水文地質(zhì)學(xué)
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水文地質(zhì)學(xué)是一門研究地下水的科學(xué)。研究地下水的形成、分布、埋藏和運(yùn)動(dòng)規(guī)律,研究地下水與自然界水體間的相互關(guān)系,及地下水的物理性質(zhì)、化學(xué)成分、氣體成分和水量等內(nèi)容。水文地質(zhì)學(xué)是一門年青的科學(xué),來源于地質(zhì)學(xué),直到二十世紀(jì)初,由于近代自然科學(xué)的發(fā)展,促使水文地質(zhì)學(xué)向前發(fā)展為一門多分支的綜合性科學(xué)。水文地質(zhì)學(xué)在中國(guó)也就是五十來年,在中國(guó)武漢的中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、西安的長(zhǎng)安大學(xué)、長(zhǎng)春的吉林大學(xué)、華北大學(xué),成都地質(zhì)大學(xué)等五所高校中有此學(xué)科。由于我市各大專院校中無此學(xué)科及相關(guān)科研部門,所以對(duì)我市泉水產(chǎn)生誤解,也就是說從1981年保泉以來從來沒有用水文地質(zhì)學(xué)衡量泉水,不用水文地質(zhì)學(xué)看待泉水猶如盲人摸象,也是泉水多次斷流之原因,無論降水量再多但泉水依然陰死陽活的流淌。水文地質(zhì)學(xué) - 簡(jiǎn)介
五大連池水文地質(zhì)學(xué)
水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的數(shù)量和質(zhì)量隨空間和時(shí)間變化的規(guī)律, 以及合理利用地下水或防治其危害的學(xué)科。 水文地質(zhì)學(xué)對(duì)地下水的研究,著重自然歷史和地質(zhì)環(huán)境的影響,同主要用水文循環(huán)和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學(xué)關(guān)系密切。研究的數(shù)量和質(zhì)量隨空間和時(shí)間變化的規(guī)律,以及合理利用地下水或防治其危害的學(xué)科。在不同環(huán)境中地下水的埋藏、分布、運(yùn)動(dòng)和組成成分均不相同。查明上述各方面狀況,可為科學(xué)地利用或防治地下水提供根據(jù)。水文地質(zhì)學(xué)對(duì)地下水的研究,著重自然歷史和地質(zhì)環(huán)境的影響,同主要用水文循環(huán)和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學(xué)關(guān)系密切,只是研究的側(cè)重點(diǎn)稍有不同。
水文地質(zhì)學(xué) - 發(fā)展簡(jiǎn)史
五大連池水文地質(zhì)學(xué)
水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展可分為3個(gè)時(shí)期。萌芽時(shí)期 人們?cè)缭谶h(yuǎn)古時(shí)代就已打井取水。中國(guó)已知最古老的水井是距今約5700年的浙江余姚河姆渡古文化遺址水井。古波斯時(shí)期在德黑蘭附近修建了坎兒井,最長(zhǎng)達(dá)26公里,最深達(dá)150米。約公元前250年在中國(guó)四川,為采地下鹵水開鑿了深達(dá)百米以上的自流井。中國(guó)漢代鑿龍首渠,是一種井、渠結(jié)合的取水建筑物。在利用井泉的過程中,人們也探索了地下水的來源。法國(guó)B.帕利西、中國(guó)徐光啟和法國(guó)E.馬略特,先后指出了井泉水來源于大氣降水或河水入滲。馬略特還提出了含水層與隔水層的概念。
