版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
地下水相关知识介绍地下水相关知识介绍1目录地下水基本概念地下水模拟地下水环境影响评价地下水污染地下水污染治理目录地下水基本概念2地下水基本概念地下水基本概念3基本概念地下水(groundwater)定义:广义定义,指地表以下各种形式的水。狭义定义,指埋藏于地面以下岩土孔隙、裂隙、溶隙饱和层中的重力水;基本概念地下水(groundwater)定义:4含水层剖面图(一)含水层剖面图(一)5含水层剖面图(二)含水层剖面图(二)6含水层剖面图(三)含水层剖面图(三)7地下水的形成地下水的形成有三种形式:渗入水:即大气降水和地表水渗入地下,形成地下水。凝结水:气候比较干旱的地区,夜晚气温降低,空气中的水蒸气凝结渗入地下。尽管水量不大,但在干旱地区非常宝贵。岩浆水:岩浆活动时,会分离出一些水分。地下水的形成地下水的形成有三种形式:8基本概念含水介质(Water-bearingmedium)赋存地下水且水流在其中运动的岩土物质。含水层
(Aquifer)
能够贮存、渗透的饱水岩土层。(相对)隔水层(Confiningbed)
结构致密、透水性极弱的导水速率不足以对井或泉提供明显水量的岩土层。
基本概念含水介质(Water-bearingmediu9基本概念包气带(Aerationzone),即非饱和带
地面以下潜水面以上与大气相通的地带。毛细水(Capillarywater)指的是地下水受土粒间孔隙的毛细作用上升的水分。毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。其形成过程通常用物理学中毛细管现象解释。分布在土粒内部相互贯通的孔隙,可以看成是许多形状不一,直径各异,彼此连通的毛细管。潜水(Hpreaticwater)地表以下、第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水。承压水(Confinedwater)充满于上、下两个相对隔水层之间的含水层,对顶板产生静水压力的地下水。基本概念包气带(Aerationzone),即非饱和带10基本概念上层滞水(Perchedwater)包气带中局部隔水层上所积聚的具有自由水面的重力水。水文地质条件(Hydrogeologicalcondition)地下水埋藏、分布、补给、径流和排泄条件,水质和水量及其形成地质条件等的总称。水文地质单元(Hydrogeologicunit)具有统一补给边界和补给、径流、排泄条件的地下水系统。基本概念上层滞水(Perchedwater)11基本概念地下水埋深(Burieddepthgroundwatertable)从地表面至地下水潜水面或承压水面的垂直深度。水位(Stage)自由水面相对于某一基面的高程,如黄海高程、渤海高程等。地下水位下降漏斗区(Regionofgroundwaterdepressioncone)开采某一含水层,当开采量持续大于补给量时,形成地下水面向下凹陷、形似漏斗状的水位下降区。基本概念地下水埋深(Burieddepthgroundw12基本概念流场(Flownet)渗流场内由一组流线和一组等势线所组成的网格。对各向同性介质组成正交网。流线(Streamline)渗流场内处处与渗流速度矢量相切的曲线。水力梯度(Hydraulicgradient)
在渗流场中,大小等于梯度值,方向沿着等水头面的法线,并指向水头降低方向的矢量。初始条件(Initialconditions)某一选定的初始时刻(t=0)渗流区内水头H的分布情况。基本概念流场(Flownet)13基本概念水位降深(Drawdown,
简称降深)抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值,亦即s(x,y,t)=H0(x,y,0)-Ht(x,y,t)。影响半径(Radiusofinfluence)
抽水井周围圆形岛的半径,该处降深为零;可看作是从抽水井起到实际上观测不出(或可忽略)水位降深处的距离。R-影响半径S-水位降深K-渗透系数H-含水层厚度基本概念水位降深(Drawdown,简称降深)R-影响半径14基本概念容水度(Storativity)
指含水层能容纳的最大水体积与土壤总体积之比,数值与含水层孔隙率相等。持水度(Retentioncapacity)
指在重力作用下仍能保持的水体积与土的总体积之比。给水度(Storativityoffreewater)
指存在于含水层中的水,在重力作用下能释放出来的水体积与土的总体积之比。数值上等于容水度与持水度之差。,粗颗粒松散层的给水度接近容水度;细颗粒粘土的给水度很小。容水度=持水度+给水度基本概念容水度(Storativity)15给水度与持水度经验值地层岩性给水度地层岩性
给水度地层岩性给水度粘土0.02~0.035黄土状亚砂土0.03~0.06中砂0.09~0.13亚粘土0.03~0.045粉砂0.06~0.08中粗砂0.10~0.15亚砂土0.035~0.06粉细砂0.07~0.10粗砂0.11~0.15黄土0.025~0.05细砂0.08~0.11砂卵砾石0.13~0.20黄土状亚粘土0.02~0.05中细砂0.85~0.12
颗粒直径(mm)持水度(%)给水度(%)颗粒直径(mm)持水度(%)给水度(%)备注>2.00
30-350.10-0.054.7510-15容水度=持水度+给水度容水度≈孔隙度2.00-0.501.5725-300.05-0.00510.18
0.50-0.251.6020-25<0.00544.85
0.25-0.102.7315-20
给水度与持水度经验值地层岩性给水度地层岩性 给水度地层岩性给16基本概念渗透系数,也称水力传导系数(Coefficientofpermeability,hydraulicconductivity)是表征岩层透水性的参数,影响渗透系数大小的主要是岩石的性质以及渗透液体的物理性质,记为K。是水力坡度等于1时的渗透速度。单位:m/d或cm/s。导水系数(Transmisivity)是描述含水层出水能力的参数;水力坡度等于1时,通过整个含水层厚度上的单宽流量;亦即含水层的渗透系数与含水层厚度之积,T=KM。单位:m2/d。基本概念渗透系数,也称水力传导系数17渗透系数经验值地层岩性渗透系数(cm/s)渗透系数(m/d)地层岩性渗透系数(cm/s)渗透系数(m/d)粘土<1.2×10-6<0.001粉砂6.0×10-4~1.2×10-30.5~1粉质粘土1.2×10-6~6.0×10-50.001~0.05细砂1.2×10-3~6.0×10-31~5粉土6.0×10-5~6.0×10-40.05~0.5中砂6.0×10-3~2.4×10-25~20黄土3.0×10-4~6.0×10-3粗砂2.4×10-2~6.0×10-220~50砾石6.0×10-2~1.8×10-150~150渗透系数经验值地层渗透系数渗透系数(m/d)地层渗透系数渗透18渗透流速,又称渗透速度、比流量(Specificdischarge/seepagevelocity)是渗流在过水断面上的平均流速。它不代表任何真实水流的速度,只是一种假想速度。记为v,单位m/d。实际平均流速(Meanactualvelocity)
