地下水研究PDF电子书下载

1．地下水的基本性质 1

1.1基本原理 1

1.1.1地下水的起源 1

1.1.2水循环 1

目 录 1

1.1.3地表水与地下水的比较 2

1.2地下水的概念 3

1.2.1地下水的机制 5

1.2.2地下水运动的意义 6

1.3进行地下水资源开发调查的方法 6

2.1.1岩石及其构造 8

2．有关地下水的基础知识 8

2.1地质学 8

2.1.2裂隙、节理的发育 9

2.1.3边界条件 12

2.2岩石中所含水的分类 14

2.3地下水水力学 16

2.3.1层流 16

2.3.2紊流 17

2.3.3无压地下水与承压地下水 18

3.1.1.1资料收集 20

3.1.1勘探方法 20

3．关于地下水的解释 20

3.1关于含水层的解释 20

3.1.1.2野外调查 21

3.1.1.3摄影地质学 21

3.1.1.4地球物理学 22

3.1.1.5钻井与测井 23

3.2影响地下水状况的动力因素 29

3.2.1一般概念 29

3.2.2气候因素 30

3.2.2.1降水量 31

3.2.2.2蒸发 32

3.2.2.4气压 33

3.2.2.3气温 33

3.2.3水文因素 34

3.2.3.1地表水 34

3.2.3.2盐水入侵 36

3.2.4生物土壤因素 37

3.2.5包气带 38

3.2.6地质因素 38

3.2.6.1地震现象 38

3.2.6.2火山活动 39

3.2.6.3其他地质现象 39

3.2.6.4地形的起伏 39

3.2.7人为因素 39

3.2.8无压地下水的一般性质 40

4．详查地区的选择 42

5．关于水均衡的解释 46

5.1水均衡的一般要素 46

5.1.1选择地区所需要的基础资料 47

5.1.2编制地下水均衡表所需要的基础资料 47

5.2总体水均衡的确定 49

5.2.1水均衡及地下水流动参数的计算 49

5.2.2确定水均衡要素的必要条件 54

5.3无压地下水的水均衡计算 55

5.4河道流量中地下水成分的计算 61

5.5利用地下温度计算地下水流 69

5.5.1倾斜含水层 70

5.5.2隔水层的铅直渗透系数 72

5.5.3接近地表的铅直流动 72

5.5.4地下温度的测定 74

5.6地下水的盐均衡和化学成分 76

5.6.1研究范围 76

5.6.2与无压地下水流有关的盐均衡要素的表达 77

5.6.3均衡区域 80

5.7扰动条件下的地下水 84

5.7.1水资源开发地区的地下水 84

5.7.2灌区和垦区的无压地下水与水均衡 86

6.1.1含水层对出流或水头变化的反应 93

6.1含水层试验 93

6． 地下水流体力学参数的确定 93

6.1.1.1承压和无压含水层中水流状况 94

6.1.1.2完整井的恒定流 94

6.1.1.3非完整井的恒定流 96

6.1.1.4水井周围非恒定流的分析 97

6.1.1.5含水层试验的其他解法 101

6.1.1.6含水层试验设计 102

6.1.1.7现场观测 105

6.1.2补给试验 107

6.1.3裂隙节理基岩的水文参数 110

6.2根据水位资料确定含水层参数 111

6.2.1水压传导系数的确定 112

6.2.2根据包气带水分测定给水度 114

6.2.3补给、入渗及蒸散发计算 116

6.2.4降水和蒸散发的区域性分布评价 118

6.3 电模拟 119

6.4通过地表水体底部的渗透所受地层阻力的估算 122

7． 观测及其装置 126

7.1观测井的位置 126

7.1.1影响观测井网规划的环境 127

7.1.1.1台地 127

7.1.1.2山岳地区 135

7.1.1.3永久冻土地区 136

7.1.1.4干旱地带的山麓及沟谷 138

7.1.1.5冲积平原及冰水沉积平原 139

7.1.1.6岩溶地区 140

7.1.2观测井设置的一般规定 141

7.2观测井的设置和试验 144

7.2.1 水井 144

7.2.1.1水井的最后加工与封口 145

7.2.1.2过滤器的设计 147

7.2.1.3过滤器的设置 148

7.2.1.4观测井的试验 149

7.3地下水观测仪器和装置的必要条件 150

7.4.1.1概述 152

7.4观测标准 152

7.4.1水位观测计划的目标 152

7.4.1.2观测频次 153

7.4.2地下水流速的测定 157

7.4.3地下水温的观测 159

7.4.4地下水水质的观测 159

7.4.4.1分析的类型 160

7.4.4.2孔隙溶液 161

7.4.4.3样品的采集法 161

7.4.4.4化学数据的表示 163

7.4.5包气带中土壤水分的观测 170

7.4.6观测井的管理 174

7.5记录和数据显示 175

7.6地下水位观测站网的规划设计 177

7.6.1站网设计的目的 177

7.6.2术语定义 177

7.6.3数据收集 178

7.6.4地下水数据网 178

7.6.5地下水位站网 180

7.6.5.1外部作用对地下水补给和排泄的影响 180

7.6.5.2地下水的贮存状态 181

7.6.5.3地下水系统的水力特性 181

7.6.5.4地下水系统中的封闭程度 181

7.6.6.1水文站网 182