形成時(shí)期 1856年,法國(guó)水力工程師H·P·G·達(dá)西進(jìn)行了水通過砂的滲透試驗(yàn),得出線性滲透定律,即著名的達(dá)西定律,奠定了水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)。1863年,法國(guó)J.裘布依以達(dá)西定律為基礎(chǔ),提出計(jì)算潛水流的假設(shè)和地下水流向井的穩(wěn)定流公式。1885年,英國(guó)的T.C.張伯倫確定了自流井出現(xiàn)的地質(zhì)條件。奧地利P.福希海默在1886年制出了流網(wǎng)圖并開始應(yīng)用映射法。19世紀(jì)末,20世紀(jì)初,,對(duì)地下水起源又提出了一些新的學(xué)說。奧地利E·修斯于1902年提出了初生說。美國(guó)A·C·萊恩、W·C·戈登和俄國(guó)Н·И·安德魯索夫在1908年分別提出在自然界中存在與沉積巖同時(shí)生成的沉積水(見地下水起源)。1912年德國(guó)K·凱爾哈克提出地下水和泉的分類,總結(jié)了地下水的埋藏特征和排泄條件。 美國(guó) O.E.邁因策爾于1928年提出了承壓含水層的壓縮性和彈性。他們?yōu)樗牡刭|(zhì)學(xué)的形成作出了重要貢獻(xiàn)。于1935年利用地下水非穩(wěn)定流與熱傳導(dǎo)的相似性,得出了地下水流向水井的非穩(wěn)定流公式即泰斯公式,把地下水定量計(jì)算推進(jìn)到了一個(gè)新階段。20世紀(jì)中葉,蘇聯(lián)А.М.奧弗琴尼科夫和美國(guó)的D.E.懷特在水文地球化學(xué)方面作出了許多貢獻(xiàn)。到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí),在地下水的賦存、運(yùn)動(dòng)、補(bǔ)給、排泄、起源以至化學(xué)成分變化、水量評(píng)價(jià)等方面,均有了較為系統(tǒng)的理論和研究方法。水文地質(zhì)學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一門成熟的學(xué)科了。
發(fā)展時(shí)期 20世紀(jì)中葉以來,合理開發(fā)、科學(xué)管理與保護(hù)地下水資源的迫切性和有關(guān)的環(huán)境問題,越來越引起人們的重視。同時(shí),人們對(duì)某些地下水運(yùn)動(dòng)過程有了新的認(rèn)識(shí)。1946年起,C.E.雅可布和M.S.漢圖什等論述了孔隙承壓含水層的越流現(xiàn)象。英國(guó)N.S.博爾頓和美國(guó)的S.P.紐曼分別導(dǎo)出了潛水完整井非穩(wěn)定流方程.預(yù)測(cè)地下水運(yùn)動(dòng)過程的需要,促進(jìn)了水文地質(zhì)模擬技術(shù)的發(fā)展。20世紀(jì)30年代開展了實(shí)驗(yàn)室物理模擬。40年代末發(fā)展起來的電網(wǎng)絡(luò)模擬,到50~60年代在解決水文地質(zhì)問題中得到應(yīng)用。由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,70~80年代,地下水?dāng)?shù)學(xué)模擬成為處理復(fù)雜的水文地質(zhì)問題的主要手段。同時(shí),同位素方法在確定地下水平均貯留時(shí)間,追蹤地下水流動(dòng)等研究中得到應(yīng)用。遙感技術(shù)及數(shù)學(xué)地質(zhì)方法也被引進(jìn),用以解決水文地質(zhì)問題。對(duì)于地下水中污染物的運(yùn)移和開采地下水引起的環(huán)境變化,引起廣泛的重視。20世紀(jì)60年代以來,加拿大的J.托特提出了地下水流動(dòng)系統(tǒng)理論,為水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展開拓了前景。
水文地質(zhì)學(xué) - 內(nèi)容
水文地質(zhì)學(xué)
水文地質(zhì)學(xué)是從尋找和利用地下水源開始發(fā)展的,圍繞實(shí)際應(yīng)用,逐漸開展了理論研究。已形成了一系列分支。地下水動(dòng)力學(xué) 研究地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,探討地下水量、水質(zhì)和溫度傳輸?shù)挠?jì)算方法,進(jìn)行水文地質(zhì)定量模擬。這是水文地質(zhì)學(xué)的重要基礎(chǔ)。