多孔介质中地下水通过空隙面积的平均速度;地下水流通过含水层过水断面的平均流速,其值等于流量除以过水断面上的空隙面积,即量纲为L/T。越流(Leakage)
当承压含水层与相邻含水层存在水头差时,地下水便会从水头高的含水层流向水头低的含水层的现象。对于指定含水层来说,水流可能流入也可能流出该含水层。基本概念渗透流速,又称渗透速度、比流量基本概念19基本概念半承压含水层(Semi-confinedaquifer)
上、下岩层并不是绝对隔水的,其中一个或两个可能是弱透水层,通过弱透水层可能与相邻含水层发生水力联系的承压含水层。越流系数(Coefficientofleakage)
当含水层与供给越流的含水层间的水头差为一个长度单位时,通过主含水层和弱透水层间单位面积界面上的水流量,相当于弱透水层的渗透系数与其厚度之比,亦即b’=K1/m1。表征弱透水层垂直方向上传输越流水量能力的参数;指弱透水层上下含水层之间水头差变化一个单位时通过单位面积弱透水层吨的水量。其值等于弱透水层的垂直渗透系数与其厚度的比值量纲为1/T。越流含水层(Leakageaquifer)亦即半承压含水层。基本概念半承压含水层(Semi-confinedaquif20基本概念贮水系数(Storativity,Sy,又称释水系数或储水系数)
指面积为一个单位、厚度为含水层全厚度M的含水层柱体中,当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量,无量纲。既适用于承压含水层,也适用于潜水含水层。贮水率(Specificstorativity,Ss)
指当水头下降(或上升)一个单位时,由于含水层内骨架的压缩(或膨胀)和水的膨胀(或压缩)而从单位体积含水层柱体中弹性释放(或贮存)的水量,量纲1/L。含水层弹性释放(Elasticityreleaseofaquifers)
在含水层中抽水,因水头(水位)下降水的压力减少颗粒间有效应力增加使岩层骨架压缩和水体积膨胀的释水过程。
基本概念贮水系数(Storativity,Sy,又称释水系数21基本概念降雨补给(rechargefromrainfallinfiltration)
降雨通过土壤入渗补充地下水的现象。降雨入渗系数降水入渗补给系数等于降水入渗补给地下水的水量u与降水量P的比值,它与潜水埋深、包气带岩性、降水、地形等条件有关。用地下水动态资料计算法计算降水入渗补给系数的公式:a=u*∑△h/P年
式中:a——降水入渗补给系数;u——给水度;∑△h—年内各次降水入渗补给形成的地下水位升幅(mm);P年—年降水量(mm)蒸发排泄(evaporation)天然条件下地下水的蒸发排泄往往通过土壤蒸发和植物蒸腾。定蒸发影响深度表征蒸发影响对地下水随埋藏深度变化的参数。
基本概念降雨补给(rechargefromrainfal22基本概念稳定流(Steadyflow)在一定的观测时间内水头、渗流速度等渗透要素不随时间变化的地下水运动。非稳定流(Unsteadyflow或Transientflow)
水头、渗透速度等任一渗透要素随时间变化的地下水运动。层流(laminarflow)
水流流束彼此不相混杂、运动迹线呈近似平行的流动。紊流(turbulentflow)
水流流束相互混杂、运动迹线呈不规则的流动。。
基本概念稳定流(Steadyflow)23基本概念弥散度(velocitydispersion)
与介质平均粒径和均匀系数有关的常数。纵向,实验室0.0001~0.01m,野外1~100m。横向是纵向的1/5~1/10,垂直是纵向的1/50~1/100。弥散系数(dispersioncoefficient)又称纵向弥散系数,因弥散作用引起的单位时间内,单位浓度梯度下通过单位土壤截面的溶质量。是表征流动水体中污染物在沿水流方向(或纵向)弥散的速率系数。单位常用m2s-1。物理意义是:每秒钟污染物在纵向弥散的面积。弥散系数等于地下水流速乘以弥散度。弥散系数国处经验值:细砂0.05~0.5m2/d;中粗砂0.2~1m2/d;砾砂1~5m2/d。
基本概念弥散度(velocitydispersion)24基本概念边界条件(Boundaryconditions)渗透区边界所处的条件,用以表示水头H(或渗流量Q)在渗流区边界上所应满足的条件,也就是渗流区内水流与其周围环境相互制约的关系。透水边界(Permeableboundary)渗透性良好的含水层边界。隔水边界(Confiningboundary)
渗透性极差的含水层边界,即法向方向水力梯度(或流量)等于零的边界。弱透水边界(Weakly-permeableboundary)
能通过一定流量的渗透性较弱的含水层边界。
基本概念边界条件(Boundaryconditions)25基本概念第一类(Dirichlet)边界条件(Boundaryofknownwaterlevel)
在边界上直接给出未知函数水头H的数值,又称给定水头的边界。定水头边界(Boundaryoffixedwaterlevel)水位数值不变的已知水位边界。第二类(Neuman)边界条件(Boundaryofknownflow)
在边界上给出了未知函数沿边界外法线方向的导数,又称给定流量的边界。定流量边界(Boundaryoffixedflow)流量数值不变的已知流量边界。第三类边界-混合边界条件(Mixedboundary)由已知水位和已知流量边界共同组成的计算渗流场的边界。
基本概念第一类(Dirichlet)边界条件(Boundar26地下水模拟地下水模拟27模拟软件介绍VisualMODFLOW由加拿大Waterloo水文地质公司在MODFLOW的基础上开发研制的。visualMODFLOW是国际上最为流行的三维地下水流和溶质运移模拟评价的标准可视化专业软件系统。该系统在无缝集成MODFLOW-96/2000、WinPEST、MT3D99、MODPATH、MT3D等软件的基础上,建立了合理的Windows菜单界面与可视化功能,增强了模型数值的可操作性。界面设计包括三大彼此联系但又相对独立的模块,即前处理模块、计算模块和后处理模块。模拟软件介绍VisualMODFLOW28GMS由BrighamYoung大学环境模拟研究实验室(EnvironmentalModelingResearchLaboratory)开发的基于概念模型的地下水环境模拟软件。GMS全面包容了模拟地下水流每一个阶段所需的工具,如边界概化、建模、后处理、调参、可视化。GMS是惟一支持TINs、Solids、钻孔数据、2D或者3D地质统计学的系统,它也包括2D和3D的有限单元和有限差分模型。模拟软件介绍GMS模拟软件介绍29FEFLOW
