岩溶水文地質學方法

《岩溶水文地質學方法》是2016年科學出版社出版的圖書，作者是[瑞士] Nico Goldscheider。

基本介紹

• 中文名：岩溶水文地質學方法
• 作者：[瑞士] Nico Goldscheider
• 譯者：中國地質科學院岩溶地質研究所
• 出版社：科學出版社
• ISBN：9787030459473 
• 章節：11章

內容簡介

《岩溶水文地質學方法》全書共分十一章，引言部分描述了岩溶水系統的高度非均質性和各向異性特徵；隨後，對地質和地貌結構調查、岩溶洞穴探測、水文學方法、水力學方法、水化學方法、同位素方法、示蹤技術、地球物理探測、岩溶水動力模擬等各類水文地質勘查技術方法進行了系統總結與回顧，提出了各方法在岩溶地區的適用性與局限性，以及注意事項和相應的改進措施；最後，通過不同目標和需求的岩溶調查工作實例，對各類方法的綜合運用進行了概述。譯著介紹的岩溶水調查研究技術方法系統全面，能為岩溶地下水資源開發利用、保護和管理提供幫助，對全國岩溶地區的水文地質、環境地質調查及其他專項勘查和研究工作均具有較高的指導價值。

目錄

目錄

前言

1.1本書的目標1

1.2岩溶含水層調查的特殊性1

1.2.1含水層演化2

1.2.2空間非均質性2

1.2.3滲透係數的尺度效應2

1.2.4補給和入滲的雙重性3

1.2.5介質空隙、水流和儲存的雙重性3

1.2.6急劇的動態變化4

1.3岩溶含水層研究方法綜述4

1.4加拿大Walkerton地區的實例6

第2章地質與地貌結構8

2.1引言8

2.2礦物學、岩石學和地層學9

2.2.1可溶岩礦物9

2.2.2可溶岩10

2.2.3岩性對岩溶的影響11

2.2.4從岩石地層學到水文地層學11

2.3地質構造14

2.3.1褶皺14

2.3.2斷裂15

2.3.3節理和層面16

2.3.4裂隙研究17

2.4地形地貌17

2.4.1岩溶地貌分類與地形測繪17

2.4.2岩溶地貌與水文地質學的關係19

2.5小結21

第3章洞穴調查22

3.1引言22

3.2洞穴調查數據在水文地質學上的套用24

3.2.1洞穴測繪24

3.2.2洞穴三維模擬25

3.2.3洞穴和鑽孔精確定位27

3.2.4洞穴調查成果解譯28

3.2.5預測未知管道的分布及特徵29

3.2.6洞穴成因及洞穴網路的發育階段識別31

3.2.7水文地質學家的可靠洞穴數據來源31

3.3洞穴環境調查32

3.3.1管道形態分析32

3.3.2洞穴沉積物分析32

3.3.3洞穴水流示蹤33

3.4洞穴水流監測33

3.4.1引言33

3.4.2滲流帶水流特徵34

3.4.3滲流帶的運移特徵36

3.5小結39

第4章水文學方法41

4.1引言41

4.2岩溶含水層系統的總體水文特徵42

4.3基本概念：水均衡43

4.4泉流量曲線44

4.5降雨和補給的監測45

4.5.1引言45

4.5.2人工觀測站46

4.5.3自動記錄雨量站46

4.5.4都卜勒雷達47

4.6水流觀測47

4.6.1引言47

4.6.2水位測量47

4.6.3流量直接觀測49

4.6.4流速儀49

4.6.5堰和水槽51

4.6.6示蹤劑稀釋52

4.6.7間接測流方法53

4.6.8洞穴滴水觀測54

4.7電子數據記錄54

4.8小結56

第5章水力學方法58

5.1引言58

5.2水力學與水文地質學參數58

5.2.1孔隙度、有效孔隙度和儲水係數58

5.2.2水頭61

5.2.3導水係數與滲透係數62

5.2.4地下水流速63

5.2.5地下水流量63

5.3鑽孔水力學試驗67

5.3.1引言67

5.3.2壓水試驗67

5.3.3微水試驗70

5.4含水層抽水試驗72

5.4.1引言72

5.4.2數據分析73

5.4.3含水層各向異性81

5.4.4含水層各區段導水係數83

5.5小結84

第6章水化學方法85

6.1引言85

6.2參數與過程85

6.2.1概論85

6.2.2與降雨有關的參數87

6.2.3與土壤有關的參數87

6.2.4與碳酸鹽岩有關的參數88

6.2.5與其他岩石有關的參數90

6.2.6人為來源的化合物90

6.3採樣方案與方法93

6.3.1採樣的時空布置93

6.3.2採樣位置94

6.3.3採樣頻率94

6.3.4取樣方法95

