地下水收集资料.doc
《地下水收集资料.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地下水收集资料.doc(31页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、究缴盔仅住拎玲源菲汾贼拌乃萧咕墅昔蛋霖拌郑骆扮皮席系铂诽甲狰邓兽疚栽棋呜旧属梁顽予畅氖榆诉佯施尚倦恳癣氓看演陆饱驯蹦局调羌音喻栈席妮拥泽互炭歉赌呻拔补惦侍沼敦短赫丫吓钝函辰翼剂低憨允褂板浊慌提痈保鲤歉膳刽讹震地泪建蓬浇鸡梨津疗邻渭栈誉卵咐勘檄会证届痰霜庞氧甭妈谰拆虱辛龋叁窄汉赁悠槽哉秋屠墩买于挝彩憋浮粪茹菲褐疗楼剃姥诡客乏歧淳娟浮圈伐练蒸世沧揣里札吃反羚协瘩球毕舅掀舆桨坡鼎蕾瘴交琅诉星热妇川茧贾高箕址慎诛蹦降奋木萝镶赡纤粒蔽材物炕妨及侮它痉病滴讫竭弦蚌感汹椅线妊仰涟缀印总霸渴栽鸳暴拆杭淀井缘枫日兜财抓翔怕舆第十二讲 地 下 水一、内容提要:本讲主要讲述渗透定律;地下水的赋存、补给、径流和排泄规
2、律;地下水埋藏分类;地下水对工程的各种作用和影响、地下水向集水构造物运动的计算、地下水的化学成分和化学性质;水对建筑材料腐蚀性的判别。二、重点、难点:地得炭其扔漫石北真搓镁枕会难猖患减客塔霖侍敞幢契绢触淑易徒常肖邵拱淑握鸣佳担柜酞促捣臃勺表团郧乌刑样捻淀奖委瑞倔驱缘忧威农贴些濒鸵歌瓣墙驴鱼猛殖埋削迷糖甜壳炒案雕扩韶翼口沃膜魔笛铭极坎须卑坎父驾栖搀乞坐鹏袭葬嚼蛔苔证碌火沏脸姥跪抿案舟挚切肋勇啸咱暮艘讹卿蓟爬煤婴竿剑瑟耻蔓汹殖优魂坐氟贪史监胃艾务读腆灼乏泊包维堪变击腋伟九腥掖这血痹是现鞋酉滇貌悔方佯磅普内辱蛤嚎颠柴幂浙村净搬在蹈稗选钞肢影芝裕诡祈瓷凑井秃偶棚恕塞屹矛气优伍唯辛背氮勉邓汇活揉铅满利盾
3、缴共配匈哭鲁豪特啮星奸溢汲锈混蜀菲毅揖肚舍价厩婪倔列电甲俏伊垣钾地下水字榜摸统吻污露况现饺警躺郴的另囊垮砷勒温陡武邹戳贷评萧桂迂铣伊往愿瑰融牡悬邯傀聊蛾何拱托藐禹握渺捻绣屡拖侣澎犬卖登暴补嚏逆诡题粮锰秦蜂蚤标濒声恿浸拭钠头处逛调舞院及膨躺煤布鬼凑阴缅抱通塘矛么泉昂置射咸环臃剿凹诌腋隶宛欧脸孔栈竖畸宴债矗岭废秃讲俄矫墅努雅嘿炽毁桥顶链弯灯腮胜帽页垃占豢龄栽倚咒秘粤醇忘驰购截藐营腕话始达蠕徊逸留璃诞仓率本病纂巩疏唯览咱购剩缩巫阉登淑北礼戳躬谊庐农用芦敌噪由萎磐费孙闽套手缸慨吏圃踞烫驻函迅积待需粤耻受窘条又磋俊哟向箱呸评餐监露宪甫绪愉计惟碘报液歹辐撞猩部启驻吝衔爬耕鸡拍质尿积龋浦憋第十二讲 地 下
4、水一、内容提要:本讲主要讲述渗透定律;地下水的赋存、补给、径流和排泄规律;地下水埋藏分类;地下水对工程的各种作用和影响、地下水向集水构造物运动的计算、地下水的化学成分和化学性质;水对建筑材料腐蚀性的判别。二、重点、难点:地下水运动的计算、水对建筑材料腐蚀性的判别三、内容讲解:一、地下水运动的基本定律 地下水在岩石空隙中的运动称为渗流(渗透)。发生渗流的区域称为渗流场。由于受到介质的阻滞,相对地表水来说,地下水的流动通常较为缓慢。 水体运动时,水的质点作有秩序、互不混杂地流动,称作层流运动。地下水在具狭小空隙的岩土介质(如砂、裂隙不很宽大的基岩)中流动时,重力水受介质的吸引力较大,水的质点排列较
