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水文地質學流網怎麼畫

發布時間: 2021-02-12 18:03:00

㈠ 水文地質學中,流網的作用,用途和意義

學科抄:水文地質學
詞目:流網
英文:flow net
釋文:在平面圖或剖面圖上由反映地下水在滲流場中運動方向、流速等要素的兩組互相正交的流線和等勢線所組成的網。流線是指地下水質點沿水頭(水位)降低方向運動的軌跡,在軌跡上任一點的切線與此點的流動方向相重合;等勢線是與流線呈正交的等水頭線(或等水位線)。運用流網可以計算流速,從而可計算流量。
在平面流動中,當流體質點沒有角速度的情況下,流線族與等勢線族結構成正交的網格。運用流網可以計算流速分布,並從而計算壓力分布和流量。

㈡  弱透水岩層的水文地質學

低滲透性或稱弱透水岩層水文地質學屬水文地質學的一門基礎性學科分支,理論性和方法試驗要求較高,難度也較大,是目前水文地質學研究的前沿。

低滲透性岩層的水文地質研究近年來獲得了前所未有的重視和發展,這與高放射性核廢料儲存,世界能源結構核能比重的增加有密切關系。研究的中心問題是在低滲透性岩石中地下水的流動與溶質(放射性物質)傳輸,包括野外研究、室內試驗、野外大型現場試驗、參數求取、數值模擬等。這類岩石有結晶岩、粘土及蒸發岩等。目前以北美與歐洲各國研究程度較高。最近10年來的國際地質大會論文也反映了這種現狀,在第30屆國際地質大會上也是美、加、法、比、西班牙、丹麥等國論文居多。

美國學者研究了沉積盆地中液相運移的古水文地質條件和形成一些有價值的礦產資源,討論了沉積盆地中地壓的形成和演變以及非均質岩石中低滲透率K與岩石結構的空間變化關系。他們還進行了低導岩石水力性質的野外測定,甚至在凝灰岩地區建立試驗站。當然這種試驗難度是較大的。當前研究裂隙岩水力特性的最新進展主要是把地質的和地球物理的方法結合起來建立三維流模型。德國進行了在低滲透性粘土層中水流線的觀測試驗。

關於低滲透性結晶岩需要進一步研究的水文地質問題,美國Chin-Fu Tsang指出有5個:①測試方法。由於裂隙水流比岩石基質的水流大幾個量級,因此不能採用常規抽水試驗。通常用注水試驗和壓力下降試驗,並發展了測量低水流速度的技術。現仍需要在岩石裂隙的力學性(張開或閉合)和注入水壓力關系方面進行研究,包括有效地測定裂隙的水力傳導率。②野外試驗解析技術。低滲透性裂隙介質的水力傳導率空間上變化很大,應研究對野外井試數據進行仔細的解析和復核方法。③物理作用過程。在低滲透性介質中除已知的一些作用過程外,還應附加4個影響因素:一是單一裂隙的縫隙變化;二是通道水流或集中水流的存在;三是示蹤劑在基質中的擴散作用,這是個緩慢過程;四是耦合的熱-水機械作用,導致裂隙的開啟或閉合,從而改變水力傳導率。對這些作用過程雖有不同程度的了解,但在模型研究中的技術處理仍在發展之中。④模擬技術。一般採用裂隙網路模型和隨機連續模型。如何用隨機模型了解野外試驗,校正參數,模擬物理現象還存在問題。⑤預測模型戰略。對地質建造中與溶質流動和傳輸有關的水文作用,包括彌散及其比例關系、基質擴散、通道水流和密度驅動流問題尚不清楚,與預測模型有關的科學問題,包括如何獲得適當的邊界條件以及有關系統的長期方案(時空變化);如何掌握地質系統的非均質性;如何開發該系統的概念模型,如何將與有效數據一致的概念模型結合在一起等正在研究中,目前還缺乏對104a情況進行預測研究的經驗。

