第9章-地下水流系統(tǒng)課件

第9章地下水系統(tǒng)地下水系統(tǒng)概念地下水含水系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)第9章地下水系統(tǒng)

第1節(jié)地下水系統(tǒng)的概念系統(tǒng)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的具有特定功能的整體。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)內(nèi)部各要素相互聯(lián)系和作用的方式便是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

激勵與響應(yīng)第1節(jié)地下水系統(tǒng)的概念系統(tǒng)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

第1節(jié)地下水系統(tǒng)的概念激勵：環(huán)境對系統(tǒng)的作用響應(yīng)：系統(tǒng)在接受激勵后對環(huán)境的反作用地下水系統(tǒng)含水系統(tǒng)：由隔水或相對隔水巖層圈團的，具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的含水巖系。

一個含水系統(tǒng)往往由若干含水層和相對隔水層（弱透水層）組成，而其中的相對隔水層并不影響含水系統(tǒng)中的地下水呈現(xiàn)統(tǒng)一水力聯(lián)系。

第1節(jié)地下水系統(tǒng)的概念激勵：環(huán)境對系統(tǒng)的作用

第1節(jié)地下水系統(tǒng)的概念地下水流動系統(tǒng)：是指由源到匯的流面群構(gòu)成的，具有統(tǒng)一時空演變過程的地下水體。異同點：含水系統(tǒng)的整體性體現(xiàn)于它具有統(tǒng)一的水力聯(lián)系：存在于同一含水系統(tǒng)中的水是個統(tǒng)一的整體，在含水系統(tǒng)的任一部分加入（接受補給）或排出（排泄）水量，其影響均將波及整個含水系統(tǒng)；地下水流動系統(tǒng)的整體性體現(xiàn)于它具有統(tǒng)一的水流，沿著水流方向，鹽量、熱量與水量發(fā)生有規(guī)律的演變，呈現(xiàn)統(tǒng)一的時空有序結(jié)構(gòu)；

第1節(jié)地下水系統(tǒng)的概念地下水流動系統(tǒng)：是指由源到匯的

第1節(jié)地下水系統(tǒng)的概念流動系統(tǒng)以流面為邊界，屬于水力零通量面邊界，邊界是可變的；含水系統(tǒng)與流動系統(tǒng)都具有級次性，任一含水系統(tǒng)或流動系統(tǒng)都可能包含不同級次的子系統(tǒng)；含水系統(tǒng)與流動系統(tǒng)的邊界是相互交疊的；流動系統(tǒng)在人為影響下會發(fā)生很大變化；控制含水系統(tǒng)發(fā)育的，主要是地質(zhì)結(jié)構(gòu)（沉積、構(gòu)造、地質(zhì)發(fā)展史），而控制地下水流動系統(tǒng)發(fā)育的，主要是水勢場。

第1節(jié)地下水系統(tǒng)的概念流動系統(tǒng)以流面為邊界，屬于水力

第2節(jié)地下水含水系統(tǒng)松散沉積物構(gòu)成的含水系統(tǒng)（a）發(fā)育于近代構(gòu)造沉降的堆積盆地中，其邊界通常為不透水的堅硬基巖；含水系統(tǒng)內(nèi)往往由若干含水層（子含水系統(tǒng)）和不完全隔水的粘土和亞粘土構(gòu)成。含水層之間的水力聯(lián)系通常為“天窗式”和“越流式”；同一含水系統(tǒng)中，各部分的水力聯(lián)系程度有所不同。第2節(jié)地下水含水系統(tǒng)松散沉積物構(gòu)成的含水系統(tǒng)

第2節(jié)地下水含水系統(tǒng)基巖構(gòu)成的含水系統(tǒng)（b,c,d,e）一個含水系統(tǒng)可由若干含水層（子含水系統(tǒng)）和弱透水層構(gòu)成，但有時單獨一個含水層也可以構(gòu)成一個含水系統(tǒng)；隔水邊界可以全部，也可部分開放。第2節(jié)地下水含水系統(tǒng)基巖構(gòu)成的含水系統(tǒng)（

第2節(jié)地下水含水系統(tǒng)第2節(jié)地下水含水系統(tǒng)

第2節(jié)地下水含水系統(tǒng)由隔水層或相對隔水層圈閉，并不是說它的全部邊界都是隔水或相對隔水。它可以全部隔水封閉（e），但也可以部分邊界開放，這種開放不僅在于表面（a），而且也在于地下（c）。一個含水系統(tǒng)往往由若干含水層和隔水層（弱透水層）組成，但少數(shù)情況下（b,e），一個單獨的含水層也可構(gòu)成一個含水系統(tǒng)；另外，同一個含水層由于構(gòu)造原因也可以構(gòu)成一個以上的含水系統(tǒng)（b,c）。第2節(jié)地下水含水系統(tǒng)由隔水層或相對隔水層圈閉，并

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)的由來1940年郝伯特（M.K.Hubbert）指出：河間地塊流網(wǎng)中排泄區(qū)的流線是指向地下水面的，為上升水流；補給區(qū)的流線離開地下水面，呈下降水流；只有在兩者之間的過渡帶，流線才是水平的。第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)的由來

