土地水文復(fù)習(xí)

一、水文學(xué)與水資源學(xué)的概念Δ什么是狹義上的水資源？水資源是指對人類有利用價值，本身又具有不斷更替能力的天然水體的總稱。通常所說的水資源是指大陸上可供生產(chǎn)、生活直接利用的江河、湖沼以及儲存在地下的淡水資源。Δ水資源有哪些特性？1)時程變化的必然性與偶然性2)地區(qū)變化的相似形特殊性3)水資源的循環(huán)性、有限性及分布的不均勻一性4)利用的多樣性Δ根據(jù)降水量空間的豐度和徑流深度可將我國地域分為哪五個不同水量級的徑流地帶？豐水帶（>1600MM）、多水帶（800-1600MM）、過渡帶（400-800MM）、少水帶（200-400MM）、缺水帶（<200MM）、Δ水文學(xué)與水資源學(xué)的發(fā)展水文與水資源學(xué)，不但研究水資源形成、運動和賦存特征，各種水體的物理化學(xué)成分及其演化規(guī)律，而且研究如何利用工程措施，合理有效的開發(fā)、利用水資源，并科學(xué)地避免和防治各種水環(huán)境問題的發(fā)生。Δ水文現(xiàn)象水循環(huán)過程中，水的存在和運動的各種形態(tài)表現(xiàn)，如降水、蒸發(fā)、滲漏和徑流統(tǒng)稱為水文現(xiàn)象。（1）水文現(xiàn)象在時間變化上的周期性與隨機性（2)

水文現(xiàn)象在地區(qū)變化上的相似性與特殊性

二、水循環(huán)及徑流形成Δ地球上水的總量約有13.86億km3，其分配情況

海水 97.2%淡水 2.8%Δ中國的水資源及其特點⑴我國的水資源總量豐沛，2.8萬億m3，居世界第6位。⑵我國水資源的時空分布很不均衡⑶我國水資源浪費很嚴重⑷我國水資源污染也很嚴重Δ水循環(huán)⑴大循環(huán)和小循環(huán)大循環(huán)自海洋面上蒸發(fā)的水汽，隨著大氣環(huán)流移動到陸地上空，在一定的大氣條件下，凝為雨水落到地面。降落的水量中，一部分又重新蒸發(fā)，另一部分下滲及形成地面徑流，匯入江河，而最后又返回海洋。這種海洋與大陸之間水分的交換過程叫大循環(huán)(海陸循環(huán))。⑵小循環(huán)陸地上的水在沒有回到海洋之前，又蒸發(fā)到空中去（內(nèi)陸循環(huán)），或從海洋上蒸發(fā)的水汽在空中凝結(jié)，又以降水的形式降落在海洋中（海上內(nèi)循環(huán)），這些局部的循環(huán)，叫小循環(huán)。Δ水量平衡

根據(jù)物質(zhì)不滅定律，在水循環(huán)過程中，對于任一地區(qū)（和任一水體），在給定的時段內(nèi)，輸入的水量與輸出的水量之差額必等于需水量的變化量，這就叫水量平衡。⑴全球水量平衡方程全球水量平衡方程：

E均=P均⑵流域水量平衡方程P+W入=R+E+W出+△W就長期來說，△W各年有正有負，其多年平均的流域水量平衡方程為：

P均=R均+E均Δ降水⑴降水的基本要素⑵流域平均降水量計算⑶我國降水時空分布⑷影響降水的因素Δ蒸發(fā)與蒸散

⑴蒸發(fā)因蒸發(fā)面的不同，可分為水面蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)和植物蒸騰⑵影響蒸發(fā)的因素蒸發(fā)能力：處于特定的氣象環(huán)境中，具有充分供水條件下可能達到的最大蒸發(fā)量，或潛在蒸發(fā)量或最大可能蒸發(fā)量。影響蒸發(fā)的動力學(xué)因素有三個方面①水汽分子的垂向擴散②大氣垂向?qū)α鬟\動③大氣中的水平運動和湍流擴散熱力學(xué)因素①太陽輻射②平流時的熱量交換Δ下滲⑴下滲階段劃分①滲潤階段②滲漏階段③滲透階段⑵經(jīng)驗公式①霍頓公式fp=(fo-fc)e

