水文地质论文选题背景及意义怎么写

水文地质论文选题背景及意义怎么写

一、气象水文气象九里山泉域岩溶水系统地处中纬度地带，属大陆季风型温暖带半干旱性气候，四季分明。据焦作气象站1952～2008年降水观测资料（图10-2），57年平均降水量为31mm，最大年降水量为7mm（1955年），最小年降水量为3mm（1981年）。降水年内分配不均（表10-1，图10-3），多集中在6月、7月、8月，占年降水量的75%左右，而12月、1月、2月降水总量仅占全年降水量的5%。多年平均蒸发量为2mm，是年降水量的三倍，其中以5月、6月、7月蒸发量最大，三个月蒸发量占全年蒸发量的40%。多年平均气温为4℃，相对湿度为70%。最低气温出现在元月份，平均气温为-1℃，最高气温出现在6月份，月平均气温为0℃。图10-2 焦作市1952～2008年年降水量柱状图表10-1 焦作市1952～2008年月均降水量统计表图10-3 焦作市多年月均降水量柱状图水文系统内河流有丹河、西石河、山门河、纸坊沟、峪河、新河、大沙河等（图10-1），丹河属黄河水系，其余河流属海河水系。丹河和峪河为常年性河流，其他河流均为季节性河流。丹河发源于山西省高平县境内，干流长为162km，流域面积为3150km2。在系统内流经寒武-奥陶系灰岩岩溶发育区（图10-1），漏失严重，河水成为九里山泉域岩溶水系统的重要补给源之一。其中后寨至后陈庄段是河水强烈渗漏河段，渗漏量284～734m3/s。丹河山路平水文站46年（1955～2000年）年均径流量为34m3/s，最大径流量为00m3/s（1956年），多年趋势变化总体上呈阶段性下降（图10-4）。西石河、山门河、纸坊沟流经灰岩分布区，河流漏失严重，除丰水年有洪水流出山口外，其余时间均无水流，常表现为干谷，河水在距出山口5～10km地段全部漏失补给地下水。二、地形地貌焦作市区北部为太行山区，南部为黄河、沁河冲洪积平原。全区地形整体上为西北高、东南低。北部山区地面高程200～1790m，地形陡峭，地面起伏大，河谷深切，岩石裸露，发育地表岩溶景观。市区及市区南部为山前倾斜平原区，地面标高80～200m，地形略向南、南东倾斜，总体由北向南逐渐降低（图10-5）。在长期内外地质营力的作用下，形成了山地和冲洪积平原两个一级地貌单元。根据地貌成因和形态特征，山地和冲洪积平原可划分为七个二级地貌单元。分述如下：图10-4 丹河山路平水文站年均流量动态变化曲线图图10-5 焦作附近地形地貌卫星影像图山地（1）构造侵蚀中山分布于市区北部山西境内的晋庙铺、柳树口、夺火一带，山体呈北东向展布，标高为1000～1790m，地形陡峭，沟谷深切，似峰林地貌。山体出露地层主要是元古宇变质岩。（2）构造溶蚀低山分布于寨豁、赵庄、西村、黑龙王庙一线以北，地面标高为500～1000m。地形起伏较大，沟谷深切。山体岩层多为寒武-奥陶系灰岩和白云岩，地表岩溶发育，有溶隙、溶沟、溶槽和大型溶洞。（3）构造剥蚀丘陵分布于近山前地带，标高为200～500m，山顶呈浑圆状，山坡平缓。地表多出露中奥陶统灰岩和石炭-二叠系砂岩、泥岩。山前倾斜平原分布于山前一带，由河流冲洪物堆积而成。分坡洪积斜地、冲洪积扇、扇前和扇间洼地、交接洼地等二级地貌单元。（1）坡洪积斜地不连续地分布于市区东北部的方庄、薄壁等近山前地带，由重力和坡面水流作用堆积而成，黏土、碎石、卵石等组成的坡积物呈倒石锥状或围绕坡麓堆积构成坡积裙，坡积裙相连组成坡积斜地。（2）冲洪积扇在丹河、西石河、山门河、子房沟、翁涧河等河流的出山口处，间歇性暂时洪流堆积作用形成了一系列冲洪积扇。不同时期、不同河流的洪积扇相互重叠或相连，呈带状沿太行山前连成一片。组成物质为粉质黏土、黏土、卵砾石等。（3）扇前洼地分布于焦枝铁路线以南至新河间的朱村—于村—墙南—待王一带，为西石河、翁涧河、山门河洪积扇的前缘地带，地形低洼，地面标高95～85m，微向东南倾斜。组成物质以粉质黏土、粉土为主，局部夹有砂层。（4）交接洼地分布于新河—大沙河一带，为黄河、沁河的冲积平原与太行山山前冲洪积平原之间的交接洼地，由粉质黏土、粉细砂土组成。地势低洼，地面标高100～90m，微向东南倾斜。在山前冲洪积平原中上部，分布有十几座煤矿。采煤引起地表下沉变形，地表形成塌陷坑。据调查，焦作矿区有较大的塌陷坑17个，塌陷面积近70km2。三、地层与构造地层区域出露的地层有太古宇变质岩、震旦系石英砂岩、寒武系和奥陶系碳酸盐岩，石炭系和二叠系煤系地层、三叠系砂页岩、新近系砂泥岩、第四系松散冲洪积物。由老至新分述如下：太古宇（Ar）：出露于山区峪河口、薄壁一带，主要岩性为变质程度中等的片麻岩和混合岩，厚度大于1000m。震旦系（Z）：分布于山区马鞍石水库一带，与下伏太古宁呈角度不整合接触。主要岩性为浅红、紫红色石英砂岩，厚度为100～500m。寒武系（）：出露于丹河、峪河等深切河谷中，与下伏震旦系地层平行不整合接触。总厚度为300～500m，分下统、中统、上统。下统主要为泥灰岩、泥质灰岩、砖红色页岩和砂岩，中统下部为紫红色页岩、砂岩，中上部为深灰色亮晶灰岩、白云岩，上统是中厚层状白云岩。