FEFLOW是20世纪70年代末由德国WASY公司开发的,该软件包具有图形人机对话、地理信息系统数据接口、自动产生空间各种有限单元网、空间参数区域化及快速精确的数值算法和先进的图形视觉化技术等特点。在FEFLOW系统中,用户可以很方便迅速地产生空间有限单元网格,设置模型参数和定义边界条件,运行数值模拟以及实时图形显示结果与成图。模拟软件介绍FEFLOW模拟软件介绍30Conceptualhydrogeologicalmodel
把含水层实际的边界性质、内部结构、渗透性能、水力特征和补给排泄等条件概化为便于进行数学与物理模拟的基本模式。水文地质概念模型Conceptualhydrogeologicalmod31模型概化步骤确定研究范围模型研究区应尽可能地选择研究程度较高的地区,选择天然地下水系统,尽量避免人为边界。收集资料收集研究区已有的地质、水文地质以及水资源开发利用等方面的资料。源汇项降雨补给(入渗补给系数)、蒸发排泄(蒸发影响深度)。边界概化根据含水层、隔水层的分布、地质构造和边界上地下水流特征、地下水与地表水的水力联系,将计算区边界概化为给定地下水水位(水头)的一类边界、给定侧向径流量的二类边界和给定地下水侧向流量与水位关系的三类边界。模型概化步骤确定研究范围32模型概化步骤内部结构概化对研究区含水层组、含水介质、地下水运动状态以及水文地质参数的时空分布进行概化。模型识别与检验识别和检验是建立数值模型的两个阶段,必须使用相互独立的不同时间段的资料分别完成。采用识别阶段的资料反求水文地质参数,识别模型;采用检验阶段的资料,检验模型。模拟的地下水流场要与实际地下水流场基本一致;模拟地下水的动态过程要与实测的动态过程基本相似;从均衡的角度出发,模拟的地下水均衡变化与实际要素基本相符;识别的水文地质参数要符合实际水文地质条件。完成模型概化图根据模型概化结果,绘制模型概化平面图与模型概化剖面图。模型概化步骤内部结构概化33模型概化所需资料
模型概化所需资料34模型概化所需资料
模型概化所需资料35VisualMODFLOW简介
VisualMODFLOW是三维地下水流动和污染物运移模拟实际应用的最完整、易用的模拟环境。这个完整的集成软件将MODFLOW、MODPATH和MT3D同最直观强大的图形用户界面结合在一起。全新的菜单结构让你轻而易举地确定模拟区域大小和选择参数单位、以及方便地设置模型参数和边界条件、运行模型模拟(MT3D、MODFLOW和MODPATH)、对模型进行校正以及用等值线或颜色填充将其结果可视化显示。在建立模型和显示结果的任何时候,都可以用剖面图和平面图的形式将模型网格、输入参数和结果加以可视化显示。VisualMODFLOW简介VisualMODFL36地下水流-污染物迁移规律数值模拟实例本实例是MODFLOW自带的实例之一,主要让水文地质工作者练习地下水与污染物迁移规律的数值模拟的全过程,主要包括流场模拟(MODFLOW)、迹线数值模拟(MODPATH)、水均衡计算(ZoneBughet)与污染迁移规律模拟(MT3D)。地下水流-污染物迁移规律数值模拟实例本实例是MODFLO37实例模型背景介绍及概念模型在Waterloo城外有一个机场,机场附近加油站的油不断的向含水层渗漏,为了预测与评价污染物的迁移规律,采用MODFLOW软件中的水流模型与MT3D模块建立地下水流场与污染物迁移规律的数值模拟模型。经过实地勘察,在垂向上,将研究区分为三层:上下各有一层砂砾含水层,中间有一粘土和粉砂弱透水层将它们分开,其中,第一层是潜水含水层,第二层是弱透水层,第三层是承压含水层。含水层东西边界与基岩相接,是隔水层。含水层北部边界是定水头边界,第一层和第二层水头值为19m,第三层水头值为18m。南部含水层是定水头边界,水头值是16.5m。相关的场地地物有一个飞机加油场、一个生活供水井场和一块弱透水层不连续区(含水层天窗)。实例模型背景介绍及概念模型在Waterloo城外有一个机38模拟区域平面示意图模拟区域平面示意图39模拟区域剖面示意图模拟区域剖面示意图40模拟区域水位地质图模拟区域水位地质图41区域模拟三维示意图(1年)区域模拟三维示意图(1年)42区域模拟三维示意图(8年)区域模拟三维示意图(8年)43区域模拟三维示意图(20年)区域模拟三维示意图(20年)44软件动态效果展示软件动态效果展示45地下水环境影响评价环境影响评价技术导则
地下水环境中华人民共和国国家环境保护标准HJ610-201
地下水环境影响评价环境影响评价技术导则
地下水环境46目标1、明确工作要求:项目分类、工作分级、评价模式、参数选取、勘察实验……2、掌握工作方法:
工作程序、各种资料的获取、调查监测勘察、资料集……3、了解“工作”思路:水质、水位定量预测工作。目标1、明确工作要求:47《导则》主要内容
适用范围
规范性应用文件
术语和定义
总则
地下水环境影响识别一 地下水环境影响工作分级二 地下水环境影响技术要求三 地下水环境现状调查与评价四 地下水环境影响预测五 地下水环境影响评价 地下水环境保护措施与对策
地下水环境影响评价专题文件的编写要求附录A(资料性附录)不同类型建设项目地下水环境影响识别附录B(资料性附录)典型建设项目地下水环境影响附录C(资料性附录)地下水水位变化区域半径的确定附录D(资料性附录)废水入渗量计算公式附录E(资料性附录)环境水文地质试验方法附录F(资料性附录)常用地下水评价预测模型《导则》主要内容适用范围48建设项目分类根据建设项目对地下水环境影响的特征,将建设项目分为以下三类。Ⅰ类:指在项目建设、生产运行和服务期满后的各个过程中,可能造成地下水水质污染的建设项目;Ⅱ类:指在项目建设、生产运行和服务期满后的各个过程中,可能引起地下水流场或地下水水位变化,并导致环境水文地质问题的建设项目;Ⅲ类:指同时具备I类和Ⅱ类建设项目环境影响特征的建设项目。根据不同类型建设项目对地下水环境影响程度与影响范围的大小,将地下水环境影响评价工作分为一、二、三级。Ⅰ类:通常的工业企业项目,公用水源或自供水量不大时,特殊情况除外;Ⅱ类:供水工程、水利工程。附加条件导致环境水文地质问题可推用至Ⅰ类;建设项目分类根据建设项目对地下水环境影响的特征,将建设项目49地下水影响评价工作分级(Ⅰ类)Ⅰ类建设项目工作等级根据建设项目场地的以下五个方面因素划分
