承压地下水

地下水是怎样流动的呢拜托各位大神
更新时间:2019-12-27 15:36 浏览:59 关闭窗口 打印此页

  流动 地下水是指埋藏在地面以下,存在于岩石和土壤的孔隙中可以流动的水体。地面以下的水并不都是地下水。地面以下的土层可分为包气带、饱水带。包气带的土层中含有空气,没有被水充满,包气带中的水分称为土壤水。饱水带中土壤孔隙被水充满,含水量达到饱和,饱水带中的水即为地下水。常见的井水、泉水都是地下水。地下水分布广泛,水量也较稳定,是工农业和生活用水的重要水源之一。地下水的过量开采(开采速度大于其补给速度)会造成地下水位的大幅下降,引起地面沉降。地下水位过高会对农作物生长不利,会造成渍害,若地下水含盐量较高,则会产生土地的次生盐碱化。 地下水污染 与地表水一样,地下水也受到了污染的威胁,主要来自于地表或土壤水的下渗,农用氮肥以及垃圾中的油、酚污染着地下水,氮肥中的硝酸盐一旦进入地下,便转变为亚硝酸盐,它在人体中能够转变成致癌物质。地面植被的破坏和湿地的排水减少了地表水的渗透,从而降低了潜水面。由于城市和工业的过度需要,淡水不断被抽出作为生活和工业用水,然后作为地表污水重新排放,因而还会导致潜水面的进一步下降。另一方面,大量频繁的灌溉可以增强渗透作用,使潜水面一直升到地表。而在干旱地区,被水渗透的土地由于异常的蒸发作用,引起地下水中盐类的沉淀,迟早会变成不能耕作的盐碱地。 地下水与地震 地下水的观测与研究开始于1966年邢台地震以后。地下水动态是指地下水物理性质与化学性质(包括水位、水温、流量及气体-化学成分)随时间的变化;研究地下水动态异常与地震的关系,是探索地震预报的重要课题之一。 中国地下水位与地震研究,也就是第一代地下水观测井网的建立于1996年邢台地震后。在邢台地震现场,震前征兆最明显,井内冒气、发响等。通过强余震的检验,地震工作者取得了地震前地下水异常变化的大量资料,从中看到了地震预报的希望。于是,研究地下水与地震关系的科学实践从此起步。 经过实践检验,已经建成的深井水网观测效果良好,对监视区内发生的多次强震均观测到地下水异常,其中一些地震前还作了一定程度的预报。

  1 地下水流系统动力学 地下水系统包括地下水、含水地质介质、水流边界以及水源(如补给)和泄水口(如水泉、层际水流或水井)。水透过该系统流动,并保存在该系统中。在自然条件下,水从补给区到排泄区的流动时间范围可从不足一天到100 多万年。地下水流系统中储存的水既有近期的降雨,也有沉积物沉积时被圈闭在沉积物中的水。 在发生水井抽水或补给率变化等水文变化之后,地下水系统中的水头(水位)趋于平衡,可以用这种趋于平衡所需的时间来说明含水层反应时间的变化性。对于承压地下水系统来说,反应时间可用下式计算: T * = S s L c2 / K (l ) 式中T *为盆地水力反应时间(T ), S s为单位储水量(L -1 ) , L c为盆地的某一特征长度(L ), K 为水力传导率(L / T )。水力传导率是渗透率的一种量度,其范围可达12 个数量级,而且地下水系统边界之间的距离可从几米到数百km 。利用(1 )式计算出的两种理想地下水系统的水力反应时间是:承压型河流含水层系中的水平水流为0.1 天(144 分钟),而厚的区域性低渗透率单元中的垂直水流为4.0 x l07 天(约11万年)。 流经地下水系统的时间取决于水头的时空梯度、水力传导率和系统的孔隙度。流经系统的时间不同于趋于平衡的水力反应时间。例如,上面已计算出,承压型河流含水层系中的水头可在不到一天内对水力变化做出反应,而在自然条件下水穿越系统整个厚度所需的时间则大约为3 万天(82 年)。基岩中破碎岩石系统的有效孔隙度小于砂、砾石等未固结多孔隙介质系统的有效孔隙度,而且穿过破

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