奥陶系（O）：山区广泛出露于地表；山前倾斜平原区则隐伏于石炭-二叠系之下，与下伏寒武系呈整合接触。总厚度约500m，分中统、下统。下统出露于深切河谷两岸，岩性为青灰色细晶白云岩和硅质条带或硅质团块白云岩。中统广泛分布于山区，山前倾斜平原区除局部埋藏于新生代地层之下外，大部分埋藏在石炭纪地层之下。是一套碳酸盐岩地层，厚度约400m。岩性主要是黑色、灰色厚层状灰岩、白云质灰岩和泥灰岩。石炭系（C）：山区零星出露，山前平原区则隐伏于新生代地层之下，是一套由灰岩、泥岩、页岩组成的海陆交互相沉积，含煤数层。厚70～90m。二叠系（P）：隐伏于山前平原之下。岩性为砂岩、页岩互层，夹可采煤层。厚度为70～120m。新近系及第四系（R+Q）：据钻孔资料，新近系下部为砾岩、泥岩、砂岩、灰岩互层，上部是黏土、砂砾石互层。第四系（Q）分布于山前冲洪积平原区，由砾石、砂、粉土和粉质黏土组成，沉积物厚度从北向南由薄到厚，颗粒由粗变细。前冲洪积平原上部（近山前）沉积物一般为粉质黏土、砾石层或粗砂层，中部一般为粉质黏土夹粉土或中细砂层，冲洪积平原前缘多为粉质黏土夹粉土或砂透镜体。第四系地层厚度在近山前地带小于50m；老城区为75～150m，局部大于200m；焦枝铁路线南至新河一带，厚为175～200m；新河至大砂河一带，厚度大于500m。区内分布的地层由于岩性不同，构成不同的含水介质。广泛分布的寒武系和奥陶系灰岩和白云岩岩溶裂隙普遍发育，富水性和导水性强，并具有很好的补给条件，富含岩溶水。石炭系薄层灰岩，岩溶裂隙较为发育，也富含有岩溶水。分布于山前冲洪积平原第四系冲洪积物，厚度大，砂卵石及砂层孔隙中，富含孔隙水。构造本区基岩断裂构造发育（图10-6），多为高角度正断层。受断裂构造控制，区内地层形成自北向南呈阶梯状下降的单斜式构造形式，地层倾角为10°20°。现将对岩溶水赋存和运动有控制意义的断层简要描述如下：图10-6 焦作矿区基岩断裂构造纲要图（1）凤凰岭断层西起石河附近，与盘古寺断裂相交，向东经丹河、瓦窑沟，在焦作北部沿太行山山前展布，地貌上构成山区与平原的分界线。过焦作后隐伏于新生界地层之下，向东经过王母泉、葛庄，至狮子营一带尖灭，全长约70km。断层呈东西向走向，倾向南，倾角70°～80°，为一正断层，落差200～300m。该断层带岩石破碎，溶蚀裂隙、溶孔、溶洞发育，多个钻孔揭露过直径大于1m的溶洞，导水性和富水性强，是岩溶地下水的强径流带和富集带，大型集中水源地（岗庄、阎河等）和大型岩溶水充水矿井（演马矿）均处在该断层带上，各水源地取水量很大，但水位降深和影响范围有限。（2）朱村断层朱村断层是盘古寺-新乡断裂的一部分，盘古寺-新乡断裂西起济源克井盆地以西山区，向东经盘古寺、河口、柏山、焦作，直至新乡市南部的郎公庙，全长约160km。呈东西走向，倾向南，倾角为60°～70°，北盘上升，南盘下降，落差700～1000m。断层北盘的奥陶系灰岩岩溶含水层与南盘的石炭-二叠煤系地层及新生界相对阻水的地层对接，使岩溶水不能越过断层向南运动，从而构成岩溶水的南部边界。断层带岩石破碎，岩溶发育，断层北侧构造发育，断层北侧的岩溶水沿王封断层、39号井断层等北东向导水断层渗流。（3）九里山断层断层走向北东，倾向北西，倾角70°。南东盘上升，北西盘下降，落差300～1000m。南东盘局部地段中奥陶统灰岩出露地表，形成北东向展布的残丘，残丘附近中奥陶统灰岩与第四系接触，形成“天窗”。天然状态下，残丘附近曾是区域岩溶地下水的排泄中心，岩溶水以泉群形式集中排泄，20世纪50年代泉流量达12m3/s。该断层也是岩溶水强径流带，演马庄矿特大型突水后，岩溶水降落漏斗也沿断层扩展。九里山断层西南端与朱村断层交会，中间被凤凰岭断层截断，东北端与方庄断层交会，起到沟通各大断层的作用。（4）赵庄断层西南端与凤凰岭断层斜接，向北东方向延伸，全长35km，倾向南东，倾角65°～85°。赵庄断层和朱岭断层组成地垒构造，对焦作地区岩溶水渗流和分布有一定控制作用。断层两侧岩溶水水位及动态明显不同，北侧为高水位区，断层南侧为低水位区，断层两侧水位相差70～240m。（5）方庄断层呈北西走向，落差200m，倾向南西，西盘上升，东盘下降。导水性强，该断层西侧的冯营矿多次突水，最大突水量85m3/min。该断层与NE向展布的九里山断层相交，来自北部山区的岩溶水沿方庄断层带和九里山断层带运动、富集。此外，规模比较大的断层还有39号井断层、3号井断层、天官区断层、王封断层、冯封断层、黑龙王庙断层、马坊泉断层等。四、岩溶水系统边界九里山泉域岩溶水系统周边均为隔水边界，岩溶水有独立的补给、径流和排泄条件。西北边界系统西北为丹河小山字形东南弧压性断层组成的隔水边界，总体上北盘上升、南盘下降。在晋城孔庄白水河河谷地面可见主断层带内发育约80cm厚断层糜棱岩，区域水文地质条件分析认为，水掌泉、三姑泉的出流与该断层带的相对阻水有关。北部边界大致在丹河一带，山字形构造前弧断层压性特征减弱，在青天河水库坝址北约2km可见断层面，断层带内发育角砾岩（未见糜棱岩），南北两侧地层断距约70m。