地下水科學(xué)概論

前言

我國地下水科學(xué)與工程本科專業(yè)于2007年開始招生，為了滿足該專業(yè)開設(shè)地下水科學(xué)概論課程教學(xué)需要，我們編寫了《地下水科學(xué)概論》教材。地下水科學(xué)概論課程是地下水科學(xué)與工程本科專業(yè)教學(xué)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過該課程的教學(xué)，可以使學(xué)生了解和掌握地下水科學(xué)的基本概念和基本原理，深刻理解它們的實(shí)質(zhì)，以及靈活運(yùn)用地下水科學(xué)的基本知識(shí)去分析和解決實(shí)際問題，提高專業(yè)技能，為后續(xù)專業(yè)課程的教學(xué)和學(xué)生今后開展地下水科學(xué)領(lǐng)域的研究工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。地下水科學(xué)與工程專業(yè)的前身是水文地質(zhì)專業(yè)，《地下水科學(xué)概論》教材的前身是《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》及類似教材。自20世紀(jì)50年代以來，國內(nèi)外出版了多個(gè)版本的《水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)》教材或類似的教材，對于水文地質(zhì)專業(yè)人才的培養(yǎng)起到了重要的作用。與此同時(shí)，地下水科學(xué)領(lǐng)域的研究也取得了迅速的發(fā)展，在基本概念、基本原理、研究方法、現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用等多方面都取得了重要的進(jìn)展。在編寫本教材的過程中，我們力求繼承前人教材的經(jīng)典內(nèi)容，同時(shí)盡可能補(bǔ)充本學(xué)科所取得的新成果。本教材共分10章。第1章介紹地下水在地球表層的分布，著重介紹與地下水分布有關(guān)的基本概念。第2章介紹地下水運(yùn)動(dòng)的基本定律及相關(guān)的基本概念，重點(diǎn)是對達(dá)西定律的理解和靈活運(yùn)用。第3章介紹地下水參與地球表層水循環(huán)的各個(gè)環(huán)節(jié)及相關(guān)的概念和原理。第4章介紹地下水化學(xué)成分及其形成作用以及相關(guān)表示方法等。第5章介紹地下水系統(tǒng)的基本概念、分析方法和地下水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征及水均衡分析。第6章、第7章和第8章分別介紹賦存于不同含水介質(zhì)的地下水——孔隙水、裂隙水和巖溶水的基本特征。第9章和第10章分別介紹地下水對于人類活動(dòng)的有利方面和不利方面。本教材由周訓(xùn)主持編寫，其中緒言、第1章、第2章和第3章由周訓(xùn)編寫，第4章由何江濤編寫，第5章第l節(jié)和第2節(jié)由周訓(xùn)、趙亮編寫，第5章第3節(jié)由王旭升編寫，第6章和第7章由胡伏生編寫，第8章由周訓(xùn)、胡伏生和趙亮編寫，第9章和第10章由王旭升編寫。初稿完成后，由周訓(xùn)進(jìn)行修改、統(tǒng)編和定稿。

內(nèi)容概要

　　《高等學(xué)校地下水科學(xué)系列教材：地下水科學(xué)概論》為普通高等學(xué)校教育教材，共分10章，著重論述了地下水科學(xué)的基本知識(shí)和基本理論。內(nèi)容包括地下水在地球表層的分布，地下水運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，地下水參與地球表層水循環(huán)的補(bǔ)給、徑流和排泄環(huán)節(jié)，地下水水化學(xué)基本原理，地下水系統(tǒng)及其動(dòng)態(tài)特征和水均衡分析，孔隙水、裂隙水和巖溶水的基本特點(diǎn)，地下水資源特征及其利用，地下水與地質(zhì)環(huán)境問題等?！　　陡叩葘W(xué)校地下水科學(xué)系列教材：地下水科學(xué)概論》為地下水科學(xué)與工程專業(yè)、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)、水文與水資源工程專業(yè)等的教學(xué)用書，也可以作為從事相關(guān)專業(yè)的生產(chǎn)、科研和管理人員的參考用書。