㈢ 水文地質學的學科分類及其與相鄰學科的關系

一、水文地質學的學科分類

水文地質學和許多自然科學一樣,按其知識內容和知識的用途,可將其學科分為四類:即水文地質學的基礎理論;水文地質學的應用理論;地下水勘查技術理論與方法;地下水資源管理理論。水文地質學的基礎理論主要是研究地下水形成條件、埋藏分布和地下水的運動規律;水文地質學的應用理論主要是闡明應用水文地質學的基本理論去解決供水、礦床疏乾等具體問題的理論與方法;水文地質勘查技術理論方法,則主要是專門闡述地下水的調查、勘探、試驗、取樣分析和動態均衡的研究方法;地下水資源管理理論則是闡明地下水的科學利用與管理方法。

二、水文地質學與相鄰學科的關系

水文地質學是從地質學中派生出來的一門新興學科。由於岩石是地下水貯存的介質,地下水的埋藏分布主要受控於地貌、第四紀地質與地質構造條件。因此在地質學中,水文地質學與岩石、地層、地貌、第四紀地質以及構造地質學的關系最為密切,也可以說它們是地下水賦存的基礎,離開地質學就沒有水文地質學。

地下水水量和水質的形成、埋藏特徵以及地下水的補給、徑流和排泄條件與氣候、地形、地表水文條件密切相關。特別是潛水,它直接接受大氣降水補給,其地下水面隨地形的變化而變化,和地表水體一般都有直接的水力聯系,其區域特徵有明顯的緯度分帶性。因此,自然地理學也是水文地質學的一個主要基礎。

地下水是地質歷史的產物,也是一種地質礦產。但它和其他地質礦產的最顯著區別是具有流動性,或者說地下水資源是具有一定更新能力的資源。由於它是一種流體,故科學家很早就藉助水力學和流體力學的知識來研究地下水運動和地下水的資源量,因此水力學便成為地下水運動理論的基礎。

地下水和各種自然資源一樣,有其量和質的兩種特徵。地下水水質主要決定於水中化學組分的種類及其含量,而確定這些組分的種類、含量、來源、變化以及地下水演變的地質歷史,則離不開各方面的化學知識及放射性同位素方面的知識。

地下水本身是地球環境的組成部分,地下水的水量與水質的形成都與環境緊密聯系,同時地下水的天然運動及人為開采活動又對環境產生各種正面和負面的效應。由於人類活動施加給自然環境的影響日益強烈,從而使環境和地下水之間的依存、制約關系更為密切,因此水文地質學和環境學、環境工程學、環境醫學、環境生態學之間的聯系和學科內容的交叉顯得更加重要。

由於地下水運動是一種比地表水和管流更為復雜的水流運動,因此描述地下水流和溶質運動規律的數學模型,要比地表水流復雜得多,它幾乎涉及到傳統數學和現代數學的各個領域。自20世紀初地下水的穩定流理論形成後,偏微分方程、數學物理方程、復變函數、數理統計方法、模糊數學、數值模型方法、最優化理論和系統工程學的引進,都使地下水的計算理論和水質、水量的評價與管理理論得到了新的發展。特別是電子計算機及信息技術的出現,使水文地質計算方法、評價方法、地下水的數字化都進入一個全新的領域。

地下水資源是埋藏在地下的一種有用資源,必須藉助一定調查、勘探、試驗手段才能查明其埋藏分布規律和水量水質狀況。因此地質礦產勘查的一切手段(如鑽探、地球物理勘探、各種鑽孔測試方法,空間遙感技術、水質化驗分析及動態監測技術等)都在地下水勘查中有廣泛應用,都是水文地質學的構成內容之一。

㈣ 水文地質學測量流量的方法有哪些

簡單的有浮漂法測流量,這種方法誤差比較大,要求對徑流橫斷面有一個較准確的估量專S,找一個屬浮漂物,記下單位時間T對應走過的距離L,最後Q=LS 若是要比較精確的可以用流量計,差壓式流量計,速度式流量計,容積式流量計等等

