高等學(xué)校教材:水文地質(zhì)學(xué)
定 價:35 元
- 作者:肖長來 ,等 著
- 出版時間:2010/3/1
- ISBN:9787302213383
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:P641
- 頁碼:291
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《水文地質(zhì)學(xué)》針對當(dāng)前國民經(jīng)濟建設(shè)的需要和地質(zhì)工程、巖土工程、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科發(fā)展的需要,系統(tǒng)論述了水文地質(zhì)學(xué)的基本概念、基本理論和方法;重點介紹了地下水形成與賦存的基本規(guī)律、地下水運動的基本規(guī)律、不同介質(zhì)中地下水的重要特征、地下水的理化特征、地下水運動的基本理論、水文地質(zhì)參數(shù)計算、水文地質(zhì)勘察、地下水資源評價、建設(shè)項目地下水專題評價等。附錄為專業(yè)術(shù)語中英文對照表。
《水文地質(zhì)學(xué)》可作為高等學(xué)校地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)工程、勘查技術(shù)與工程、土木工程、交通工程、資源勘查工程等專業(yè)的本科教材,也可作為水文與水資源工程、地下水科學(xué)與工程。環(huán)境工程、地質(zhì)資源勘查、水利水電工程、采礦工程等相關(guān)專業(yè)的參考教材,還可作為水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等領(lǐng)域科技人員的參考書。
本教材是針對當(dāng)前高等學(xué)校人才培養(yǎng)、學(xué)科發(fā)展狀況和經(jīng)濟建設(shè)的需要,并針對當(dāng)前除地下水科學(xué)與工程、水文與水資源工程專業(yè)以外的與地學(xué)專業(yè)有關(guān)的本科生教學(xué)大綱進行編寫的。主要內(nèi)容包括水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、地下水動力學(xué)、水文地質(zhì)勘察和建設(shè)項目地下水專題評價四部分內(nèi)容。
本教材分為緒論及正文11章。緒論主要講授地下水及其功能、水文地質(zhì)學(xué)科的分支、發(fā)展過程及發(fā)展趨勢;第1~6章為地下水基礎(chǔ)理論;第7章、第8章為地下水運動的基本理論、水文地質(zhì)參數(shù)計算;第9章、第10章為水文地質(zhì)勘察、地下水資源評價;第11章為建設(shè)項目地下水專題評價,主要是針對當(dāng)前社會需求和經(jīng)濟建設(shè)遇到的水文地質(zhì)問題而增加的內(nèi)容。
第1章為地下水賦存規(guī)律,講授地球上的水及其循環(huán)、巖石中的水分及地下水賦存特征。第2章為地下水運動規(guī)律,主要講授滲流的基本概念、重力水運動的基本規(guī)律、飽和粘性土中水的流動。第3章為地下水理化特征及形成作用,主要講授地下水的物理性質(zhì)、地下水的化學(xué)特征、地下水化學(xué)形成作用及其基本成因類型、地下水化學(xué)成分的分析內(nèi)容與分類圖示。第4章為地下水系統(tǒng)及其循環(huán)特征,主要包括地下水系統(tǒng)的概念、地下水含水系統(tǒng)與流動系統(tǒng)、地下水的補給、徑流與排泄及其對地下水水質(zhì)的影響。第5章為地下水動態(tài)與均衡,講授地下水動態(tài)與均衡的概念、基本內(nèi)容及相互關(guān)系。第6章為不同介質(zhì)中地下水的基本特征,包括孔隙水、裂隙水和巖溶水。