水文地球化學(xué) 是水文地質(zhì)學(xué)的另一個(gè)重要基礎(chǔ)。研究各種元素在地下水中的遷移和富集規(guī)律,利用這些規(guī)律探討地下水的形成和起源、地下水污染形成的機(jī)制和污染物在地下水中的遷移和變化、地下水與礦產(chǎn)形成和分布的關(guān)系,尋找金屬礦床、放射性礦床、石油和天然氣,研究礦水的形成和分布等。
供水水文地質(zhì)學(xué) 其主要內(nèi)容是:為了確定供水水源而尋找地下水,通過勘察,查明含水層的分布規(guī)律、埋藏條件,進(jìn)行水質(zhì)與水量評(píng)價(jià)。合理開發(fā)利用并保護(hù)地下水資源,按含水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)管理。
礦床水文地質(zhì)學(xué) 其主要內(nèi)容是:查明采礦時(shí)地下水涌入礦坑的條件,預(yù)測(cè)礦坑涌水量以及其他與采礦有關(guān)的水文地質(zhì)問題。
農(nóng)業(yè)水文地質(zhì)學(xué) 內(nèi)容主要包括兩方面,一方面為農(nóng)田提供灌溉水源進(jìn)行水文地質(zhì)研究;另一方面為沼澤地和鹽堿地的土壤改良,防治次生土壤鹽堿化等問題進(jìn)行水文地質(zhì)論證。
水文地?zé)釋W(xué) 地?zé)崾且环N新的能源。多利用由地下熱水或熱蒸汽攜至地表的地?zé)崮,用來取暖、溫室栽培或地(zé)岚l(fā)電等。地下熱水的形成、分布規(guī)律,以及勘察與開發(fā)方法等,是這個(gè)分支學(xué)科的研究?jī)?nèi)容。
環(huán)境水文地質(zhì)研究 生活與生產(chǎn)廢棄物的排放,使地下水污染;大量開采地下水引起地面沉降、海水或咸水入侵淡水含水層;在松散沉積物覆蓋下的巖溶地區(qū)因強(qiáng)烈抽取地下水而引起的地面塌陷等,所有這一切都會(huì)使環(huán)境惡化。研究上述問題并提出相應(yīng)的防治措施,是環(huán)境水文地質(zhì)學(xué)的任務(wù)。
區(qū)域水文地質(zhì)學(xué) 研究地下水區(qū)域性分布和形成規(guī)律,以指導(dǎo)進(jìn)一步水文地質(zhì)勘察研究,為各種目的的經(jīng)濟(jì)區(qū)劃提供水文地質(zhì)依據(jù)。
古水文地質(zhì)學(xué) 研究地質(zhì)歷史時(shí)期地下水的形成、埋藏分布、循環(huán)和化學(xué)成分的變化等。據(jù)此,可以分析古代地下水的起源與形成機(jī)制,闡明與地下水有關(guān)的各種礦產(chǎn)的形成、保存與破壞條件。
水文地質(zhì)學(xué) - 與其他學(xué)科的關(guān)系
地下水的形成和分布與地質(zhì)環(huán)境有密切聯(lián)系。水文地質(zhì)學(xué)是以地質(zhì)學(xué)為基礎(chǔ)的。巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地史學(xué)、地貌學(xué)、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)等與水文地質(zhì)學(xué)的關(guān)系尤為密切。工程地質(zhì)學(xué)是與水文地質(zhì)學(xué)同時(shí)相應(yīng)發(fā)展起來的,因此兩者有不少內(nèi)容相互交叉。地下水積極參與水文循環(huán),一個(gè)地區(qū)水循環(huán)的強(qiáng)度與頻率,往往決定著地下水的補(bǔ)給狀況。因此,水文地質(zhì)學(xué)與水文學(xué)、氣象學(xué)、氣候?qū)W有密切關(guān)系,水文學(xué)的許多方法也可應(yīng)用于水文地質(zhì)學(xué)。地下水運(yùn)動(dòng)的研究,是以水力學(xué)、流體力學(xué)理論為基礎(chǔ)的,并應(yīng)用各種數(shù)學(xué)方法和計(jì)算技術(shù)。