㈤ 水文地質學基礎的重點有哪些大概說說

地質學基礎
地下水分類
含、隔水層分布及岩性
各含水層間水力聯系
地下專水運動規律
地表水、屬地下水、天然降水之間的聯系
專門水文地質學(如果只是基礎可以不考慮專門水文地質)
你這個沒有懸賞分,我仍然回答你,你以後要厚道點

㈥ 水文地質學流網問題 請問第6題怎麼繪制流網 謝謝

提高胃幽門的收縮力,使膽汁不會返流,通常被認為是比較難的問題.因為,五臟六內腑是不太容易鍛容煉的.根據我們老祖宗的和進行鍛煉,效果會比較好.具體方法是:1.兩腳開裂,以肩寬站立。2.兩手指尖相對,手心向上,放於腹部;3.雙手慢慢上移到胸部,同時,吸氣,蹬腿,提腳跟。停頓。4.翻轉掌心向下,向下移手到腹部,同時,呼氣,放鬆腿部,落腳跟。停頓。5.掌心向下,上抬雙手到眉齊,翻轉掌心向上,上推雙手;同時,吸氣,蹬腿,提腳跟。停頓。6.雙手慢慢放下,同時,呼氣,放鬆腿部,落腳跟。停頓。每天做12次。

㈦ 水文地質學基礎 流網有何特性與用途

提高胃幽門的收縮力,使膽汁不會返流,通常被認為是比較難的問題.因為,五臟六腑是不內太容易鍛煉的.根據我容們老祖宗的和進行鍛煉,效果會比較好.具體方法是:1.兩腳開裂,以肩寬站立。2.兩手指尖相對,手心向上,放於腹部;3.雙手慢慢上移到胸部,同時,吸氣,蹬腿,提腳跟。停頓。4.翻轉掌心向下,向下移手到腹部,同時,呼氣,放鬆腿部,落腳跟。停頓。5.掌心向下,上抬雙手到眉齊,翻轉掌心向上,上推雙手;同時,吸氣,蹬腿,提腳跟。停頓。6.雙手慢慢放下,同時,呼氣,放鬆腿部,落腳跟。停頓。每天做12次。

㈧ 地圖顯示的位置和我所在的位置不一樣

學科:水文地質學
詞目:流網
英文:flow net
釋文:在平面圖或剖內面圖上由反映地下水在滲容流場中運動方向、流速等要素的兩組互相正交的流線和等勢線所組成的網。流線是指地下水質點沿水頭(水位)降低方向運動的軌跡,在軌跡上任一點的切線與此點的流動方向相重合;等勢線是與流線呈正交的等水頭線(或等水位線)。運用流網可以計算流速,從而可計算流量。
在平面流動中,當流體質點沒有角速度的情況下,流線族與等勢線族結構成正交的網格。運用流網可以計算流速分布,並從而計算壓力分布和流量。

㈨ 水文地質學的創立過程

水文地質學和許多自然科學相比較,是一門比較年輕的科學。盡管在人類社會早期就開始利用地下水,但是水文地質學卻是在19世紀末,人類社會開始進入工業化社會後才逐漸發展起來的,直到20世紀的20~30年代才真正地成為一門獨立的科學。

在人類社會進入工業社會之前,人們對地下水的認識僅局限於對地下水起源的推測和找水、鑿井方法的經驗總結。

遠在公元前1000年以前,我們的祖先就已經知道水井的使用和保護方法。如《周易》中有「井洌,寒泉食。?之以石,則潔而不泥,汲之以器,則養而不窮,井之功大矣」,即以磚(或石)壘砌井壁則可使井水潔凈,有節制地取水,則使井水不致乾枯。

早在春秋時代,管子《地員》篇中就敘述了如何根據泥土顏色及植物種類來判斷地下水的深淺和水質,以及根據岩石性質來判斷有無地下水,如「庚泥(泥沙混合沉積物),不可得泉」、「炎壤(即紅土),不可得泉」等等。