-αt+fc②菲普公式

fp=1/2st-1/2+fc⑶下滲影響因素

①土壤特性的影響②降水特性的影響③流域植被、地形條件的影響

④人類活動的影響Δ徑流⑴徑流及其表示方法流量、徑流總量、徑流深度、徑流模數(shù)、徑流系數(shù)⑵徑流的形成過程流域蓄滲過程、坡地匯流過程和河網(wǎng)匯流過程。⑶影響徑流的因素氣候因素：降水、蒸發(fā)、氣溫、風(fēng)、溫度等等；流域下墊面：地理位置、距海距離、面積、形態(tài)等；地貌特征—山地、平原、盆地等；地形特征—高程、坡度、坡向；地質(zhì)構(gòu)造—構(gòu)造、巖性；植被特征—類型、分布、水理性質(zhì)（阻水、吸水、持水、輸水性能）等；人類活動三、河流與湖泊Δ河流⑴河流概況河流：地表水在重力作用下，經(jīng)常（或間歇）沿陸地表面上的線形凹地流動。河流是水分循環(huán)的主要路徑之一；河流是地球上最重要水體之一；河流是塑造地表的動力；河流是重要的自然資源；河流也會給人類帶來災(zāi)害。⑵流域和水系①分水嶺：劃分相鄰水系（或河流）的山嶺或河間高地。②分水嶺最高點的連線稱為分水線或分水界。③流域：分水線包圍的區(qū)域稱為一條河流（或一個水系）的流域。④水系：在一定集水區(qū)內(nèi)，大大小小的河流構(gòu)成脈絡(luò)相通的系統(tǒng)。在一個水系中，一般以長度最長或流量最大的河流作為干流，直接匯入干流的河流稱為一級支流，注入一級支流的河流稱為二級支流，依此類推。⑶河流的水情要素①水位水位是指河流某處的水面高程。它以一定的零點做為起算的標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)稱為基面，絕對基面─某一河口的平均海平面為零點。測站基面：它是采用觀測點最低枯水位以下0.5-1米處作為零點計算水面高程，這種基面是水文站專用的固定基面。②流速流速是指河流中水質(zhì)點在單位時間內(nèi)移動的距離。③流量單位時間內(nèi)通過某一過水?dāng)嗝娴乃糠Q為流量。通常用Ｑ表示，單位是立方米／秒。⑷分割流量過程線一般可通過分割流量過程線，劃分出各種不同形式補給源的水量。基流：河流枯水期流量的變化過程，實際上就是地下水補給的過程。地下徑流是河流枯水季節(jié)的基本流量。在水文分析中常從實測的流量過程線中，將地面徑流和地下徑流分割開來。這叫做基流分割。水平直線分割法干旱區(qū)河流水文特征及主要河流我國西北干旱區(qū)的內(nèi)陸河可分為三種基本地帶性補給類型：融水型、混合補給型和雨水型。額爾齊斯河：是西北干旱區(qū)唯一的外流河。塔里木河：是我國最長的內(nèi)陸河流。Δ湖泊與水庫⑴湖泊是陸地上天然洼地中蓄積著停滯或流動緩慢的水體地球上湖泊總面積有250-270萬平方公里，占全球大陸面積的1.8％。我國是一個多湖泊的國家，大小湖泊約28000多個，總面積83000多平方公里。⑵湖泊的形成和分類湖泊是在各種自然地理因素綜合作用下形成的，是湖盆、湖水和湖中所含物質(zhì)的矛盾統(tǒng)一體。湖盆是湖泊形成的基礎(chǔ)。它決定了湖底的地形和湖泊的形態(tài)特征。在古湖盆上，匯聚了地表水或地下水后，即形成湖泊。①按湖泊的起源分類盆地式湖泊：古湖盆上集水而成。堰塞式湖泊②按水量補給和徑流關(guān)系分類內(nèi)陸湖、外流湖③按湖水性質(zhì)分類淡水湖（湖水含鹽度在1.00／00以下。多為外流湖，）、咸水湖（這種湖多無出湖河流）④按礦化度分：淡水湖：Ｍ<１ｇ／ｌ；咸水湖Ｍ＝１－３５ｇ／ｌ；鹽湖Ｍ>３５ｇ／ｌ。⑵湖泊的形態(tài)

1-高水位線2-低水位線1、2之間為沿岸地帶3-岸邊淺灘4-水下斜坡5-湖盆底湖泊形態(tài)示意圖⑶水庫①水庫的作用水庫是水利樞紐的重要組成部分，它擔(dān)負著調(diào)節(jié)徑流、除害興利的重任。水庫也是由人工筑堤而形成的一種堰塞式湖泊。②水庫的特征水位和相應(yīng)庫容③我國水庫等級的劃分大（一）型水庫：大于10億m3；大（二）型水庫：10-1億m3；中型水庫：1-0.1億m3；?。ㄒ唬┬退畮欤?.1-0.01億m3；?。ǘ┬退畮欤?.01-0.001億m3。④水庫的基本組成⑤水庫對環(huán)境的影響有利因素、不利因素四、地下水資源及其基本特征Δ地下水形成與分布⑴地下水形成地下水是水文循環(huán)中的一個重要環(huán)節(jié)。常流河的大部分水流來源于地下水，而季節(jié)性河流的大部分水流可能滲入地下。地下水的形成必須具備兩個條件，一是有水分來源，二是要有貯存水的空間。它們均直接或間接受氣象、水文、地質(zhì)、地貌和人類活動的影響。⑵巖石的空隙①根據(jù)成因分為孔隙、裂隙、溶隙

