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第1章 绪论1

1.1本书的目标1

1.2岩溶含水层调查的特殊性1

1.2.1含水层演化2

1.2.2空间非均质性2

1.2.3渗透系数的尺度效应2

1.2.4补给和入渗的双重性3

1.2.5介质空隙、水流和储存的双重性3

1.2.6急剧的动态变化4

1.3岩溶含水层研究方法综述4

1.4加拿大Walkerton地区的实例6

第2章 地质与地貌结构8

2.1引言8

2.2矿物学、岩石学和地层学9

2.2.1可溶岩矿物9

2.2.2可溶岩10

2.2.3岩性对岩溶的影响11

2.2.4从岩石地层学到水文地层学11

2.3地质构造14

2.3.1褶皱14

2.3.2断裂15

2.3.3节理和层面16

2.3.4裂隙研究17

2.4地形地貌17

2.4.1岩溶地貌分类与地形测绘17

2.4.2岩溶地貌与水文地质学的关系19

2.5小结21

第3章 洞穴调查22

3.1引言22

3.2洞穴调查数据在水文地质学上的应用24

3.2.1洞穴测绘24

3.2.2洞穴三维模拟25

3.2.3洞穴和钻孔精确定位27

3.2.4洞穴调查成果解译28

3.2.5预测未知管道的分布及特征29

3.2.6洞穴成因及洞穴网络的发育阶段识别31

3.2.7水文地质学家的可靠洞穴数据来源31

3.3洞穴环境调查32

3.3.1管道形态分析32

3.3.2洞穴沉积物分析32

3.3.3洞穴水流示踪33

3.4洞穴水流监测33

3.4.1引言33

3.4.2渗流带水流特征34

3.4.3渗流带的运移特征36

3.5小结39

第4章 水文学方法41

4.1引言41

4.2岩溶含水层系统的总体水文特征42

4.3基本概念：水均衡43

4.4泉流量曲线44

4.5降雨和补给的监测45

4.5.1引言45

4.5.2人工观测站46

4.5.3自动记录雨量站46

4.5.4多普勒雷达47

4.6水流观测47

4.6.1引言47

4.6.2水位测量47

4.6.3流量直接观测49

4.6.4流速仪49

4.6.5堰和水槽51

4.6.6示踪剂稀释52

4.6.7间接测流方法53

4.6.8洞穴滴水观测54

4.7电子数据记录54

4.8小结56

第5章 水力学方法58

5.1引言58

5.2水力学与水文地质学参数58

5.2.1孔隙度、有效孔隙度和储水系数58

5.2.2水头61

5.2.3导水系数与渗透系数62

5.2.4地下水流速63

5.2.5地下水流量63

5.3钻孔水力学试验67

5.3.1引言67

5.3.2压水试验67

5.3.3微水试验70

5.4含水层抽水试验72

5.4.1引言72

5.4.2数据分析73

5.4.3含水层各向异性81

5.4.4含水层各区段导水系数83

5.5小结84

第6章 水化学方法85

6.1引言85

6.2参数与过程85

6.2.1概论85

6.2.2与降雨有关的参数87

6.2.3与土壤有关的参数87

6.2.4与碳酸盐岩有关的参数88

6.2.5与其他岩石有关的参数90

6.2.6人为来源的化合物90

6.3采样方案与方法93

6.3.1采样的时空布置93

6.3.2采样位置94

6.3.3采样频率94

6.3.4取样方法95

6.4分析方法96

6.4.1持续测试方法96

6.4.2实验室方法96

6.5水化学数据分析99

6.5.1引言99

6.5.2应用灰岩溶蚀的有关参数评价含水层功能99

6.5.3评价水流的滞留时间与来源103

6.5.4确定侧向补给105

6.5.5混合作用的确定和定量研究106

6.5.6利用统计方法进行整体分析107

6.6评价污染物的来源与归宿108

6.6.1岩溶泉污染物检测108

6.6.2定量确定污染物110

6.6.3确定污染源111

6.6.4污染物归宿的调查111

6.7小结112

第7章 同位素方法113

7.1引言113

7.2氢、碳和氧同位素114

7.2.1同位素丰度及其对岩溶水文地质学的重要性114

7.2.2同位素变化与指标114

7.3大气淡水的氢、氧同位素115

7.3.1地理变化115

7.3.2时间变化116

7.3.3大气降水线117

7.4确定岩溶水的来源117

7.4.1岩溶水中大气降水的百分率117

7.4.2同位素混合与溶质的相关性119

7.4.3岩溶泉的稳定同位素示踪120

7.4.4岩溶水对地表水流的贡献121

7.5氧同位素在岩溶含水层中的滞留时间121

7.5.1泉水同位素的时间变化121

7.5.2同位素、物理和化学变化的相对范围123

7.5.3线性水库模型123

7.5.4水文脉冲模型123

7.6放射性同位素确定地下水年龄125

7.6.1氚127

7.6.2氚-氦-3和氪-85128

7.6.3放射性碳同位素技术129

7.6.4氡的研究130

7.7小结133

第8章 示踪技术135

8.1引言135

8.2人工示踪剂类型136

8.2.1综述136

8.2.2荧光染料137

8.2.3盐139

8.2.4颗粒示踪剂140

8.3示踪试验的准备和操作142

8.3.1初步调查和合法性评估142

8.3.2示踪剂类型和投放量142

8.3.3投放点和投放技术144

8.3.4选择取样位置和采样方法145

8.3.5实验室分析148

8.3.6野外测试设备151

8.4评价与解译152

8.4.1数据准备、数据质量与误差分析152

8.4.2示踪剂背景152

8.4.3地下水中示踪剂运移153

8.4.4穿透曲线154

8.4.5传输时间和运移速度155

8.4.6回收率156

8.4.7管道网络的描述156

8.4.8应用解析模型定量研究传输参数158

8.5小结160

第9章 地球物理方法161

9.1引言161

9.2地球物理学概论165

9.2.1为什么应用物探165

9.2.2物探的应用条件166

9.2.3噪声问题166

9.2.4分辨率与探测深度167

9.2.5方法选择167

9.2.6定位测量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电法和电磁法174

9.5.1概述174

9.5.2直流电法174

9.5.3交流电磁法176

9.5.4自然电位法182

9.5.5地质雷达法（GPR）184

9.5.6磁法185

9.6钻孔物探测井186

9.7小结190

第10章 岩溶水动力模拟191

10.1引言191

10.2岩溶系统的概念模型191

10.3模拟方法193

10.4整体模型193

10.4.1引言193

10.4.2单次事件模型（灰箱模型）194

10.4.3时间序列分析197

10.5分布式模型198

10.5.1引言198

10.5.2离散裂隙网络方法（DFN）199

10.5.3离散管道网络方法（DCN）201

10.5.4等效孔隙介质方法（EPM ）203

10.5.5双重连续介质方法（DC）204

10.5.6离散-连续组合方法（混合）（CDC）205

10.6岩溶含水层的溶质和热量传输模拟207

10.7小结209

第11章 各种方法联合运用211

11.1引言与方法总结211

11.2特定目标调查的综合方法214

11.2.1确定岩溶水系统范围214

11.2.2确定水源位置214

11.2.3水质和污染问题评价215

11.2.4岩溶水流系统的概化215

11.2.5岩溶地下水脆弱性评价216

参考文献217