書籍目錄

前言緒言第1章 地下水的分布1.1 地下水的存在形式和物理性質(zhì)1.1.1 地下水的存在形式1.1.2 地下水的物理性質(zhì)1.2 多孔介質(zhì)的空隙類型1.2.1 孔隙1.2.2 裂隙1.2.3 溶穴1.3 多孔介質(zhì)的水理性質(zhì)1.3.1 容水性、持水性和給水性1.3.2 透水性（滲透性）1.3.3 毛細(xì)性1.4 地下垂直剖面上的水分分帶1.4.1 包氣帶1.4.2 飽水帶1.5 含水層、隔水層和弱透水層1.5.1 含水層和隔水層1.5.2 弱透水層1.5.3 含水巖段、含水巖組和含水帶1.6 潛水、承壓水和上層滯水1.6.1 潛水1.6.2 承壓水1.6.3 上層滯水1.7 儲(chǔ)水構(gòu)造和巖層的富水程度1.7.1 儲(chǔ)水構(gòu)造1.7.2 巖層的富水程度第2章 地下水運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律2.1 基本概念和術(shù)語2.2 滲流基本規(guī)律2.2.1 達(dá)西定律2.2.2 達(dá)西定律應(yīng)用舉例2.2.3 達(dá)西定律適用范圍與非達(dá)西流2.3 流網(wǎng)2.4 非飽和帶水的運(yùn)動(dòng)2.4.1 非飽和帶水的能態(tài)2.4.2 非飽和帶水分特征曲線2.4.3 非飽和帶水的運(yùn)動(dòng)與零通量面2.5 其他地下水運(yùn)動(dòng)模型簡介2.5.1 平行板模型2.5.2 圓管模型2.5.3 變密度地下水運(yùn)動(dòng)第3章 地下水的循環(huán)3.1 地球上的水循環(huán)3.1.1 水文循環(huán)3.1.2 影響水循環(huán)的自然地理因素3.1.3 地下水的起源3.2 地下水的補(bǔ)給3.2.1 大氣降水的入滲補(bǔ)給3.2.2 地表水的補(bǔ)給3.2.3 凝結(jié)水的補(bǔ)給3.2.4 含水層之間的補(bǔ)給3.2.5 地下水的人工補(bǔ)給3.2.6 其他類型的補(bǔ)給3.3 地下水的排泄3.3.1 泉3.3.2 泄流3.3.3 蒸發(fā)排泄3.3.4 人工排泄3.4 地下水的徑流3.4.1 徑流方向、徑流強(qiáng)度和影響徑流的因素3.4.2 地下徑流量與地下徑流模數(shù)3.5 區(qū)域地下水的循環(huán)簡述3.5.1 河間地塊3.5.2 基巖山區(qū)和山問盆地3.5.3 基巖山區(qū)和洪沖積平原3.5.4 濱海含水層和海島含水層3.5.5 內(nèi)陸河流域3.5.6 大型沉積盆地第4章 地下水水化學(xué)基本原理4.1 天然地下水的化學(xué)組成4.1.1 主要組分和次要組分4.1.2 微量組分和特殊組分4.1.3 氣體成分4.1.4 同位素組分4.1.5 綜合指標(biāo)4.2 天然地下水的成因類型及水化學(xué)成分形成作用4.2.1 天然地下水的成因類型4.2.2 天然地下水化學(xué)組分的形成作用4.3 天然地下水化學(xué)成分的表示法、分類及分帶性4.3.1 水化學(xué)圖示法4.3.2 舒卡列夫分類4.3.3 地下水水化學(xué)的水平分帶4.4 污染地下水水化學(xué)特征4.4.1 地下水污染基本概念4.4.2 常見地下水污染類型4.4.3 地下水污染防治原則第5章 ，地下水系統(tǒng)及其動(dòng)態(tài)與均衡5.1 地下水系統(tǒng)5.1.1 地下水系統(tǒng)的含義5.1.2 地下水含水系統(tǒng)與地下水流動(dòng)系統(tǒng)5.2 地下水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)5.2.1 地下水系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的概念及分類5.2.2 地下水動(dòng)態(tài)的成因及影響因素5.2.3 典型地下水位與泉流量動(dòng)態(tài)5.3 地下水系統(tǒng)的均衡5.3.1 均衡要素與均衡方程5.3.2 地下水系統(tǒng)均衡狀態(tài)的演變第6章 