地质学英文
地质学英文:geology地质学是研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系,主要研究对象为地球的固体硬壳---地壳或岩石圈。作为研究地球及其演变的一门自然科学,地质学与数学、物理、化学、生物并列为自然科学五大基础学科。地球自形成以来,经历了约46亿年的演化过程,进行过错综复杂的物理、化学变化,同时还受天文变化的影响,所以各个层圈均在不断演变。约在35亿年前,地球上出现了生命现象,于是生物成为一种地质营力。最晚在距今200~300万年前,开始有人类出现。人类为了生存和发展,一直在努力适应和改变周围的环境。利用坚硬岩石作为用具和工具,从矿石中提取铜、铁等金属,对人类社会的历史产生过划时代的影响。地质学的产生源于人类社会对石油、煤炭、金属、非金属等矿产资源的需求,由地质学所指导的地质矿产资源勘探是人类社会生存与发展的根本源泉。随着社会生产力的发展,人类活动对地球的影响越来越大,地质环境对人类的制约作用也越来越明显。如何合理有效的利用地球资源、维护人类生存的环境,已成为当今世界所共同关注的问题。因此,地质学研究领域进一步拓展到人地相互作用。
地质英语
地质英语是geology。地质英语例句:1、National Geoparks--Sacred Places Of Geology And Common Wealth Of China。国家地质公园——地质圣地 共同财富。2、The Chronology Of The Earth's History As Determined By Geologic Events。地质年代学以地质事件测定的地质历史年代学。3、Class B: Hydrogeology Survey; Engineering Geology Survey; Environment Geology Survey。乙级:水文地质调查;工程地质调查;环境地质调查。4、Class C: Hydrogeology Servey; Engineering Geology Survey; Environment Geology Survey。丙级:水文地质调查;工程地质调查;环境地质调查。5、Superincumbent Bed。复层, 叠层。6、Cryogenic Period。低温冻结期。
水文地质概念
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解析:
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水文地质学是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律,以及合理利用地下水或防治其危害的学科。
在不同环境中地下水的埋藏、分布、运动和组成成分均不相同。查明上述各方面状况,可为科学地利用或防治地下水提供根据。水文地质学对地下水的研究,着重自然历史和地质环境的影响,同主要用水文循环和水量平衡原理研究地下水的地下水水文学关系密切,只是研究的侧重点稍有不同。
水文地质学发展简史
人们早在远古时代就已打井取水。中国已知最古老的水井是距今约5700年的浙江余姚河姆渡古文化遗址水井。古波斯时期在德黑兰附近修建了坎儿井,最长达26公里,最深达150米。约公元前250年,在中国四川,为采地下卤水开凿了深达百米以上的自流井。中国汉代凿龙首渠,是一种井、渠结合的取水建筑物。在利用井泉的过程中,人们也探索了地下水的来源。法国帕利西、中国徐光启和法国马略特,先后指出了井泉水来源于大气降水或河水入渗。马略特还提出了含水层与隔水层的概念。
1855年,法国水力工程师达西,进行了水通过砂的渗透试验,得出线性渗透定律,即著名的达西定律,奠定了水文地质学的基础。1863年,法国裘布依以达西定律为基础,提出计算潜水流的假设和地下水流向井的稳定流公式。1885年,英国的张伯伦确定了自流井出现的地质条件。奥地利福希海默在1885年制出了流网图并开始应用映射法。
