岩溶水文地质学方法PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1本书的目标 1

1.2岩溶含水层调查的特殊性 1

1.2.1含水层演化 2

1.2.2空间非均质性 2

1.2.3渗透系数的尺度效应 2

1.2.4补给和入渗的双重性 3

1.2.5介质空隙、水流和储存的双重性 3

1.2.6急剧的动态变化 4

1.3岩溶含水层研究方法综述 4

1.4加拿大Walkerton地区的实例 6

第2章 地质与地貌结构 8

2.1引言 8

2.2矿物学、岩石学和地层学 9

2.2.1可溶岩矿物 9

2.2.2可溶岩 10

2.2.3岩性对岩溶的影响 11

2.2.4从岩石地层学到水文地层学 11

2.3地质构造 14

2.3.1褶皱 14

2.3.2断裂 15

2.3.3节理和层面 16

2.3.4裂隙研究 17

2.4地形地貌 17

2.4.1岩溶地貌分类与地形测绘 17

2.4.2岩溶地貌与水文地质学的关系 19

2.5小结 21

第3章 洞穴调查 22

3.1引言 22

3.2洞穴调查数据在水文地质学上的应用 24

3.2.1洞穴测绘 24

3.2.2洞穴三维模拟 25

3.2.3洞穴和钻孔精确定位 27

3.2.4洞穴调查成果解译 28

3.2.5预测未知管道的分布及特征 29

3.2.6洞穴成因及洞穴网络的发育阶段识别 31

3.2.7水文地质学家的可靠洞穴数据来源 31

3.3洞穴环境调查 32

3.3.1管道形态分析 32

3.3.2洞穴沉积物分析 32

3.3.3洞穴水流示踪 33

3.4洞穴水流监测 33

3.4.1引言 33

3.4.2渗流带水流特征 34

3.4.3渗流带的运移特征 36

3.5小结 39

第4章 水文学方法 41

4.1引言 41

4.2岩溶含水层系统的总体水文特征 42

4.3基本概念：水均衡 43

4.4泉流量曲线 44

4.5降雨和补给的监测 45

4.5.1引言 45

4.5.2人工观测站 46

4.5.3自动记录雨量站 46

4.5.4多普勒雷达 47

4.6水流观测 47

4.6.1引言 47

4.6.2水位测量 47

4.6.3流量直接观测 49

4.6.4流速仪 49

4.6.5堰和水槽 51

4.6.6示踪剂稀释 52

4.6.7间接测流方法 53

4.6.8洞穴滴水观测 54

4.7电子数据记录 54

4.8小结 56

第5章 水力学方法 58

5.1引言 58

5.2水力学与水文地质学参数 58

5.2.1孔隙度、有效孔隙度和储水系数 58

5.2.2水头 61

5.2.3导水系数与渗透系数 62

5.2.4地下水流速 63

5.2.5地下水流量 63

5.3钻孔水力学试验 67

5.3.1引言 67

5.3.2压水试验 67

5.3.3微水试验 70

5.4含水层抽水试验 72

5.4.1引言 72

5.4.2数据分析 73

5.4.3含水层各向异性 81

5.4.4含水层各区段导水系数 83

5.5小结 84

第6章 水化学方法 85

6.1引言 85

6.2参数与过程 85

6.2.1概论 85

6.2.2与降雨有关的参数 87

6.2.3与土壤有关的参数 87

6.2.4与碳酸盐岩有关的参数 88

6.2.5与其他岩石有关的参数 90

6.2.6人为来源的化合物 90

6.3采样方案与方法 93

6.3.1采样的时空布置 93

6.3.2采样位置 94

6.3.3采样频率 94

6.3.4取样方法 95

6.4分析方法 96

6.4.1持续测试方法 96

6.4.2实验室方法 96

6.5水化学数据分析 99

6.5.1引言 99

6.5.2应用灰岩溶蚀的有关参数评价含水层功能 99

6.5.3评价水流的滞留时间与来源 103

6.5.4确定侧向补给 105

6.5.5混合作用的确定和定量研究 106

6.5.6利用统计方法进行整体分析 107

6.6评价污染物的来源与归宿 108

6.6.1岩溶泉污染物检测 108