1、包气带防污性能:强、中、弱;2、含水层易污染特征:易、中、不易;3、地下水环境敏感程度:敏感、较敏感、不敏感;4、污水排放量:大、中、小;5、污水水质复杂程度:复杂、中等、简单。根据以上五种因素、十五种情况列出了18+1+20种组合,分别对应不同的评价级别。一、二、三级评价包含了以上所有情况的组合。
怎样确定这些因素是关键!地下水影响评价工作分级(Ⅰ类)Ⅰ类建设项目工作等级501、包气带防污性能
(包气带岩土的防渗性能)强—岩(土)层单层厚度Mb1.0m,渗透系数K10-7cm/s,且分布连续、稳定;
中—岩(土)层单层厚度0.5mMb<1.0m,渗透系数K10-7cm/s,且分布连续、稳定;岩(土)层单层厚度Mb1.0m,渗透系数10-7cm/s<K10-4cm/s,且分布连续、稳定;弱—岩(土)层不满足上述“强”和“中”条件。(10-7cm/s=0.0001m/d:高于纯粘土;10-4cm/s=0.086m/d:亚砂土~亚粘土)注:“岩(土)层”:指基础下第一岩(土)层。地下水影响评价工作分级(Ⅰ类)1、包气带防污性能地下水影响评价工作分级(Ⅰ类)51地下水影响评价工作分级(Ⅰ类)2、含水层易污染特征易潜水含水层埋深浅的地区(≤5m?);地下水与地表水联系密切的地区(有明显水力联系?);不利于地下水中污染物稀释、自净的地区(水力坡度小的平原区?);现有地下水污染问题突出的地区(几项超标或一项严重超标?)。中多含水层系统且层间水力联系较密切(有水力联系?)的地区;存在地下水污染问题的地区(水质指标有逐年增加趋势?)。不易以上情形之外的其他地区。地下水影响评价工作分级(Ⅰ类)2、含水层易污染特征52地下水影响评价工作分级(Ⅰ类)3、地下水环境敏感程度敏感生活供水水源地(包括已建成的在用、备用、应急水源地,在建和规划的水源地)准保护区;除生活供水水源地以外的国家或地方政府设定的与地下水环境相关的其它保护区,如热水、矿泉水、温泉等特殊地下水资源保护区。较敏感生活供水水源地(包括已建成的在用、备用、应急水源地,在建和规划的水源地)准保护区以外的补给径流区;特殊地下水资源(如矿泉水、温泉等)保护区以外的分布区以及分散居民饮用水源等其它未列入上述敏感分级的环境敏感区。不敏感上述地区之外的其它地区。地下水影响评价工作分级(Ⅰ类)3、地下水环境敏感程度53地下水影响评价工作分级(Ⅰ类)4、污水排放强度5、污水水质复杂程度复杂--污染物类型数≥2,需预测的水质指标6;中等--污染物类型数≥2,需预测的水质指标<6;污染物类型数=1,需预测的水质指标6;简单--污染物类型数=1,需预测的水质指标<6。当根据污水中污染物类型所确定的污水水质复杂程度和根据污水水质指标数量所确定的污水水质复杂程度不一致时,取高级别的污水水质复杂程度级别。分级污水排放总量(m3/d)大10000中1000~10000小1000地下水影响评价工作分级(Ⅰ类)4、污水排放强度5、污54根据建设项目场地的以下四个方面因素划分1、地下水供水(或排水、注水)规模:大、中、小;2、地下水水位变化区域范围:大、中、小
;3、地下水环境敏感程度:敏感、较敏感、不敏感;4、可能造成的环境水文地质问题:强、中等、弱。
根据以上四种因素、十二种情况列出了8+1种组合,分别对应不同的评价级别。
地下水影响评价工作分级(Ⅱ类)根据建设项目场地的以下四个方面因素划分地下水影响评价工作分级551、地下水供水(或排水、注水)规模分级供水量(万m3/d)大1.0中0.2~1.0小0.22、地下水水位变化区域范围分级地下水水位变化影响半径(km)大1.5中0.5~1.5小0.5地下水影响评价工作分级(Ⅱ类)1、地下水供水(或排水、注水)规模地下水影响评价工作分级(563、地下水环境敏感程度(同Ⅰ类建设项目)4、可能造成的环境水文地质问题强产生地面沉降、地裂缝、岩溶塌陷、海水入侵、湿地退化、土地荒漠化等环境水文地质问题,含水层疏干现象明显,产生土壤盐渍化、沼泽化。中等出现土壤盐渍化、沼泽化迹象。弱无上述环境水文地质问题。地下水影响评价工作分级(Ⅱ类)3、地下水环境敏感程度(同Ⅰ类建设项目)地下水影响评价工作分57地下水环境影响评价技术要求一级评价要求
通过搜集资料和环境现状调查,了解区域内多年的地下水动态变化规律,详细掌握评价区域的环境水文地质条件(给出大于或等于1/10000的相关图件)、污染源状况、地下水开采利用现状与规划,查明各含水层之间以及与地表水之间的水力联系,同时掌握评价区评价期内至少一个连续水文年的枯、平、丰水期的地下水动态变化特征;根据建设项目污染源特点及具体的环境水文地质条件有针对性地开展勘察试验,进行地下水环境现状评价;对地下水水质、水量采用数值法进行影响预测和评价,对环境水文地质问题进行定量或半定量的预测和评价,提出切实可行的环境保护措施。地下水环境影响评价技术要求一级评价要求58地下水环境影响评价技术要求二级评价要求通过搜集资料和环境现状调查,了解区域内多年的地下水动态变化规律,基本掌握评价区域的环境水文地质条件(给出大于或等于1/50000的相关图件)、污染源状况、项目所在区域的地下水开采利用现状与规划,查明各含水层之间以及与地表水之间的水力联系,同时掌握评价区至少一个连续水文年的枯、丰水期的地下水动态变化特征;结合建设项目污染源特点及具体的环境水文地质条件有针对性地补充必要的勘察试验,进行地下水环境现状评价;对地下水水质、水量采用数值法或解析法进行影响预测和评价,对环境水文地质问题进行半定量或定性的分析和评价,提出切实可行的环境保护措施。地下水环境影响评价技术要求二级评价要求59地下水环境影响评价技术要求三级评价要求
通过搜集现有资料,说明地下水分布情况,了解当地的主要环境水文地质条件(给出相关水文地质图件)、污染源状况、项目所在区域的地下水开采利用现状与规划;了解建设项目环境影响评价区的环境水文地质条件,进行地下水环境现状评价;结合建设项目污染源特点及具体的环境水文地质条件有针对性地进行现状监测,通过回归分析、趋势外推、时序分析或类比预测分析等方法进行地下水影响分析与评价;提出切实可行的环境保护措施。地下水环境影响评价技术要求三级评价要求60地下水环境影响评价技术要求调查与评价原则地下水环境现状调查与评价工作应遵循资料搜集与现场调查相结合、项目所在场地调查与类比考察相结合、现状监测与长期动态资料分析相结合的原则。地下水环境现状调查与评价工作的深度应满足相应的工作级别要求。当现有资料不能满足要求时,应组织现场监测及环境水文地质勘察与试验。对一级评价,还可选用不同历史时期地形图以及航空、卫星图片进行遥感图像解译配合地面现状调查与评价。对于地面工程建设项目应监测潜水含水层以及与其有水力联系的含水层,兼顾地表水体;对于地下工程建设项目应监测受其影响的相关含水层;对于改、扩建I类建设项目,必要时监测范围还应扩展到包气带(土壤)。地下水环境影响评价技术要求调查与评价原则61地下水环境影响评价技术要求调查与评价范围