隨著地下水開發經驗的積累,明朝徐光啟的《農政全書》中(1639年)對地下水開發的技術做了較為深入的科學歸納,如「鑿井之處,山麓為上,蒙泉所出。鑿井者,察泉水之有無,斟酌避就之」。判斷地下水埋藏深淺的方法則是「井與江河地脈貫通,其水淺深,尺度必等,今問井應深幾何?宜度天時旱潦,河水所關;酌量加深幾何,而為之度,去江河遠者不論」。由此可知,當時已經知道泉是地下水的天然露頭,故鑿井時一方面要考慮地貌形態,另一方面要根據泉的出露情況來選擇水井位置。同時指出,在江河附近,地下水與河水有緊密聯系,故可用河水水位推測地下水埋深。

而在有著古老文明歷史的歐洲,產業革命前的自然科學家和一些哲學家對地下水的認識,則主要集中在自然界的水循環和地下水的起源方面。

公元前15世紀,羅馬人Marcus Vitruvius(馬爾古斯維查奧斯)第一個提出了水循環的概念,他認為:水通過融雪滲入到山區地下,並在低處出露成泉。到公元前4世紀,對地下水的認識有了很大的進步,如古希臘哲學家亞里士多德(Aristotle)認為地下水產生於一個復雜的像海綿似的地下空隙系統中,且從空隙中排泄到泉水中,亞里士多德正確認識到某些洞穴水來源於雨水。

從紀元初到西歐文藝復興時代之前的這一時期,國外學者對於水文地質學形成提出了以下一些比較有意義的觀點。伊朗著名的哲學家和科學家Sheikh Abu Raihan(973~1048年)第一個對自流井的形成機理給予了正確解釋。但真正論述自流井的文獻,則是出現在1715年Autonio Vallisnieri(義大利Raa大學校長)有關義大利北部自流井的論文中,論文中附有最早的關於自流井的地質剖面。其次需指出的是中世紀傑出的烏茲別克學者阿布爾-拉依,阿拉-畢魯尼(數學家、天文學家、物理學家,公元937~1048年)正確地指出靜水壓力對地下水運動所起的作用,並解決了一些實際的用水問題。還需要提出的是17世紀末葉一些關於地下水的科學試驗。法國科學家Pievre Perrault(1608~1680年)所做的蒸發和毛細上升高度試驗,證實了毛細上升的水在水位之上,不是一個自由體,它在砂層內的高度小於1 m。Edme Mariotte(1620~1684年)在巴黎觀測站測量了雨水的入滲量,因此兩人都認為泉水是由降雨滲入地下而補給的。Mariotte這一論點發表在他死後的1690年巴黎出版的書中。

水文地質學的真正形成,可以認為主要是在18世紀末期到20世紀初(20世紀20年代)這一段人類步入工業化社會的過程中。隨著工、農業的迅速發展和城市擴大與人口的增加,需水量急增,使更多的開采礦床,與礦坑地下水進行斗爭的問題也提到了日程上。因此工業化的過程促使科學家必須關注地下水的研究,水文地質學隨之而誕生。

關於地下水起源和地下水賦存的地質條件的研究,是水文地質學的基礎理論。它是在許多學者對各種專門問題取得研究成果的基礎上逐漸積累而成的。關於地下水起源的爭論,實際上自18世紀許多歐洲科學家通過各種實驗和水均衡計算後,地下水的降水入滲補給學說已為多數學者認同,除此之外人們也注意到了凝結、埋藏、初生論等地下水起源的學說。