孔隙水6.1 洪積物中的地下水6.1.1 洪積扇的沉積特征6.1.2 洪積扇中地下水分帶6.1.3 山前傾斜平原6.2 沖積物中的地下水6.2.1 沖積物的沉積特征6.2.2 河谷地下水6.2.3 沖積平原地下水6.3 三角洲地下水6.4 黃土高原地下水第7章 裂隙水7.1 裂隙的成因類型7.1.1 成巖裂隙7.1.2 構(gòu)造裂隙7.1.3 風(fēng)化裂隙7.2 裂隙的水力性質(zhì)7.2.1 裂隙的幾何特征7.2.2 裂隙的發(fā)育特征7.3 裂隙水的埋藏類型7.3.1 風(fēng)化殼狀裂隙水7.3.2 層狀裂隙水7.3.3 脈狀裂隙水第8章 巖溶水8.1 巖溶發(fā)育的基本條件與巖溶動(dòng)力系統(tǒng)8.1.1 巖石的可溶性8.1.2 巖石的透水性8.1.3 水的溶蝕性8.1 ：4水的流動(dòng)性8.1.5 巖溶動(dòng)力系統(tǒng)8.2 巖溶發(fā)育特征8.2.1 巖溶形態(tài)特征8.2.2 理想的巖溶發(fā)育和巖溶水系統(tǒng)演化過程8.2.3 巖溶發(fā)育的分帶與分層8.2.4 巖溶發(fā)育的影響因素8.2.5 表層巖溶、深部巖溶和古巖溶8.3 巖溶水的基本特征8.3.1 巖溶水的分布與運(yùn)動(dòng)8.3.2 巖溶水的補(bǔ)給、排泄、徑流與動(dòng)態(tài)8.3.3 巖溶水系統(tǒng)的“三水”轉(zhuǎn)化8.4 我國南方和北方的巖溶和巖溶水8.4.1 南方的巖溶和巖溶水8.4.2 北方的巖溶和巖溶水第9章 地下水資源及其利用9.1 地下水資源的概念和特征9.2 地下水資源評價(jià)簡介9.2.1 地下水資源量的分類9.2.2 地下水資源評價(jià)方法簡述9.2.3 流域水資源評價(jià)要點(diǎn)9.3 地下水資源的可持續(xù)利用9.3.1 地下水可持續(xù)利用的含義9.3.2 過量開采地下水的后果9.3.3 地下水開發(fā)工程的科學(xué)管理第10章 地下水與地質(zhì)環(huán)境10.1 劣質(zhì)地下水的危害與控制10.1.1 劣質(zhì)地下水的類型及其危害10.1.2 劣質(zhì)地下水的調(diào)查評價(jià)10.1.3 劣質(zhì)地下水的利用與控制10.2 地下水與地質(zhì)災(zāi)害10.2.1 地下水開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害10.2.2 地下水與斜坡穩(wěn)定性10.2.3 地下水與鹽漬化和沙漠化問題10.3 地下水與工程建設(shè)10.3.1 礦坑和地下洞室的涌水10.3.2 建筑基坑降水參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：垂直交替帶位于洪積扇的扇緣，地形平坦，常與平原河流沖積物或湖積物形成復(fù)合平原堆積，形成具有多層狀結(jié)構(gòu)的含水系統(tǒng)。此帶地下水徑流滯緩，潛水主要？肖耗于蒸發(fā)，并接受下部承壓水頂托補(bǔ)給，故稱為垂直交替帶。由于下部含水層可以獲得來自較高水位的上游地下水的補(bǔ)給，鉆井揭露承壓水后，承壓水往往能通過鉆井自溢出地表，成為自流井。在于旱氣候條件下，蒸發(fā)作用使?jié)撍V化度增高，可以高達(dá)10g／L以上，水化學(xué)類型也變?yōu)橐月然镄蜑橹鞯乃?，所以垂直交替帶又稱鹽分堆積帶。從剖面上看，上部的潛水是咸水或微咸水，下部承壓水是水質(zhì)良好的淡水，地下水大體上具有“上咸下淡”的水質(zhì)變化。以上3個(gè)帶的劃分僅適合于典型的洪積扇，代表了洪積扇縱向地下水總的變化趨勢。隨著具體條件的不同，沖洪積扇地下水的特點(diǎn)會(huì)有所不同。洪積扇的富水性不僅受到上述3個(gè)地下水分帶的控制，而且還受控于扇體表面洪流溝道的流水作用。富水地段與洪流溝道的分布一致，大致呈不規(guī)則的放射狀。

編輯推薦

《地下水科學(xué)概論》是高等學(xué)校地下水科學(xué)系列教材之一。

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