Ⅰ类建设项目应包括与建设项目相关的环境保护目标和敏感区域,必要时还应扩展至完整的水文地质单元。一级50km2
;二级20~50km2
;三级20km2。Ⅱ类建设项目应包括建设、生产运行和服务期满后三个阶段的地下水水位变化的影响区域,其中应特别关注相关的环境保护目标和敏感区域(平原地区),必要时应扩展至完整的水文地质单元(矿山疏排水),以及可能与建设项目所在的水文地质单元存在直接补排关系的区域(大型供水水源地)。
地下水环境影响评价技术要求调查与评价范围62地下水环境影响评价技术要求调查内容与要求
1水文地质条件调查:a)气象、水文、土壤和植被状况。b)地层岩性、地质构造、地貌特征与矿产资源。c)包气带岩性、结构、厚度。d)含水层的岩性组成、厚度、渗透系数和富水程度;隔水层的岩性组成、厚度、渗透系数。e)地下水类型、地下水补给、径流和排泄条件。f)地下水水位、水质、水量、水温。g)泉的成因类型,出露位置、形成条件及泉水流量、水质、水温,开发利用情况。h)集中供水水源地和水源井的分布情况(包括开采层的成井的密度、水井结构、深度以及开采历史)。i)地下水现状监测井的深度、结构以及成井历史、使用功能。j)地下水背景值(或地下水污染对照值)。(列出调查表,依表调查。)2环境水文地质问题调查:a)原生环境水文地质问题:包括天然劣质水分布状况,以及由此引发的地方性疾病等环境问题。b)地下水开采过程中水质、水量、水位的变化情况,以及引起的环境水文地质问题。c)与地下水有关的其它人类活动情况调查,如保护区划分情况等。3地下水污染源调查:(略)4地下水环境现状监测
:检测点数;取样深度;监测频率;取样要求(p12-13)。5环境水文地质勘察与试验:通常有抽水试验、注水试验、渗水试验(R、k)、浸溶试验、土柱淋滤试验、弥散试验(溶出物、吸附降解能力、a、D)、流速试验(连通试验)、地下水含水层储能试验(如浅层地热能的开发利用)等。地下水环境影响评价技术要求调查内容与要求63地下水环境现状调查与评价环境现状评价环境水文地质问题的分析
区域地下水水位降落漏斗状况分析,应叙述地下水水位降落漏斗的面积、漏斗中心水位的下降幅度、下降速度及其与地下水开采量时空分布的关系,单井出水量的变化情况,含水层疏干面积,阐明地下水降落漏斗的形成、发展过程,为发展趋势预测提供依据。地面沉降、地裂缝状况分析,应叙述沉降面积、沉降漏斗的沉降量(累计沉降量、年沉降量)等及其与地下水降落漏斗、开采(包括回灌)量时空分布变化的关系,阐明地面沉降的形成、发展过程及危害程度,为发展趋势预测提供依据。
岩溶塌陷状况分析,应叙述与地下水相关的塌陷发生的历史过程、密度、规模、分布及其与人类活动(如采矿、地下水开采等)时空变化的关系,并结合地质构造、岩溶发育等因素,阐明岩溶塌陷发生、发展规律及危害程度。
土壤盐渍化、沼泽化、湿地退化、土地荒漠化分析,应叙述与土壤盐渍化、沼泽化、湿地退化、土地荒漠化发生相关的地下水位、土壤蒸发量、土壤盐分的动态分布及其与人类活动(如地下水回灌过量、地下水过量开采)时空变化的关系,并结合包气带岩性、结构特征等因素,阐明土壤盐渍化、沼泽化、湿地退化、土地荒漠化发生、发展规律及危害程度。
地下水环境现状调查与评价环境现状评价64地下水环境影响预测预测方法及要求
1建设项目地下水环境影响预测方法包括数学模型法和类比预测法。其中,数学模型法包括数值法、解析法、均衡法、回归分析、趋势外推、时序分析等方法。2一级评价应采用数值法;二级评价中水文地质条件复杂时应采用数值法,水文地质条件简单时可采用解析法;三级评价可采用回归分析、趋势外推、时序分析或类比预测法。
3采用数值法或解析法预测时,应先进行参数识别和模型验证。
4采用解析模型预测污染物在含水层中的扩散时,一般应满足以下条件:
a)污染物的排放对地下水流场没有明显的影响。
b)预测区内含水层的基本参数(如渗透系数、有效孔隙度等)不变或变化很小。5采用类比预测分析法时,应给出具体的类比条件。类比分析对象与拟预测对象之间应满足以下要求:
a)二者的环境水文地质条件、水动力场条件相似。
b)二者的工程特征及对地下水环境的影响具有相似性。地下水环境影响预测预测方法及要求65地下水环境影响预测模型概化与参数选取
1水文地质条件概化:应根据评价等级选用的预测方法,结合含水介质结构特征,地下水补、径、排条件,边界条件及参数类型来进行水文地质条件概化。2污染源概化:污染源概化包括排放形式与排放规律的概化。根据污染源的具体情况,排放形式可以概化为点源或面源;排放规律可以简化为连续恒定排放或非连续恒定排放。3水文地质参数值的确定:对于一级评价,地下水水量(水位)、水质预测所需用的含水层渗透系数、释水系数、给水度和弥散度等参数值,应通过现场试验获取。对于二级、三级评价所需的水文地质参数值,可从评价区以往环境水文地质勘察成果资料中选取,或依据相邻地区和类比区最新的勘察成果资料确定;对环境水文地质条件复杂而又缺少资料的地区,二级、三级评价所需的水文地质参数值,也应通过现场试验获取。地下水环境影响预测模型概化与参数选取66地下水环境影响预测水流模型的解析解:潜水、无限边界、群井稳定流开采:承压水、无限边界、群井稳定流开采:
潜水、非稳定流:
承压水、非稳定流:H0—潜水含水层初始厚度,m;h—预测点稳定含水层厚度,m;k—含水层渗透系数,m/d;i—开采井编号,从1到n;ri—预测点到抽水井i的距离,mRi—第i开采井的影响半径,m。s—预测点水位降深,m;Q—第i开采井开采量,m3/d;T—含水层的导水系数,m2/d;W(ui)—井函数,可通过查表的方式获取井函数的值(查表《地下水动力学》)M
—含水层平均厚度,m;t—
为自抽水开始到计算时刻的时间;
—潜水含水层给水度,无量纲;
—含水层的贮水系数,无量纲。
地下水环境影响预测水流模型的解析解:H0—潜水含水层初始67地下水环境影响预测水质模型的解析解:适用于承压含水层中一维稳定流二维水动力弥散平面连续点源问题的解析解式中:x,y—计算点处的坐标位置;
t—时间,d;
C(x,y,t)—t时刻点x,y处的示踪剂浓度,mg/L;
M—承压含水层的厚度,m;
mt—单位时间注入示踪剂的质量,kg/d;
u—水流速度,m/d;
n—有效孔隙度,无量纲;
DL—纵向弥散系数,m2/d;
DT—横向弥散系数,m2/d;
—第二类零阶修正贝塞尔函数,(查表《地下水动力学》);
—第一类越流系数井函数,(查表《地下水动力学》);地下水环境影响预测水质模型的解析解:68地下水环境影响预测—数值解工作步骤
1明确工作目标和任务:根据所要考察的实际水文地质问题确定所研究的目标和任务,进而对预计的研究成果精度提出恰当的要求。
