地下水水文學GroundwaterHydrology課件

地下水水文學

Groundwater

Hydrology

講授：肖長來吉林大學環(huán)境與資源學院水文水資源系2005年10月9/4/20231地下水水文學

GroundwaterHydrology講地下水水文學習題

習題一潛水等水位線圖的編制習題二潛水化學成分形成的分析習題三讀水文地質(zhì)圖9/4/20232地下水水文學習題習題一潛水等水位線圖的編制8/2/202潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義1.1編圖的目的通過本次實習達到下列目的：(1)掌握編制潛水等水位線圖和潛水埋藏深度圖這兩種圖件的方法。(2)學會運用這兩種圖件分析水文地質(zhì)條件，解決實際問題。9/4/20233潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義1.1編圖的目的8潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義1.2編制等水位線圖的意義潛水面是一個起伏不平的連續(xù)變化的曲面，反映該曲面形狀的由一系列水位高程相同點的連線所構(gòu)成的平面圖稱為潛水等水位線圖。等水位線圖在水文地質(zhì)圖系中是最基本圖件之一，具有一定的實用價值，?？梢匝芯亢徒鉀Q下列問題。(1)確定地下水的流向潛水和地表水一樣，均由高向低沿最大傾斜方向流動，即垂直等水位線方向流動。(2)確定地下水與地表水的互相補給關(guān)系〈如圖1-1〉。(3)可以確定任意一點的地下水位高程和水位埋藏深度9/4/20234潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義1.2編制等水位線潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義河水與地下水補排關(guān)系示意圖9/4/20235潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義河水與地下水補排關(guān)系潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義采用同一點的地形高程和水位離程之差求得：水位埋深=地面高程標準

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水位高程水位高程=地面高程

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水位埋深;(4)可以確定流線上任意兩點的水力坡度I。(5)可以確定任意一點潛水含水層的厚度〈在相同點的底板標高已知時〉含水層厚度=水位高程-底板高程(6)在無地形因素影響的情況下，等水位線的疏密變化可以分析和推測含水層厚度或巖性的變化，利用Q=K·I·F。a.巖性變化，當Q、F為常量時，K變大則I變小。b.厚度變化，當Q、K，斷面寬一定時，則I變小，厚度變大〈見圖1-2〉。9/4/20236潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義采用同一點的地形高程潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義含水層巖性變化的影響含水層厚度變化的影響地下水位的疏密變化9/4/20237潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義含水層巖性變化的影響潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義

（7）可根據(jù)等水位線圖布置地下水引排工程和開挖深度。a.開采井群及排水溝等要垂直地下水流向布置。b.可根據(jù)地下水埋藏深度適當確定排水溝的開挖深度。9/4/20238潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義（7）可根據(jù)等水潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義1.3編制水位埋藏深度圖的意義埋藏深度圖是用一系列的埋藏深度相同的等級區(qū)間所構(gòu)成的平面圖，該圖件不僅能幫助分析地下水的形成條件，而且對農(nóng)田灌溉有比較實際的意義，潛水的埋藏深度直接關(guān)系著土壤的鹽堿化問題和影響開采條件。同時潛水的埋藏深度圖直接反映了某一時期的潛水面（也是含水層頂面）至地表的距離，對指導生產(chǎn)具有重要的意義。9/4/20239潛水等水位線圖----1.編圖目的及意義1.3編制水位埋藏潛水等水位線圖----2.編圖方法及步驟(1)選擇底圖:等水位線圖及埋藏深變圖都是以地形圖為底圖的，在實際工作中要求比例尺與實際材料圖相同，等高線間距和埋藏深度圖的登記劃分需要根據(jù)編圖目的、比例尺、水力梯度和埋深的大小而定。(2)將同一時期的水文地質(zhì)觀測點（井、泉、地表水體）的觀測資料（表1-1），統(tǒng)一編號以不同形式投放在地形底圖上（附圖一），表示方法：井號○泉號○水位(m)(3)根據(jù)觀測點的資料，用內(nèi)插法結(jié)合地形條件、水文地質(zhì)條作和地表水體確定出一定間距的高程和埋深，用光滑的曲線連接標高相同的點，在連線之前首先應(yīng)該找出全區(qū)地下水位大致的變化規(guī)律，開始可先勾繪那些資料多、可靠、容易勾繪的線段，然后加密和處理異常點，繪完后要全部檢查加工細作。9/4/202310潛水等水位線圖----2.編圖方法及步驟(1)選擇底圖:潛水等水位線圖----2.編圖方法及步驟注意事項：

