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文档简介
一、水文学与水资源学的概念Δ什么是狭义上的水资源?水资源是指对人类有利用价值,本身又具有不断更替能力的天然水体的总称。通常所说的水资源是指大陆上可供生产、生活直接利用的江河、湖沼以及储存在地下的淡水资源。Δ水资源有哪些特性?1)时程变化的必然性与偶然性2)地区变化的相似形特殊性3)水资源的循环性、有限性及分布的不均匀一性4)利用的多样性Δ根据降水量空间的丰度和径流深度可将我国地域分为哪五个不同水量级的径流地带?丰水带(>1600MM)、多水带(800-1600MM)、过渡带(400-800MM)、少水带(200-400MM)、缺水带(<200MM)、Δ水文学与水资源学的发展水文与水资源学,不但研究水资源形成、运动和赋存特征,各种水体的物理化学成分及其演化规律,而且研究如何利用工程措施,合理有效的开发、利用水资源,并科学地避免和防治各种水环境问题的发生。Δ水文现象水循环过程中,水的存在和运动的各种形态表现,如降水、蒸发、渗漏和径流统称为水文现象。(1)水文现象在时间变化上的周期性与随机性(2)
水文现象在地区变化上的相似性与特殊性
二、水循环及径流形成Δ地球上水的总量约有13.86亿km3,其分配情况
海水 97.2%淡水 2.8%Δ中国的水资源及其特点⑴我国的水资源总量丰沛,2.8万亿m3,居世界第6位。⑵我国水资源的时空分布很不均衡⑶我国水资源浪费很严重⑷我国水资源污染也很严重Δ水循环⑴大循环和小循环大循环自海洋面上蒸发的水汽,随着大气环流移动到陆地上空,在一定的大气条件下,凝为雨水落到地面。降落的水量中,一部分又重新蒸发,另一部分下渗及形成地面径流,汇入江河,而最后又返回海洋。这种海洋与大陆之间水分的交换过程叫大循环(海陆循环)。⑵小循环陆地上的水在没有回到海洋之前,又蒸发到空中去(内陆循环),或从海洋上蒸发的水汽在空中凝结,又以降水的形式降落在海洋中(海上内循环),这些局部的循环,叫小循环。Δ水量平衡
根据物质不灭定律,在水循环过程中,对于任一地区(和任一水体),在给定的时段内,输入的水量与输出的水量之差额必等于需水量的变化量,这就叫水量平衡。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就长期来说,△W各年有正有负,其多年平均的流域水量平衡方程为:
P均=R均+E均Δ降水⑴降水的基本要素⑵流域平均降水量计算⑶我国降水时空分布⑷影响降水的因素Δ蒸发与蒸散
⑴蒸发因蒸发面的不同,可分为水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾⑵影响蒸发的因素蒸发能力:处于特定的气象环境中,具有充分供水条件下可能达到的最大蒸发量,或潜在蒸发量或最大可能蒸发量。影响蒸发的动力学因素有三个方面①水汽分子的垂向扩散②大气垂向对流运动③大气中的水平运动和湍流扩散热力学因素①太阳辐射②平流时的热量交换Δ下渗⑴下渗阶段划分①渗润阶段②渗漏阶段③渗透阶段⑵经验公式①霍顿公式fp=(fo-fc)e
-αt+fc②菲普公式
fp=1/2st-1/2+fc⑶下渗影响因素
①土壤特性的影响②降水特性的影响③流域植被、地形条件的影响
④人类活动的影响Δ径流⑴径流及其表示方法流量、径流总量、径流深度、径流模数、径流系数⑵径流的形成过程流域蓄渗过程、坡地汇流过程和河网汇流过程。⑶影响径流的因素气候因素:降水、蒸发、气温、风、温度等等;流域下垫面:地理位置、距海距离、面积、形态等;地貌特征—山地、平原、盆地等;地形特征—高程、坡度、坡向;地质构造—构造、岩性;植被特征—类型、分布、水理性质(阻水、吸水、持水、输水性能)等;人类活动三、河流与湖泊Δ河流⑴河流概况河流:地表水在重力作用下,经常(或间歇)沿陆地表面上的线形凹地流动。