经岩溶所水均衡计算，认为该段为潜流边界，三姑泉域岩溶水系统内约有944m3/s潜流量补给九里山泉域岩溶水系统（崔光中，1993）。东北边界东北边界分别与三姑泉域岩溶水系统和太行山散流区岩溶水系统为地下分水岭边界。东部、南部边界南部为朱村断层，该断层使中奥陶统含水层与南盘的石炭-二叠煤系地层及新生界相对阻水的地层对接，构成隔水边界；东南部为碳酸盐岩含水层埋深大致在1000m的滞流性隔水边界。西部边界西部边界从山西晋城冶底—追山并沿逍遥河西侧分水岭构成与延河泉域岩溶水系统的地下水分水岭或隔水边界。五、区域水文地质概况含水岩组及富水性依据含水介质特征、储水条件、地层时代和含水层富水性，区内含水层可以划分为寒武-奥陶系灰岩岩溶含水层组、石炭系薄层灰岩岩溶含水层和第四系松散沉积物孔隙含水层组。（1）寒武系—奥陶系灰岩岩溶含水层组由寒武系中上统和奥陶系中统灰岩组成，总厚约900m，岩溶裂隙发育，富含裂隙岩溶水，是本区最富水的含水层。在北部山区呈裸露型，山前倾斜平原区掩埋于石炭-二叠系和新生界地层之下，呈埋藏型。岩溶发育程度和含水层富水性与岩性、构造、地形、地貌等条件有关。主干断层带包括凤凰岭断层带、朱村断层带、九里山断层带和方庄断层带，是岩溶水地下强径流带和富集带，岩石破碎，岩溶发育，裂隙密集，岩溶水沿这些主干断层富集、运动。凤凰岭断层带上分布着数个大型水源地，其中岗庄水源地，在05km2的面积上布有50个水源井，取水量超过5m3/s。凤凰岭断层与朱村断层之间的焦西矿区、凤凰岭断层与九里山断层相交构成的三角形区域即演马、韩王、九里山、古汉山一带，在东西向主干构造控制下，北东向断裂构造发育，造成岩石破碎，岩溶发育，并发育有溶洞，富水性强，是岩溶水极强富水区，单井出水量大于3000m3/d，最大可达16000m3/d。处于该区的演马矿、九里山矿、王封矿等均是大型岩溶水充水煤矿，常发生大型岩溶水突水事故。方庄断层和九里山断层相会处附近即冯营、方庄一带，奥陶系灰岩埋深小于500m，岩溶也比较发育，单井出水量1000～3000m3/d，是岩溶水强富水区。朱村断层以南和焦东矿区的凤凰岭断层以南，奥陶系灰岩岩溶含水层深埋于新生界和石炭-二叠系之下，岩溶发育微弱，富水性较差，是弱富水区。北部山区奥陶系灰岩出露于地表，岩溶水水位埋深大，岩溶发育程度和富水性具有不均匀性。（2）石炭系薄层灰岩岩溶含水层石炭系有5～11层薄层灰岩，其中第八层灰岩和第二层灰岩分布比较稳定，八灰厚为6～10m，二灰厚为4～21m，含裂隙岩溶水。八灰和二灰位于二煤（大煤）之下，距煤层分别是20m和70m，是煤层底板充水含水层。石炭系薄层灰岩地表露头面积有限，直接接受大气降水入渗补给量非常有限，仅在近山前及九里山、演马矿一带覆盖在第四系松散沉积物地层之下，接受上部第四系孔隙水的越流补给。石炭系薄层灰岩虽然是煤层底板直接充水层，岩溶承压水影响采掘生产，但没有供水意义。（3）第四系松散沉积物孔隙水含水层组孔隙水主要分布于山前冲洪积平原区，含水层主要为砂砾石层或中细砂层，顶板埋深为20～40m。受地质、地貌和水文地质条件的影响，含水层富水性空间分布不均。丹河、西石河、山门河等河流的冲洪积扇上，含水层为砂砾石层，厚度20～50m，导水性和渗透性强，补给、径流条件好，富水性最强。单井出水量扇体上部大于5000m3/d，扇体中下部为3000～5000m3/d。冲洪积平原的扇间区，含水层为砂、砂砾石，连续性差，常呈透镜体状，厚度为10～15m，导水性和渗透性较差，单井出水量为1000～3000m3/d。山前倾斜平原的前缘区，含水层为上更新统中细砂，单层厚度为5～10m，富水性差，单井出水量为500～1000m3/d。坡洪积裙区，含水层是坡洪积的碎石和砾石，连续性差，多呈透镜状，局部半胶结，富水性最差，单井出水量小于500m3/d。岩溶水的补给、径流和排泄太行山区是岩溶水系统补给区，地表分布有大面积的寒武-奥陶系碳酸盐岩，地表及地下岩溶发育，且山区大气降水丰富，大气降水入渗是焦作岩溶水重要补给来源之一。丹河常年有水，流经碳酸盐岩分布区，河床渗漏严重，多年平均渗漏量为60m3/s。西石河、山门河和子房沟河流属季节性河流，流经碳酸盐岩分布区，河水在距出山口5～10km地段全部漏失补给地下水。地表水沿河渗漏也是焦作岩溶水的重要补给来源之一。岩溶水在焦作北部、西部接受补给后，由北向南、东南以水平径流方式向山前排泄区径流汇集。赵庄断层是一条弱导水断层（图10-6），岩溶水以赵庄断层为界形成水位差达70～200m的地下水力陡坎。断层北为高水位区，岩溶水水位与大气降水同步变化，丰水期（9～10月）水位200～240m，枯水期（3～5月）水位130～160m，水位升降幅度与降水量大小成正比。断层南是低水位区，岩溶水水位低，水位受大气降水和人工开采的双重影响，年水位变幅小，丰水期水位为80～85m，枯水期水位为70～80m，年水位变幅为10～12m。近山前地带断裂构造和岩溶发育，岩溶水循环径流交替条件好，是岩溶水排泄-径流区，也是岩溶水富集区。