选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
地下水在孔隙或裂隙中的运动称为渗流。它在一定条件下符合线性渗流定律(即达西定律)。
v=kJ (1)
式中,v为地下水渗流速度;k为渗透系数;J为水力坡降(即单位距离的水位差)。
在多孔介质中的地下水流,当雷诺数大于10时,其水流状态为非线性层流。水流随着雷诺数的增大而逐渐过渡到紊流状态区,运动不再符合达西定律。在紊流运动条件下,地下水的渗流服从谢才公式。
式中,C为谢才系数;R为水力半径。
在自然条件(降雨、蒸发等)和人为因素(如灌溉、排水和修建水工建筑物等)影响下,地下水形成水力坡降而产生运动。
地下水含水层中盐分运动即溶质运移,主要通过扩散(水动力弥散)和对流2种途径。由于溶质的分子扩散和弥散作用,可用菲克定律表示,即通过单位断面面积的溶质通量与溶质浓度的梯度成正比。在均质各向同性条件下,可写成如下关系式:
式中,J1为由于水动力弥散作用而产生的溶质通量;dc/ds为溶质浓度梯度;D为弥散系数。
由于对流而产生的溶质通量,即随同地下水运动而产生的溶质通量为
J2=μ0vc (4)
式中,J2为由于对流作用而产生的溶质通量;为含水层的有效孔隙率;D为地下水的孔隙平均流速;C为溶质在地下水中的浓度。
地下水中的盐分是随水流而运移的,水动力弥散和对流2种作用往往同时存在,但在某些情况下可能以某一作用为主,而另一种作用则处于次要地位。在已知地下水流各项要素和水盐运动基本参数的情况下,可通过式(3)、式(4)求得盐分的运移通量。
当然有拉,可以用反射波发啊,首先在地底下埋置一小型,使其爆炸产生振动波,传播出去,遇到不同的障碍物就反射回来,再用特定的仪器接收,经过分析就可以得知地下的地质情况拉,相当准的,挖隧道一般都用这东西先探...
只有出水并采取人工或机械降水的时候,才能套用有地下水化粪池;只有湿土,不明显影响施工质量和用工量,不能套有地下水子目。
地下水可分为上层滞水、潜水和承压水。上层滞水的水质与地表水基本相同。潜水含水层通过包气带直接与大气圈、水圈相通.因此其具有季节性变化的特点。承压水地质条件不同于潜水,其受水文、气象因素直接影响小.含水...
地下水向完整井的稳定运动—教学讲稿
地下水向完整井的稳定运动—教学讲稿——地下水向完整井的稳定运动 3.1 水井的分类及井流特征 3.1.1 水井分类 水井(water well)是常用的集水建筑物,用以开采、排泄地下水。可分为水平集水建筑物(排水沟、集水管、集水廊道等)和垂直集水建筑物...
非洲地下水
3.2 蓄水层生产率 地下水资源的可获得性和地下水的总储量一样重要,决定了地下水能够支持国家和社 会适应气候变化和人口增长的时间长短( Calow et al 2010)。地下水是可使用和抽取的,一 般通过钻井, 而井的产量将限制地下水能被提取的速率。 对于安装手泵的社区供水, 水井供 水产量必须保持> 0.1升 /秒,最好是 0.3升 /秒。集约灌溉农业需要更高的水井产量。例如, 在美国中部平原所用的这种类型的标准中心枢纽灌溉器将需要能够提供大约 50 升 /秒的水 井。其它灌溉面积较小的农业系统不需要这么高的产量, 但是对于商业灌溉计划典型需要水 井供应量> 5 升 /秒。同样的,依赖于个人水井的城镇供应量能够维持至少 5 升 /秒的产量。 表 1 非洲地下水储量评估 国家 地下水储量 (km3) 最佳估计值 范围 a 阿尔及利亚 91900 56000-243000 安哥拉 1710
地下水作为地球上重要的水体,
与人类社会有着密切的关系。地下水的贮存有如在地下形成一个巨大的水库,以其稳定的供水条件、良好的水质,而成为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源,成为人类社会必不可少的重要水资源,尤其是在地表缺水的干旱、半干旱地区,地下水常常成为当地的主要供水水源。据不完全统计,70年代以色列国75%以上的用水依靠地下水供给,德国的许多城市供水,亦主要依靠地下水;法国的地下水开采量,要占到全国总用水量1/3左右;像美国,日本等地表水资源比较丰富的国家,地下水亦要占到全国总用水量的20%左右。中国地下水的开采利用量约占全国总用水量的10—15%,其中北方各省区由于地表水资源不足,地下水开采利用量大。根据统计,1979年黄河流域平原区的浅层地下水利用率达48.6%,海、滦河流域更高达87.4%;1988年全国270多万眼机井的实际抽水量为529.2亿立方米,机井的开采能力则超过800亿立方米。
问题的另一面,由于过量的开采和不合理的利用地下水,常常造成地下水位严重下降,形成大面积的地下水下降漏斗,在地下水用量集中的城市地区,还会引起地面发生沉降。此外工业废水与生活污水的大量入渗,常常严重地污染地下水源,危及地下水资源。因而系统地研究地下水的形成和类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系,具有重要意义。
包气带水指潜水面以上包气带中的水,这里有吸着水、薄膜水、毛管水、气态水和暂时存在的重力水。包气带中局部隔水层之上季节性地存在的水称上层滞水。
潜水是指存在于地表以下第一个稳定隔水层上面、具有自由水面的重力水。它主要由降水和地表水入渗补给。 承压水是充满于上下两个隔水层之间的含水层中的水。它承受压力,当上覆的隔水层被凿穿时,水能从钻孔上升或喷出。按含水空隙的类型,地下水又被分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。孔隙水是存在于岩土孔隙中的地下水,如松散的砂层、砾石层和砂岩层中的地下水。裂隙水是存在于坚硬岩石和某些粘土层裂隙中的水。岩溶水又称喀斯特水,指存在于可溶岩石(如石灰岩、白云岩等)的洞隙中的地下水。
地下水是一个庞大的家庭。据估算,全世界的地下水总量多达1.5亿立方公里,几乎占地球总水量的十分之一,比整个大西洋的水量还要多!
