METHODS OF EVALUATING VERTICAL GROUND WATER MOVEMENT pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:National Ground Water Association

作者:Iraj Javandel

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1984-01-01

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9781560340331

丛书系列:

图书标签:

• 地下水
• 水文地质
• 评价方法
• 垂直运动
• 水流
• 渗透性
• 模型
• 数值模拟
• 现场测试
• 监测

探索地球深处的脉络：水文地质学的奥秘与实践 本书并非一本关于“垂直地下水运动评估方法”的详尽指南，而是致力于为读者呈现一个更广阔的视角，深入剖析水文地质学这一学科的精妙之处，以及我们如何通过各种手段来理解和衡量隐藏在地表之下的那股生命之源——地下水。我们将目光从单一的“垂直运动”概念拓展至地下水系统整体的动态演化，探讨其形成、补给、排泄、循环以及对地表环境产生的深远影响。 地下水的诞生与生命之河的起点 地下水的旅程始于大气。降水，作为地球水循环最直接的环节，是地下水最主要的补给来源。然而，并非所有的降水都会渗入地下。一部分被植被截留蒸腾，一部分形成地表径流，最终汇入江河湖海。能够渗入地下的水，需要克服土壤和岩石的阻力，沿着孔隙、裂缝和断层向下迁移。这个过程，被称为入渗。入渗的效率受到多种因素的影响，包括降雨强度、土壤渗透性、地表覆盖物（如植被、建筑物）、土壤湿度以及地层结构等。例如，在松散的砂质土壤上，降水更容易迅速渗入；而在黏土层或不透水的岩石上，入渗则会大大减缓，甚至难以发生。 地下水并非静止不动，它遵循着地球的引力，从高处向低处流动。这种流动并非简单的直线运动，而是沿着地下的导水构造，如渗透性较强的砂砾石层、风化岩石裂隙带等，蜿蜒前行。地下水的补给区域通常位于地势较高的地区，如山地、丘陵，而排泄区域则多位于地势较低的平原、盆地、河流沿岸或湖泊。地下水系统的动态平衡，正是通过这些补给和排泄过程相互作用而维持的。 地下水赋存与流动的内在机制 地下水并非均匀分布于地下，而是赋存于特定的地下介质中，形成含水层。含水层是指能够储存并输送地下水的地质单元，其主要特征是具有良好的渗透性和一定的孔隙度。常见的含水介质包括砂、砾石、多孔岩石（如砂岩、石灰岩）以及具有裂隙网络的岩石。根据含水层的顶面是否受到不透水层的限制，地下水又可分为潜水（未受限制）和承压水（受不透水层限制）。潜水面通常与地表地形相近，其水位变化受降雨和蒸发影响显著。承压水则存在于被不透水层挟持的含水层中，其水位通常由压力决定，而非直接受地表蒸发影响。 地下水的流动是水文地质学的核心议题之一。地下水的流动受多种力的驱动，其中最主要的力是水力梯度。水力梯度是指单位距离内的水头差，简单来说，就是地下水水位的高低差。地下水总是从水头较高的地方流向水头较低的地方，这是一种宏观的流动趋势。然而，微观上的流动路径则复杂得多，它受到介质孔隙度、渗透率、连通性等因素的综合影响。达西定律（Darcy's Law）是描述地下水宏观流动的基本定律，它指出，在均匀介质中，流量与水力梯度成正比，与介质的渗透系数成正比。渗透系数是衡量介质透水能力的重要参数，它与介质的孔隙度、颗粒大小、形状以及水的粘度等因素有关。 地下水系统的动态与演变：补给、排泄与循环 理解地下水系统，必须认识到其动态性。地下水并非一成不变，而是一个持续补给、流动、排泄和储存的循环过程。 补给，如前所述，主要来源于降水，但也可能通过河流渗漏、灌溉回灌、地下水侧向汇入等方式。