第7章為地下水運動的基本理論,主要講授地下水滲流理論基礎(chǔ)、含水層中地下水運動公式、完整井穩(wěn)定流公式、完整井非穩(wěn)定流公式、越流完整井非穩(wěn)定流公式、潛水完整井非穩(wěn)定流公式、邊界井及非完整井流公式;第8章為水文地質(zhì)參數(shù)計算,講授水文地質(zhì)參數(shù)的穩(wěn)定流求參方法、非穩(wěn)定流求參方法及其他水文地質(zhì)參數(shù)計算方法。第9章為水文地質(zhì)勘察,包括水文地質(zhì)調(diào)查、水文地質(zhì)物探、水文地質(zhì)鉆探、水文地質(zhì)試驗和地下水動態(tài)監(jiān)測,其中水文地質(zhì)試驗包括抽水試驗、滲水試驗、鉆孔注水試驗、鉆孔壓水試驗、連通試驗和彌散試驗。第10章為地下水資源計算與評價,講授地下水資源評價概述、水量均衡法、解析法、數(shù)值法、開采試驗法、回歸分析法、地下水水文分析法。第11章為建設(shè)項目地下水專題評價,包括基坑降水工程、礦山開發(fā)工程、水利水電工程及隧道(隧洞)工程、地?zé)豳Y源評價、環(huán)境水文地質(zhì)勘察及地下水專業(yè)模型技術(shù)。
為便于學(xué)習(xí),每章后附有思考題,附錄為專業(yè)術(shù)語中英文對照表。
本教材的特點如下:
水文地質(zhì)學(xué)前言 (1) 以水文地質(zhì)學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)方法為主線,充分吸收水文地質(zhì)學(xué)科的最新研究成果和前沿研究信息,力求達到科學(xué)性、系統(tǒng)性、新穎性和適應(yīng)性。
(2) 內(nèi)容上兼顧水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、地下水動力學(xué)、專門水文地質(zhì)學(xué)及工程建設(shè)地下水問題分析,既注重基本理論知識,又切實關(guān)注專業(yè)理論知識的運用,突出理論和實踐相結(jié)合的理念。
(3) 在傳統(tǒng)水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)前學(xué)科發(fā)展和社會經(jīng)濟建設(shè)的需求,增編了建設(shè)項目地下水專題分析評價,簡明扼要地介紹了工程建設(shè)中與地下水有關(guān)的問題及其勘察評價方法,對于實際水文地質(zhì)工作具有重要的指導(dǎo)意義。
(4) 系統(tǒng)介紹了地下水模擬技術(shù),附錄給出了常用的水文地質(zhì)術(shù)語及其英文詞匯,為深入學(xué)習(xí)提供了廣闊的空間。
本教材由吉林大學(xué)肖長來、梁秀娟與長春工程學(xué)院王彪、郎秋玲合編,肖長來負責(zé)統(tǒng)稿、定稿。最后由吉林大學(xué)著名的水文地質(zhì)學(xué)家廖資生教授和曹劍峰教授審定。各章編寫分工如下:緒論、第1~6章由肖長來、梁秀娟、郎秋玲編寫;第7~10章由梁秀娟、肖長來和王彪編寫;第11章由肖長來、王彪、梁秀娟編寫。
本教材在醞釀和構(gòu)思過程中,得到了吉林大學(xué)林學(xué)鈺院士、教務(wù)處高淑貞副處長、環(huán)境與資源學(xué)院院長趙勇勝教授、副院長盧文喜教授等的大力支持,得到地下水科學(xué)與工程系曹劍峰教授和其他全體教師的鼎力相助。在日常教學(xué)和課程研討過程中,還先后得到吉林大學(xué)教學(xué)督導(dǎo)、著名的水文地質(zhì)學(xué)家房佩賢教授、廖資生教授、林紹志教授的諄諄教誨和頻頻啟發(fā),整個教材的構(gòu)思和選材也凝聚了這些前輩們的心血。本學(xué)院馬喆、博士研究生馮波、方樟、杜超、劉金鋒及碩士研究生劉璇、鄧頌霖、王光明、李帥杰、張冬冬、許傳音等參加了部分文字校正、書中插圖繪制工作。