2收集资料与野外调查:明确水质模型的范围,对区域地质背景、水文地质背景进行调查,查明含水介质条件、地下水流动条件和研究区的边界条件三方面内容。收集研究区内的地层、岩性、构造、第四纪地质及地貌资料;收集区内地表水体相关资料,包括河流的流速、流量、含砂(泥)量、河床淤积速度,地表水的水位、水质、蓄水量及其渗漏补给地下水量;收集区域土壤、植被、农作物相关资料,分析包气带水的运移特征及其水质特征;查明地下水的补给、径流、储存和排泄条件,分析地下水水动力、水化学特征及含水层富水性变化规律;分析区域大气降水和蒸发的时空分布特征及降水入渗条件;分析区内水循环特征,分析大气降水、地表水、包气带水与地下水的相互转化特征及其水均衡要素。在此基础上查明含水层(目的层)系统的结构、裸露区的入渗条件、垂向和侧向水量交换条件、地下水在不同时期(枯、平、丰水期)和不同开采条件下的渗透水流状态以及地下水在天然状态和开采条件下的水均衡条件、地下水水化学背景、地下水污染、水资源开发利用状况等等。根据所收集的资料,对模型所含的参数和定解条件进行初步的分析,明确还需为获取必要信息所进行的调查研究工作。在此基础上,制定和设计出为获得这些参数和条件所必须进行的勘探和试验,包括需要增加的钻探工作量、抽水试验或野外弥散试验的布置,室内水质分析等。
地下水环境影响预测—数值解工作步骤69地下水环境影响预测—数值解3、选择模型:根据工作目的选择所需要的模型。对流-弥散模型考虑了水动力弥散的作用,能比较精确地刻画过渡带的浓度分布,比纯对流模型更加符合实际。对于时空范围大的水质问题,或对研究区的精度要求不太高时,可选用较简单的纯对流水质模型,这样就避免了因确定水动力弥散系数而带来的困难。对于局部的水质问题或者精度要求较高的水质问题,必须用对流-弥散模型,它能反映污染物在含水层中的时空分布规律。根据收集资料和野外调查结果,分析计算区内的水文地质条件,确定计算区的范围、含水层的结构及地下水流动方程的类型。如,含水系统是单层的还是多层的;含水层是承压的、无压的,还是承压-无压的;多层结构的层间水力联系是面状越流、“岩性天窗”勾通,还是两者兼有;含水层是均质结构、二元结构,还是多层非均质结构,等等。4、现场试验
:初步确定了地下水水质模型的基本类型后,经常碰到的问题是缺乏某些资料,如地下水位长期观测资料、水质统测资料、某些水文地质参数、源汇项等。水位和水质资料的缺乏可以补充观测网点,增加观测时段来获取;水文地质参数,可选用经验值或进行抽水试验、弥散试验等方法来获得。地下水补给来源主要有降雨入渗、灌溉入渗、渠系渗漏、越流补给等,地下水的排泄方式主要有侧向径流排泄、潜水蒸发排泄和人工开采,主要利用经验公式和野外调查获得。地下水环境影响预测—数值解3、选择模型:根据工作目的选择所70地下水环境影响预测—数值解5建立模型:根据研究区的基本情况和收集到的资料建立数学模型,数学模型包括研究区的水文地质条件、初始条件和边界条件。由于水文地质条件的复杂性很难用一个通用的程序来解决,我们要根据实地的水文地质条件,提出能符合该类条件的通用模型,输入研究区的主要数据,经过适当的修改、补充,得到研究区的仿真模型。对流-弥散模型输入的主要数据包括:①含水层的几何参数,包括边界形状、顶底板高度等。②各剖分结点的初始水头与初始浓度,对于未知的结点值可通过相邻结点上有关值插值获得。③源汇项:抽水井(或注水井)的位置和强度,河流、地表水体的位置及补给量,灌溉回归水的分布与强度,各污染源的位置以及各源汇项的水质等。④水流方程的边界条件(如一类边界、二类边界或流量边界分布)与水质方程的边界条件(如等浓度边界)。⑤各种水文地质参数的估计值,包括给水度、弹性给水度、渗透系数、降雨入渗系数、灌溉回归入渗系数、纵向弥散度、横向弥散度、分子扩散系数等。⑥水位、水质的长期观测资料,或野外试验期间水位与水质动态的观测资料,主要用于模型校正。
地下水环境影响预测—数值解5建立模型:根据研究区的基本情71地下水环境影响预测—数值解6
模型校正及运转:将各种水文地质参数的估计值与边界条件、初始条件等各种有关数据代入水质模型中,模拟已有的抽水过程或污染过程,将各观测孔的计算水位值或示踪剂浓度值与实测的水位值或示踪剂浓度值之差的平方求和作为目标函数,当目标函数极小时就称模拟结果较优。要达到模拟结果较优,需要对参数进行反复修正,但必须符合水文地质的约束条件,最终得到一个能够代表该区域实际情况的水质模型。为了提高模型的仿真性与可靠性,可用其他时段的观测资料对已模拟的参数和边界条件进行检验。7模型预测:经过反复校正或检验后可获得一个仿真的水质模型。结合所研究问题的具体任务与目标,可操作水质模型使其运转。设计不同的预案预测水质的发展趋势,提供各种趋势的效果,管理部门可通过对比各种方案的不同效果,作出相应的对策,从而达到地下水管理与规划的目的,同时有效地控制地下水污染过程。地下水环境影响预测—数值解6模型校正及运转:72地下水环境影响评价Ⅰ类建设项目评价
Ⅰ类建设项目对地下水水质影响时,可采用以下判据评价水质能否满足地下水环境质量标准要求。1、以下情况应得出可以满足地下水环境质量标准要求的结论:
①建设项目在各个不同生产阶段、除污染源附近小范围以外地区,均能达到地下水环境质量标准要求。②在建设项目实施的某个阶段,有个别水质因子在较大范围内出现超标,但采取环保措施后,可满足地下水环境质量标准要求。2、以下情况应做出不能满足地下水环境质量标准要求的结论:①改、扩建项目已经排放和将要排放的主要污染物在评价范围内的地下水中已经超标。②削减措施在技术上不可行,或在经济上明显不合理。
地下水环境影响评价Ⅰ类建设项目评价73地下水环境影响评价Ⅱ类建设项目评价
Ⅱ类建设项目对地下水流场或地下水水位(水头)影响时,应依据地下水资源补采平衡的原则,评价地下水开发利用的合理性(水源地、企业供水)及可能出现的环境水文地质问题的类型、性质及其影响的范围、特征和程度(水利工程、矿山疏干排水、滨海工程)等。Ⅲ类建设项目
Ⅲ类建设项目的环境影响评价应按照Ⅰ类和Ⅱ类建设项目进行。地下水环境影响评价Ⅱ类建设项目评价74地下水污染
地下水污染
(groundwaterpollution),指污染物沿包气带竖向入渗,并随地下水流扩散和输移导致地下水体污染的现象。地下水污染75地下水污染机理地下水污染机理76土壤污染物大致可分为4类:无机污染物如汞、镉、铅、砷等重金属,过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物和硫化物等)