补给量的大小直接影响着地下水位的变化和含水层的可利用量。 排泄是地下水从地下系统向地表或相邻地下水系统释放的过程。主要的排泄途径包括： 泉水：地下水通过地表裂缝、断层或岩石孔隙自然涌出。 河流汇流：地下水渗入河流，成为河流的一部分。 湖泊与湿地：地下水汇入湖泊或湿地，维持其水位。 蒸发蒸腾：在植被茂密或地下水位较浅的地区，地下水会通过植物的根系蒸腾或直接蒸发到大气中。 人工抽水：人类通过打井抽取地下水，是目前最主要的地下水排泄方式，也是水资源利用的关键环节。 地下水的循环是一个长期的过程，它连接着地表与地下，是地球水循环的重要组成部分。地下水在地下经历着漫长的旅程，在流动过程中，它会溶解地下的矿物质，影响地下水的化学成分，同时也可能与地下岩石发生反应，改变岩石的性质。 地下水对地表环境的深远影响 地下水并非仅仅是地下的水，它与地表环境息息相关，扮演着至关重要的角色： 维持地表水体：地下水是河流、湖泊和湿地等水体的重要补给源，尤其是在干旱或枯水季节，地下水的作用尤为关键。 支撑生态系统：许多湿地和河流沿岸的生态系统高度依赖于地下水的供应。植物根系能够吸收地下水，维持植被生长。 地貌塑造：地下水的溶蚀作用是喀斯特地貌形成的主要原因，如溶洞、地下河等。同时，地下水位的变化也会影响地表的沉降和抬升。 影响工程建设：地下水的存在和流动特性是进行工程建设（如隧道、水库、房屋等）必须考虑的重要因素。不当的地下水管理可能导致地面沉降、滑坡、结构损坏等问题。 水质影响：地下水是重要的饮用水源，其水质直接关系到人类健康。地下水在流动过程中会溶解各种矿物质，也可能受到地表污染物的渗入而受到污染。 探索与认识地下水：科学的足迹 人类认识和利用地下水，经历了漫长的历史。从最初的简单挖井取水，到现代科学技术的广泛应用，我们对地下水系统的理解不断深化。 钻孔调查与水位观测：通过钻探地质孔，可以获取地下岩土的真实情况，并布设水位计进行长期观测，了解地下水位变化规律。 水文地质参数测试：如渗透系数、孔隙度等参数的测定，是理解地下水流动能力的关键。 地球物理勘探：利用地震波、电磁波等方法，可以间接推断地下含水层的分布和特征，避免大规模钻探。 同位素示踪技术：通过分析地下水中氢、氧等元素的同位素组成，可以追溯地下水的来源、补给途径和地下水年龄。 数值模拟：基于数学模型和计算机技术，可以模拟地下水在不同条件下的流动和运移过程，预测未来变化趋势，为地下水资源管理提供科学依据。 遥感与地理信息系统（GIS）：利用卫星遥感数据和GIS技术，可以宏观地监测地表水体变化、植被覆盖情况，并与地下水信息相结合，进行综合分析。 地下水资源的合理利用与保护 地下水是宝贵的水资源，但并非取之不尽。过度开采可能导致地下水位下降、地面沉降、海水入侵（沿海地区）以及生态环境恶化等一系列问题。因此，对地下水资源的合理利用与保护显得尤为重要。 科学评估地下水可开采量：基于水文地质调查和模拟，准确评估含水层的可持续开采量，避免超采。 优化取水工程布局：合理规划井位，避免相互干扰，提高取水效率。 加强地下水污染防治：严格控制地表污染源，防止污染物渗入地下，保护地下水水质。 推广地下水回灌技术：在地下水超采地区，可以通过人工回灌等方式补充地下水，延缓地下水位下降。 开展地下水资源监测与评价：建立健全地下水监测网络，定期评价地下水资源状况，为决策提供依据。 这本书希望能够激发读者对地下水这一隐秘世界的好奇心，理解其在地球系统中扮演的不可或缺的角色。从细微的孔隙流动到宏观的水文循环，从静态的赋存状态到动态的演变过程，地下水展现着其独特的魅力与价值。通过科学的探索与严谨的研究，我们能够更好地认识、利用并保护这片深邃而珍贵的地下脉络。

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