7.6.6.2基线站网 182

7.6.5.5地下水系统中含水层的面积范围 182

7.6.6地下水位观测井规划 182

7.6.5.6研究 182

7.6.6.3水管理站网 184

7.6.6.4特殊用途的站网 185

8．数据的分析与表示 186

8.1统计方法 186

8.1.1相关与回归 186

8.1.2一元线性回归 189

8.1.3多元线性回归 191

8.1.4一元回归的图解法 195

8.2图上数据的表示 196

8.3地下水变化的预测 198

8.3.1统计法 198

8.3.2流体动力学方法 199

8.3.3水均衡法 200

8.3.4类推法 201

8.4地下水调查成果的汇编 202

8.4.1地下水与水均衡年报的形式与编排 202

8.4.2关于地下水状况、地下水均衡及地下水总资源资料的摘要 203

8.5.1引言 204

8.5.2技术要求的含义 204

8.5地下水数据的计算机处理 204

8.5.3技术要求的范围 205

8.5.4特定系统的评价 205

8.5.5基准测试 205

8.5.6国家地下水现场清单数据库 206

8.5.6.1关于数据库的说明 206

8.5.6.2数据库的结构 206

8.5.6.3数据检索 206

8.5.6.4数据元素的格式 206

8.5.6.5数据输入 207

8.5.6.6数据输出 207

9.1.2地面地球物理勘探 213

9.1.1绪言 213

9.1地球物理勘探 213

9．地球物理学方法在地下水查勘中的应用 213

9.1.2.1电测法 214

9.1.2.2地震勘探 220

9.1.2.3重力勘探 225

9.1.2.4测温法 228

9.1.3航空地球物理勘探 228

9.1.3.1红外测温法 228

9.1.3.2无线电波法 229

9.2钻孔的地球物理测井 230

9.2.1绪言 230

9.2.2.2电阻率测井 231

9.2.2电测井 231

9.2.2.1自然电位测井 231

9.2.2.3泥浆电阻率的测定 233

9.2.2.4导电流体测井 233

9.2.3井径测井 233

9.2.4声波测井（速度测井） 233

9.2.5温度测井 234

9.2.6水流测井或流量计（F） 234

9.2.7地层倾角测井 235

9.2.8放射性测井 235

9.2.8.2 γ-γ测井 237

9.2.8.1天然γ射线测井 237

9.2.8.3 中子测井 238

9.2.9直接观测法测井 238

9.2.10水文地质中多种测井方法的结合、以及解译实例 239

9.2.11钻孔间的地层对比 240

10． 地下水水文学中的核技术 243

10.1绪言 243

10.2环境同位素水文学 244

10.2.1水文循环中的稳定同位素氢和氧 244

10.2.1.1降水中同位素的变化 245

10.2.1.2地下水的同位素成分 246

10.2.2水文循环中的氚 247

10.2.2.1大气中氚的历史 248

10.2.2.2地下水中的氚 251

10.2.2.3入渗研究 251

10.2.3水文循环中的碳同位素 251

10.2.3.1碳－14确定地下水年代的基础 252

10.2.3.2对矿物碳酸盐的修正 253

10.2.3.3适用性 254

10.2.4规划方案 254

10.2.4.1同位素水文研究工作的开展 254

10.2.4.2取样 255

10.2.4.3分析费用 255

10.2.5.1地下水与湖泊间的相互联系 256

10.2.5应用实例 256

10.2.5.2地下水与河道的相互联系 257

10.2.5.3含水层之间的相互联系 257

10.2.5.4含水层中水的传输时间及来源 257

10.2.5.5由碳－14资料求水流速度 258

10.3人工同位素水文学 258

10.3.1放射性示踪剂 259

10.3.2方法 260

10.3.3应用项目 260

10.3.3.1含水层的有效孔隙率 260

10.3.3.4地下水流速 261

10.3.3.3扩散率 261

10.3.3.2导水率 261

10.3.3.5地下水的流向 263

10.3.4在实用时需考虑的因素 263

10.4术语汇编 264

13．松散沉积地层的调查与分析技术 269

13.1 引言 269

13.2物理性质 269

13.3河谷 270

13.3.1沉积形态 270

13.3.2河道含水层和诱发渗透 271

13.3.3地下水勘探 273

13.3.4水质 274

13.4构造河谷 275

13.4.1河谷沉积物与地下水储量 275

13.4.1.2印度河平原 277

13.4.1.1格兰德河地堑 278

13.4.2贮水特性 280

13.4.3地下水勘探 280

13.4.4含水层的压实与地面沉陷 282

13.4.5水质 284

13.5.1海岸平原沉积物 288

13.5海岸和三角洲平原 288

1 3.5.2产水特征 291

13.5.3地下水勘探 293

13.5.4水质 293

13.5.5海水入侵 294

13.6冰川作用区 298

13.6.1冰川沉积物 298

13.6.2贮水特征 299

13.6.3地下水勘探 301

13.6.4水质 302

14.1.2破碎及裂隙 303