19世纪末20世纪初,对地下水起源又提出了一些新的学说。奥地利修斯于1902年提出了初生说。美国莱恩、戈登和俄国安德鲁索夫在1908年分别提出在自然界中存在与沉积岩同时生成的沉积水。1912年德国凯尔哈克提出地下水和泉的分类,总结了地下水的埋藏特征和排泄条件。美国迈因策尔于 1928年提出了承压含水层的压缩性和弹性。他们为水文地质学的形成作出了重要贡献。
泰斯于1935年利用地下水非稳定流与热传导的相似性,得出了地下水流向水井的非稳定流公式即泰斯公式,把地下水定量计算推进到了一个新阶段。20世纪中叶,苏联奥弗琴尼科夫和美国的怀特在水文地球化学方面作出了许多贡献。到第二次世界大战结束时,在地下水的赋存、运动、补给、排泄、起源以至化学成分变化、水量评价等方面,均有了较为系统的理论和研究方法。水文地质学已经发展成为一门成熟的学科了。
20世纪中叶以来,合理开发、科学管理与保护地下水资源的迫切性和有关的环境问题,越来越引起人们的重视。同时,人们对某些地下水运动过程有了新的认识。1946年起,雅可布和汉图什等论述了孔隙承压含水层的越流现象。英国博尔顿和美国的纽曼分别导出了潜水完整井非稳定流方程。
由于预测地下水运动过程的需要,促进了水文地质模拟技术的发展。20世纪30年代开展了实验室物理模拟。40年代末发展起来的电网络模拟,到50~60年代在解决水文地质问题中得到应用。
由于电子计算机技术的发展,70~80年代,地下水数学模拟成为处理复杂的水文地质问题的主要手段。同时,同位素方法在确定地下水平均贮留时间,追踪地下水流动等研究中得到应用。遥感技术及数学地质方法也被引进,用以解决水文地质问题。对于地下水中污染物的运移和开采地下水引起的环境变化,引起广泛的重视。20世纪60年代以来,加拿大的托特提出了地下水流动系统理论,为水文地质学的发展开拓了新的发展前景。
水文地质学基本内容
水文地质学是从寻找和利用地下水源开始发展的,围绕实际应用,逐渐开展了理论研究。目前已形成了一系列分支。
地下水动力学是研究地下水的运动规律,探讨地下水量、水质和温度传输的计算方法,进行水文地质定量模拟。这是水文地质学的重要基础。
水文地球化学是水文地质学的另一个重要基础。研究各种元素在地下水中的迁移和富集规律,利用这些规律探讨地下水的形成和起源、地下水污染形成的机制和污染物在地下水中的迁移和变化、地下水与矿产形成和分布的关系,寻找金属矿床、放射性矿床、石油和天然气,研究矿水的形成和分布等。
供水水文地质学是为了确定供水水源而寻找地下水,通过勘察,查明含水层的分布规律、埋藏条件,进行水质与水量评价。合理开发利用并保护地下水资源,按含水系统进行科学管理。
矿床水文地质学是研究采矿时地下水涌入矿坑的条件,预测矿坑涌水量以及其他与采矿有关的水文地质问题。
农业水文地质学的内容主要包括两方面,一方面为农田提供灌溉水源进行水文地质研究;另一方面为沼泽地和盐碱地的土壤改良,防治次生土壤盐碱化等问题进行水文地质论证。
地热是一种新的能源,如何利用由地下热水或热蒸汽携至地表的地热能,用来取暖、温室栽培或地热发电等,以及地下热水的形成、分布规律,以及勘察与开发方法等,是水文地热学的研究内容。
区域水文地质学是研究地下水区域性分布和形成规律,以指导进一步水文地质勘察研究,为各种目的的经济区划提供水文地质依据。
古水文地质学是研究地质历史时期地下水的形成、埋藏分布、循环和化学成分的变化等。据此,可以分析古代地下水的起源与形成机制,阐明与地下水有关的各种矿产的形成、保存与破坏条件。
地下水的形成和分布与地质环境有密切联系。水文地质学以地质学为基础,同时又与岩石学、构造地质学、地史学、地貌学、第四纪地质学、地球化学等学科关系密切。工程地质学是与水文地质学是同时相应发展起来的,因此两者有不少内容相互交叉。