来自北部山区的岩溶水，沿凤凰岭断层、九里山断层、朱村断层等强导水断裂运动、富集，并形成岩溶水强径流带。区内分支断裂及小构造也十分发育，相互连通，从而使山前地区的岩溶水具有统一流场和相似的水位动态。天然条件下，岩溶水在九里山残丘南侧的奥灰“天窗”处以泉群形式集中排泄，在目前开采条件下，人工开采和矿井排水是岩溶水的主要排泄方式。孔隙水的补给、径流与排泄孔隙水补给来源有大气降水入渗、农田灌溉水回渗和地下水侧向径流补给等。山前冲洪积平原区地势比较平坦，地表植被发育，包气带岩性多为砾石、砂及粉质黏土等，渗透性好，大气降水容易下渗补给孔隙地下水。因此，大气降水入渗是孔隙水的重要补给来源之一。市区西部和市区东部农业区多用矿井排水灌溉农田，焦作南部农业区多采用城市污水灌溉农田，矿井水和污水沿渠道渗漏、农田灌溉水回渗也是孔隙水的重要补给方式。人工开采、矿井排水和地下蒸发是孔隙水的主要排泄方式。此外，在灵泉碑和小张庄，孔隙水还以泉和自流井形式向外排泄。天然条件下，孔隙水自冲洪积扇上部向扇前缘径流，径流方向与地形坡降方向基本一致。在目前开采条件下，受煤矿排水和人工开采影响，孔隙水径流状态发生了变化，孔隙水分布区出现了水位深埋、含水层疏干区，水位降落漏斗区和水位稳定区。近山前地带，因煤矿长期排水和人工开采，水位大幅度下降，水位埋深为30～60m，含水层处于疏干—半疏干状态。老城区南部因集中开采已形成孔隙水水位下降漏斗，漏斗附近孔隙水由漏斗边缘向中心运动。丰收路以南孔隙水，补给与排泄处于平衡状态，水位稳定，地下水自西北向东南运动。孔隙水与岩溶水水力联系孔隙水与岩溶水属于两个不相同的含水层系统，各自有相对独立的补给、径流和排泄条件。孔隙水主要分布于山前冲洪积平原的第四系冲洪积物中，含水空间是孔隙；岩溶水主要分布于奥陶系灰岩中，含水空间是裂隙岩溶。岩溶水补给区在北部山区，属于远源补给，大气降水入渗和山区河流渗漏是岩溶水的补给来源。山前倾斜平原区是岩溶水集中排泄区，人工开采和矿井排水是岩溶水的主要排泄方式。孔隙水的补给来源包括大气降水入渗、农田灌溉水回渗、河流和沟渠地表水沿河渗漏等，补给区范围与其分布范围一致，属于近源补给。排泄方式为人工开采、蒸发、泉排泄及地下径流等。在山前冲洪积平原上，第四系冲洪积物孔隙水含水层分布在浅部，奥灰岩溶水含水层埋藏于石炭-二叠煤系地层之下，奥灰含水层之上有350～400m厚的石炭-二叠系砂岩、泥岩隔水层，奥灰岩溶水与浅层孔隙水一般无直接水力联系。在九里山—演马矿一带，由于九里山断层北西盘下降，南东盘上升，使石炭系、奥陶系灰岩覆盖在第四系松散地层之下，局部区域中奥陶灰岩出露地表，形成“天窗”（图10-7），使奥灰水、孔隙水和薄层灰岩岩溶水相互间发生水力联系。20世纪60年代之前岩溶水水位高于孔隙水水位，岩溶水在此直接出露成泉。目前，孔隙水水位高于奥灰岩溶水水位，孔隙水补给岩溶水。石炭系薄层灰岩在松散沉积物分布区有条带状露头，孔隙水水位高于薄层灰岩岩溶水水位，孔隙水越流太灰岩溶水，顺地层倾向流入九里山矿和演马矿井田，以矿井排水形式排出地表。矿井水主要来源于太灰和奥灰岩溶水，矿井长期排水不仅造成岩溶水水位下降，也使九里山、演马矿附近的孔隙水水位下降，并形成水位降落漏斗。因此，在九里山—演马矿一带，岩溶水和孔隙水有一定水力联系。图10-7 焦作九里山奥灰与第四系冲洪积层“天窗”式接触剖面示意图六、岩溶水水位及动态岩溶水水位动态主要受山区大气降水和人工开采（包括矿井排水）双重因素的影响，随开采量增加和降水减少呈阶梯状下降，自1952年至1993年上半年，水位呈台阶状下降，大致可划分5个阶梯；1994～2008年的水位动态主要表现为动态性的波动（图10-8）。图10-8 焦作矿区历年岩溶水水位动态曲线第一阶梯：1952～1964年，年均降水量3mm，岩溶水开采量小于50m3/s，水位标高在100～110m间波动，最高达到119m，高出九里山泉群排泄极限标高（95m），岩溶水在九里山奥灰露头周围以泉群形式排泄。泉水最大流量达到12m3/s。第二阶梯：1965～1970年，年均降水量4mm，降水量减少，矿井排水和自备井开采量增大到42m3/s，岩溶水水位在100～102m之间波动，略高于九里山泉口标高，泉水流量减小。第三阶梯：1971～1976年，年均降水量4mm，岩溶水开采量和矿井排水量增加到58m3/s，水位标高在90～100m之间波动。此间，九里山泉群开始出现断流，并开始形成水位下降漏斗。第四阶梯：1977～1985年，年均降水量9mm，岩溶水开采量增至1m3/s，其中矿井排水量为7m3/s，水位降至80～90m，低于九里山泉口标高，泉水完全断流。1980年9月焦作电厂岗庄水源地建成使用，开采量达到7m3/s。焦作第四水厂于1982年投入使用，开采量3m3/s。因集中开采岩溶水，出现了以岗庄水源地为中心的水位降落漏斗。第五阶梯：1986～1993年，年均降水量0mm，开采量达到达到峰值3m3/s，水位在70～90m之间波动。1994年以来，王封矿、焦西矿和焦东矿相继被关闭，矿井排水量出现了逐年递减的变化。