河流是水分循环的主要路径之一;河流是地球上最重要水体之一;河流是塑造地表的动力;河流是重要的自然资源;河流也会给人类带来灾害。⑵流域和水系①分水岭:划分相邻水系(或河流)的山岭或河间高地。②分水岭最高点的连线称为分水线或分水界。③流域:分水线包围的区域称为一条河流(或一个水系)的流域。④水系:在一定集水区内,大大小小的河流构成脉络相通的系统。在一个水系中,一般以长度最长或流量最大的河流作为干流,直接汇入干流的河流称为一级支流,注入一级支流的河流称为二级支流,依此类推。⑶河流的水情要素①水位水位是指河流某处的水面高程。它以一定的零点做为起算的标准,此标准称为基面,绝对基面─某一河口的平均海平面为零点。测站基面:它是采用观测点最低枯水位以下0.5-1米处作为零点计算水面高程,这种基面是水文站专用的固定基面。②流速流速是指河流中水质点在单位时间内移动的距离。③流量单位时间内通过某一过水断面的水量称为流量。通常用Q表示,单位是立方米/秒。⑷分割流量过程线一般可通过分割流量过程线,划分出各种不同形式补给源的水量。基流:河流枯水期流量的变化过程,实际上就是地下水补给的过程。地下径流是河流枯水季节的基本流量。在水文分析中常从实测的流量过程线中,将地面径流和地下径流分割开来。这叫做基流分割。水平直线分割法干旱区河流水文特征及主要河流我国西北干旱区的内陆河可分为三种基本地带性补给类型:融水型、混合补给型和雨水型。额尔齐斯河:是西北干旱区唯一的外流河。塔里木河:是我国最长的内陆河流。Δ湖泊与水库⑴湖泊是陆地上天然洼地中蓄积着停滞或流动缓慢的水体地球上湖泊总面积有250-270万平方公里,占全球大陆面积的1.8%。我国是一个多湖泊的国家,大小湖泊约28000多个,总面积83000多平方公里。⑵湖泊的形成和分类湖泊是在各种自然地理因素综合作用下形成的,是湖盆、湖水和湖中所含物质的矛盾统一体。湖盆是湖泊形成的基础。它决定了湖底的地形和湖泊的形态特征。在古湖盆上,汇聚了地表水或地下水后,即形成湖泊。①按湖泊的起源分类盆地式湖泊:古湖盆上集水而成。堰塞式湖泊②按水量补给和径流关系分类内陆湖、外流湖③按湖水性质分类淡水湖(湖水含盐度在1.00/00以下。多为外流湖,)、咸水湖(这种湖多无出湖河流)④按矿化度分:淡水湖:M<1g/l;咸水湖M=1-35g/l;盐湖M>35g/l。⑵湖泊的形态
1-高水位线2-低水位线1、2之间为沿岸地带3-岸边浅滩4-水下斜坡5-湖盆底湖泊形态示意图⑶水库①水库的作用水库是水利枢纽的重要组成部分,它担负着调节径流、除害兴利的重任。水库也是由人工筑堤而形成的一种堰塞式湖泊。②水库的特征水位和相应库容③我国水库等级的划分大(一)型水库:大于10亿m3;大(二)型水库:10-1亿m3;中型水库:1-0.1亿m3;小(一)型水库:0.1-0.01亿m3;小(二)型水库:0.01-0.001亿m3。④水库的基本组成⑤水库对环境的影响有利因素、不利因素四、地下水资源及其基本特征Δ地下水形成与分布⑴地下水形成地下水是水文循环中的一个重要环节。常流河的大部分水流来源于地下水,而季节性河流的大部分水流可能渗入地下。地下水的形成必须具备两个条件,一是有水分来源,二是要有贮存水的空间。它们均直接或间接受气象、水文、地质、地貌和人类活动的影响。⑵岩石的空隙①根据成因分为孔隙、裂隙、溶隙
②岩石的水理性质岩石与水接触后有关的性质,即与水分贮容和运移有关的岩石性质。它包括岩石的容水性、给水性、持水性和透水性。⑶含水层和隔水层①含水层:是指能够给出并透过相当数量水的岩层,它不但储存有水,而且水可以在其中运移。
非固结沉积物是最主要的含水层,特别是砂和砾石层。这种含水层具有良好的透水性能,条件适宜时,在其中打井可获得丰富的水量。碳酸盐岩也是主要的含水层,但碳酸盐岩的空隙度和透水性变化很大,取决于裂隙的岩溶的发育程度。构成含水层的条件
ⅰ要有储水空间
ⅱ要有储存地下水的地质构造