②巖石的水理性質(zhì)巖石與水接觸后有關(guān)的性質(zhì)，即與水分貯容和運移有關(guān)的巖石性質(zhì)。它包括巖石的容水性、給水性、持水性和透水性。⑶含水層和隔水層①含水層：是指能夠給出并透過相當(dāng)數(shù)量水的巖層，它不但儲存有水，而且水可以在其中運移。

非固結(jié)沉積物是最主要的含水層，特別是砂和礫石層。這種含水層具有良好的透水性能，條件適宜時，在其中打井可獲得豐富的水量。碳酸鹽巖也是主要的含水層，但碳酸鹽巖的空隙度和透水性變化很大，取決于裂隙的巖溶的發(fā)育程度。構(gòu)成含水層的條件

ⅰ要有儲水空間

ⅱ要有儲存地下水的地質(zhì)構(gòu)造

ⅲ具有良好的補給來源②隔水層是指那些既不能給出又不能透過水的巖層，或者它給出或透過的水量都極少③透水層：那些只能透水而不能含水的巖層稱為透水層。在野外常見到有的巖層空隙大，連通性好，透水性強，持水性，具有很大的泄水能力，但因下部沒有托水的隔水層或水平方向缺乏隔水邊界，巖層中卻沒有地下水。這種巖層稱作透水層。透水層與隔水層之間一般是用巖石的滲透系數(shù)來區(qū)分，一般認為：Ｋ＜0.001米／日的巖石歸為隔水層，Ｋ≥0.001米／日的巖層歸入透水層。Δ地下水的基本類型

地下水分類表

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━空隙性質(zhì)孔隙水裂隙水巖溶水按埋藏條件──────────────────────────────各種松散沉積物中的裸露裂隙巖層中裸露巖溶化巖層土壤水，存在于局部的季節(jié)性重力水上部巖溶通道中包氣帶水隔水層上的季節(jié)性重及毛細水存在的季節(jié)性重力水，過路重力水及力水懸掛毛細水──────────────────────────────潛水各種松散沉積物淺部裸露于地表各類裸露于地表的巖的水裂隙巖層中的水溶化巖層中的水──────────────────────────────松散沉積物構(gòu)成的山構(gòu)造盆地、向斜構(gòu)造盆地、向斜承壓水間盆地、自流斜地及單斜或斷裂帶裂單斜或斷裂帶巖堆積平原深部的水隙巖層中的水溶化巖層中的水━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━Δ潛水

潛水:賦存于地表以下第一個穩(wěn)定隔水層之上，具有自由表面的含水層中的重力水稱為潛水。該含水層稱為潛水含水層。潛水可存在于松散沉積物中，也可充填于基巖裂隙中。⑴潛水要素⑵潛水的特征1)潛水具有自由表面，為無壓水。2)潛水在重力作用下，由潛水位高處向潛水位

低處作下降運動，發(fā)生徑流。3)潛水的分布區(qū)與補給區(qū)一致。4)具有季節(jié)性變化的特點。5)潛水積極參于自然界的水循環(huán)，資源易于補

充恢復(fù)。⑶潛水面的形態(tài)特征潛水面是一個無壓自由表面。它反映了潛水含水層中勢能在平面上的變化情況。一般情況下，潛水面的形狀是向排泄區(qū)傾斜的曲面。潛水在重力作用下運動，使?jié)撍婢哂幸欢ǖ钠露?，常形成傾斜的曲面。傾向于鄰近的低洼地區(qū)，即潛水的排泄區(qū)，如沖溝、河谷或盆地中的匯水低地。⑷潛水面的表示方法①剖面圖示法在具有代表性的剖面線上，根據(jù)地形、及鉆孔、試坑和井泉等的柱狀剖面圖和同一時期潛水位資料，按一定比例尺繪制水文地質(zhì)剖面圖。在圖上表示水位、含水層與隔水層的厚度、巖性變化，以及各層位關(guān)系等地質(zhì)要素，還應(yīng)把各水文地質(zhì)點（鉆孔、井泉等潛水的人工露頭和天然露頭）標(biāo)于圖上，并標(biāo)上上述各點同一時期的水位，聯(lián)出潛水面的形狀。②等水位線圖潛水等水位線圖就是潛水面的等高線圖。它是在一定比例尺的平面圖上（通常是以地形等高線圖作底圖），按一定水位間隔，將某一時期潛水位相同的各點聯(lián)成一系列等水位線所構(gòu)成的。③編制等水位線圖的意義