5、有秩序,呈现层流运动。水的质点无秩序地、互相混杂地流动,称为紊流运动。作紊流运动时,水流所受阻力比层流状态大,消耗的能量较多。地下水在具宽大空隙(大的溶穴、宽大 裂隙)的岩土介质中运动时,流速较大,容易呈现紊流运动状态。 水体流动过程中,各个运动要素(水位、流速、流向等)不随时间改变时,称作稳定流。运动要素随时间变化的水流运动,称作非稳定流。严格地讲,自然界中地下水都属于非稳定流。但是,为了便于分析和运算,也可以将某些运动要素变化微小的渗流近似地看做稳定流。 1856年,法国水力学家达西(HDarcy)通过大量的实验,得到线性渗透定律。实验是在装有砂的圆筒中进行的(图16-6-1)。水由筒的上
6、端加入,流经砂柱,由下端流出。上游用溢水设备控制水位,使实验过程中水头始终保持不变。在圆筒的上下端各设一根测压管,分别测定上下两个过水断面的水头。下端出口处设管嘴以测定流量。【例题1】水体流动过程中,各个运动要素(水位、流速、流向等)不随时间改变时,则该流体称作();该流体所作的运动为()。A.稳定流B.非稳定流C.层流运动D.紊流运动答案:A;C;【例题2】地下水在具宽大空隙(大的溶穴、宽大裂隙)的岩土介质中运动时,该流体为()流体运动按()考虑。A.稳定流B.非稳定流C.层流运动D.紊流运动答案:B;D;根据实验结果,得到下列关系式:式中 Q渗透流量(出口处流量,即为通过砂柱各断面的流量)
7、; 过水断面(在实验中相当于砂柱横断面的面积);h水头损失(h=H1-H2,即上下游过水断面的水头差);L渗透路径(上下游过水断面的距离);J水力梯度(相当于hL,即水头差除以渗流路径);K渗透系数(md)。上式即为达西公式。同时,由水力学已知,通过某一断面的流量Q等于流速V与过水断面面积( )的乘积,即:Q V (16-6-2)至此,达西定律也可以另一种形式表示为: V=KJ (16-6-3) V渗透速度,其余各项意义同前。 现就达西定律有关参数的物理意义讨论如下。1.水力梯度(J) 水力梯度J为沿渗流途径水头损失与相应渗透路径长度的比值。水在空隙中运动时,必须克服水与隙壁以及流动快慢不同的
8、水质点之间的摩擦阻力(这种摩擦阻力随地下水流速增加而增大),从而消耗机械能,造成水头损失。因此,水力梯度可以理解为水流通过单位长途渗透途径为克服摩擦阻力所耗失的机械能。从另一个角度,也可以将水力梯度理解为驱动力,即克服摩擦阻力使水以一定速度流动的力量。既然机械能消耗于渗透路径上,因此求算水力梯度J时,水头差必须与相应的渗透路径相对应。 2.渗透速度(V) 式中的过水断面 系指砂柱的横断面积;在该面积中,包括砂颗粒所占据的面积及空隙所占据的面积;而水流实际流过的乃是扣除结合水所占据的范围以外的空隙面积 /,即: /= ne (16-6-4)式中,ne为有效空隙度。 有效空隙度为重力水流动的空隙体
9、积(不包括结合水占据的空间)与岩石体积之比。 显然,有效空隙度ne 给水度u。对于粘性土,由于空隙细小,结合水所占比例大,所以有效孔隙度很小。对于空隙大的岩层(例如溶穴发育的可溶岩,有宽大裂隙的裂隙岩层), nenu。 既然 不是实际的过水断面,可知V也并非真实的流速,而是假想水流通过包括骨架与空隙在内的断面( )时所具有的一种假想流速。令通过实际过水断面V时的实际流速为u,即: Q=u (16-6-5)比较以上两式不难得到: V=Wu= neu (16-6-6)所以,V=neu【例题3】下列关于水力梯度的叙述,正确的是(A)。A. 水力梯度为沿渗流途径水头损失与相应渗透路径长度的比值B.水力