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)1963年托特（J.Toth）發(fā)展了郝伯特理論。他發(fā)現(xiàn)：在均質(zhì)各向同性潛水盆地中出現(xiàn)三個不同級次的流動系統(tǒng)：局部的、中間的和區(qū)域的。隨后的R.A.Freeze和P.A.Witherspoon利用數(shù)值解得到層狀非均質(zhì)介質(zhì)中地下水流動系統(tǒng)1980年托特（J.Toth）提出“重力穿層流動”的概念，將流動系統(tǒng)理論全面推廣到非均質(zhì)介質(zhì)場。第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)1963年托特（J.Toth）第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)Theoreticalanalysisoflocalandregionalflowsystem第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)Theoreticalanalysi第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)Cross-sectionshowinggroundwaterrechargeanddischarge第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)Cross-sectionshowi第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)Watertablepositionwhererecharge/Tislow(top)andhigh(bottom)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)Watertablepositio第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)的水動力特征取決于驅(qū)動水運動的重力勢能（托特稱之為地形勢）；在靜止水體中，各處的水頭相等。而在地下水流動系統(tǒng)中，勢源處流線下降，沿著流線方向，越來越多的機械能消耗于粘滯性摩擦，在垂直剖面上自上而下水頭越來越低，任一點的水頭均小于靜水壓力。反之，在勢匯處，流線向上，垂向上水頭自下而上由高而低，任一點的水頭均大于靜水壓力。在中間地帶，流線水平，垂向斷面各點水頭均相等，并正好等于靜水壓力。（解釋潛水承壓）第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)的水動力特征

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)單源單匯地下水流動系統(tǒng)只形成一個流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)單源單匯地下水流動系統(tǒng)只形成一個

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)多源匯地下水流動系統(tǒng)形成多級次地下水流動系統(tǒng)。如同一介質(zhì)場中存在兩個或更多的地下水流動系統(tǒng)時，它們所占據(jù)的空間大小取決于以下兩個因素：（1）勢能梯度（I），等于源匯的勢差除以源匯的水平距離。勢能梯度愈大的流動系統(tǒng)占據(jù)的空間也愈大，反之亦然；（2）介質(zhì)滲透性（K），透水性愈好，發(fā)育于其中的流動系統(tǒng)所占據(jù)的空間也愈大。

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)多源匯地下水流動系統(tǒng)形成多級次

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)的水化學(xué)特征

地下水水質(zhì)是隨著流動過程而不斷變化的。

在地下水流動系統(tǒng)中，任一點的水質(zhì)取決于下列因素：

（a）輸入水質(zhì)

（b）流程流速

(c)流程上遇到的物質(zhì)及其可遷移性

(d)

流程上經(jīng)受的各種水化學(xué)作用

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)的水化學(xué)特征

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水化學(xué)成分主要來自流動過程中對流經(jīng)巖土的溶濾。在其他條件相同時，地下水在巖層中滯留的時間越長，從周圍巖土中溶濾獲得的組分便越多。局部流動系統(tǒng)的水，流程短，流速快，地下水化學(xué)成分相應(yīng)比較簡單，礦化度較低；區(qū)域流動系統(tǒng)的水，流程長，流速慢，接觸的巖層多，成分復(fù)雜，礦化度也高。但在補給區(qū)礦化度并不高，排泄區(qū)的礦化度最高。第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水化學(xué)成分主要來自流動過程中

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)同一含水層或含水系統(tǒng)的水，可以分屬不同的流動系統(tǒng)或不同級次的流動系統(tǒng)，水動力特征不同，水化學(xué)特征自然不同。第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)同一含水層或含水系統(tǒng)的水，可以分

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)的不同部位，由于流速與流程對水質(zhì)的控制作用，顯示出很好的水化學(xué)分帶。第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)的不同部位，由于流

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)在同一介質(zhì)場中，不同流動系統(tǒng)以及同一流動系統(tǒng)不同級次系統(tǒng)的界線兩側(cè)，地下水水質(zhì)可能發(fā)生突變；不同流動系統(tǒng)水流相向匯流處—水動力圈閉帶與相背分流處—準滯留帶，恰好是流束膨脹，流速遲緩之處，有利于各種溶解物、懸浮物、乳狀物質(zhì)、膠體物質(zhì)在此積聚；在地下水流動系統(tǒng)的不同部位，發(fā)生的主要化學(xué)作用也不同。第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)在同一介質(zhì)場中，不同流動系統(tǒng)以及

第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)的水溫度場特征

沒有地?zé)岙惓５牡貐^(qū)，根據(jù)地下水溫度的分布，可以判定地下水流動系統(tǒng)。年常溫帶以下的等溫線通常上低下高，呈水平分布。但由于地下水流動系統(tǒng)的存在，補給區(qū)的下降水流受入滲水的影響，地溫偏低。排泄區(qū)因上升水流帶來深部熱影響，地溫偏高。從而使原本水平分布的等溫線發(fā)生變化。補給區(qū)的下降，且間距變大（地溫梯度變?。?。排泄區(qū)上抬，且間隔變?。ǖ販靥荻茸兇螅?。第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)地下水流動系統(tǒng)的水溫度場特征第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)第3節(jié)地下水流動系統(tǒng)9.7不同介質(zhì)中的地下水流系統(tǒng)

松散沉積物裂隙基巖可溶巖層

巖溶水流系統(tǒng)初期巖溶不發(fā)育，多個局部水流系統(tǒng)后期巖溶發(fā)育，統(tǒng)一的區(qū)域水流系統(tǒng)孔隙水流系統(tǒng)復(fù)雜，原因有：9.7不同介質(zhì)中的地下水流系統(tǒng)松散沉積物裂隙9.7不同介質(zhì)中的地下水流系統(tǒng)9.7不同介質(zhì)中的地下水流系統(tǒng)9.7不同介質(zhì)中的地下水流系統(tǒng)缺乏明顯的系統(tǒng)邊界介質(zhì)場空間變化復(fù)雜地貌及微地貌影響下勢場變化復(fù)雜各級次含水系統(tǒng)與水流系統(tǒng)具有復(fù)雜的交錯關(guān)系經(jīng)歷長期地質(zhì)及自然地理演變，后期發(fā)育的水流系統(tǒng)的影響疊加于