確定潛水流向、確定水力坡度、求任一點潛水埋深、確定潛水和地表水的關(guān)系、分析推斷含水層巖性或厚度變化Δ承壓水

充滿在兩個穩(wěn)定的不透水層（或弱透水層）之間的含水層中的重力水稱為承壓水該含水層稱為承壓含水層。因為它具有一定的承壓性，在地形適宜的地區(qū)，可以沿天然或人工開鑿的通道溢出地表，所以過去又叫自流水。①承壓水要素

②承壓水的形成條件

承壓水形成的埋藏條件是上下均為隔水層，中間是透水層的地質(zhì)條件，其次是水必須充滿整個透水層。如果水沒有充滿整個含水層，則稱為層間無壓水。下面幾種巖層組合，都可形成承壓水：1)粘土覆蓋在砂層上；2)頁巖覆蓋在砂巖上；3)頁巖覆蓋在溶蝕灰?guī)r上；4)致密不純的灰?guī)r覆蓋在裂隙、溶隙發(fā)育的灰?guī)r上；5)致密熔巖覆蓋在多孔熔巖上。③承壓水的特點１、承壓含水層的頂面承受靜水壓力是承壓水的一個重要特點。２、分布區(qū)和補給區(qū)不一致。３、承壓水與大氣圈及地表水的聯(lián)系不如潛水密切，動態(tài)比較穩(wěn)定。４、承壓含水層厚度穩(wěn)定不變，不受降水季節(jié)變化的支配。水量的增加或減少，表現(xiàn)為承壓水位的升降，而含水層厚度則變化不大。５、在靜水壓力作用下，由承壓水位高處向承壓水位低處運動。

6、承壓含水層一般分布范圍較大，往往具有多年調(diào)節(jié)性，不象潛水容易補充、恢復(fù)，常被用作大型供水水源。７、不易受污染，但被污染后，難以處理。

等水壓線圖某一承壓含水層水位相等各點的連線確定承壓水流向和承壓水的水力坡度、確定自流區(qū)的范圍、涌出地表高度、確定承壓水與其它水體（地表水、潛水、其它承壓水等）的水力聯(lián)系（必須配以其它水體的資料）、判斷含水層巖性及厚度的變化Δ孔隙水孔隙水廣泛分在第四系各種不同成因類型的松散沉積物中?？紫端钪饕奶攸c在于其水量在空間分布上的相對均勻，連續(xù)性好⑴洪積物中的地下水：洪積物是暫時性水流在山前地帶形成的一種堆積物。廣泛分布在山間盆地和山前平原地帶，尤以干旱、半干旱的地區(qū)最為發(fā)育。