地下水中硝酸盐是一种日益增加且分布广泛的污染物质。地下水中大量的硝酸盐氮主要来源于居民生活污水与垃圾粪便、化肥、工业废水、大气氮氧化合物干湿沉降以及污水灌溉等。
一般认为,过量施用氮肥是造成地下水硝酸盐污染的主要原因。自上个世纪初实现氮素化肥的人工合成以来,全球农作物单位面积产量的大幅度提高在很大程度上依赖于氮素化肥施用量的不断增加。农田施用氮肥虽然使粮食产量至少增加40%,但因为农作物种类和施肥技术不同,施用的氮肥仅有25%~85%被植物吸收利用,大部分氮肥经各种途径进入环境中,尤其是农田氮肥的径流损失和淋溶损失,使得许多地表水和地下水硝酸盐含量过高。
生活污水和居民生活区的粪便是造成地下水污染的一个重要来源。大量的生活污水、粪便通过渗井与化粪池渗入地下,其有机氮化合物在土壤微生物的作用下,分解产生的氨基酸,经氨化作用合成氨,再经亚硝酸盐细菌作用转化为亚硝酸盐,最后经硝化细菌的作用而氧化为硝酸盐,从而造成地下水中硝酸盐污染。
由于现代工业的发展,特别是食品、皮革、造纸等轻工业均排出含大量有机物的废水,这些有机废水可通过渗透作用进入地下水中,并转化为硝酸盐,为硝酸盐的形成提供了物质条件。而且,一些机械化学等工业每年还使用大量与硝酸盐有关的原材料,这些原材料流失到河、湖、土壤、大气与地下水等环境中的数量可占一半以上,造成严重的水体污染。
因为煤、石油、天然气、植物等的燃烧也产生了大量的氮氧化合物。通过化学作用后,形成硝酸盐类沉降下来,或随雨水降落到地表、土壤和河、湖中,最终也能进入到地下水。
近年来,随着水资源的日益紧张。污水灌溉增多。污水灌溉面积大幅度增加,污水水质也发生了明显的变化,污染物浓度增高。灌溉面积己从1963年仅有63万亩发展到1998年的5427万亩,占全国总灌溉面积的7.3%,特别是1978到1980年污灌面积从500万亩猛增到2000万亩。利用污水灌溉虽然在一定的程度上可以缓解农业用水和水资源短缺的矛盾。在利用污水中大量有机物作为肥料的同时,污水也得到了一定的净化,但是污水中含有大量的有机氮化合物,如果灌溉不合理,它们不仅污染了农田环境,对土壤和农作物形成直接危害,而且在土壤微生物参与下,污染地下水,导致地下水中硝酸盐的增加。
20世纪50年代以来,随着城市规模的不断扩大和工农业生产的迅速发展,城市用水量也随之增加。本世纪以来,地下水超采严重,引起水位持续下降,形成了地下水降落漏斗,改变了水动力条件,加速了污染的范围。同时由于水位下降,原先的饱水带变为包气带,氧化还原作用增强。促进了有机物分解及二氧化碳分压增大,从而进一步溶解了土体中原先难溶解的砂砾石等物质,使地下水体中溶解性总固体含量上升,总硬度升高。
内 容 提 要
本书重点介绍浅层地下水的消耗、补给、更新、排泄等循环过程;天然状况或人类活
动条件下地下水的运动规律和计算方法;地下水与环境的关系以及地下水调控等方面的
内容。全书分五章,内容包括:地下水的形成及其特征;地下水运动的基本方程、水井开
采及河渠影响条件下地下水的计算以及水文地质参数的测定方法;地下水文要素和地下
水资源评价的多年均衡法;地下水水质与环境;地下水水、盐动态、监测以及地下水调控
原理。
本书是作者在参阅国内外大量有关文献资料和总结多年从事地下水开发利用、地下
水资源评价、地下水非稳定流计算及溶质运移理论等方面教学和研究成果的基础上,按照
地下水循环、地下水控制以及地下水与环境这一体系编写的。本书可作为农田水利工程专
业的选修课教材,也可作供水文地质、水文与水资源、环境工程等专业的学生以及有关专
业科研和工程技术人员参考。