水文地質(zhì)學(xué) - 展望
水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)是:由主要研究天然狀態(tài)下的地下水,轉(zhuǎn)向更重視研究人類活動(dòng)影響下的地下水;由局限于飽水帶的含水層,擴(kuò)展到包氣帶及“隔水層”;由只研究地殼表層地下水,擴(kuò)展到地球深層的水。
預(yù)計(jì)今后的水文地質(zhì)研究,在下列方面將有突破:裂隙水與巖溶水運(yùn)動(dòng)機(jī)制和計(jì)算方法;地下水中污染物和溫度運(yùn)移機(jī)制和計(jì)算方法;粘性土的滲透機(jī)制;包氣帶水鹽運(yùn)移機(jī)制;水文地球化學(xué)和同位素水文地質(zhì)學(xué),地下水?dāng)?shù)學(xué)模型;地球深層水文地質(zhì)。
水文地質(zhì)學(xué) - 區(qū)別
水文地質(zhì)學(xué)相關(guān)書籍
現(xiàn)代水文地質(zhì)學(xué)告訴人們,地球上億萬年來演變而成的山川河流、自然地貌、地下水脈和地質(zhì)構(gòu)造形成了各種山川、水訊、水質(zhì)、土質(zhì)、巖層結(jié)構(gòu),這些地質(zhì)構(gòu)造之中又包涵和產(chǎn)生著各種有機(jī)和無機(jī)的化學(xué)元素,這些元素對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生各種有益或有害的影響。例如:鐵、鋅、有機(jī)蛋白等,對(duì)人體是有益的,而鐳、氡、鍶等放射性元素,對(duì)人體與智力發(fā)展是有害的。由于這些化學(xué)元素的含量和組合結(jié)構(gòu)的不同,對(duì)人類也會(huì)產(chǎn)生不同的正負(fù)面的效應(yīng)。為什么有的地方的人能健康長(zhǎng)壽,而有的地方的人就容易患病或早逝,這些都與當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件密切相關(guān)。傳統(tǒng)風(fēng)水學(xué)對(duì)所勘察的風(fēng)水區(qū)位的地貌、水流、水質(zhì)特別重視,有時(shí)還要聞嘗土和水的氣味,從中判斷這個(gè)區(qū)位的風(fēng)水是否有利于人的體力和智力、思維和事業(yè)。如水味甘甜應(yīng)是吉地,如果水珠苦澀則是不吉之地等。其中許多道理與現(xiàn)代水文地質(zhì)學(xué)也是相合相通的。
尤其風(fēng)水學(xué)中的龍脈思想,就是現(xiàn)代地質(zhì)地理學(xué)關(guān)于山脈、水流與巖層的走向的學(xué)問。而風(fēng)水中"保護(hù)龍脈"的思想,也與現(xiàn)代水文地質(zhì)學(xué)說中的水土保持,環(huán)境保護(hù)等觀念相融洽。 現(xiàn)代風(fēng)水學(xué)的內(nèi)涵與使命之一,就是系統(tǒng)地將傳統(tǒng)風(fēng)水學(xué)的數(shù)千年經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代水文地質(zhì)學(xué)知識(shí)相互聯(lián)通,從而研究出山川河流、地質(zhì)地貌、山脈走向、水土關(guān)系及其產(chǎn)生的各種化學(xué)元素,對(duì)人類生理與心理、健康與事業(yè)的正反影響,使人類更好地了解自然,利用自然,改造自然和順應(yīng)自然,使人類生活得更健康、更美好。
水文地質(zhì)學(xué) - 參考資料
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[2] 合智情報(bào)工作網(wǎng)
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