洪積扇具有特殊的地形和巖性特征。地形上由山麓向平原呈扇形展開，地面坡度也向平原逐漸變緩。巖性上雖有分選不良的特征，但大體上由山麓向平原沉積物顆粒有由粗變細的規(guī)律⑵沖積層中的地下水沖積物是河流堆積作用形成的沉積物。主要組成物質(zhì)有砂礫石、砂、亞砂土和亞粘土、粘土等，其分選性和磨圓度較洪積物好。沖積物中地下水的分布、徑流和排泄及水質(zhì)變化，均與沉積物所處的部位有密切關(guān)系，而河流在不同時間、不同部位的搬運能力不同，所形成的沖積物的巖性和結(jié)構(gòu)，無論在平面還是剖面上變化都很大，因而地下水的分布和特征也有很大差異。這種差異表現(xiàn)在不同河段上，地下水特征的不同。①河流上游沖積層中的地下水特征河流上游，河床縱向坡降大，河谷較窄，水流急，沖積物不發(fā)育，多呈條帶狀分布，往往缺少河漫灘相，顆粒較粗，分選性好，透水性強。含水層單位厚度所能給出的水量較大，但沉積物厚度較薄，分布面積不大，則含水層的調(diào)蓄能力較差，地下水動態(tài)變化較大，一般只能作為小型供水。由于水交替積極，一般是重碳酸型淡水。在干旱和半干旱地區(qū)，由于補給有限，含水層的調(diào)蓄能力又差，這里的山區(qū)河谷中，地表水和地下水通常都是季節(jié)性的。而在潮濕氣候區(qū)，多呈常年河流，地下水也很豐富。山區(qū)河谷的富水地段應(yīng)當(dāng)具備這樣的條件：沖積物較厚，分布面積較大，谷底隔水性較好，河谷匯水面積較大的地段。一般下列地段富水性較好：１）河床比較平緩，縱向坡降小的地段，往往沖積物較厚；２）河谷較寬或葫蘆形谷地中，其沖積物面積寬廣，厚度較大；３）支流匯入處谷底常侵蝕較深，沖積物較厚，且河谷也較寬，有時形成掌心地；（圖1）４）在河流急拐彎地段，由于側(cè)向侵蝕作用加強，因而在凸岸形成較寬的砂礫石沉積。這種急彎往往是由斷層影響而形成，則使河流侵蝕切割加深，沉積厚度加大；（圖2）５）谷底基巖相對軟處，侵蝕較深，沉積物較厚。６）河谷兩岸不對稱時，近基巖陡岸一側(cè)常是侵蝕切割深處，則沉積物較厚。（圖3）圖1支流匯入圖2河流急拐彎地段圖3河谷兩岸不對稱②河流中游地下水（河谷平原地下水）河流中游指分布在低山丘陵的河段。河床坡度變緩，河水的搬運能力降低，以側(cè)蝕為主，形成寬廣的河谷平原，堆積較厚的沖積物，有典型的二元結(jié)構(gòu)或復(fù)雜的多元結(jié)構(gòu)（在砂礫石層含水層上，形成相對弱透水層－細粒的粉細砂、粘土層）。并常有各種類型的階地發(fā)育。河谷平原的河水常是當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，地勢最低，能匯集較大面積的地表水和地下水補給，這里的沖積物可形成良好的含水層。河流中游指分布在低山丘陵的河段。河床坡度變緩，河水的搬運能力降低，以側(cè)蝕為主，形成寬廣的河谷平原，堆積較厚的沖積物，有典型的二元結(jié)構(gòu)或復(fù)雜的多元結(jié)構(gòu)，并常有各種類型的階地發(fā)育。河谷平原的河水常是當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，地勢最低，能匯集較大面積的地表水和地下水補給，這里的沖積物可形成良好的含水層。河谷平原的地下水主要分布在河漫灘和階地上。地下水除了接受大氣降水入滲補給外，還有兩岸基巖地下水及河水。這里地下水與河水的聯(lián)系密切，補排關(guān)系在不同時期有不同的補給關(guān)系。河漫灘和階地上的沖積層，尤其是下部的砂礫石層的透水性好，補給徑流條件也較好，水量豐富，地下水埋藏也淺，多為低礦化的淡水。開采時，當(dāng)?shù)叵滤幌陆档降陀诤铀粫r，可獲得河水的補給，是良好的供水水源。河谷平原一般都貯存有較豐富的地下水，其富水性，一般是河漫灘和低階地較好，高階地較差；同一階地上，前緣好，后緣差（圖4）。