ⅲ具有良好的补给来源②隔水层是指那些既不能给出又不能透过水的岩层,或者它给出或透过的水量都极少③透水层:那些只能透水而不能含水的岩层称为透水层。在野外常见到有的岩层空隙大,连通性好,透水性强,持水性,具有很大的泄水能力,但因下部没有托水的隔水层或水平方向缺乏隔水边界,岩层中却没有地下水。这种岩层称作透水层。透水层与隔水层之间一般是用岩石的渗透系数来区分,一般认为:K<0.001米/日的岩石归为隔水层,K≥0.001米/日的岩层归入透水层。Δ地下水的基本类型
地下水分类表
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━空隙性质孔隙水裂隙水岩溶水按埋藏条件──────────────────────────────各种松散沉积物中的裸露裂隙岩层中裸露岩溶化岩层土壤水,存在于局部的季节性重力水上部岩溶通道中包气带水隔水层上的季节性重及毛细水存在的季节性重力水,过路重力水及力水悬挂毛细水──────────────────────────────潜水各种松散沉积物浅部裸露于地表各类裸露于地表的岩的水裂隙岩层中的水溶化岩层中的水──────────────────────────────松散沉积物构成的山构造盆地、向斜构造盆地、向斜承压水间盆地、自流斜地及单斜或断裂带裂单斜或断裂带岩堆积平原深部的水隙岩层中的水溶化岩层中的水━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━Δ潜水
潜水:赋存于地表以下第一个稳定隔水层之上,具有自由表面的含水层中的重力水称为潜水。该含水层称为潜水含水层。潜水可存在于松散沉积物中,也可充填于基岩裂隙中。⑴潜水要素⑵潜水的特征1)潜水具有自由表面,为无压水。2)潜水在重力作用下,由潜水位高处向潜水位
低处作下降运动,发生径流。3)潜水的分布区与补给区一致。4)具有季节性变化的特点。5)潜水积极参于自然界的水循环,资源易于补
充恢复。⑶潜水面的形态特征潜水面是一个无压自由表面。它反映了潜水含水层中势能在平面上的变化情况。一般情况下,潜水面的形状是向排泄区倾斜的曲面。潜水在重力作用下运动,使潜水面具有一定的坡度,常形成倾斜的曲面。倾向于邻近的低洼地区,即潜水的排泄区,如冲沟、河谷或盆地中的汇水低地。⑷潜水面的表示方法①剖面图示法在具有代表性的剖面线上,根据地形、及钻孔、试坑和井泉等的柱状剖面图和同一时期潜水位资料,按一定比例尺绘制水文地质剖面图。在图上表示水位、含水层与隔水层的厚度、岩性变化,以及各层位关系等地质要素,还应把各水文地质点(钻孔、井泉等潜水的人工露头和天然露头)标于图上,并标上上述各点同一时期的水位,联出潜水面的形状。②等水位线图潜水等水位线图就是潜水面的等高线图。它是在一定比例尺的平面图上(通常是以地形等高线图作底图),按一定水位间隔,将某一时期潜水位相同的各点联成一系列等水位线所构成的。③编制等水位线图的意义
确定潜水流向、确定水力坡度、求任一点潜水埋深、确定潜水和地表水的关系、分析推断含水层岩性或厚度变化Δ承压水
充满在两个稳定的不透水层(或弱透水层)之间的含水层中的重力水称为承压水该含水层称为承压含水层。因为它具有一定的承压性,在地形适宜的地区,可以沿天然或人工开凿的通道溢出地表,所以过去又叫自流水。①承压水要素
②承压水的形成条件
承压水形成的埋藏条件是上下均为隔水层,中间是透水层的地质条件,其次是水必须充满整个透水层。如果水没有充满整个含水层,则称为层间无压水。下面几种岩层组合,都可形成承压水:1)粘土覆盖在砂层上;2)页岩覆盖在砂岩上;3)页岩覆盖在溶蚀灰岩上;4)致密不纯的灰岩覆盖在裂隙、溶隙发育的灰岩上;5)致密熔岩覆盖在多孔熔岩上。③承压水的特点1、承压含水层的顶面承受静水压力是承压水的一个重要特点。2、分布区和补给区不一致。3、承压水与大气圈及地表水的联系不如潜水密切,动态比较稳定。4、承压含水层厚度稳定不变,不受降水季节变化的支配。水量的增加或减少,表现为承压水位的升降,而含水层厚度则变化不大。5、在静水压力作用下,由承压水位高处向承压水位低处运动。