6.6.2定量确定污染物 110

6.6.3确定污染源 111

6.6.4污染物归宿的调查 111

6.7小结 112

第7章 同位素方法 113

7.1引言 113

7.2氢、碳和氧同位素 114

7.2.1同位素丰度及其对岩溶水文地质学的重要性 114

7.2.2同位素变化与指标 114

7.3大气淡水的氢、氧同位素 115

7.3.1地理变化 115

7.3.2时间变化 116

7.3.3大气降水线 117

7.4确定岩溶水的来源 117

7.4.1岩溶水中大气降水的百分率 117

7.4.2同位素混合与溶质的相关性 119

7.4.3岩溶泉的稳定同位素示踪 120

7.4.4岩溶水对地表水流的贡献 121

7.5氧同位素在岩溶含水层中的滞留时间 121

7.5.1泉水同位素的时间变化 121

7.5.2同位素、物理和化学变化的相对范围 123

7.5.3线性水库模型 123

7.5.4水文脉冲模型 123

7.6放射性同位素确定地下水年龄 125

7.6.1氚 127

7.6.2氚-氦-3和氪-85 128

7.6.3放射性碳同位素技术 129

7.6.4氡的研究 130

7.7小结 133

第8章 示踪技术 135

8.1引言 135

8.2人工示踪剂类型 136

8.2.1综述 136

8.2.2荧光染料 137

8.2.3盐 139

8.2.4颗粒示踪剂 140

8.3示踪试验的准备和操作 142

8.3.1初步调查和合法性评估 142

8.3.2示踪剂类型和投放量 142

8.3.3投放点和投放技术 144

8.3.4选择取样位置和采样方法 145

8.3.5实验室分析 148

8.3.6野外测试设备 151

8.4评价与解译 152

8.4.1数据准备、数据质量与误差分析 152

8.4.2示踪剂背景 152

8.4.3地下水中示踪剂运移 153

8.4.4穿透曲线 154

8.4.5传输时间和运移速度 155

8.4.6回收率 156

8.4.7管道网络的描述 156

8.4.8应用解析模型定量研究传输参数 158

8.5小结 160

第9章 地球物理方法 161

9.1引言 161

9.2地球物理学概论 165

9.2.1为什么应用物探 165

9.2.2物探的应用条件 166

9.2.3噪声问题 166

9.2.4分辨率与探测深度 167

9.2.5方法选择 167

9.2.6定位测量 167

9.2.7非唯一性 168

9.3地震方法 168

9.3.1概述 168

9.3.2地震折射法 170

9.3.3地震反射法 171

9.3.4面波 172

9.4重力法 172

9.5电法和电磁法 174

9.5.1概述 174

9.5.2直流电法 174

9.5.3交流电磁法 176

9.5.4自然电位法 182

9.5.5地质雷达法（GPR） 184

9.5.6磁法 185

9.6钻孔物探测井 186

9.7小结 190

第10章 岩溶水动力模拟 191

10.1引言 191

10.2岩溶系统的概念模型 191

10.3模拟方法 193

10.4整体模型 193

10.4.1引言 193

10.4.2单次事件模型（灰箱模型） 194

10.4.3时间序列分析 197

10.5分布式模型 198

10.5.1引言 198

10.5.2离散裂隙网络方法（DFN） 199

10.5.3离散管道网络方法（DCN） 201

10.5.4等效孔隙介质方法（EPM ） 203

10.5.5双重连续介质方法（DC） 204

10.5.6离散-连续组合方法（混合）（CDC） 205

10.6岩溶含水层的溶质和热量传输模拟 207

10.7小结 209

第11章 各种方法联合运用 211

11.1引言与方法总结 211

11.2特定目标调查的综合方法 214

11.2.1确定岩溶水系统范围 214

11.2.2确定水源位置 214

11.2.3水质和污染问题评价 215

11.2.4岩溶水流系统的概化 215

11.2.5岩溶地下水脆弱性评价 216

参考文献 217