古河床分布地段，沖積物較粗，也往往是良好的富水地段。

圖4③河流下游沖積層中的地下水河流下游地區(qū)，地形上是大平原，河床坡度小，流速減慢，河流從中上游攜帶來的大量泥沙便堆積下來，河床變淺、抬高，河流占據(jù)地形上的高位，形成“地上河”。河流不但不匯集兩側(cè)降水及地表水，反而構(gòu)成了“分水嶺”。特別是北方地區(qū)，第四紀(jì)以來沉降幅度大，沖積層的厚度大物質(zhì)較細。如華北平原沖積層厚度達數(shù)百米。一些主要河流的河床多位于地形高處，形成“地上河”。我國的黃河便是例子，如圖4-34，河床高出周圍地面構(gòu)成分水嶺。洪水期河水泛濫，河水溢出河床，水流分散，流速變慢，將河床兩側(cè)淤高，形成“自然堤”。由于河床位于高位，長期淤積使河床變淺，因此河流經(jīng)常改道，在平原上形成許多暴露于地表或埋藏于地下的古河床。河流下游，現(xiàn)代河床和古河床，沉積物主要是砂層，透水性好，河床相分布區(qū)也是地下水補給區(qū)，大氣降水入滲補給潛水，還可接受河水的補給，徑流條件好，埋藏又深，所以水量豐富，水質(zhì)也好，是平原中主要的富水區(qū)。由河床向外，地形變緩，物質(zhì)變細，徑流條件變差，潛水埋藏變淺，蒸發(fā)作用加強，地下水的礦化度也不斷增高。河間洼地區(qū)，主要是亞砂土、亞粘土、粘土等細粒物質(zhì)，構(gòu)不成良好的含水層。潛水在這里埋藏淺，徑流滯緩，水的礦化度較高，易形成沼澤或在強烈蒸發(fā)下形成土壤鹽漬化。④黃土中的地下水黃土在我國分布廣泛，西起天山，東至渤海中的小島，南北大致處于北緯30-40度（主要在秦嶺以北地區(qū)），其中以黃河中游地區(qū)的黃土最發(fā)育，復(fù)蓋了約27.6萬平方公里面積。黃土高原占黃河中游總面積的４０％，黃土厚度達80-120米，最大厚度達175米。以陜西、寧夏和甘肅交界處為中心，西北及華北均有分布，在一些山前地帶也有黃土分布。我國黃土包括早更新世（Ｑ）午城黃土，中更新世（Ｑ）離石黃土，晚更新世（Ｑ）馬蘭黃土，以后二者為主。由于在黃土形成過程中，有多次沉積間斷和相應(yīng)的成壤作用，以及它富含易溶鹽類，經(jīng)過長期地質(zhì)作用，可形成各種孔洞和垂直裂隙，這些都可成為地下水運移的通道和蓄集的場所。黃土中的空洞和裂隙在垂直方向上較發(fā)育，且隨深度而減弱；在水平方向上發(fā)育不好。根據(jù)滲水試驗，黃土垂直方向上的滲透系數(shù)一般在0.19-0.37米／天，平均0.285米／天；水平方向的滲透系數(shù)在0.002-0.003米／天，平均0.0025米／天。垂直方向滲透系數(shù)比水平方向大50-100左右。所以黃土是一個非均質(zhì)各向異性的孔隙－裂隙含水層。黃土的這種性質(zhì)有利于地下水的形成。能很好地接受大氣降水的滲入，滲入的水只要遇到水平方向的隔水層便可將水蓄集起來，不易向側(cè)向流散。Δ地下水的物理性質(zhì)與化學(xué)成分⑴地下水的物理性質(zhì)溫度、透明度、顏色、嗅（氣味）、味放射性⑵地下水的化學(xué)成分一般情況下，地下水化學(xué)成分中占主要地位的離子只有七種，即Cl-、SO4-2、HCO3-、Na+、K+、Ca+2、Mg+2。⑶地下水的礦化度、酸堿度及硬度⑷地下水化學(xué)成分分析簡分析：通常用于地下水普查階段，其目的在于初步了解研究區(qū)內(nèi)各個含水層的水化學(xué)成分及變化規(guī)律。簡分析多用水分析箱在野外現(xiàn)場進行，其分析項目除物理性質(zhì)（溫度、顏色、透明度、氣味等）外，應(yīng)定量分析Cl-、SO4-2、HCO3-、Na+、Ca+、Mg+及pH值。全分析：通常在簡分析的基礎(chǔ)上選擇有代表性的水樣進行全分析，以較全面地了解地下水的化學(xué)成分。全分析一般包括：HCO3-、SO42-、Cl-、CO32-、NO3-、NO2-、Ca2+、Mg2+、Na+、K+、NH4+、Fe+2、Fe+3、H2S、CO2、耗氧量、pH值及干涸殘余物。

專項分析：只分析一個或少數(shù)幾個成分，分析項目根據(jù)具體任務(wù)來確定。例如：油田鉆進過程中為了知道是否遇到了新的含水層，只要測定Cl-即可；在對地下水作動態(tài)觀測時，也可選有代表性的離子作定期分析；為判別含水層之間是否有水力聯(lián)系等，有時也只需要作個別離子的分析。⑸地下水化學(xué)分析資料的整理用毫克當(dāng)量/升（meq/l）和毫克當(dāng)量百分數(shù)（meq%）來表示水分析結(jié)果。毫克數(shù)與毫克當(dāng)量數(shù)的關(guān)系為：該離子的毫克數(shù)離子的毫克當(dāng)量數(shù)=————————

