地下水水文学

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  地下水水文学汉语拼音:Dixiashui Shuiwenxue;英语:groundwater hydrology),研究地下水形成、运动、水情和地下水资源的学科。它是水文科学的一个分支。)它同水文地质学的关系密切,但两者的研究内容各有侧重。后者侧重从地质学角度去研究地下水起源、类型、分布、运动、化学成分的形成、地质环境和地下水在成矿作用中的意义等。

  地下水的形成主要依靠大气降水和地表水的渗入。在灌溉区,还有人工灌溉水的入渗。研究地下水的形成,主要是为了查明地下水在水文循环中同降水、蒸发和地表水之间的联系和相互转化,地下水的补给、排泄,以便对地下水资源作出评价。地下水水情是指地下水水位、水量、水质、水温等诸要素的变化。通常是通过观测站和试验场进行观测和试验,取得上述动态资料,计算水文和水文地质参数,评价地下水水量,监测地下水水质。研究地下水运动要运用地下水运动方程,求出方程在各种边界条件和初始条件下的解。利用方程的解去预测未来某时某地地下水水位等,也可计算出导水系数等,为地下水资源评价提供依据。地下水资源的合理开发和管理是地下水水文学的一个重要研究内容。合理开发地下水的基础是查明地下水资源,在此基础上进行统一安排,合理规划。地下水资源的管理内容是制订规划,建立管理机构,合理调配水资源,确立地下水开采的技术要求和制定并实施地下水资源因开采而产生的各种水文地质灾害的防治措施。

发展历史

  地下水水文学的发展史可分为三个时期:

  萌芽时期

  从公元前7世纪至公元16世纪,这两千多年期间,人们只限于对现象的直接观察和推测。柏拉图推测,地下有个巨大的洞穴,其中的水便是河流的水源。中国唐代柳宗元(773~819)在《天对》中说:“脉穴土区,而浊浊清清。垆疏,渗渴而升。充融有余,泄漏复行。”记述了地下水在岩土空隙中的存在,它的渗入、蒸发和流动等现象。

  奠基时期

  从公元17世纪到20世纪初,科学家们通过观察、试验和分析,提出了一系列关于地下水形成和运动的重要概念、定律和方法。法国科学家P.佩罗研究了地下水毛细管上升现象,得出砂中毛细管水上升高度小于 1米。法国学者E.马略特测量了由雨水入渗补给的地下水量,得出了泉水是由降雨入渗补给的重要结论。1856年,法国工程师H.-P.-G.达西通过试验建立了地下水渗流的基本定律,奠定了地下水运动的

  水文地质勘测

  理论基础。1863年,法国学者J.-J.裘布衣根据实际的潜水面坡度很小的事实,作了一些简化和假定,运用达西定律导出了地下水井流公式。1870年德国人A.蒂姆改进了裘布衣公式,从而可用稳定流抽水试验来计算渗透系数等参数。这些工作,为地下水水文学的发展,奠定了基础。

  发展时期

  从20世纪初到20世纪80年代前期,由于生产的需要和科学技术的进步,地下水水文学逐渐形成一门独立的学科,并得到迅速的发展。1928年,美国学者O.E.迈因策尔论述了承压含水层的可压缩性和弹性,为地下水非稳定理论的建立准备了比较丰富的实践基础。1935年,美国学者C.V.泰斯利用地下水非稳定流动和热传导之间的相似性,导出了着名的泰斯公式。1937年美国学者M.马斯克特在《均匀流体通过多孔介质的流动》一书中,用数学方法较系统地论述了地下水的运动。1954年英国学者N.S.博尔顿导出了潜水完整井非稳定流的方程。1930年荷兰水文工程师G.J.德赫莱用数学方法分析地下水渗过弱透水层的越流现象。地下水污染的研究,从60年代以后得到发展。 中国在1949年以后,在大面积范围内对地下水资源评价、地下水水位及开采量的预报、水文及水文地质参数的确定和地下水调节计算等方面作了许多工作,取得了成果。

常用方法

  在地下水水文学中常用的有数学物理方法,如根据地下水水情和影响因素间的物理联系,建立它们间的定量关系;统计方法,如利用大量实测资料,运用概率统计原理,研究各水文要素的统计规律,作出地下水预报,进行地下水计算。地下水水文学中也运用钻探、地球物理勘探和遥感技术对地下水的赋存条件等方面进行研究。