地下水积极参与水文循环,一个地区水循环的强度与频率,往往决定着地下水的补给状况。因此,水文地质学与水文学、气象学、气候学有密切关系,水文学的许多方法也可应用于水文地质学。地下水运动的研究,是以水力学、流体力学理论为基础的,并应用各种数学方法和计算技术。
水文地质学的发展趋势是:由主要研究天然状态下的地下水,转向更重视研究人类活动影响下的地下水;由局限于饱水带的含水层,扩展到包气带及“隔水层”;由只研究地壳表层地下水,扩展到地球深层的水。
预计今后的水文地质研究,在下列方面将有突破:裂隙水与岩溶水运动机制和计算方法;地下水中污染物和温度运移机制和计算方法;粘性土的渗透机制;包气带水盐运移机制;水文地球化学和同位素水文地质学,地下水数学模型;地球深层水文地质。
水文地质学发展概况
水文地质学是一门年轻的自然科学,它是人们在不断地利用地下水资源,以及同地下水危害作斗争的过程中逐步发展起来的。随着生产的发展,水文地质学在20世纪20年代,才成为一门独立的科学。我国是世界上最早利用地下水的国家之一,早在五千多年前就知道凿井取水。大约在三千多年以前,我国农业已有相当发展,有关利用地下水的记载已很多。尧代的土壤歌中说:“日出而作,日入而息,掘井而饮,耕田而食”,说明当时已有了掘井利用地下水的知识。2500年前,我们的祖先就已经知道利用土壤及植物的各种标志来寻找地下水,并推断地下水的埋藏深度及水质好坏。公元前二百多年的秦代,在四川自贡用竹制工具在坚硬基岩中凿井深达百余米取卤水煮盐,这是世界上最早的自流井,比法国的自流井利用要早1500年。古代大运河、大型灌溉渠道——秦渠、汉渠、唐渠等,以及大型水利工程——都江堰的修建,都要解决有关地下水问题。大量事实充分说明,古代我国劳动人民在生产实践中积累了丰富的地下水知识。在国外,水文地质学首先是在欧洲发展起来的。17世纪,欧洲资本主义兴起,新的生产关系有力地促进了生产力的向前发展,18世纪60年代的工业革命,更促进了科学技术的发展,至此,人们通过广泛的试验及观测,有关地下水的形成、运动等理论,与所有自然科学一样逐步建立起来。直到20世纪初,由于近代自然科学的发展,使水文地质学发展成了一门综合性科学。新中国成立以后,随着国民经济的恢复和第一个五年计划的提出,对水文地质工作提出了迫切的要求。如新建和扩建城市的供水、矿山的排水以及一些水利工程建设中的许多水文地质问题等。为此,我国在新中国成立后的五六年内,迅速地建立了水文地质科学,培养出了新中国第一代水文地质工作者。随着建设事业的发展,这支队伍不断发展壮大。广大水文地质工作者结合我国各项建设事业开展了地下水的科学研究,如地下水的形成条件,水量评价及水质研究,地下水动态长期观测工作等。到20世纪60年代初,我国水文地质工作者在地下水形成、地下水运动、地下水化学以及地下热水等方面的研究都有许多创见,为城市、工矿企业、农业、铁路等供水,矿山及工程建筑等地区的排水,许多水利水电建设,水化学找矿等,提供了水文地质资料,保证了国民经济各部门的发展。70年代初,特别加强了山区水文地质工作,开展了对裂隙水及岩溶水的调查研究,将地质力学的理论广泛地应用到找水工作中来,为山区地下水的普查和勘探作出了贡献。另外,在全国范围内进行了不同比例尺的区域水文地质普查工作。80年代以来,随着改革开放,工农业供水和矿山排水的规模日益增大,一些地区出现了地下水资源枯竭、地面沉降与塌陷、水质污染、海水入侵、次生盐渍化等环境水文地质问题,环境水文地质受到了人们的重视。与此同时,也开展了地下水系统分析、水资源管理等方面的研究应用。20世纪50年代,一些科学技术发达的国家,普遍采用了现代化的手段来研究水文地质问题,先后出现了电网络模拟、数值模拟等计算手段。60年代,同位素技术开始用于解决某些水文地质问题。随后,数学地质方法与遥感技术(RS)也开始引入水文地质学。近年来,地理信息系统(GIS),以及全球定位系统(GPS)技术,已逐步广泛地被应用到水文地质工作中。复习思考题1. 水文地质学研究的对象、任务是什么?2. 水文地质学在国民经济建设中的作用如何?