該離子的當(dāng)量

計算分析誤差∑K—∑ae=———————100%(4-28)∑K+∑a式中：∑K—陽離子總含量，meq/l；∑a—陰離子總含量，meq/l

。按要求，全分析e＜2%，簡分析e＜5%。可以用庫爾洛夫式表示水的分析結(jié)果，并根據(jù)庫爾洛夫式確定水的化學(xué)類型。

庫爾洛夫式是用數(shù)學(xué)假分數(shù)的形式表示水的化學(xué)成分，其表示方法如下：1）離子的含量以毫克當(dāng)量百分數(shù)表示；2)主要的陰離子按漸減的順序排列于表示式橫線之上，主要的陽離子排列于橫線之下，離子含量的毫克當(dāng)量百分數(shù)小于10%的在式中不表示出來。3)分子式的前端，表示水的礦化度（M）及各種氣體成分和特殊成分，單位為g/l，表示式的后端則表示水的溫度（t）,單位為℃。4)表示式中各成分的含量一律標(biāo)于該成分符號的右下角，(如Cl20.3);而有些離子成分右下角原有的原子數(shù)，在表示式中移至右上角(如HCO367.1)。根據(jù)庫爾洛夫式確定水的類型時，只考慮毫克當(dāng)量百分數(shù)含量超過25%的離子，如果不只一種離子超過25%，則命名時將含量小的放在前面。舒卡列夫分類法，是根據(jù)水中六種主要離子（K+合并于Na+）劃分的。將毫克當(dāng)量百分數(shù)含量大于25%的陰、陽離子進行不同組合，交地下水分為49種化學(xué)類型，如下表所示。按礦化度又劃分為4組:A組礦化度小于1.5g/l；B組為1.5—10g/l；C組為10—40g/l；D組大于40g/l。

超過25%毫克當(dāng)量的離子HCO3HCO3+SO4HCO3+SO4+ClHCO3+ClSO4SO4+ClClCa

Ca+MgMgNa+CaNa+Ca+MgNa+MgNa12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849根據(jù)舒卡列夫分類法，在確定水的名稱時，按照習(xí)慣，是將含量大的離子放在前面，含量小的放在后面。例如重碳酸鈣鈉型水（HCO3-Ca-Na），則表示陽離子Ca+的毫克當(dāng)量百分數(shù)含量大于Na+。例：根據(jù)水分析結(jié)果，進行資料整理。Na++K+39.55mg/lCa2+557.49mg/lMg2+115.22MG/LCl-29.26mg/lSO41648.50mg/lHCO3176.90mg/lM=2700.00mg/l游離CO217.80mg/lH2S1.48mg/l水溫41.5℃計算:Ca2+

毫克當(dāng)量數(shù)557.49/20.04=27.82meq/l;

Cl-毫克當(dāng)量百分數(shù)0.83/38.05×100%=2.18%;

分析誤差e=(39.02-38.05)/(39.02+38.05)×100%=1.26%＜2%分析結(jié)果可用.硬度:總硬度H=[Ca2+]+[Mg2+]=27.82+9.48=37.30meq/l

該水樣屬極硬水暫時硬度該水樣鈣,鎂離子毫克當(dāng)量之和大于重碳酸根離子毫克當(dāng)量數(shù),即[27.82+9.48]＞[2.90],所以水的暫時硬度等于2.90meq/l

永久硬度37.30-2.90=34.40meq/l庫爾洛夫式

SO490.2

CO20.0178H2S0.0015M2.7———————t°41.5Ca71.3Mg24.3水化學(xué)類型:SO4-Ca-Mg(硫酸鈣型水);29—A型水。Δ地下水運動的基本規(guī)律⑴基本概念地下水在巖石空隙中的運動稱為滲流滲流所占據(jù)的空間稱為滲流區(qū)或滲流場。為了描述滲流場的特征，通常采用一些物理量，如滲流速度(V)、滲流量(Q)、滲流壓強(P)、水頭(H)等。根據(jù)運動要素與時間的關(guān)系，將地下水運動分為穩(wěn)定運動和非穩(wěn)定運動。①穩(wěn)定運動：當(dāng)滲流場中各點的各項運動要素的大小和方向與時間變化無關(guān)時，稱為穩(wěn)定運動②如果滲流場中任一點處運動要素中任一個或全部要素隨時間而變化，稱為非穩(wěn)定運動ⅰ層流：水流質(zhì)點有秩序地、互不混雜的流動，稱為層流。ⅱ紊流：水質(zhì)點無秩序地、互相混雜的流動，稱為紊流。⑵滲透速度和實際速度①滲流在其過水?dāng)嗝嫔系钠骄魉俜Q為滲透速度②實際流速是實際地下水流在巖石空隙中間的實際平均流速。③水頭和水力坡度⑶滲透的基本定律線性滲透定律——達西定律達西定律實際上是能量守恒與能量轉(zhuǎn)換定律在滲流中的表現(xiàn)形式。說明地下水在滲流過程中所消耗的能量的大小(即水頭損失值的大小)與水流的滲透速度和滲流途徑的長度成正比，而與含水層的滲透系數(shù)成反比。即含水層的滲透系數(shù)越大，滲透水流流動速度越小，滲透途徑越短，水頭損失值就越小。達西定律只適應(yīng)于流速較小的層流運動。達西公式是從能量的角度來刻劃地下水的運動規(guī)律V=Q/F=kI滲流流量或滲透流速與水力坡度的一次方成正比。所以又稱為線性滲透定律。實際的地下水流中，水力坡度是各處不同的，通常用任一斷面的滲透流速的表達式，也就是微分形式的達西公式，即：