6、承压含水层一般分布范围较大,往往具有多年调节性,不象潜水容易补充、恢复,常被用作大型供水水源。7、不易受污染,但被污染后,难以处理。
等水压线图某一承压含水层水位相等各点的连线确定承压水流向和承压水的水力坡度、确定自流区的范围、涌出地表高度、确定承压水与其它水体(地表水、潜水、其它承压水等)的水力联系(必须配以其它水体的资料)、判断含水层岩性及厚度的变化Δ孔隙水孔隙水广泛分在第四系各种不同成因类型的松散沉积物中。孔隙水最主要的特点在于其水量在空间分布上的相对均匀,连续性好⑴洪积物中的地下水:洪积物是暂时性水流在山前地带形成的一种堆积物。广泛分布在山间盆地和山前平原地带,尤以干旱、半干旱的地区最为发育。
洪积扇具有特殊的地形和岩性特征。地形上由山麓向平原呈扇形展开,地面坡度也向平原逐渐变缓。岩性上虽有分选不良的特征,但大体上由山麓向平原沉积物颗粒有由粗变细的规律⑵冲积层中的地下水冲积物是河流堆积作用形成的沉积物。主要组成物质有砂砾石、砂、亚砂土和亚粘土、粘土等,其分选性和磨圆度较洪积物好。冲积物中地下水的分布、径流和排泄及水质变化,均与沉积物所处的部位有密切关系,而河流在不同时间、不同部位的搬运能力不同,所形成的冲积物的岩性和结构,无论在平面还是剖面上变化都很大,因而地下水的分布和特征也有很大差异。这种差异表现在不同河段上,地下水特征的不同。①河流上游冲积层中的地下水特征河流上游,河床纵向坡降大,河谷较窄,水流急,冲积物不发育,多呈条带状分布,往往缺少河漫滩相,颗粒较粗,分选性好,透水性强。含水层单位厚度所能给出的水量较大,但沉积物厚度较薄,分布面积不大,则含水层的调蓄能力较差,地下水动态变化较大,一般只能作为小型供水。由于水交替积极,一般是重碳酸型淡水。在干旱和半干旱地区,由于补给有限,含水层的调蓄能力又差,这里的山区河谷中,地表水和地下水通常都是季节性的。而在潮湿气候区,多呈常年河流,地下水也很丰富。山区河谷的富水地段应当具备这样的条件:冲积物较厚,分布面积较大,谷底隔水性较好,河谷汇水面积较大的地段。一般下列地段富水性较好:1)河床比较平缓,纵向坡降小的地段,往往冲积物较厚;2)河谷较宽或葫芦形谷地中,其冲积物面积宽广,厚度较大;3)支流汇入处谷底常侵蚀较深,冲积物较厚,且河谷也较宽,有时形成掌心地;(图1)4)在河流急拐弯地段,由于侧向侵蚀作用加强,因而在凸岸形成较宽的砂砾石沉积。这种急弯往往是由断层影响而形成,则使河流侵蚀切割加深,沉积厚度加大;(图2)5)谷底基岩相对软处,侵蚀较深,沉积物较厚。6)河谷两岸不对称时,近基岩陡岸一侧常是侵蚀切割深处,则沉积物较厚。(图3)图1支流汇入图2河流急拐弯地段图3河谷两岸不对称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。河床坡度变缓,河水的搬运能力降低,以侧蚀为主,形成宽广的河谷平原,堆积较厚的冲积物,有典型的二元结构或复杂的多元结构(在砂砾石层含水层上,形成相对弱透水层-细粒的粉细砂、粘土层)。并常有各种类型的阶地发育。河谷平原的河水常是当地侵蚀基准面,地势最低,能汇集较大面积的地表水和地下水补给,这里的冲积物可形成良好的含水层。河流中游指分布在低山丘陵的河段。河床坡度变缓,河水的搬运能力降低,以侧蚀为主,形成宽广的河谷平原,堆积较厚的冲积物,有典型的二元结构或复杂的多元结构,并常有各种类型的阶地发育。河谷平原的河水常是当地侵蚀基准面,地势最低,能汇集较大面积的地表水和地下水补给,这里的冲积物可形成良好的含水层。河谷平原的地下水主要分布在河漫滩和阶地上。地下水除了接受大气降水入渗补给外,还有两岸基岩地下水及河水。这里地下水与河水的联系密切,补排关系在不同时期有不同的补给关系。河漫滩和阶地上的冲积层,尤其是下部的砂砾石层的透水性好,补给径流条件也较好,水量丰富,地下水埋藏也浅,多为低矿化的淡水。开采时,当地下水位下降到低于河水位时,可获得河水的补给,是良好的供水水源。河谷平原一般都贮存有较丰富的地下水,其富水性,一般是河漫滩和低阶地较好,高阶地较差;同一阶地上,前缘好,后缘差(图4)。