關於地下水和地質條件的關系,是許多關注地下水的學者最早研究的問題。許多地質學家對專門性問題都有貢獻,例如許多荷蘭地質學家對沿海砂丘地區地下水的認識有過貢獻;俄羅斯的地質學家對永凍層地區地下水的起源有深入的研究;日本地質學家和地球物理學家對熱泉進行過研究;法國的A.Daubree很早就發表了關於地下水地質方面論文;地質學家H.T.Stearns在其有關夏威夷島的地質專著中,深入論述了火山岩和地下水起源的關系;W.M.Davis和J.H.Bretz發表了很多關於石灰岩溶洞和地下水關系的論著;南非地質學家Dutoit發表了南非基岩區地下水的專著;美國地調所的O.C.Meinzer於1923年對美國地下水做了總結性描述,同時他明確地將水文地質學列為地球科學的一個新分支。

在水文地質學的形成過程中,在19世紀末葉以來俄羅斯學者的貢獻也功不可沒。19世紀末葉,俄國成立了地質委員會,A.N.卡爾賓斯基、H.A.索科洛夫等學者做了一系列的水文地質調查,奠定了區域水文地質學基礎;1880~1890年索科洛夫等寫出《俄南部自流井》的第一篇綜合著作,尼基廷發表了《俄羅斯平原的潛水和自流井》專著;1914年莫斯科水利工程學院工程系成立了俄國第一個水文地質教研室;十月革命後的1920年在莫斯科礦業學院開設了俄國第一個水文地質專業;1925年A.H.謝米哈托夫發表了《蘇聯地下水》專著,該書標志著蘇聯水文地質學的正式形成。

地下水的運動理論則主要是由許多水力學家及供水工程專家開創的。在這方面貢獻最大的首先是法國水力學家達西(Henry Darcy)。他根據所進行的實驗,於1856年發現了水在砂土中滲透的層流運動定律,奠定了地下水在孔隙岩層中運動理論的基礎。7年之後的1863年,法國另一個水力學家裘布依(Jubs Dupuit)在達西定律的基礎上,提出了地下水流向水井的運動公式,從而奠定了地下水穩定流理論的基礎。1876年德國Adolph Thiem 改進了裘布依公式,改進後的公式可以精確計算出當含水層中一口水井抽水時,在臨近水井中產生的水位效應。1886年奧地利人Philip Forchheimer 在研究含水層中地下水運動時引進了等勢線和流線的概念,他第一個應用拉普拉斯方程和映象方法於井流理論的計算中。1934年俄羅斯學者卡明斯基出版了第一部《地下水動力學》專著。1935年泰斯(C.V.Theis)在熱傳導理論的基礎上建立了的非穩定井流公式,至此,標志著地下水動力學理論已基本形成。

地下水水質或者說水化學理論的建立相對較晚。盡管對礦水、礦泉水的研究早在人類利用地下水的初期即已開始,但主要局限於水的物理性質與醫療療效的認識,真正的水化學和水文地球化學,是在19世紀後期才開始發展起來的。早期的水化學研究是由德國的B.M.Lersch於1864年以及加拿大的T.S.Munt於1865年進行的,Munt做了一些早期的地球化學解釋。在北美,現代水文地球化學研究始於F.W.Clarke,他在1910~1925年之間出版了較系統的水化學研究專著,專著中包括了大量的水分析和地球化學解釋。同一時期內俄羅斯學者格拉西莫夫於1920年出版了《俄國的礦水》的專著,1948年蘇寧對油田水水化學進行過深入研究,並提出了地下水化學類型分類,而阿列金1953年出版的《水文化學原理》則是俄羅斯水文地球化學科學正式形成的標志。

我國的現代水文地質科學相對來說發展較晚,直到20世紀30年代,才有梁津、謝家榮、王鈺、馬振圖等人於南京、河南安陽等地開展了零星的地下水調查,而水文地質學的真正發展則是在新中國成立之後。