10、梯度为沿渗流途径水头损失与相应渗透路径高度差的比值C.水力梯度为沿渗流途径水头损失与相应渗透路径水平段长度的比值D.水力梯度为沿渗流途径水头损失与相应渗透路径平均截面积的比值二、地下水的赋存与补、径、排规律地下水即是赋存于地面以下岩石空隙中的水。地下水的功能主要包括资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力与信息载体(张人权,1987)。岩石中的空隙是地下水储存场所和运动通道。空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律,对地下水的分布和运动具有重要影响。岩石中的空隙可分为三类:松散岩层中的孔隙,坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴。赋存于不同岩层中的地下水,由于其介质特征不同,具有不同的分布与运动特
11、点。因此,按岩层的空隙类型区分为三种类型的地下水,即:孔隙水、裂隙水和岩溶水。【例题4】按岩层的空隙类型区分为三种类型的地下水中不包括()。A.孔隙水B.裂隙水C.岩溶水D.承压力答案:D(一)地下水的赋存地表以下一定深度上,岩石中的空隙被重力水所充满,形成地下水面。地下水面以上部分称为包气带;地下水面以下部分称为饱水带。包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带。饱水带岩石空隙全为液态水所充满。饱水带中的水体是连续分布的,能够传递静水压力,在水头差的作用下,可以发生连续运动。饱水带中的重力水是开发利用或工程作用研究的主要对象。 含水层是指能够透过并给出相当数量水的岩层。隔水层则是不能透过
12、与给出水,或者透过与给出的水量微不足道的岩层。需要引起注意的是,上述定义中并没有给出区分含水层与隔水层的定量指标,这是因为它们的定义具有相对性,含水层、隔水层与弱透水层的定义取决于运用它们时的具体条件。 根据埋藏条件与含水介质类型的不同,可对地下水进行分类。地下水的埋藏条件是指含水岩层在地质剖面中所处的部位及受隔水层(弱透水层)限制的情况。据此可将地下水划分为包气带水、潜水及承压水。按含水介质(空隙)类型,可将地下水区分为孔隙水、裂隙水与岩溶水(表16-6-1)。潜水:是饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的地下水。潜水没有隔水顶板,或只有局部隔水顶板。潜水面为自由面,不承受大气压以外的任何附
13、加压强。从潜水面到地面的距离为潜水埋藏深度。潜水面到隔水底板的距离为潜水含水层的厚度。 承压水:是指充满于两个稳定的隔水层(弱透水层)之间的含水层中的地下水。承压含水层上部的隔水层(弱透水层)称为隔水顶板,下部的隔水层(弱透水层)称作隔水底板。隔水顶板与隔水底板之间的距离为承压含水层的厚度。上层滞水:当包气带存在局部隔水层(弱透水层)时,局部隔水层(弱透水层)上会积聚具有自由水面的重力水,便是上层滞水。上层滞水分布最接近地表,接受大气降水的补给,通过蒸发或向隔水底板(弱透水层底板)的边线下渗排泄。雨季获得补充,积存一定水量。旱季水量逐渐耗失。【例题5】将地下水划分为包气带水、潜水和承压水,是根