本教材可作為高等學(xué)校地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)工程、勘查技術(shù)與工程(工程地質(zhì)與勘查工程、應(yīng)用地球化學(xué)方向)、土木工程、交通工程、資源勘查與工程等專業(yè)的本科教材,也可作為水文與水資源工程、地下水科學(xué)與工程、環(huán)境工程、資源勘查工程(石油天然氣、固體礦產(chǎn)方向)、地理信息系統(tǒng)、水利水電工程、采礦工程等相關(guān)專業(yè)的參考教材,還可作為水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等領(lǐng)域科技人員的參考書。
由于時間和水平所限,本書難免存在不足與錯誤之處,懇請讀者給予批評指正。
編者2009年9月
緒論
0.1 地下水及其功能
0.1.1 地下水的基本概念
0.1.2 地下水的功能
0.2 水文地質(zhì)學(xué)科的分支
0.3 水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展過程
0.4 水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨勢
0.4.1 水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨勢
0.4.2 今后的主體研究內(nèi)容
思考題
第1章 地下水賦存規(guī)律
1.1 地球上的水及其循環(huán)
1.1.1 地球上的水
1.1.2 自然界的水循環(huán)
1.1.3 我國水文循環(huán)概況
1.2 巖石中賦存的水分
1.2.1 巖石中的空隙
1.2.2 巖石中水的存在形式
1.2.3 巖石的水理性質(zhì)
1.3 地下水賦存特征
1.3.1 包氣帶和飽水帶
1.3.2 含水層、隔水層與弱透水層
1.3.3 地下水的分類
1.3.4 潛水
1.3.5 承壓水
1.3.6 上層滯水
思考題
第2章 地下水運動規(guī)律
2.1 滲流的基本概念
2.2 重力水運動的基本規(guī)律
2.2.1 砂質(zhì)土的線性滲透定律——達西定律
2.2.2 滲透流速
2.2.3 水力梯度
2.2.4 滲透系數(shù)
2.3 飽和粘性土中水的流動
思考題
第3章 地下水理化特征及形成作用
3.1 地下水的物理性質(zhì)
3.1.1 溫度
3.1.2 顏色
3.1.3 味道
3.1.4 透明度
3.1.5 氣味
3.1.6 比重
3.1.7 導(dǎo)電性
3.2 地下水的化學(xué)特征
3.2.1 地下水中的氣體成分
3.2.2 地下水中的離子成分
3.2.3 地下水中的其他成分
3.3 地下水化學(xué)成分的形成作用
3.3.1 溶濾作用
3.3.2 蒸發(fā)濃縮作用
3.3.3 脫碳酸作用
3.3.4 脫硫酸作用和脫硝(氮)作用
3.3.5 陽離子交替吸附作用
3.3.6 混合作用
3.3.7 人類活動對地下水化學(xué)成分的影響
3.4 地下水化學(xué)成分的基本成因類型
3.4.1 溶濾水
3.4.2 沉積水
3.4.3 內(nèi)生水
3.5 地下水化學(xué)成分分析
3.5.1 地下水化學(xué)成分的分析內(nèi)容
3.5.2 地下水化學(xué)成分表達式
3.5.3 地下水化學(xué)分類與圖示方法
思考題
第4章 地下水系統(tǒng)及其循環(huán)特征
4.1 地下水系統(tǒng)
4.1.1 地下水系統(tǒng)的概念
4.1.2 地下水含水系統(tǒng)與流動系統(tǒng)的比較
4.2 地下水含水系統(tǒng)與流動系統(tǒng)
4.2.1 地下水含水系統(tǒng)
4.2.2 地下水流動系統(tǒng)
4.3 地下水補給
4.3.1 大氣降水對地下水的補給
4.3.2 地表水對地下水的補給
4.3.3 凝結(jié)水的補給
4.3.4 含水層之間的補給
4.3.5 地下水的其他補給來源
4.4 地下水排泄
4.4.1 泉
4.4.2 泄流
4.4.3 蒸發(fā)蒸騰
4.4.4 徑流排泄
4.4.5 人工開采.