岩溶区水资源特点
岩溶区水资源特点包括以下五个方面:分布的不均一性、岩溶含水层的含水介质特征、运动特征、补给、排泄、和动态特征、化学特征。一、岩溶水分布的不均一性岩溶水的不均一性是指岩溶含水系统中不同地段富水的差异性和水力的各向异性。它是由于岩溶发育过程中的分异作用造成的,而且其不均一程度取决于岩溶发育程度。岩溶水的不均一性不但给岩溶水资源的勘探和评价带来困难,而且也控制了岩溶地区一些环境问题的分布和发展,如过量抽取地下水引起的地面塌陷常沿抽水降落漏斗的长轴方向延伸;污染质在岩溶含水层中的扩散晕,也常常表现出明显的各向异性,甚至线状分布。二、岩溶含水层的含水介质特征碳酸盐岩地区并不一定都是岩溶含水层,在那些岩溶不发育,岩块致密,仍以原生孔隙为主的地区或地段,实际上是碳酸盐岩地区的“相对隔水层”。岩溶水含水体中存在着溶蚀孔隙、微裂隙,层面等扩散流介质,溶蚀大裂隙含水介质和管道流介质,可以根据它们各自在岩体中所占的比例大小来划分岩溶含水层类型。三、岩溶水的运动特征岩溶含水体中多重含水介质并存,所以导致岩溶水的运动非常复杂多变,总的来说可以概括为四个并存:层流和紊流并存;在压流和无压流并存;统一水流与孤立水流并存;明流与伏流并存。岩溶水的运动速度变化很大,因此其流态变化也很复杂。在溶孔、溶隙中,地下水缓慢地渗流,水流流态属于层流状态;而在溶洞、暗河等岩溶管道中,地下水流速大,可达2400m/h,显然处于紊流状态;在介于两者之间的大裂隙中则多显示过渡的混合流状态。四、岩溶水的补给、排泄、和动态特征1、溶孔裂隙水(1)补给仍以缓慢地入渗补给为主,岩溶水量、水位等动态滞后于降雨可达数月之久。(2)具有统一的地下水位面及较完整的降落漏斗,各个方向上渗透性及水力相似。(3)地下径流以扩散流为主,排泄以大泉集中式排泄为主,动态相对稳定,年变幅小,不具备暴涨暴落的水文型动态,泉水流量和数年前降水有关。(4)地下水动态常具有多年周期性变化。(5)局部可以发育溶孔溶隙及小管道共同组成的强含水段。2、管道流在岩溶强烈发育地区,地下管道极其发育。管道水在整个岩溶含水体中占据重要地位并控制了区域水文地质特征。由于管道含水空间较大,因此导致其水流特征不同于溶孔溶隙水。管道流在漏斗、竖井、落水洞、地下暗河入口,封闭洼地中接受集中式迅速的补给,以流入、灌入式补给为主,在管道中快速集中径流,向地下暗河出口或以大泉形式排泄。3、溶孔溶隙——管道双重介质流总体来说,它的特征介于前两种介质之间,既有局部快速补给,又有大部分地区沿溶孔溶隙的缓慢下渗;既有管道中的集中流,又有其周围裂隙溶隙中的扩散流。既向排泄区运动,双重介质间也有侧向运动,管道起疏水、导水作用,而溶隙则起储水作用,不同季节互相补给,在水文过程线上,管道流代表峰值部分,溶孔溶隙流代表其基流部分。五、岩溶水的化学特征岩溶水的化学特征与水的补给交替强度密切相关,在补给区受降雨稀释作用,一般矿化度较小;随着向深部或排泄区运动,不断溶解含水介质壁上的岩石,矿化度不断增大,每升可达数克,水型也可能转变为SO4-HCO3-Ca型水。
岩溶水系统划分与特点
