng)經(jīng)常有水的空間×給水度一、地下水資源的分類(lèi)12/16/202234補(bǔ)給資源：可恢復(fù)、再生，可與外界發(fā)生交替一、地下水資源的分類(lèi)供水水源的一般要求：長(zhǎng)期持續(xù)性供水（永續(xù)發(fā)展的需要）——多年性均衡穩(wěn)定性（短期考慮）——時(shí)時(shí)供水思考：一個(gè)含水系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期持續(xù)提供的水量是多少？——補(bǔ)給資源的意義理論上補(bǔ)給資源是含水系統(tǒng)可能供水的最大水量，是評(píng)價(jià)一個(gè)含水系統(tǒng)供水能力的標(biāo)志補(bǔ)給資源的意義：是平均意義上的，年月有波動(dòng)，平均估算（多年平均補(bǔ)給量）在某些特殊情況下，可以大于補(bǔ)給量二、地下水資源的供水意義12/16/202235供水水源的一般要求：二、地下水資源的供水意義12/12/20c井b井a(chǎn)井B8B7B6B5B4B3B2B1抽水井02040天然條件下Q補(bǔ)天=Q泉1開(kāi)采條件下Q補(bǔ)開(kāi)=Q泉2+QbQ泉2+Qb>Q泉1所以，Q補(bǔ)開(kāi)>

Q補(bǔ)12/16/202236c井b井a(chǎn)井B8B7B6B5B4B3B2B1抽水井02040儲(chǔ)存資源的供水意義：起著調(diào)節(jié)作用——保證供水均衡穩(wěn)定性當(dāng)干旱年份含水系統(tǒng)的年補(bǔ)給量小于補(bǔ)給資源時(shí)可以通過(guò)“借用”儲(chǔ)存資源，保證含水系統(tǒng)的穩(wěn)定正常的供水能力，雨季再補(bǔ)充償還。沒(méi)有儲(chǔ)存資源再豐富的補(bǔ)給資源也無(wú)法利用——白白流走！補(bǔ)給資源與儲(chǔ)存資源的關(guān)系：有借有還。二、地下水資源的供水意義地下水資源儲(chǔ)存資源補(bǔ)給資源可償還性可調(diào)節(jié)性應(yīng)急借用不能永遠(yuǎn)耗用12/16/202237儲(chǔ)存資源的供水意義：起著調(diào)節(jié)作用——保證供水均衡穩(wěn)定性二、地AB補(bǔ)給區(qū)補(bǔ)給區(qū)12/16/202238AB補(bǔ)給區(qū)補(bǔ)給區(qū)12/12/202214第十三章地下水與環(huán)境

GroundwaterandtheEnvironment12.1與地下水有關(guān)的環(huán)境問(wèn)題12.2地下水污染12/16/202239第十三章地下水與環(huán)境

Groundwateran13.1與地下水有關(guān)的環(huán)境問(wèn)題人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地下水的干擾，產(chǎn)生的不利影響過(guò)量開(kāi)發(fā)或排除地下水過(guò)量補(bǔ)充地下水污染物進(jìn)入地下水主要問(wèn)題地下水位下降：開(kāi)采條件惡化、水源枯竭、地面沉降（或塌陷）環(huán)境退化：鹽堿化、沼澤化和沙漠化（荒漠化）地下水污染：海水入侵其他12/16/20224013.1與地下水有關(guān)的環(huán)境問(wèn)題人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地下水的干擾，13.2地下水污染廣義contamination有危害狹義pollution有危害超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)地下水污染在人為影響下，地下水的物理、化學(xué)或生物特性發(fā)生不利于人類(lèi)生活或生產(chǎn)的變化。地下水污染達(dá)到一定程度，便不合乎供水水源的要求（對(duì)于不同用途的地下水，污染標(biāo)準(zhǔn)是不同的）地下水污染意味著可以利用的寶貴的地下水資源的減少污染源--污染途徑--污染防治與預(yù)測(cè)12/16/20224113.2地下水污染廣義contaminati一、污染源

污染物質(zhì)主要來(lái)源于生活污水與垃圾工業(yè)污水與廢渣農(nóng)業(yè)肥料與農(nóng)藥全球幾乎找不出不受污染的凈地南極企鵝體內(nèi)已檢出DDT兩極冰雪的鉛濃度在逐年增加我國(guó)50個(gè)城市調(diào)查，45個(gè)城市的地下水已受到硝酸鹽、酚、氰、有機(jī)磷等的污染，包頭市受氰化物污染的面積達(dá)162km213.