〈l〉在采用內(nèi)插法時應(yīng)盡量垂直等水位線，不能在地表水體兩側(cè)找點內(nèi)插?！?〉連線時不能穿越地表水體。〈3〉潛水等水位線一般不應(yīng)與地形等高線大角度相交和正交。9/4/202311潛水等水位線圖----2.編圖方法及步驟注意事項：8/2潛水等水位線圖編制----3.實習要求（1）根據(jù)給定的資料，在繪有觀測點位置的地形底圖上編制。等水位線間距2m，埋深圖等級間隔0-2m，2-4m，4-6m，…;（2）等水位線圖和埋藏深度圖繪在一張底圖上，用不同線條、顏色表示。（3）利用表1-2給定的資料繪制I-I’線水文地質(zhì)剖面圖。比例尺:水平1:10000,垂直1:1000剖面圖要求:圖名、比例尺、孔號、巖性、水位、圖例等。9/4/202312潛水等水位線圖編制----3.實習要求（1）根據(jù)給定的資料，潛水等水位線圖編制----3.實習要求（4）在圖上的不同地段標明地下水流向8~10個箭頭。（5）測定A、B兩點間的水力梯度和A、B點的水位埋深。（6）簡要說明潛水面的形狀和埋藏特征，與地下水的關(guān)系，水力梯度變化的原因，潛水與河水的補排關(guān)系等特征。（7）分析泉和沼澤的形成條件。9/4/202313潛水等水位線圖編制----3.實習要求（4）在圖上的不同地段潛水等水位線圖編制表1-11973年7月1日各觀測點水位資料9/4/202314潛水等水位線圖編制表1-11973年7月1日各觀測點水位潛水等水位線圖編制表1-2I-I’剖面鉆孔、試坑地質(zhì)資料9/4/202315潛水等水位線圖編制表1-2I-I’剖面鉆孔、試坑地質(zhì)資料潛水等水位線圖編制9/4/202316潛水等水位線圖編制8/2/202316潛水等水位線圖編制9/4/202317潛水等水位線圖編制8/2/202317習題二地下水化學成分形成的分析

1.實習目的根據(jù)已有的水文地質(zhì)資料的分析，掌握研究區(qū)潛水化學成分形成條件及其分帶規(guī)律。9/4/202318習題二地下水化學成分形成的分析1.實習目的8/2/20習題二地下水化學成分形成的分析

2.吐魯番盆地概況---2.1地形地貌

吐魯番盆地是東天山中一個十分密閉的山間盆地。順山勢東西延長達1250km，南北寬60一80km。四周為山地環(huán)繞，山體主要由下古生界變質(zhì)砂巖、結(jié)晶片若及千枚巖組成，高度約3500-4000m以上，在4000m以上有萬年積雪。整個盆地的地勢是從北向南傾斜，飛博格多山麓一帶高度600-700m，火焰山北麓為300m，火焰山南麓為0m，盆地中央部分低于海平面，最低處偏于盆地南緣艾丁湖的東南岸標高為-75.4m。盆地的中部有火焰山褐皺帶，它把盆地分隔成南北兩部分，加深了盆地自然條件南北分異的特點。火焰山以南至覺羅塔恪山的北麓，中、新生代地層以自南向北傾的單斜構(gòu)造出現(xiàn)，其上堆積了巨厚的沖積一洪積層。9/4/202319習題二地下水化學成分形成的分析2.吐魯番盆地概況---習題二地下水化學成分形成的分析

2.2水文氣象盆地外圍的山系不對稱，高差相差非常懸殊，使得盆地的水系均發(fā)源于北部及西北部的山區(qū)，如坎爾齊河、東柯柯亞爾、二唐溝、煤窯溝、塔爾朗溝、大河沿子、白楊河及阿拉溝等。這些河流均靠融雪水及山區(qū)的降水補給。年徑流量都很小。洪峰出現(xiàn)于夏季，冬季、春季水量甚少，有的甚至干枯。河水流出山口后，沿途滲入戈壁礫石帶，流徑十幾公里后即全部滲失，轉(zhuǎn)為地下徑流。盆地地形的極端密閉和低洼，導致了氣候變得極干熱，年蒸發(fā)量達2800-3000mm，降水量僅10余mm。9/4/202320習題二地下水化學成分形成的分析2.2水文氣象8/2/2習題二地下水化學成分形成的分析

2.3水文地質(zhì)吐魯番盆地這種自然環(huán)境，決定著地下水的補給、運流、排泄特征。盆地地下水是通過以下的途徑獲得：〈1〉河床滲漏是重要的補給來源。發(fā)源于盆地北部及西部的河流進入盆地，首先經(jīng)過廣闊的礫石帶，地表徑流于此大量滲失，經(jīng)十幾公里后，全部轉(zhuǎn)為地下徑流。〈2〉山區(qū)裂隙水的補給也占一定的比例，盆地北部及西部的山區(qū)，有豐富的裂隙水，在山前結(jié)構(gòu)消失的地段，古生代變質(zhì)巖山區(qū)直接與平原相接，裂隙水得以直接補給盆地的地下水。地下水的徑流沿著地面坡度的方向，向盆地中心匯集。由于火焰山隔斷了盆地南北兩部分地下水直接聯(lián)系，山北的地表徑流以及地下徑流的一部分被引入農(nóng)田，部分再度滲入山之南麓由粘土、亞粘土、砂、礫石和卵石等所組成的沖積一洪積扇中。