古河床分布地段,冲积物较粗,也往往是良好的富水地段。
图4③河流下游冲积层中的地下水河流下游地区,地形上是大平原,河床坡度小,流速减慢,河流从中上游携带来的大量泥沙便堆积下来,河床变浅、抬高,河流占据地形上的高位,形成“地上河”。河流不但不汇集两侧降水及地表水,反而构成了“分水岭”。特别是北方地区,第四纪以来沉降幅度大,冲积层的厚度大物质较细。如华北平原冲积层厚度达数百米。一些主要河流的河床多位于地形高处,形成“地上河”。我国的黄河便是例子,如图4-34,河床高出周围地面构成分水岭。洪水期河水泛滥,河水溢出河床,水流分散,流速变慢,将河床两侧淤高,形成“自然堤”。由于河床位于高位,长期淤积使河床变浅,因此河流经常改道,在平原上形成许多暴露于地表或埋藏于地下的古河床。河流下游,现代河床和古河床,沉积物主要是砂层,透水性好,河床相分布区也是地下水补给区,大气降水入渗补给潜水,还可接受河水的补给,径流条件好,埋藏又深,所以水量丰富,水质也好,是平原中主要的富水区。由河床向外,地形变缓,物质变细,径流条件变差,潜水埋藏变浅,蒸发作用加强,地下水的矿化度也不断增高。河间洼地区,主要是亚砂土、亚粘土、粘土等细粒物质,构不成良好的含水层。潜水在这里埋藏浅,径流滞缓,水的矿化度较高,易形成沼泽或在强烈蒸发下形成土壤盐渍化。④黄土中的地下水黄土在我国分布广泛,西起天山,东至渤海中的小岛,南北大致处于北纬30-40度(主要在秦岭以北地区),其中以黄河中游地区的黄土最发育,复盖了约27.6万平方公里面积。黄土高原占黄河中游总面积的40%,黄土厚度达80-120米,最大厚度达175米。以陕西、宁夏和甘肃交界处为中心,西北及华北均有分布,在一些山前地带也有黄土分布。我国黄土包括早更新世(Q)午城黄土,中更新世(Q)离石黄土,晚更新世(Q)马兰黄土,以后二者为主。由于在黄土形成过程中,有多次沉积间断和相应的成壤作用,以及它富含易溶盐类,经过长期地质作用,可形成各种孔洞和垂直裂隙,这些都可成为地下水运移的通道和蓄集的场所。黄土中的空洞和裂隙在垂直方向上较发育,且随深度而减弱;在水平方向上发育不好。根据渗水试验,黄土垂直方向上的渗透系数一般在0.19-0.37米/天,平均0.285米/天;水平方向的渗透系数在0.002-0.003米/天,平均0.0025米/天。垂直方向渗透系数比水平方向大50-100左右。所以黄土是一个非均质各向异性的孔隙-裂隙含水层。黄土的这种性质有利于地下水的形成。能很好地接受大气降水的渗入,渗入的水只要遇到水平方向的隔水层便可将水蓄集起来,不易向侧向流散。Δ地下水的物理性质与化学成分⑴地下水的物理性质温度、透明度、颜色、嗅(气味)、味放射性⑵地下水的化学成分一般情况下,地下水化学成分中占主要地位的离子只有七种,即Cl-、SO4-2、HCO3-、Na+、K+、Ca+2、Mg+2。⑶地下水的矿化度、酸碱度及硬度⑷地下水化学成分分析简分析:通常用于地下水普查阶段,其目的在于初步了解研究区内各个含水层的水化学成分及变化规律。简分析多用水分析箱在野外现场进行,其分析项目除物理性质(温度、颜色、透明度、气味等)外,应定量分析Cl-、SO4-2、HCO3-、Na+、Ca+、Mg+及pH值。全分析:通常在简分析的基础上选择有代表性的水样进行全分析,以较全面地了解地下水的化学成分。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值及干涸残余物。
专项分析:只分析一个或少数几个成分,分析项目根据具体任务来确定。例如:油田钻进过程中为了知道是否遇到了新的含水层,只要测定Cl-即可;在对地下水作动态观测时,也可选有代表性的离子作定期分析;为判别含水层之间是否有水力联系等,有时也只需要作个别离子的分析。⑸地下水化学分析资料的整理用毫克当量/升(meq/l)和毫克当量百分数(meq%)来表示水分析结果。毫克数与毫克当量数的关系为:该离子的毫克数离子的毫克当量数=————————