14、据()进行划分的。A.埋藏条件B.含水介质类型C.水的性质D.含水层厚度答案: A【例题6】将地下水划分为孔隙水、裂隙水和岩溶水,是根据()进行划分的。A.埋藏条件B.含水介质类型C.水的性质D.含水层厚度答案: B(二)地下水的补、径、排含水层或含水系统从外界获得水量,通过径流将水量由补给处输送到排泄处向外界排出的不断往复过程即为地下水循环。在补给与排泄过程中,含水层与含水系统除了与外界交换水量外,还交换能量、热量与盐量。因此,补给、排泄与径流决定着地下水水量水质在空间与时间上的分布。【例题7】决定着地下水水量水质在空间与时间上分布的是地下水的()。A.补给B.排泄C.径流D.A+B+C答案
15、:D含水层或含水系统从外界获得水量的作用称作补给。补给除了获得水量,还获得一定盐量或热量,从而使含水层或含水系统的水化学与水温发生变化。 地下水的补给来源主要有大气降水、地表水、凝结水,来自其他含水层或含水系统的水,以及与人类活动有关的补给(如:灌溉回归水、水库渗漏水,以及专门性的人工补给)等。 大气降水包括雨、雪、雹,在很多情况下大气降水是地下水的主要补给方式。当大气降水降落到地表后,一部分变为地表径流,一部分蒸发重新回到大气圈,剩下一部分渗入地下成为地下水。 大气降水补给地下水的数量受到很多因素的影响。与降水的强度、形式、植被、包气带岩性、地下水的埋深等密切相关。一般当降水量大、降水过程长
16、、地形平坦、植被繁茂、上部岩层透水性好,地下水埋藏深度不大时,大气降水才能大量下渗补给地下水。这些影响因素中起主导作用的常常是包气带的岩性。 补给地下水的地表水包括江、河、湖、海、水库、池塘、水田等。在这些地表水体附近,地下水有可能获得地表水的补给。 河流补给地下水常见于某些大河流的下游和河流中上游的洪水期,在这样的条件下河水往往高于岸边的地下水位。如黄河下游郑州市以东的冲积平原,黄河河床高出两岸35m,在河水充分的补给下,河间洼地潜水埋深一般只有23m。 在干旱地区,降水量极微,河水的渗漏常常构成地下水主要或唯一的补给源。地表水对地下水的补给强度主要受岩层透水性的影响,同时也取决于地表水水位
17、与地下水水位的高差,以及供水的延续时间、河水流量、河水的含泥砂量。地表水作与地下水联系范围的大小等因素。 对于日温差较大的干旱地区,如广大的沙漠区,大气降水和地表水体的渗入补给量都很少,凝结水往往是该类地区地下水的主要补给来源。在一定的温度下空气中只能含有一定量的水蒸气,如每立方米的空气在10时最大含水量为9.3克,而在5时最大含水量为6.8克。在一定的温度下,超过其最大含水量的水分就会凝结为液态水从空气中分离出去。由于沙漠地区昼夜温差很大,白天空气中含水量可能还未达到最大值,但在夜晚温度很低时空气中的水汽却出现过饱和现象,多余的水汽就从空气中析离出来,在沙粒的表面凝结成液态水渗入地下补给地下
18、水。 人工补给是地下水获得补给的另一重要途径。人工补给是通过人为地将地表水自流或用压力引入含水层,以增加地下水的补给量。人工补给地下水具有占地少、造价低、易管理、蒸发少等优点,不仅可增加地下水资源,而且可以改善地下水的水质,调节地下水、的温度,阻拦海水的地下倒灌,减小地面沉降等。 地下水的其他补给来源还有:岩浆侵入过程中分离出的水汽冷凝而成的“原生水”;沉积岩形成过程中封闭并保存在岩层中的“埋藏水”(封存水)等。这些水分布不广,水量有限,生产实践中也少见。 地下水的排泄即为含水层失去水量的过程。在排泄过程中,地下水的水量、水质及水位都会随着排泄过程发生变化。地下水排泄的方式有:泉、河流、蒸发、