近年来，工作面煤层底板含水层注浆改造技术在焦作煤矿得到普遍应用，矿井排水量减小，但城市供水开采岩溶水量逐步增加，由此抵消了消减的矿井排水量，岩溶水开采总量仍然保持在较高的水平，在5～5m3/s之间，岩溶水水位在70～90m之间波动。此间，1996年和2003年降水量较大，分别达到8mm和0mm，当年岩溶水水位最高回升至95m，接近岩溶泉水排泄标高。七、岩溶水水化学特征本区岩溶水属于大气降水、地表水溶滤-入渗型，其化学成分是水-岩相互作用的结果。太行山山区分布有大面积的碳酸盐岩地层，岩石化学成分主要是CaO和MgO，在水和水中CO2共同作用下，碳酸盐岩中的碳酸钙、碳酸镁等被溶于水中，从而使岩溶水以、Ca2+、Mg2+等离子为主，水化学类型以-Ca2+·Mg2+型为主。东部山区岩溶水水化学形成环境和西部山区略有不同。在西部山区，奥陶系碳酸盐岩地层之上覆盖有富含硫化物的石炭-二叠煤系地层，大气降水的淋滤作用将煤系地层中的硫化物溶于水中，随入渗水流进入到岩溶水中，致使岩溶水含量较高，水化学类型演变为·-Ca2+·Mg2+型。这种类型岩溶水分布于寨豁—西张庄—李封以南、焦作电厂以西，水中化学成分以、、Ca2+、Mg2+为主，固化物、总硬度和各种离子含量，特别是含量均明显高于东部。东部山区，奥陶系—寒武系碳酸盐岩地层上基本没有煤系地层覆盖，大气降水、地表水通过岩溶裂隙补给岩溶水，水中含量不及西部地区，水化学成分主要是、Ca2+、Mg2+，水化学类型一般为-Ca2+·Mg2+型。八、地下水资源概况及开采利用现状地下水资源概况焦作的地下水资源由岩溶水和孔隙水组成，以岩溶水资源为主。据河南省第一水文地质工程地质大队“河南省焦作市东小庄水源地水文地质勘查报告”（1989年），焦作地区地下水天然资源总量为758m3/s，其中岩溶水为09m3/s，相当于6万m3/a；孔隙水为668m3/s，相当于80万m3/a。地下水资源开采利用现状焦作市开发利用地下水的形式有：供水总公司大型水源地集中开采、厂矿自备水源地（水源井）集中或分散开采、矿井排水和郊区农业分散开采四种（表10-2）。表10-2 焦作市规划区2008年地下水开采现状统计表 单位：万m3/a焦作市供水公司现有水厂六座（第三水厂于2001年4月停产），以开采岩溶水为主，并利用少量群英水库地表水，其中以第七水厂（东小庄水源地）和第二水厂（周庄水源地）开采规模较大。2008年供水公司开采岩溶水4348万m3。焦作城区共有厂矿自备水源井224眼，其中岩溶水开采井96眼，孔隙水开采井128眼。岩溶水的开采主要集中在焦作电厂（岗庄水源地46眼井）、爱依斯万方电厂（待王水源地14眼井）、化工三厂（6眼井）、热电厂（4眼井）、中州铝厂（14眼井）和化工总厂等企业，孔隙水的开采主要集中在造纸厂、平光厂、中州机械厂、化工一厂、轮胎厂和化工二厂等企业。2008年自备井开采地下水4403万m3，其中开采岩溶水3533万m3，开采孔隙水870万m3。焦作矿区现有大型煤矿9座，主要分布在焦东矿区，2008年矿井排水总量为97m3/s，相当于18827万m3/a，扣除20%的重复排水量，实际抽排地下水15062万m3/a，其中岩溶水为12050万m3/a，孔隙水3012万m3/a。近郊农村农民生活用水、农田灌溉用水和乡镇企业生产用水开采孔隙水约为4600万m3/a。岩溶水开采量为19931万m3/a，低于岩溶水天然资源量；孔隙水开采量为8482万m3/a，略高于孔隙水天然资源量。岩溶水尚有一定开发潜力，而孔隙水则处于超采状态。

前人研究的成果，所选题目到目前所研究到的状况，而你又对选题有何特别看法，为何会选此题，对前人的研究成果和看法有何异议或者是有何更深入的观点

据学术堂了解，论文选题背景就是写一些关于论文题目的研究情况，为什么选这个题目，值不值得研究等问题，论文选题背景主要有以下几个写作点：　　交代社会大环境　　再交代这个行业的大环境　　再交代目前急需解决的问题　　论文选题背景写作的主要内容和要求如下：　　一、 选题的意义与价值　　本部分是要点出为什么要写本篇论文的问题，也就是写作的意图、缘由。意义与价值如果能区分开，就分开论述;如果不能，就合在一起说明。一般而言，主要从2个大的方面去写。一是理论意义与价值;二是实践意义与价值。　　理论意义与价值　　一般有以下几种情况：　　(1)就哲学的高度而言，需要研究的价值意义　　(2)就专业或学科角度而言，需要研究的价值意义　　(3)就某个理论角度而言，需要研究的价值意义　　实践意义与价值　　主要包括：　　(1)就实际的工作实践活动未来发展趋势、前景而言，需要研究的价值意义　　(2)就实际的现在工作的实践活动而言，需要研究的价值意义　　(3)就实际的现在工作的实践活动改进而言，需要研究的价值意义　　二、 研究综述研究　　综述是梳理前人在本课题相关领域内所做的工作和尚存的知识空白，目的是为了确定自己论文写作的理由。　　一般主要是从三个方面进行表述：　　要写明本选题相关领域内研究对象的简要历史回顾。如历史由来、目前现状、未来发展趋势。　　要做国内外情况的横向比较。　　要对这些研究作出自己的评价。　　本部分的内容也可以将开题报告与文献综述中的内容加工后完成。在论文中，研究综述存在的问题主要表现是缺少分析评价。有的只是开列出了别人研究的论着，没有任何分析，以开列篇目代替自己的综述。　　综述具有三个基本特征。　　论述的资料有一定的数量　　研究所论述的内容相对集中　　研究的系统而全面性还需要做进一步的整理　　三、选题的研究意义与目的　　确定自己研究的逻辑起点，也就是要讲明在别人研究的基础上自己将要做的探讨是什么?即为什么写这篇论文以及要解决什么问题。　　历史性意义　　实践意义