有机污染物如各种化学农药、石油及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等;生物污染物指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院)排出的废水、废物以及厩肥等。放射性污染物主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区,以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。污染分类土壤污染物大致可分为4类:污染分类77土壤污染①②③④⑤①-化工、冶金等②-排污及污水灌溉③-垃圾、废渣等④-污染大气降水⑤-农药、化肥等污染途径(一)土壤污染①②③④⑤①-化工、冶金等污染途径(一)78污染途径(二)污染途径(二)79污染途径(三)污染途径(三)80污染方式分类概念
污染物从污染源进入到地下水中所经过的路径有助于制定正确的防治地下水污染的措施分类依据水力学特点,分为4种1、间歇入渗型2、连续入渗型3、越流型4、径流型污染方式分类概念81间歇入渗型特点有毒或有害物质周期性渗入含水层受污染的对象主要是浅层地下水常与大气降雨或灌溉对应污染源一般呈固态间歇入渗型特点82连续渗入型特点污染方式由上而下污染物经包气带连续渗入污染源一般呈液态连续渗入型特点83越流型特点污染物通过越流形式人类活动引发越流方向改变难于查清越流具体的地点及地质部位越流型特点84径流型特点污染物通过径流形式污染范围可能不很大污染程度往往由于缺乏自然净化作用而显得十分严重
径流型特点85地下水污染治理技术可渗透性反应墙抽出处理技术生物降解循环井技术地下水污染治理技术可渗透性反应墙86地下水抽出处理技术地下水抽出处理技术:利用抽提井将受到污染的地下水抽提到地表,经由地上污水处理装置进行处理,达标后排放或回灌。该技术为最常用的地下水污染机理技术。地下水抽出处理技术地下水抽出处理技术:87地下水抽出处理技术示意图地下水抽出处理技术示意图88渗透性反应墙技术渗透性反应墙(PermeableReactiveBarrier,PRB):
一种新型地下水污染原位治理技术,其机理是借助充填于墙内的、针对不同污染物质的不同反应材料与污染物质进行化学反应与生物降解,达到污染物去除的目的。主要由可渗透反应单元组成,通常置于地下水污染羽状体的下游,与地下水流相垂直。污染物去除机理包括生物和非生物两种,污染地下水在水力梯度作用下通过反应单元时,产生沉淀、吸附、氧化还原和生物降解反应,使水中污染物得到去除。渗透性反应墙技术渗透性反应墙(PermeableReact89渗透反应墙技术示意图(一)渗透反应墙技术示意图(一)90渗透反应墙技术示意图(二)渗透反应墙技术示意图(二)91注入井简易结构连续墙式PRB被动收集反应器隔水漏斗—导水门式PRB几种渗透反应墙介绍注入井简易结构连续墙式PRB被动收集反应器隔水漏斗—导水门式92生物(强化)降解生物(强化)降解:
通过向土壤或地下水中投放微生物或营养物质来激活土著微生物,使它们能够快速分解和破坏污染物,已达到修复目的的一种方法。生物(强化)降解生物(强化)降解:93生物(强化)降解示意图生物(强化)降解示意图94循环井工艺
该技术工艺结合了原位气提、吹脱、抽提,增强地下水的生物效应及氧化效果等技术。鼓气装置用于降低水的密度,并提升井周围的水面高度,依次在井内产生负压,导致水流回井内。鼓气装置产生向上的动力,导致气压和浓度梯度由低到高的区间差异,以驱动地下水的循环运动。井顶部安装真空密封装置用以从地下抽取蒸汽。蒸汽抽提装置产生的负压会引起井内水位抬升,增加梯度差异。该装置还可以去除井周围非饱和带中的气体。土壤抽提装置和鼓气装置能进一步扩大水流的影响半径.井的底部安装潜水泵,将水提升至井顶部后通过喷头向下喷洒。水流在井及管道系统中如瀑布般落下,增加了物质的转移的接触面积,类似于气体吹脱塔。同时,通过井底部的鼓气装置可以增强吹脱效果。实质上,该井扮演着地下吹脱塔的角色,经过抽提、吹脱后富含溶解氧的水流在井系统中下落,水位抬升后溢流回地下含水层渗流区域。水头压力可以扩大该区域内水力影响半径并增强对污染物的冲洗效果。紫外线处理装置或添加臭氧到鼓气装置产生的气流中可与该工艺结合使用,且费用不高,容易实现。该组合技术在井周围创造一个循环区域可进一步增强清除效果。循环井工艺该技术工艺结合了原位气提、吹脱、抽提,增强地下95循环井工艺图循环井工艺图96谢谢!谢谢!97地下水相关知识介绍地下水相关知识介绍98目录地下水基本概念地下水模拟地下水环境影响评价地下水污染地下水污染治理目录地下水基本概念99地下水基本概念地下水基本概念100基本概念地下水(groundwater)定义:广义定义,指地表以下各种形式的水。狭义定义,指埋藏于地面以下岩土孔隙、裂隙、溶隙饱和层中的重力水;基本概念地下水(groundwater)定义:101含水层剖面图(一)含水层剖面图(一)102含水层剖面图(二)含水层剖面图(二)103含水层剖面图(三)含水层剖面图(三)104地下水的形成地下水的形成有三种形式:渗入水:即大气降水和地表水渗入地下,形成地下水。凝结水:气候比较干旱的地区,夜晚气温降低,空气中的水蒸气凝结渗入地下。尽管水量不大,但在干旱地区非常宝贵。岩浆水:岩浆活动时,会分离出一些水分。地下水的形成地下水的形成有三种形式:105基本概念含水介质(Water-bearingmedium)赋存地下水且水流在其中运动的岩土物质。含水层
(Aquifer)
能够贮存、渗透的饱水岩土层。(相对)隔水层(Confiningbed)
结构致密、透水性极弱的导水速率不足以对井或泉提供明显水量的岩土层。
基本概念含水介质(Water-bearingmediu106基本概念包气带(Aerationzone),即非饱和带
地面以下潜水面以上与大气相通的地带。毛细水(Capillarywater)指的是地下水受土粒间孔隙的毛细作用上升的水分。毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。其形成过程通常用物理学中毛细管现象解释。分布在土粒内部相互贯通的孔隙,可以看成是许多形状不一,直径各异,彼此连通的毛细管。潜水(Hpreaticwater)地表以下、第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水。承压水(Confinedwater)充满于上、下两个相对隔水层之间的含水层,对顶板产生静水压力的地下水。基本概念包气带(Aerationzone),即非饱和带107基本概念上层滞水(Perchedwater)包气带中局部隔水层上所积聚的具有自由水面的重力水。水文地质条件(Hydrogeologicalcondition)地下水埋藏、分布、补给、径流和排泄条件,水质和水量及其形成地质条件等的总称。水文地质单元(Hydrogeologicunit)具有统一补给边界和补给、径流、排泄条件的地下水系统。基本概念上层滞水(Perchedwater)108基本概念地下水埋深(Burieddepthgroundwatertable)从地表面至地下水潜水面或承压水面的垂直深度。水位(Stage)自由水面相对于某一基面的高程,如黄海高程、渤海高程等。地下水位下降漏斗区(Regionofgroundwaterdepressioncone)开采某一含水层,当开采量持续大于补给量时,形成地下水面向下凹陷、形似漏斗状的水位下降区。基本概念地下水埋深(Burieddepthgroundw109基本概念流场(Flownet)渗流场内由一组流线和一组等势线所组成的网格。对各向同性介质组成正交网。流线(Streamline)渗流场内处处与渗流速度矢量相切的曲线。水力梯度(Hydraulicgradient)