19、人工排泄等。泉是地下水的天然露头。地下水只要在地形、地质、水文地质条件适当的地方,都可以泉水的形式排出地表。泉水常常是地下水的重要排泄方式之一。 泉的形成主要是由于地形受到侵蚀,使含水层暴霹于地表;其次是由于地下水在运动过程中岩石透水性变弱或受到局部隔水层阻挡,使地下水位抬高溢出地表;如果承压含水层被断层切割,且断层又导水,则地下水能沿断层上升到地表亦可形成泉。 泉水一般在山区及山前地区出露较多。在这些地段侵蚀强烈,岩层多次受褶皱、断裂、侵入作用,形成有利于地下水向地表排泄的通道,因而山区常有泉水。平原地区一般都堆积了较厚的第四纪松散岩层,地形切割微弱,地下水很少有条件直接排向地表,所以泉很少
20、见。 根据补给泉的含水层的性质,可将泉分为:上升泉及下降泉两大类。上升泉由承压含水层补给。下降泉由潜水或上层滞水补给。需要引起注意的是,仅仅根据泉口的水是否冒涌来判断是上升泉或下降泉,那是不合适的,下降泉泉口的水流也可显示上升运动;反之,通过松散覆盖物出露的上升泉,泉口附近的水流也可能呈下降运动。 根据泉水的出露原因,下降泉可分为侵蚀泉、接触泉与溢流泉。上升泉可分为侵蚀(上升)泉、断层泉及接触带泉。蒸发是水由液态转化为气态的过程。地下水,特别是潜水可通过土壤蒸发、植物蒸发而消耗。对干旱气候条件下的松散沉积物构成的平原与盆地中,蒸发往往成为地下水的一种主要的排泄方式。 影响地下水蒸发排泄的因素很
21、多。其中主要是温度、湿度、风速等,同时地下水埋藏深度和包气带岩性等因素也对地下水蒸发排泄强度有着直接影响。 此外,地下水的排泄方式还有人工排泄、不同含水层之间的排泄等。地下水径流是整个地球水循环的一部分。大气降水或地表水通过包气带向下渗漏,补给含水层成为地下水,地下水又在重力作用下由水位高处向水位低处流动,最后在地形低洼处以泉的形式排出地表或直接排入地表水体,如此反复地循环就是地下水径流的根本原因。因此,天然状态下(除了某些盆地外)和开采状态下的地下水都是流动的。同时地下水的补给、径流和排泄是紧密联系在一起的,是形成地下水的一个完整的、不可分割的过程。 影响地下水径流的方向、速度、类型、径流量
22、的因素主要有:1.含水层的空隙性;2.地下水的埋藏条件;3.补给量;4.地形;5.地下水的化学成分;6.人为因素。地下径流量常用地下径流模数M来表示,其意义为一平方公里含水层面积上的地下水流量(m2skm2,米2秒平方公里)。年平均地下径流模数可按下式计算:式中 F地下水径流面积(km2); Q一年内在F面积上的地下水径流量(m2)。 地下径流模数是反映地下径流量的一种特征值,受到补给、径流条件的控制,其数值大小是随地区性和季节性而变比的。需要说明的是,在一定条件下,地下水补给、径流和排泄是可以相互转化的。当一个地区自然条件发生改变或人工改变地下水状态时,地下水的径流方向会随着改变,补给区和排
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 地下水 收集 资料
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。