6.4分析方法96

6.4.1持續測試方法96

6.4.2實驗室方法96

6.5水化學數據分析99

6.5.1引言99

6.5.2套用灰岩溶蝕的有關參數評價含水層功能99

6.5.3評價水流的滯留時間與來源103

6.5.4確定側向補給105

6.5.5混合作用的確定和定量研究106

6.5.6利用統計方法進行整體分析107

6.6評價污染物的來源與歸宿108

6.6.1岩溶泉污染物檢測108

6.6.2定量確定污染物110

6.6.3確定污染源111

6.6.4污染物歸宿的調查111

6.7小結112

第7章同位素方法113

7.1引言113

7.2氫、碳和氧同位素114

7.2.1同位素豐度及其對岩溶水文地質學的重要性114

7.2.2同位素變化與指標114

7.3大氣淡水的氫、氧同位素115

7.3.1地理變化115

7.3.2時間變化116

7.3.3大氣降水線117

7.4確定岩溶水的來源117

7.4.1岩溶水中大氣降水的百分率117

7.4.2同位素混合與溶質的相關性119

7.4.3岩溶泉的穩定同位素示蹤120

7.4.4岩溶水對地表水流的貢獻121

7.5氧同位素在岩溶含水層中的滯留時間121

7.5.1泉水同位素的時間變化121

7.5.2同位素、物理和化學變化的相對範圍123

7.5.3線性水庫模型123

7.5.4水文脈衝模型123

7.6放射性同位素確定地下水年齡125

7.6.1氚127

7.6.2氚-氦-3和氪-85128

7.6.3放射性碳同位素技術129

7.6.4氡的研究130

7.7小結133

第8章示蹤技術135

8.1引言135

8.2人工示蹤劑類型136

8.2.1綜述136

8.2.2螢光染料137

8.2.3鹽139

8.2.4顆粒示蹤劑140

8.3示蹤試驗的準備和操作142

8.3.1初步調查和合法性評估142

8.3.2示蹤劑類型和投放量142

8.3.3投放點和投放技術144

8.3.4選擇取樣位置和採樣方法145

8.3.5實驗室分析148

8.3.6野外測試設備151

8.4評價與解譯152

8.4.1數據準備、數據質量與誤差分析152

8.4.2示蹤劑背景152

8.4.3地下水中示蹤劑運移153

8.4.4穿透曲線154

8.4.5傳輸時間和運移速度155

8.4.6回收率156

8.4.7管道網路的描述156

8.4.8套用解析模型定量研究傳輸參數158

8.5小結160

第9章地球物理方法161

9.1引言161

9.2地球物理學概論165

9.2.1為什麼套用物探165

9.2.2物探的套用條件166

9.2.3噪聲問題166

9.2.4解析度與探測深度167

9.2.5方法選擇167

9.2.6定位測量167

9.2.7非唯一性168

9.3地震方法168

9.3.1概述168

9.3.2地震折射法170

9.3.3地震反射法171

9.3.4面波172

9.4重力法172

9.5電法和電磁法174

9.5.1概述174

9.5.2直流電法174

9.5.3交流電磁法176

9.5.4自然電位法182

9.5.5地質雷達法（GPR）184

9.5.6磁法185

9.6鑽孔物探測井186

9.7小結190

第10章岩溶水動力模擬191

10.1引言191

10.2岩溶系統的概念模型191

10.3模擬方法193

10.4整體模型193

10.4.1引言193

10.4.2單次事件模型（灰箱模型）194

10.4.3時間序列分析197

10.5分散式模型198

10.5.1引言198

10.5.2離散裂隙網路方法（DFN）199

10.5.3離散管道網路方法（DCN）201

10.5.4等效孔隙介質方法（EPM）203

10.5.5雙重連續介質方法（DC）204

10.5.6離散-連續組合方法（混合）（CDC）205

10.6岩溶含水層的溶質和熱量傳輸模擬207

10.7小結209

第11章各種方法聯合運用211

11.1引言與方法總結211

11.2特定目標調查的綜合方法214

11.2.1確定岩溶水系統範圍214

11.2.2確定水源位置214

11.2.3水質和污染問題評價215

11.2.4岩溶水流系統的概化215

11.2.5岩溶地下水脆弱性評價216

參考文獻217