V=-KdH/dL⑷地下水天然動態(tài)類型在各種自然與人為因素影響下，地下水的水位、水量和水質(zhì)隨時間作有規(guī)律的變化，這種變化叫做地下水的動態(tài)。①滲入－蒸發(fā)型動態(tài)主要出現(xiàn)在干旱、半干旱的平原與山間盆地。②滲入－徑流型動態(tài)主要分布在地形起伏大的山區(qū)及山前地區(qū)。③滲入－蒸發(fā)、徑流型動態(tài)這類動態(tài)類型主要分布在濕潤氣候的平原地區(qū)，在干旱地區(qū)則很少分布。⑤地下水均衡的概念ⅰ地下水的動態(tài)是地下水的水量和鹽分的收入和支出間數(shù)量關(guān)系的外部表現(xiàn)。地下水的水量和鹽分收支間的數(shù)量關(guān)系便是地下水的均衡。通常將水量均衡叫做水均衡，鹽分均衡叫鹽均衡。地下水的均衡是以地下水為對象的均衡研究，目的在于闡明某個地區(qū)在某一時間內(nèi)，地下水水量收入與支出之間的數(shù)量關(guān)系。所以均衡研究是對某一地區(qū)或某一地段按一定時期進行的。進行均衡研究的地區(qū)稱均衡區(qū)，進行均衡計算的時間段稱均衡期。ⅱ地下水均衡方程式定量描述一個地區(qū)水的均衡狀況，是通過建立水均衡方程式實現(xiàn)的。建立水均衡方程式，首先要選擇恰當(dāng)?shù)木鈫卧?，即均衡區(qū)。通常地表選擇一個小的流域面積。區(qū)域內(nèi)均衡要素分布比較均衡，最好能將包氣帶水、潛水、承壓水分別考慮，以便于分析計算。確定均衡期:一般均衡期要選擇一年以上。確定均衡期內(nèi)可能的收入項和支出項：

A．收入項（對總的水均衡方程）－ＡＡ＝Ｘ＋Ｗ1＋Ｚ1＋Ｙ1Ｘ：大氣降水，包括雨、雪、雹等各種降水形式；Ｗ1：地下水流入量；Ｚ1：凝結(jié)水；Ｙ1：地表水流入量。支出項－ＢＢ＝Ｚ2＋Ｗ2＋Ｙ2

Ｚ2：蒸發(fā)量。包括物理蒸發(fā)（水面、土壤表面、凍結(jié)面、潛水的蒸發(fā)）；生理蒸發(fā)（植物蒸騰）；Ｗ2：地下水流出量；Ｙ2：地表水流出量。水的總均衡方程式△Ｗ＝Ａ＋Ｂ△Ｗ＝Ｘ＋Ｗ1＋Ｚ1＋Ｙ1＋Ｚ2＋Ｗ2＋Ｙ2式中：△Ｗ為均衡期內(nèi)水的儲量變化量，包括：地表水變化量（Ｖ）；包氣帶水的變化量（m）；潛水變化量（μ△H）及承壓水變化量（μc△He）。其中μ為潛水含水層的給水度,△H為均衡期潛水位變化值（上升用正號，下降用負號）；μc為承壓水彈性給水度，△He為承壓水測壓水位變化值。據(jù)此水均衡方程式可寫成：Ｘ-(Ｙ2-Y1）-（Ｗ2-Ｗ1）-（Ｚ2-Ｚ1）=V＋m＋μ△H＋μc△He

為計算方便，列入均衡式中的各項均以均衡期內(nèi)發(fā)生水量平鋪于均衡區(qū)面積上所得水柱高度表示，常用mm為單位。六、水資源質(zhì)量評價

⑴天然水中的主要氣體及主要離子成分⑵水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)？通常可分為哪幾大類？⑶什么叫水污染？水的污染途徑有哪些？⑷水質(zhì)的評價方法（內(nèi)梅羅指數(shù)法）七、水資源數(shù)量評價⑴河流多年平均徑流量的計算⑵河流徑流量的年內(nèi)分配⑶我國北方平原區(qū)地表水與地下水的相互轉(zhuǎn)化地下水以地區(qū)降水補給為主，河流側(cè)向補給為輔，地下水的排泄主要是潛水蒸發(fā)和向河道排泄。山區(qū)和平原之間地表水和地下水的轉(zhuǎn)化關(guān)系一般表現(xiàn)為：1）山區(qū)地下潛流補給平原區(qū)地下水，或者以泉水形式溢出補給平原河流；2）山區(qū)河流往往是平原區(qū)河流的上游，在流經(jīng)平原的過程中產(chǎn)生滲漏補給地下水，以山前洪積