该离子的当量
计算分析误差∑K—∑ae=———————100%(4-28)∑K+∑a式中:∑K—阳离子总含量,meq/l;∑a—阴离子总含量,meq/l
。按要求,全分析e<2%,简分析e<5%。可以用库尔洛夫式表示水的分析结果,并根据库尔洛夫式确定水的化学类型。
库尔洛夫式是用数学假分数的形式表示水的化学成分,其表示方法如下:1)离子的含量以毫克当量百分数表示;2)主要的阴离子按渐减的顺序排列于表示式横线之上,主要的阳离子排列于横线之下,离子含量的毫克当量百分数小于10%的在式中不表示出来。3)分子式的前端,表示水的矿化度(M)及各种气体成分和特殊成分,单位为g/l,表示式的后端则表示水的温度(t),单位为℃。4)表示式中各成分的含量一律标于该成分符号的右下角,(如Cl20.3);而有些离子成分右下角原有的原子数,在表示式中移至右上角(如HCO367.1)。根据库尔洛夫式确定水的类型时,只考虑毫克当量百分数含量超过25%的离子,如果不只一种离子超过25%,则命名时将含量小的放在前面。舒卡列夫分类法,是根据水中六种主要离子(K+合并于Na+)划分的。将毫克当量百分数含量大于25%的阴、阳离子进行不同组合,交地下水分为49种化学类型,如下表所示。按矿化度又划分为4组:A组矿化度小于1.5g/l;B组为1.5—10g/l;C组为10—40g/l;D组大于40g/l。
超过25%毫克当量的离子HCO3HCO3+SO4HCO3+SO4+ClHCO3+ClSO4SO4+ClClCa
Ca+MgMgNa+CaNa+Ca+MgNa+MgNa12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849根据舒卡列夫分类法,在确定水的名称时,按照习惯,是将含量大的离子放在前面,含量小的放在后面。例如重碳酸钙钠型水(HCO3-Ca-Na),则表示阳离子Ca+的毫克当量百分数含量大于Na+。例:根据水分析结果,进行资料整理。Na++K+39.55mg/lCa2+557.49mg/lMg2+115.22MG/LCl-29.26mg/lSO41648.50mg/lHCO3176.90mg/lM=2700.00mg/l游离CO217.80mg/lH2S1.48mg/l水温41.5℃计算:Ca2+
毫克当量数557.49/20.04=27.82meq/l;
Cl-毫克当量百分数0.83/38.05×100%=2.18%;
分析误差e=(39.02-38.05)/(39.02+38.05)×100%=1.26%<2%分析结果可用.硬度:总硬度H=[Ca2+]+[Mg2+]=27.82+9.48=37.30meq/l
该水样属极硬水暂时硬度该水样钙,镁离子毫克当量之和大于重碳酸根离子毫克当量数,即[27.82+9.48]>[2.90],所以水的暂时硬度等于2.90meq/l
永久硬度37.30-2.90=34.40meq/l库尔洛夫式
SO490.2
CO20.0178H2S0.0015M2.7———————t°41.5Ca71.3Mg24.3水化学类型:SO4-Ca-Mg(硫酸钙型水);29—A型水。Δ地下水运动的基本规律⑴基本概念地下水在岩石空隙中的运动称为渗流渗流所占据的空间称为渗流区或渗流场。为了描述渗流场的特征,通常采用一些物理量,如渗流速度(V)、渗流量(Q)、渗流压强(P)、水头(H)等。根据运动要素与时间的关系,将地下水运动分为稳定运动和非稳定运动。①稳定运动:当渗流场中各点的各项运动要素的大小和方向与时间变化无关时,称为稳定运动②如果渗流场中任一点处运动要素中任一个或全部要素随时间而变化,称为非稳定运动ⅰ层流:水流质点有秩序地、互不混杂的流动,称为层流。