在渗流场中,大小等于梯度值,方向沿着等水头面的法线,并指向水头降低方向的矢量。初始条件(Initialconditions)某一选定的初始时刻(t=0)渗流区内水头H的分布情况。基本概念流场(Flownet)110基本概念水位降深(Drawdown,
简称降深)抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值,亦即s(x,y,t)=H0(x,y,0)-Ht(x,y,t)。影响半径(Radiusofinfluence)
抽水井周围圆形岛的半径,该处降深为零;可看作是从抽水井起到实际上观测不出(或可忽略)水位降深处的距离。R-影响半径S-水位降深K-渗透系数H-含水层厚度基本概念水位降深(Drawdown,简称降深)R-影响半径111基本概念容水度(Storativity)
指含水层能容纳的最大水体积与土壤总体积之比,数值与含水层孔隙率相等。持水度(Retentioncapacity)
指在重力作用下仍能保持的水体积与土的总体积之比。给水度(Storativityoffreewater)
指存在于含水层中的水,在重力作用下能释放出来的水体积与土的总体积之比。数值上等于容水度与持水度之差。,粗颗粒松散层的给水度接近容水度;细颗粒粘土的给水度很小。容水度=持水度+给水度基本概念容水度(Storativity)112给水度与持水度经验值地层岩性给水度地层岩性
给水度地层岩性给水度粘土0.02~0.035黄土状亚砂土0.03~0.06中砂0.09~0.13亚粘土0.03~0.045粉砂0.06~0.08中粗砂0.10~0.15亚砂土0.035~0.06粉细砂0.07~0.10粗砂0.11~0.15黄土0.025~0.05细砂0.08~0.11砂卵砾石0.13~0.20黄土状亚粘土0.02~0.05中细砂0.85~0.12
颗粒直径(mm)持水度(%)给水度(%)颗粒直径(mm)持水度(%)给水度(%)备注>2.00
30-350.10-0.054.7510-15容水度=持水度+给水度容水度≈孔隙度2.00-0.501.5725-300.05-0.00510.18
0.50-0.251.6020-25<0.00544.85
0.25-0.102.7315-20
给水度与持水度经验值地层岩性给水度地层岩性 给水度地层岩性给113基本概念渗透系数,也称水力传导系数(Coefficientofpermeability,hydraulicconductivity)是表征岩层透水性的参数,影响渗透系数大小的主要是岩石的性质以及渗透液体的物理性质,记为K。是水力坡度等于1时的渗透速度。单位:m/d或cm/s。导水系数(Transmisivity)是描述含水层出水能力的参数;水力坡度等于1时,通过整个含水层厚度上的单宽流量;亦即含水层的渗透系数与含水层厚度之积,T=KM。单位:m2/d。基本概念渗透系数,也称水力传导系数114渗透系数经验值地层岩性渗透系数(cm/s)渗透系数(m/d)地层岩性渗透系数(cm/s)渗透系数(m/d)粘土<1.2×10-6<0.001粉砂6.0×10-4~1.2×10-30.5~1粉质粘土1.2×10-6~6.0×10-50.001~0.05细砂1.2×10-3~6.0×10-31~5粉土6.0×10-5~6.0×10-40.05~0.5中砂6.0×10-3~2.4×10-25~20黄土3.0×10-4~6.0×10-3粗砂2.4×10-2~6.0×10-220~50砾石6.0×10-2~1.8×10-150~150渗透系数经验值地层渗透系数渗透系数(m/d)地层渗透系数渗透115渗透流速,又称渗透速度、比流量(Specificdischarge/seepagevelocity)是渗流在过水断面上的平均流速。它不代表任何真实水流的速度,只是一种假想速度。记为v,单位m/d。实际平均流速(Meanactualvelocity)
多孔介质中地下水通过空隙面积的平均速度;地下水流通过含水层过水断面的平均流速,其值等于流量除以过水断面上的空隙面积,即量纲为L/T。越流(Leakage)
当承压含水层与相邻含水层存在水头差时,地下水便会从水头高的含水层流向水头低的含水层的现象。对于指定含水层来说,水流可能流入也可能流出该含水层。基本概念渗透流速,又称渗透速度、比流量基本概念116基本概念半承压含水层(Semi-confinedaquifer)
上、下岩层并不是绝对隔水的,其中一个或两个可能是弱透水层,通过弱透水层可能与相邻含水层发生水力联系的承压含水层。越流系数(Coefficientofleakage)
当含水层与供给越流的含水层间的水头差为一个长度单位时,通过主含水层和弱透水层间单位面积界面上的水流量,相当于弱透水层的渗透系数与其厚度之比,亦即b’=K1/m1。表征弱透水层垂直方向上传输越流水量能力的参数;指弱透水层上下含水层之间水头差变化一个单位时通过单位面积弱透水层吨的水量。其值等于弱透水层的垂直渗透系数与其厚度的比值量纲为1/T。越流含水层(Leakageaquifer)亦即半承压含水层。基本概念半承压含水层(Semi-confinedaquif117基本概念贮水系数(Storativity,Sy,又称释水系数或储水系数)
指面积为一个单位、厚度为含水层全厚度M的含水层柱体中,当水头改变一个单位时弹性释放或贮存的水量,无量纲。既适用于承压含水层,也适用于潜水含水层。贮水率(Specificstorativity,Ss)
指当水头下降(或上升)一个单位时,由于含水层内骨架的压缩(或膨胀)和水的膨胀(或压缩)而从单位体积含水层柱体中弹性释放(或贮存)的水量,量纲1/L。含水层弹性释放(Elasticityreleaseofaquifers)
在含水层中抽水,因水头(水位)下降水的压力减少颗粒间有效应力增加使岩层骨架压缩和水体积膨胀的释水过程。
基本概念贮水系数(Storativity,
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
评论
0/150
提交评论