一、岩溶水系统的划分岩溶水系统亦称“岩溶水流域”,当以岩溶大泉为主要排泄口时,也称作“岩溶泉域”。其实质是对具有明确边界、连续岩溶含水层、统一岩溶地下水流场、相对独立循环的岩溶地下水汇集体的统称。其汇集范围不仅包括岩溶地下水资源补给范围,同时也包括与岩溶地下水具密切关系的其他类型地下水、地表水可控汇集区。根据我们多年研究成果及参考有关资料,将北方岩溶水划分出119个系统,具体如图3-2,表3-1所示。系统划分过程中,系统边界的水文地质性质除隔水边界、地下分水岭边界外,还采用了以下边界:(1)地表分水岭边界一些岩溶水系统内地表河流成为重要岩溶地下水补给源,当这些地表流域范围可控且超出由岩溶含水层的分布范围时,将地表流域划入岩溶水系统,将流域分水岭确定为岩溶水系统的地表分水岭边界。(2)岩溶含水层深埋滞流性边界本次划分一般将碳酸盐岩含水层埋藏深度达到1000m、岩溶地下水循环缓慢,确定为滞流性边界。(3)潜流边界相对阻水但仍有一定流量的边界。(4)推测边界由于勘探、研究程度较低,对一些不能确定具体位置或不能确定其水文地质性质的边界。图3-2 中国北方岩溶水系统、系统模式及系统分区图表3-1 中国北方岩溶水系统汇总表续表续表续表续表岩溶水系统划分所采用的方案大同小异,但由于工作目的以及空间尺度不同有所差异。有些方案强调系统的级别,从而出现了大系统、系统以及子系统的概念;而另一些则注重于岩溶含水层系统,其边界划分主要关注岩溶含水层的分布埋藏而忽略与岩溶水密切相关的其他水资源类型的补排关系。本次划分没有考虑具有从属关系的系统级别,划分原则从岩溶水系统的概念出发,强调岩溶水边界和补排关系的明确,岩溶含水层的连续、岩溶地下水流场的统一、岩溶水系统水资源要素的有机关联程度等要素。二、岩溶水系统特征从宏观上出发,中国北方岩溶水系统以发育规模大、系统水资源要素构成多、转化关系复杂(系统内往往同时存在包括大气降水、地表水、松散层孔隙地下水、碎屑岩裂隙地下水和岩溶地下水等多种水资源类型,各水资源类型间存在直接或间接的复杂转化关系),“水煤共存”为特点。1.系统规模大全区119个系统平均面积为1453.2km2,最大的系统为跨越晋、陕、内蒙古3省区的天桥泉域岩溶水系统,总面积为13383km2,全区面积大于1万km2的岩溶水系统有2个、5000~1万km2的4个、1000~5000km2的44个、100~1000km2的64个、小于100km2的5个。2.系统水资源构成多,转化关系复杂不同系统的水资源构成要素不尽一致,有的简单,有的要复杂,但由于北方岩溶水系统发育规模大且具有高度开放性,总体上表现出较多的要素构成与复杂的转化关系。系统内同时存在包括大气降水、地表水、松散层孔隙地下水、碎屑岩裂隙地下水和岩溶地下水等多种水资源类型,各水资源类型间存在直接或间接的复杂转化关系。娘子关泉域水资源系统总面积为7196km2,岩溶水不仅接收奥陶系碳酸盐岩裸露区降水入渗补给,同时泉域内桃河、温河、南川河、松溪河、清漳河在系统上游碎屑岩区地表产流进入下游碳酸盐岩区后对岩溶水形成渗漏补给,各河上游碎屑岩区河谷冲洪积层孔隙含水层在进入碳酸盐岩区后通过地下潜流形成对岩溶水的补给,而西部晚古生代及中生代碎屑岩区裂隙地下水(包括采煤排出地表的矿坑水)在以当地地表河谷为排泄基准排入各河流后,到下游碳酸盐岩段与地表水一道形成对地下水的间接渗漏补给(图3-3)。在119个系统中有53个系统存在大量的地表水渗漏补给。鄂尔多斯盆地周边22个系统中,河流渗漏段的总长度达到近400km。