重力驱动地下水流系统理论及其应用PDF电子书下载

1 导论 1

1.1 主题：定义，历史，研究方法 1

1.2 地下水流系统的描述 6

1.2.1 达西实验与达西定律 6

1.2.2 流体动力参量 7

1.2.3 拉普拉斯方程及扩散方程 16

2 “单元”盆地 18

2.1 基本水流模式 18

2.2 流体动力参量的基本模式 20

2.2.1 孔隙压力p 20

2.2.2 垂向压力梯度dp/dd＝－dp/dz＝γ：压力—深度曲线或p（d）曲线 20

2.2.3 动水压力增量△p 22

3 非均质复杂盆地水流模式 23

3.1 盆地几何形态的影响 23

3.1.1 地下水面形状的影响 23

3.1.2 盆地深度的影响 26

3.1.3 Zijl对地下水位起伏尺度、水流系统穿透深度及时空尺度关系的分析 28

3.1.4 主要区域地形类型的影响 31

3.2 盆地地质结构的影响 34

3.2.1 地层的影响 34

3.2.2 透镜体的影响 40

3.2.3 断层的影响 45

3.2.4 各向异性的影响 47

3.3 地下水面时间变化的影响：非稳定孔隙压力及水流系统 48

3.3.1 孔隙压力调节的时间滞后与尺度 50

3.3.2 对盆地水流模式的影响 53

3.4 水力连续性：原理与概念 55

3.4.1 区域水力连续性的概念 56

3.4.2 区域水力连续性引起的结果 59

3.4.3 结论 61

4 地下水重力流动：普遍的地质营力 63

4.1 引言 63

4.2 基本原因 64

4.2.1 地下水与环境相互作用的原位效应 64

4.2.2 水的流动：系统性传输与分布的机制 64

4.2.3 普遍性与同步性 66

4.3 基本作用过程 66

4.3.1 化学作用 67

4.3.2 物理作用 68

4.3.3 动力作用或传输作用 69

4.4 伴生现象 70

4.4.1 水文地质环境 70

4.4.2 伴生现象的类型 70

4.5 小结 88

5 实际应用：实例研究与历史 89

5.1 区域水文地质特征描述 89

5.1.1 加拿大艾伯塔地区水文地质图 90

5.1.2 澳大利亚水文地质图（比例尺1∶5000000） 91

5.1.3 美国地质调查局对明尼苏达州西北部的水文地质调查 93

5.1.4 基于地下水流系统分析的荷兰湿地生态系统保护与恢复 95

5.1.5 日本地下水盆地的环境管理 97

5.2 补给—排泄区特征对地下水有关实际问题的影响 97

5.2.1 加拿大艾伯塔的Olds城市地下水供水的选址及开发 99

5.2.2 印度泰米尔邦排泄区Neyveli开采褐煤对疏干水量及地面沉降的低估 101

5.2.3 加拿大艾伯塔州Brooks镇污水排放池因建于局部系统补给区而失败 104

5.2.4 荷兰中部补给区污染物进入深部以及排泄区咸水抬升 108

5.2.5 加拿大艾伯塔州地下水将近湖补给区的磷带入Narrow湖 110

5.2.6 加拿大艾伯塔的Trochu镇液化土地的产生原因及其修复 110

5.2.7 地下水流与热流异常：瑞士北部低热焓地热潜力评估 113

5.2.8 排泄区边坡敏感性增大直至破坏的理论分析 116

5.2.9 瑞士Campo Vallemaggia滑坡危害研究与治理 121

5.2.10 地下水流系统与生态水文地质条件：土地利用变化的影响研究 125

5.3 高放射性核废料处置场地选址：地下水流系统研究实例 129

5.3.1 加拿大：补给区概念（AECL：加拿大核能有限公司） 130

5.3.2 瑞典：瑞典核燃料供应公司核燃料安全部 135

5.3.3 瑞士：国家核废料处置集团 139

5.3.4 美国：得克萨斯州Palo Duro盆地 140

5.4 偏离重力驱动地下水流系统理论模式的现象分析及其应用 142

5.4.1 强渗透性透镜体 143

5.4.2 水流的水力屏障 147

5.4.3 水流系统边界两侧水化学突变 148

5.4.4 欠静孔隙压力产生机制 151

5.5 石油及金属矿物的勘查 157

5.6 地球化学找矿中水流系统分析的作用 163

5.6.1 铀矿勘查中的地下水流系统分析 164

5.6.2 地下水流系统与层控矿床 166

6 结语：重力驱动地下水流系统和水文地质科学 170

参考文献 173

术语和索引 188

Appendices 197

Appendix A 198

Appendix B 203