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水文地质论文选题背景及意义

水文地质调查工作的目的就是运用各种技术方法和手段揭示一个地区的水文地质条件，掌握地下水的形成、赋存、运动特征、水质、水量变化规律。水文地质调查的任务是为国民经济建设、发展规划或工程项目设计提供水文地质资料。水文地质调查是一项复杂而重要的工作。其复杂性是因为地下水具流动性，水质、水量随时空变化，而且所使用的勘查方法种类较多。其重要性主要是：①认识来源于实践。人们对一个地区水文地质条件的认识，对各项生产建设中所提出水文地质问题的解答，都要通过各种水文地质调查来完成，即水文地质资料来源于调查。一切水文地质生产和科学研究成果质量的高低和结论的正确与否，主要决定于占有资料的多少及其是否正确可靠。②水文地质调查与勘探（勘查）是一项费用高、工期长的工作，如果勘探工程布置不当，或不按规范（程）的技术要求进行，其后果将是既浪费勘查费用，又不能提供工程设计所需的水文地质资料；如果据其得出错误的结论，将会给工程建设、国家财产、生产环境等诸多方面造成巨大的损失。水文地质调查工作，按其目的、任务和调查方法的特点，可分为三类：（1）区域性水文地质调查。是指中小比例尺的综合性水文地质调查，亦称综合水文地质调查。其调查目的主要是为国民经济建设和某项国民经济的远景规划提供水文地质依据。有时，这种调查也可能是为某项专门性的水文地质调查任务（如城市供水、矿山排水、环境水文地质调查等），提供区域性的水文地质背景资料。如一些大型供水项目，为提出几个可能的水源地比较方案，或为查明水源地的补给范围、补给来源、补给边界位置和性质，皆需进行区域性的水文地质调查工作。区域性水文地质调查的主要任务是，概略查明区域性宏观的水文地质条件，特别是区域内地下水的基本类型及各类地下水的埋藏分布条件，地下水的水量及水质的形成条件，以及地下水资源的概略数量。区域性水文地质调查的范围一般较大，可以是数百、数千平方千米。具体范围视任务需要而定，可以是某个自然单元，一个或数个较大的水文地质单元，也可以是某个行政区域，多是按国际地形图幅进行的，调查图件的比例尺，一般小于1：10万。（2）专门性水文地质调查。专门水文地质调查是为专门目的或某项生产建设而进行的调查工作。其调查的目的是为其提供所需的资料，有时，为了进行地下水某方面的科学研究（如城市供水、矿山排水、环境水文地质等），也要开展专门性水文地质调查。专门性水文地质调查的任务是：较详细地查明调查区的水文地质条件，解决所提出的生产问题，为工程建设项目或其他专门目的提供水文地质资料和依据。专门性水文地质调查的范围，视工程项目的规模或科研的需要而定。例如，供水水文地质调查的范围，要根据需水量的大小来确定，一般应包括水源地在开采条件下可能的补给范围；矿床水文地质调查的范围，应根据矿井在最大疏干深度条件下可能补给矿坑（井）的补给范围来确定；环境水文地质调查的范围，至少应把地下水污染区和污染源包括在内。专门水文地质调查的比例尺，一般要求大于1：5万。（3）地下水动态和均衡监测。任何类型的水文地质调查和研究工作，在定性或定量评价水文地质条件时，都需要地下水动态和均衡方面的资料，因此，都应进行地下水动态和均衡的监测。地下水动态和均衡要素监测工作的持续时间，有长有短。如为区域或专门性水文地质调查提供地下水动态、均衡资料的监测工作，则可仅在某一段时间内进行，一般只要求1～2年；如果为国民经济建设长远规划和综合目的（包括地下水资源管理及保护）而进行的监测工作，则是长期性的。随着地下水资源的大规模开发利用，与地下水有关的环境地质问题越来越多。因此，地下水动态与均衡的监测其意义日显重要。监测项目主要包括：地下水位、水量、水质、水温、环境地质项目等。

工程地质及水文地质论文选题背景及意义

