绪论
一、地下水动力学的含义、研究内容、研究方法和应用
地下水动力学是研究地下水在岩石空隙中运动规律及其应用的一门科学,主要为地下水的定量计算和评价及合理开发利用提供理论依据。地下水动力学是水文地质学的重要组成部分,是水文地质工程地质专业、地下水科学与工程专业、水文与水资源专业理论性较强的核心课程。
地下水动力学主要研究渗流计算问题,其研究内容主要包括:地下水在含水层的稳定运动和非稳定运动;地下水向井孔的稳定运动和非稳定运动理论。由于生产的不断发展,研究地下水运动的新领域不断扩展,如非饱和理论、双重介质渗流理论、咸淡水界面的运移理论、弥散理论等已逐渐成为地下水动力学研究的重要内容。
地下水动力学的研究是以数学、物理学及水力学等学科理论为基础,应用数学分析和模拟试验等一系列的方法进行综合研究。主要研究方法有:解析法、数值法、物理模拟法等。
地下水动力学的理论应用非常广泛。随着我国社会主义现代化建设事业的发展,地下水的合理开发、利用与管理显得日益重要。地下水动力学与水文地质学的其他学科配合起来,正在用来解决国民经济建设中的许多重大问题和生产实际问题。地下水动力学的应用大体上可归纳为以下几个方面:
1)水资源是人类赖以生存发展的物质基础,地下水是水资源的重要组成部分,是十分宝贵和有限的水资源。地下水动力学着重研究如何计算、评价、预测地下水的水量和水质,如何合理、科学、经济有效地开发利用地下水,保护地下水资源。
2)在人类生产活动中,为克服地下水产生的负面效应,对矿山采矿、建筑基础施工和防止土壤盐渍化、沼泽化等方面引起的降低地下水位和土壤改良等问题作出相应的计算和论证。
3)在水利水电工程建筑中,对涉及坝基渗漏,绕坝渗漏,库区渗漏,库岸地下水壅水以及渠道渗漏等问题的定量计算和研究。
4)环境地质保护与地质灾害防治方面的研究。例如:不合理开采地下水导致地下水资源枯竭、泉水消失、海水(咸水)入侵、地面沉降、地面(岩溶)塌陷、土地沙漠化、水质恶化、生态环境退化、滑坡中的地下水活动和对核废料地质处理等问题的论证、计算、评价(包括演化趋势的预测和防治措施的论证等)。
5)把含水层当作地下库进行“贮冷”(冬灌夏用)、“贮热”(夏灌冬用),为此需要用地下水动力学理论,研究热量的运移问题。
6)水动力弥散、污染物运移预测计算等。
7)其他有关方面的应用。
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