㈩ 實驗五 承壓水模擬演示

一、實驗目的

1. 熟悉有關承壓水的基本概念。

2. 增強對承壓水的補給、排泄和徑流的感性認識。

3. 練習運用達西定律的基本觀點分析水文地質問題。

二、實驗內容

1. 分析承壓含水層補給與排泄的關系。

2. 承壓水開采時流網的變化。

3. 觀測天然條件下泉流量的衰減曲線。

4. 設計性實驗: 演示穩定開采條件下承壓水流網的變化特徵。

三、實驗儀器和用品

1. 承壓水演示儀 (見圖Ⅰ5-1) 。儀器的主要組成部分及功能如下。

1) 含水層: 用均質石英砂模擬。

2) 隔水層: 用隔水有機板模擬。

3) 斷層泉: 承壓含水層主要通過泉排泄,在泉水排出口,用秒錶和量筒測量流量。

4) 模擬井 (虛線部分為濾水部分) : 中間 b 井和開關連通,通過開關可以控制 b井的抽 (注) 水量。

5) 模擬河水位變動: 承壓含水層接受河流補給,通過調整穩水箱 (升降閥) 的高度控制補給承壓含水層的河水水位。

6) 底板測壓點: 隔水底板安裝測壓點,測壓點與測壓板連接,可以測得任一測壓點的測壓水頭。

2. 秒錶。

3. 量筒 (500 mL,50 mL,25 mL 各 1 個) 。

4. 直尺 (長度 50 cm) 。

5. 計算器等。

6. 蠕動泵 (用於模擬抽水) 。

圖Ⅰ5-1 承壓水演示儀裝置實體圖

四、實驗步驟

1.熟悉承壓水演示儀的裝置與功能。

2.測繪測壓水位線。抬高穩水箱,使河水保持較高水位,以補給含水層;待測壓水位穩定後,分別測定河水、a、b、c三井和泉的水位;在圖Ⅰ5-2上繪制承壓含水層的測壓水位線。自補給區到排泄區水力梯度有何變化?為什麼會出現這些變化?

3.測繪平均水力梯度與泉流量的關系曲線。測定步驟2中的泉流量、河水位(H1)、泉點水位(H8),計算平均水力梯度(I),記入表格「實驗五承壓水模擬演示實驗記錄表」中。

分兩次降低穩水箱,調整河水位(但仍保持河水能補給含水層)。待測壓水位穩定後,重復步驟3,將測量數據記入實驗記錄表。

4.b井抽水,測定泉流量及b井抽水量。為了保證b井抽水後,仍能測到各井水位,抽水前應抬高河水位(即抬高穩水箱)。待測壓水位穩定後測定泉流量,記入實驗記錄表。b井抽水,待測壓水位穩定後,測定各點水頭,標在圖Ⅰ5-3上,畫出b井抽水時的承壓含水層平面示意流網;同時測定泉流量及b井抽水量並記入實驗記錄表。從測定結果分析,抽水後泉流量的減量是否與b井抽水量相等?為什麼?

5.測繪泉流量隨時間的衰減曲線。停止b井抽水(關閉抽水井開關),待水位穩定後,停止河流補給(將供水箱降低至承壓含水層底部),測量泉流量隨時間的變化(按時間段測量),將測量結果記入實驗記錄表。

五、實驗成果

1.提交實驗報告表,即承壓水模擬演示實驗記錄表。

2.在圖Ⅰ5-2上繪制承壓水測壓水位線。

3.在圖Ⅰ5-3平面圖上繪出b井抽水時的承壓含水層平面示意流網。

4.繪制泉流量隨時間的變化曲線(實驗五用紙)。

六、思考題

分析回答承壓含水層自補給區(河流)到排泄區(泉)過水斷面的變化特徵。

七、設計性實驗內容(供參考)

利用承壓水模擬演示儀進行穩定開采條件下承壓水流網的變化特徵實驗,觀察承壓水流網的變化,測量並記錄實驗結果。

圖Ⅰ5-2 承壓水演示用剖面圖

圖Ⅰ5-3 承壓水演示用平面圖

水文地質學基礎實驗實習教程

實驗五 承壓水模擬演示實驗記錄表

實驗五用紙

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