一、气象水文气象九里山泉域岩溶水系统地处中纬度地带，属大陆季风型温暖带半干旱性气候，四季分明。据焦作气象站1952～2008年降水观测资料（图10-2），57年平均降水量为31mm，最大年降水量为7mm（1955年），最小年降水量为3mm（1981年）。降水年内分配不均（表10-1，图10-3），多集中在6月、7月、8月，占年降水量的75%左右，而12月、1月、2月降水总量仅占全年降水量的5%。多年平均蒸发量为2mm，是年降水量的三倍，其中以5月、6月、7月蒸发量最大，三个月蒸发量占全年蒸发量的40%。多年平均气温为4℃，相对湿度为70%。最低气温出现在元月份，平均气温为-1℃，最高气温出现在6月份，月平均气温为0℃。图10-2 焦作市1952～2008年年降水量柱状图表10-1 焦作市1952～2008年月均降水量统计表图10-3 焦作市多年月均降水量柱状图水文系统内河流有丹河、西石河、山门河、纸坊沟、峪河、新河、大沙河等（图10-1），丹河属黄河水系，其余河流属海河水系。丹河和峪河为常年性河流，其他河流均为季节性河流。丹河发源于山西省高平县境内，干流长为162km，流域面积为3150km2。在系统内流经寒武-奥陶系灰岩岩溶发育区（图10-1），漏失严重，河水成为九里山泉域岩溶水系统的重要补给源之一。其中后寨至后陈庄段是河水强烈渗漏河段，渗漏量284～734m3/s。丹河山路平水文站46年（1955～2000年）年均径流量为34m3/s，最大径流量为00m3/s（1956年），多年趋势变化总体上呈阶段性下降（图10-4）。西石河、山门河、纸坊沟流经灰岩分布区，河流漏失严重，除丰水年有洪水流出山口外，其余时间均无水流，常表现为干谷，河水在距出山口5～10km地段全部漏失补给地下水。二、地形地貌焦作市区北部为太行山区，南部为黄河、沁河冲洪积平原。全区地形整体上为西北高、东南低。北部山区地面高程200～1790m，地形陡峭，地面起伏大，河谷深切，岩石裸露，发育地表岩溶景观。市区及市区南部为山前倾斜平原区，地面标高80～200m，地形略向南、南东倾斜，总体由北向南逐渐降低（图10-5）。在长期内外地质营力的作用下，形成了山地和冲洪积平原两个一级地貌单元。根据地貌成因和形态特征，山地和冲洪积平原可划分为七个二级地貌单元。分述如下：图10-4 丹河山路平水文站年均流量动态变化曲线图图10-5 焦作附近地形地貌卫星影像图山地（1）构造侵蚀中山分布于市区北部山西境内的晋庙铺、柳树口、夺火一带，山体呈北东向展布，标高为1000～1790m，地形陡峭，沟谷深切，似峰林地貌。山体出露地层主要是元古宇变质岩。（2）构造溶蚀低山分布于寨豁、赵庄、西村、黑龙王庙一线以北，地面标高为500～1000m。地形起伏较大，沟谷深切。山体岩层多为寒武-奥陶系灰岩和白云岩，地表岩溶发育，有溶隙、溶沟、溶槽和大型溶洞。（3）构造剥蚀丘陵分布于近山前地带，标高为200～500m，山顶呈浑圆状，山坡平缓。地表多出露中奥陶统灰岩和石炭-二叠系砂岩、泥岩。山前倾斜平原分布于山前一带，由河流冲洪物堆积而成。分坡洪积斜地、冲洪积扇、扇前和扇间洼地、交接洼地等二级地貌单元。（1）坡洪积斜地不连续地分布于市区东北部的方庄、薄壁等近山前地带，由重力和坡面水流作用堆积而成，黏土、碎石、卵石等组成的坡积物呈倒石锥状或围绕坡麓堆积构成坡积裙，坡积裙相连组成坡积斜地。（2）冲洪积扇在丹河、西石河、山门河、子房沟、翁涧河等河流的出山口处，间歇性暂时洪流堆积作用形成了一系列冲洪积扇。不同时期、不同河流的洪积扇相互重叠或相连，呈带状沿太行山前连成一片。组成物质为粉质黏土、黏土、卵砾石等。（3）扇前洼地分布于焦枝铁路线以南至新河间的朱村—于村—墙南—待王一带，为西石河、翁涧河、山门河洪积扇的前缘地带，地形低洼，地面标高95～85m，微向东南倾斜。组成物质以粉质黏土、粉土为主，局部夹有砂层。（4）交接洼地分布于新河—大沙河一带，为黄河、沁河的冲积平原与太行山山前冲洪积平原之间的交接洼地，由粉质黏土、粉细砂土组成。地势低洼，地面标高100～90m，微向东南倾斜。在山前冲洪积平原中上部，分布有十几座煤矿。采煤引起地表下沉变形，地表形成塌陷坑。据调查，焦作矿区有较大的塌陷坑17个，塌陷面积近70km2。三、地层与构造地层区域出露的地层有太古宇变质岩、震旦系石英砂岩、寒武系和奥陶系碳酸盐岩，石炭系和二叠系煤系地层、三叠系砂页岩、新近系砂泥岩、第四系松散冲洪积物。由老至新分述如下：太古宇（Ar）：出露于山区峪河口、薄壁一带，主要岩性为变质程度中等的片麻岩和混合岩，厚度大于1000m。震旦系（Z）：分布于山区马鞍石水库一带，与下伏太古宁呈角度不整合接触。主要岩性为浅红、紫红色石英砂岩，厚度为100～500m。寒武系（）：出露于丹河、峪河等深切河谷中，与下伏震旦系地层平行不整合接触。总厚度为300～500m，分下统、中统、上统。下统主要为泥灰岩、泥质灰岩、砖红色页岩和砂岩，中统下部为紫红色页岩、砂岩，中上部为深灰色亮晶灰岩、白云岩，上统是中厚层状白云岩。奥陶系（O）：山区广泛出露于地表；山前倾斜平原区则隐伏于石炭-二叠系之下，与下伏寒武系呈整合接触。总厚度约500m，分中统、下统。下统出露于深切河谷两岸，岩性为青灰色细晶白云岩和硅质条带或硅质团块白云岩。中统广泛分布于山区，山前倾斜平原区除局部埋藏于新生代地层之下外，大部分埋藏在石炭纪地层之下。是一套碳酸盐岩地层，厚度约400m。岩性主要是黑色、灰色厚层状灰岩、白云质灰岩和泥灰岩。石炭系（C）：山区零星出露，山前平原区则隐伏于新生代地层之下，是一套由灰岩、泥岩、页岩组成的海陆交互相沉积，含煤数层。厚70～90m。二叠系（P）：隐伏于山前平原之下。岩性为砂岩、页岩互层，夹可采煤层。厚度为70～120m。