9/4/202321習題二地下水化學成分形成的分析2.3水文地質(zhì)8/2/2習題二地下水化學成分形成的分析

由于火焰山的影響，山南沖積扇帶潛水的補給不豐富，加之下游地區(qū)坎兒井長期引水的影響，潛水埋藏較深。隨著巖性結(jié)構(gòu)由砂礫石變至砂、亞砂土和夾亞粘土層，地下水的徑流條件逐漸變差，地下水的埋深逐漸變淺，盆地中央潛水礦化度逐漸增高，地表土壤的鹽淡化逐漸加重，艾丁湖及其濱湖地區(qū)是盆地潛水的最終歸宿〈見圖2-1〉。由于盆地完全閉封，徑流不能外泄，蒸發(fā)是盆地水源消耗的唯一方式。盆地南北方向的剖面顯示了含水層由粗到細。巖性由砂礫石逐漸過渡為細砂、亞砂土、亞粘土，潛水的埋藏深度逐漸變淺。在此剖面上打孔，取得一些水樣分析資料。9/4/202322習題二地下水化學成分形成的分析由于火焰山的影響，山習題二地下水化學成分形成的分析

圖2-1吐魯番盆地盆地水化學成分圖

9/4/202323習題二地下水化學成分形成的分析圖2-1吐魯番盆地盆地習題二地下水化學成分形成的分析

3.作業(yè)內(nèi)容根據(jù)對吐魯番盆地區(qū)域水文地質(zhì)條件分析以及利用成果資料，要求完成：(1)繪制水化學剖面圖〈礦化度剖面圖〉。(2)討論吐魯番盆地潛水化學成分的形成條件。(3)試述吐魯番盆地潛水化學成分水平與垂直分帶規(guī)律。9/4/202324習題二地下水化學成分形成的分析3.作業(yè)內(nèi)容8/2/20習題三讀水文地質(zhì)圖1.實習的目的、意義水文地質(zhì)圖是一個地區(qū)地下水的形成與分布規(guī)律，地下水與周圍環(huán)境的總結(jié)。是水文地質(zhì)工作的主要成果的反映，學會分析和運用水文地質(zhì)因?qū)χ笇a(chǎn)、科研、利用和改造大自然具有十分重要的意義，通過本次讀圖應(yīng)達到如下目的：(1)了解水文地質(zhì)圖的基本內(nèi)容，掌握閱讀水文地質(zhì)圖的方法；(2)初步學會綜合運用所學理論，去分析一個地區(qū)的水文地質(zhì)條件。9/4/202325習題三讀水文地質(zhì)圖1.實習的目的、意義8/2/2習題三讀水文地質(zhì)圖1.實習的目的、意義水文地質(zhì)圖是一個地區(qū)地下水的形成與分布規(guī)律，地下水與周圍環(huán)境的總結(jié)。是水文地質(zhì)工作的主要成果的反映，學會分析和運用水文地質(zhì)因?qū)χ笇a(chǎn)、科研、利用和改造大自然具有十分重要的意義，通過本次讀圖應(yīng)達到如下目的：(1)了解水文地質(zhì)圖的基本內(nèi)容，掌握閱讀水文地質(zhì)圖的方法；(2)初步學會綜合運用所學理論，去分析一個地區(qū)的水文地質(zhì)條件。9/4/202326習題三讀水文地質(zhì)圖1.實習的目的、意義8/2/2習題三讀水文地質(zhì)圖---3.讀圖提綱I.區(qū)域自然地理概況(1)地形：根據(jù)水文網(wǎng)的分布及剖面圖上的地形及標高，分析本區(qū)地勢及匯水條件。(2)氣候：根據(jù)附表3-1分析本區(qū)降水特征和氣溫特征。(3)水文：

水系發(fā)育情況，水系分布與地形、巖性、構(gòu)造的關(guān)系以及河水的補給來源。9/4/202327習題三讀水文地質(zhì)圖---3.讀圖提綱I.區(qū)域自然地理習題三讀水文地質(zhì)圖---3.讀圖提綱I.區(qū)域自然地理概況(1)地形：根據(jù)水文網(wǎng)的分布及剖面圖上的地形及標高，分析本區(qū)地勢及匯水條件。(2)氣候：根據(jù)附表3-1分析本區(qū)降水特征和氣溫特征。(3)水文：

水系發(fā)育情況，水系分布與地形、巖性、構(gòu)造的關(guān)系以及河水的補給來源。9/4/202328習題三讀水文地質(zhì)圖---3.讀圖提綱I.區(qū)域自然地理習題三讀水文地質(zhì)圖---3.讀圖提綱II.