黄河自内蒙古喇嘛湾流入横跨晋、陕、内蒙古3省区的天桥泉域岩溶水系统后,自北向南穿切整个系统,流长达190km,径流过程中与岩溶地下水形成了三种补排关系。第一种关系从泉域北界入口至偏关欧犁嘴,长60km,黄河接受东岸岩溶地下水补给并向西岸渗漏;第二种关系为欧犁嘴向南至河曲路铺段,碳酸盐岩出露段长约15km,黄河水位均高出两岸岩溶地下水位,河水渗漏补给岩溶地下水;第三种关系为从河曲龙口到保德天桥水库段,岩溶地下水通过碳酸盐岩露头段向上顶托排泄,补给黄河水。汾渭地堑两侧多数岩溶地下水系统由于山前断裂带相对阻水出露,这些系统岩溶水多为非全排性系统,部分岩溶地下水要越过断裂带进入盆地形成对松散层含水层的潜流补给。例如,渭北地区扶风-礼泉域岩溶水系统和袁家坡泉-温汤泉-瀵泉泉域岩溶水系统部分岩溶水越过南侧礼泉-双泉-临猗断裂边界形成渭河谷地南部岩溶热水的重要补给源;禹门口泉域岩溶水系统在张吴一带、龙子祠泉域岩溶水系统在土门一带都有潜流进入盆地孔隙含水层的岩溶水;霍泉泉域岩溶水系统在广胜寺出露泉水后还有0.1m3/s潜流量进入下游盆地;北部神头泉域岩溶水系统的神头泉本身是从朔县盆地松散层中出流;太原兰村泉域岩溶地下水是盆地松散层西张水源地、北固碾水源地的重要补给源。燕山山前的一亩泉域岩溶水系统、玉泉山泉域岩溶水系统、甘池泉域岩溶水系统、天津公乐泉域岩溶水系统同样存在岩溶水向山前平原松散层的潜流排泄。而唐山岩溶水系统,天然条件下岩溶地下水向上越流补给浅层松散层孔隙地下水,由于岩溶地下水开采和煤矿疏干,使岩溶地下水形成漏斗,两类地下水补排关系发生逆转,孔隙地下水向下越流补给岩溶地下水。图3-3 娘子关泉域岩溶水资源系要素及转化关系示意图鲁中多数岩溶水系统以及徐淮地区岩溶水对上覆松散层含水层存在侧向潜流与向上垂向越流补给;而在鲁中东部的平阴岩溶水系统、旧县岩溶水系统、郭里集岩溶水系统,岩溶水则接受松散层孔隙水的向下越流补给(图3-4)。太行山东南侧的岩溶水系统,太行山前断裂使中奥陶统与石炭、二叠系煤系地层直接对接,与其中碳酸盐岩夹层含水层以及砂岩碎屑岩裂隙含水层形成补排关系。岩溶地下水与系统内其他水资源类型间各种形式的补排关系所体现出的开放性决定了其环境质量基本条件比较脆弱。3.多数为“水煤共存”系统119个系统中,有83个系统中含有煤系地层(表3-1)。区内最重要的岩溶含水层为寒武-奥陶系碳酸盐岩,华北地台在中奥陶世后期,整体抬升为陆地并经历了1亿多年的风化剥蚀过程,到中石炭世后,进入了海陆交互的成煤期,沉积了石炭-二叠纪煤系地层,使得煤系地层与中奥陶统碳酸盐岩直接接触。一般下层煤与岩溶含水层的垂直距离为20~60m,构造裂隙、陷落柱、采煤过程中形成的裂隙等通道以及矿坑排水进入碳酸盐岩图3-4 郭里集单斜水文地质单元地下水动态特征分析区的渗漏使岩溶水与煤系地层地下水间产生直接或间接的联系,构成了“水煤共存”系统。这些系统内的煤矿开采对岩溶水在数量和质量方面均会产生不同程度的影响。例如,矿坑污水排放进入碳酸盐岩渗漏区对岩溶水的污染问题,由于采煤对地表下垫面改变使得产流性质发生变化,从而影响到下游对岩溶水渗漏补给量的大小;特别值得指出的是采矿发生突水事故,沟通了岩溶水与坑道的联系,使得坑道空间系统成为岩溶水的循环空间,矿坑将成为岩溶水永久污染源。采矿对岩溶水的影响不仅发生在采矿期间,而且会发生在闭坑以后。