14.1.1绪言 303

14.1破碎及裂隙岩石的水文地质 303

4． 裂隙及破碎岩石的分析及查勘方法 303

14.1.3孔隙率 304

14.1.4裂隙的水动力学 305

14.1.5渗透率 306

14.1.6地下水体 306

14.1.7补给 306

1 4.2 非碳酸盐硬质岩类水文地质 306

14.2.1侵入火成岩 306

14.2.1.1绪言 306

14.2.1.3花岗岩中的泉、井及钻孔 307

14.2.1.2含水花岗岩 307

14.2.2变质岩的水文地质 309

14.2.2.1裂隙及断裂 310

14.2.2.2强变质岩 310

14.2.2.3石英岩、闪岩及结晶灰岩 312

14.2.3非碳酸盐岩，硬质岩及沉积岩 312

14.2.3.1砂岩 312

14.2.3.2页岩 314

14.2.4喷出火山岩 314

14.2.4.1玄武岩 314

14.2.4.2粗面岩及流纹岩 317

14.2.4.3喷出地形 317

14.2.4.4勘探 317

14.2.6气候、环境及地形的影响 318

14.2.5非碳酸盐裂隙岩类中的水质 318

14.2.7确定钻孔位置的地质及水文原则 319

14.3碳酸盐岩类地带的水文地质 319

14.3.1绪言 319

14.3.2碳酸盐岩石中的特征裂缝 319

14.3.2.1不同的岩石类型 319

14.3.2.2裂缝的类型 320

14.3.3循环的天然控制 324

14.3.3.1径流的不同地带 324

14.3.3.2碳酸盐岩类中的水力条件 325

14.3.3.3渗透率及导水率 327

14.3.3.4地理及地质状况 328

14.3.3.5泉 330

14.3.4地下水化学 333

14.3.4.1石灰岩的溶解 334

14.3.4.2白云岩的溶解 335

14.3.4.3水的侵蚀性 336

14.3.4.4 CaCO3的沉淀 336

14.3.4.5造床过程中化学现象的影响 336

14.3.4.6一般的水质 337

14.3.5水资源 337

14.3.5.1补给或补充 337

14.3.5.3资源 338

14.3.5.2补给率补给指标 338

14.3.6野外调查 343

14.3.6.1地貌调查 343

14.3.6.2地质调查 343

14.3.6.3地球物理调查 343

14.3.6.4示踪剂的应用 343

14.3.6.5钻孔及井的应用 344

14.3.7开发 346

14.3.7.1泉的开发 346

14.3.7.2地下水蓄存量的开发 346

15.1绪言 347

15.2地下水的一般水化学 347

1 5．地下水地球化学 347

15.2.1雨水 348

15.2.2岩石中矿物质的化学溶解作用 348

15.2.2.1溶解作用 348

15.2.2.2化学侵蚀 351

15.2.3化学成分的变化 353

15.2.3.1平衡的变化 353

15.2.3.2还原或氧化 354

15.2.3.3碱交换 355

15.2.3.4浓度 355

15.2.3.5化学过滤 355

15.3.1.3蒸发岩 356

15.3.1.2碳酸盐岩类，白云岩及石灰岩 356

15.3.1岩石的影响 356

15.3水质及天然条件 356

15.3.1.1硅质岩类 356

15.3.1.4碳质岩类 357

15.3.1.5泥质岩类 357

15.3.1.6结晶岩及岩浆岩类 357

15.3.1.7变质岩类 358

15.3.2水文地质条件的影响 358

15.3.2.1影响组分的主要因素——土壤 358

15.3.2.2水流运动距离的影响 359

15.3.2.3含水层深度的影响 360

15.3.2.5原生水及化石水 361

15.3.2.4古水文地质的重要性 361

15.3.2.6靠近海洋或咸水湖地带 362

15.3.2.7靠近河流地带 362

15.3.2.8地下水位的变化 362

1 5.3.2.9矿床周围的化学接触变质带 362

15.3.3气候的影响 363

15.3.4水化学区 363

1 5.4.1.5微生物、病毒、病原体 364

1 5.4.1.4固体 364

15.4.1.2可溶性物质 364

1 5.4.1.3不可溶液体 364

1 5.4.1污染 364

1 5.4 人为条件造成的水质化学及生物变化 364

1 5.4.1.1过滤作用 364

15.4.1.6输送 365

15.4.1.7污染强度及分布的影响 365

1 5.4.2污染源 365

15.4.2.1废水 365

15.4.2.2垃圾场 366

15.4.2.3工矿业 366

15.4.2.4农业 366

15.5水质标准 367

15.5.1饮用水标准 367

15.4.2.6放射性物质造成的污染 367

15.4.2.5地下水的强化开采 367

15.5.2牲畜用水标准 371

15.5.3灌溉水标准 374

15.5.4工业用水水质 381

附录A参考文献 382

附录B符号表 417

附录C专业术语定义 423

附录D函数f(β,Z/L)值 426

附录E井函数W(u)值，u值在10 -5～9.5之间 427

附录F补余误差函数i2erfcλ 428

附录G偏差的标准单位t，及t/？的计算值 428