ⅱ紊流:水质点无秩序地、互相混杂的流动,称为紊流。⑵渗透速度和实际速度①渗流在其过水断面上的平均流速称为渗透速度②实际流速是实际地下水流在岩石空隙中间的实际平均流速。③水头和水力坡度⑶渗透的基本定律线性渗透定律——达西定律达西定律实际上是能量守恒与能量转换定律在渗流中的表现形式。说明地下水在渗流过程中所消耗的能量的大小(即水头损失值的大小)与水流的渗透速度和渗流途径的长度成正比,而与含水层的渗透系数成反比。即含水层的渗透系数越大,渗透水流流动速度越小,渗透途径越短,水头损失值就越小。达西定律只适应于流速较小的层流运动。达西公式是从能量的角度来刻划地下水的运动规律V=Q/F=kI渗流流量或渗透流速与水力坡度的一次方成正比。所以又称为线性渗透定律。实际的地下水流中,水力坡度是各处不同的,通常用任一断面的渗透流速的表达式,也就是微分形式的达西公式,即:
V=-KdH/dL⑷地下水天然动态类型在各种自然与人为因素影响下,地下水的水位、水量和水质随时间作有规律的变化,这种变化叫做地下水的动态。①渗入-蒸发型动态主要出现在干旱、半干旱的平原与山间盆地。②渗入-径流型动态主要分布在地形起伏大的山区及山前地区。③渗入-蒸发、径流型动态这类动态类型主要分布在湿润气候的平原地区,在干旱地区则很少分布。⑤地下水均衡的概念ⅰ地下水的动态是地下水的水量和盐分的收入和支出间数量关系的外部表现。地下水的水量和盐分收支间的数量关系便是地下水的均衡。通常将水量均衡叫做水均衡,盐分均衡叫盐均衡。地下水的均衡是以地下水为对象的均衡研究,目的在于阐明某个地区在某一时间内,地下水水量收入与支出之间的数量关系。所以均衡研究是对某一地区或某一地段按一定时期进行的。进行均衡研究的地区称均衡区,进行均衡计算的时间段称均衡期。ⅱ地下水均衡方程式定量描述一个地区水的均衡状况,是通过建立水均衡方程式实现的。建立水均衡方程式,首先要选择恰当的均衡单元,即均衡区。通常地表选择一个小的流域面积。区域内均衡要素分布比较均衡,最好能将包气带水、潜水、承压水分别考虑,以便于分析计算。确定均衡期:一般均衡期要选择一年以上。确定均衡期内可能的收入项和支出项:
A.收入项(对总的水均衡方程)-AA=X+W1+Z1+Y1X:大气降水,包括雨、雪、雹等各种降水形式;W1:地下水流入量;Z1:凝结水;Y1:地表水流入量。支出项-BB=Z2+W2+Y2
Z2:蒸发量。包括物理蒸发(水面、土壤表面、冻结面、潜水的蒸发);生理蒸发(植物蒸腾);W2:地下水流出量;Y2:地表水流出量。水的总均衡方程式△W=A+B△W=X+W1+Z1+Y1+Z2+W2+Y2式中:△W为均衡期内水的储量变化量,包括:地表水变化量(V);包气带水的变化量(m);潜水变化量(μ△H)及承压水变化量(μc△He)。其中μ为潜水含水层的给水度,△H为均衡期潜水位变化值(上升用正号,下降用负号);μc为承压水弹性给水度,△He为承压水测压水位变化值。据此水均衡方程式可写成:X-(Y2-Y1)-(W2-W1)-(Z2-Z1)=V+m+μ△H+μc△He
为计算方便,列入均衡式中的各项均以均衡期内发生水量平铺于均衡区面积上所得水柱高度表示,常用mm为单位。六、水资源质量评价
⑴天然水中的主要气体及主要离子成分⑵水质标准?通常可分为哪几大类?⑶什么叫水污染?水的污染途径有哪些?⑷水质的评价方法(内梅罗指数法)七、水资源数量评价⑴河流多年平均径流量的计算⑵河流径流量的年内分配⑶我国北方平原区地表水与地下水的相互转化地下水以地区降水补给为主,河流侧向补给为辅,地下水的排泄主要是潜水蒸发和向河道排泄。山区和平原之间地表水和地下水的转化关系一般表现为:1)山区地下潜流补给平原区地下水,或者以泉水形式溢出补给平原河流;2)山区河流往往是平原区河流的上游,在流经平原的过程中产生渗漏补给地下水,以山前洪积
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