4.5 地下水循環(huán)對地下水水質(zhì)的影響
思考題
第5章 地下水動態(tài)與均衡
5.1 地下水動態(tài)
5.1.1 地下水動態(tài)的研究意義
5.1.2 影響地下水動態(tài)的因素
5.1.3 地下水天然動態(tài)類型
5.2 地下水均衡
5.2.1 地下水均衡的有關(guān)概念
5.2.2 水均衡方程
5.3 地下水動態(tài)與均衡的關(guān)系
思考題
第6章 不同介質(zhì)中地下水的基本特征
6.1 孔隙水
6.1.1 沖洪積扇中的地下水
6.1.2 沖積平原中的地下水
6.1.3 湖積物中的地下水
6.1.4 黃土高原的地下水
6.2 裂隙水
6.2.1 裂隙水的類型
6.2.2 裂隙介質(zhì)及其滲流
6.3 巖溶水
6.3.1 巖溶發(fā)育的基本條件與影響因素
6.3.2 巖溶水系統(tǒng)的演變
6.3.3 巖溶水的特征
6.3.4 我國南北方巖溶及巖溶水的差異
思考題
第7章 地下水運動的基本理論
7.1 地下水滲流理論基礎(chǔ)
7.1.1 多孔介質(zhì)及其特性
7.1.2 滲流
7.1.3 流網(wǎng)與折射定律
7.1.4 含水層的狀態(tài)方程
7.1.5 滲流連續(xù)方程
7.1.6 承壓水運動的基本微分方程
7.1.7 潛水運動的基本微分方程
7.1.8 數(shù)學(xué)模型及其解法
7.2 地下水穩(wěn)定流計算公式
7.2.1 含水層中地下水穩(wěn)定流公式
……
第8章 水文地質(zhì)參數(shù)計算
第9章 水文地質(zhì)勘察
第10章 地下水資源計算與評價
第11章 建設(shè)項目地下水專題評價
附錄 專業(yè)術(shù)語中英文對照表
參考文獻
地下水的功能主要有資源、生態(tài)和環(huán)境三大方面,包括資源功能、生態(tài)環(huán)境因子、災(zāi)害因子、地質(zhì)營力與信息載體等五種功能。
首先是資源功能,作為水資源重要組成部分的地下水,由于其水質(zhì)良好、分布廣泛、變化穩(wěn)定、便于利用而成為理想的供水水源,有時是唯一的供水水源。在我國半干旱與干旱區(qū)的華北、西北和東北地區(qū),地下水是人類生活飲用水和工農(nóng)業(yè)用水的主要水源。
此外當(dāng)?shù)叵滤懈患承}類與元素時,可成為有工業(yè)價值的液體礦產(chǎn),稱為工業(yè)礦水。當(dāng)?shù)叵滤心承┨厥獾慕M分,具有某些特殊的性質(zhì),從而具有一定的醫(yī)療價值和保健作用時被稱為礦泉水。礦水及礦泉水分別是建立礦泉療養(yǎng)地和生產(chǎn)瓶裝礦泉水的必要資源。地球含有地下熱能資源,熱水、熱蒸汽為載熱流體,可用于發(fā)電、建立溫室等,地下熱能的利用也是目前的主要研究課題之一。
其次,地下水是主要的生態(tài)環(huán)境因子。在進行地下水開發(fā)利用的同時,人們越來越認識到地下水在開發(fā)利用中會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生越來越多的影響。地下水是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中一個敏感的子系統(tǒng),是極其重要的生態(tài)環(huán)境因子,地下水的變化往往會影響生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的天然平衡狀態(tài)。
多年對地下水開發(fā)利用的研究表明,地下水開發(fā)利用不當(dāng),也會使地下水成為災(zāi)害因子。20世紀50年代末期,華北地區(qū)攔蓄降水和地表水,只灌不排,使地下水位抬升,蒸發(fā)加強,土壤積鹽,造成土壤次生鹽漬化。在干旱和半干旱的平原、盆地中地下水位淺藏地區(qū),也會發(fā)育原生的土壤鹽漬化。濕潤地區(qū)的平原和盆地,由于天然和人為的原因造成地下水位過淺,會產(chǎn)生原生或次生的土壤沼澤化。過量開采地下水使淺層地下水位持續(xù)下降,會疏干已有的沼澤,使原有的景觀遭到破壞。在干旱地區(qū)地下水位大幅下降,會使表土干燥,粘結(jié)力降低,原來的綠洲就會變成沙漠。而在濱海地帶或有地下咸水的地方,過量開采地下水,使海水或咸水入侵淡地下水,減少了可利用的地下水資源。松散沉積層的地下水被過量開采,水位大幅度下降后,會因為靜水壓力減小、粘性土層壓密釋水而導(dǎo)致地面沉降,我國上海、江蘇省蘇錫常地區(qū)因長期過量開采地下水均導(dǎo)致了地面沉降問題。此外水質(zhì)惡化、水質(zhì)污染、地方病、礦坑突水、滑坡、巖溶塌陷、滲透變形均與地下水有關(guān)。
地下水是一種重要的地質(zhì)營力,是應(yīng)力的傳遞者和熱量及化學(xué)組分的傳輸者。地下水作為一種良好的溶劑,在巖石圈化學(xué)組分的傳輸中起到很大作用。在地下水的作用下,地殼乃至與地幔中的組分遷移,易于在地下水的排泄帶、不同組分地下水的接觸帶形成礦床。