新近系及第四系（R+Q）：据钻孔资料，新近系下部为砾岩、泥岩、砂岩、灰岩互层，上部是黏土、砂砾石互层。第四系（Q）分布于山前冲洪积平原区，由砾石、砂、粉土和粉质黏土组成，沉积物厚度从北向南由薄到厚，颗粒由粗变细。前冲洪积平原上部（近山前）沉积物一般为粉质黏土、砾石层或粗砂层，中部一般为粉质黏土夹粉土或中细砂层，冲洪积平原前缘多为粉质黏土夹粉土或砂透镜体。第四系地层厚度在近山前地带小于50m；老城区为75～150m，局部大于200m；焦枝铁路线南至新河一带，厚为175～200m；新河至大砂河一带，厚度大于500m。区内分布的地层由于岩性不同，构成不同的含水介质。广泛分布的寒武系和奥陶系灰岩和白云岩岩溶裂隙普遍发育，富水性和导水性强，并具有很好的补给条件，富含岩溶水。石炭系薄层灰岩，岩溶裂隙较为发育，也富含有岩溶水。分布于山前冲洪积平原第四系冲洪积物，厚度大，砂卵石及砂层孔隙中，富含孔隙水。构造本区基岩断裂构造发育（图10-6），多为高角度正断层。受断裂构造控制，区内地层形成自北向南呈阶梯状下降的单斜式构造形式，地层倾角为10°20°。现将对岩溶水赋存和运动有控制意义的断层简要描述如下：图10-6 焦作矿区基岩断裂构造纲要图（1）凤凰岭断层西起石河附近，与盘古寺断裂相交，向东经丹河、瓦窑沟，在焦作北部沿太行山山前展布，地貌上构成山区与平原的分界线。过焦作后隐伏于新生界地层之下，向东经过王母泉、葛庄，至狮子营一带尖灭，全长约70km。断层呈东西向走向，倾向南，倾角70°～80°，为一正断层，落差200～300m。该断层带岩石破碎，溶蚀裂隙、溶孔、溶洞发育，多个钻孔揭露过直径大于1m的溶洞，导水性和富水性强，是岩溶地下水的强径流带和富集带，大型集中水源地（岗庄、阎河等）和大型岩溶水充水矿井（演马矿）均处在该断层带上，各水源地取水量很大，但水位降深和影响范围有限。（2）朱村断层朱村断层是盘古寺-新乡断裂的一部分，盘古寺-新乡断裂西起济源克井盆地以西山区，向东经盘古寺、河口、柏山、焦作，直至新乡市南部的郎公庙，全长约160km。呈东西走向，倾向南，倾角为60°～70°，北盘上升，南盘下降，落差700～1000m。断层北盘的奥陶系灰岩岩溶含水层与南盘的石炭-二叠煤系地层及新生界相对阻水的地层对接，使岩溶水不能越过断层向南运动，从而构成岩溶水的南部边界。断层带岩石破碎，岩溶发育，断层北侧构造发育，断层北侧的岩溶水沿王封断层、39号井断层等北东向导水断层渗流。（3）九里山断层断层走向北东，倾向北西，倾角70°。南东盘上升，北西盘下降，落差300～1000m。南东盘局部地段中奥陶统灰岩出露地表，形成北东向展布的残丘，残丘附近中奥陶统灰岩与第四系接触，形成“天窗”。天然状态下，残丘附近曾是区域岩溶地下水的排泄中心，岩溶水以泉群形式集中排泄，20世纪50年代泉流量达12m3/s。该断层也是岩溶水强径流带，演马庄矿特大型突水后，岩溶水降落漏斗也沿断层扩展。九里山断层西南端与朱村断层交会，中间被凤凰岭断层截断，东北端与方庄断层交会，起到沟通各大断层的作用。（4）赵庄断层西南端与凤凰岭断层斜接，向北东方向延伸，全长35km，倾向南东，倾角65°～85°。赵庄断层和朱岭断层组成地垒构造，对焦作地区岩溶水渗流和分布有一定控制作用。断层两侧岩溶水水位及动态明显不同，北侧为高水位区，断层南侧为低水位区，断层两侧水位相差70～240m。（5）方庄断层呈北西走向，落差200m，倾向南西，西盘上升，东盘下降。导水性强，该断层西侧的冯营矿多次突水，最大突水量85m3/min。该断层与NE向展布的九里山断层相交，来自北部山区的岩溶水沿方庄断层带和九里山断层带运动、富集。此外，规模比较大的断层还有39号井断层、3号井断层、天官区断层、王封断层、冯封断层、黑龙王庙断层、马坊泉断层等。四、岩溶水系统边界九里山泉域岩溶水系统周边均为隔水边界，岩溶水有独立的补给、径流和排泄条件。西北边界系统西北为丹河小山字形东南弧压性断层组成的隔水边界，总体上北盘上升、南盘下降。在晋城孔庄白水河河谷地面可见主断层带内发育约80cm厚断层糜棱岩，区域水文地质条件分析认为，水掌泉、三姑泉的出流与该断层带的相对阻水有关。北部边界大致在丹河一带，山字形构造前弧断层压性特征减弱，在青天河水库坝址北约2km可见断层面，断层带内发育角砾岩（未见糜棱岩），南北两侧地层断距约70m。经岩溶所水均衡计算，认为该段为潜流边界，三姑泉域岩溶水系统内约有944m3/s潜流量补给九里山泉域岩溶水系统（崔光中，1993）。东北边界东北边界分别与三姑泉域岩溶水系统和太行山散流区岩溶水系统为地下分水岭边界。东部、南部边界南部为朱村断层，该断层使中奥陶统含水层与南盘的石炭-二叠煤系地层及新生界相对阻水的地层对接，构成隔水边界；东南部为碳酸盐岩含水层埋深大致在1000m的滞流性隔水边界。西部边界西部边界从山西晋城冶底—追山并沿逍遥河西侧分水岭构成与延河泉域岩溶水系统的地下水分水岭或隔水边界。五、区域水文地质概况含水岩组及富水性依据含水介质特征、储水条件、地层时代和含水层富水性，区内含水层可以划分为寒武-奥陶系灰岩岩溶含水层组、石炭系薄层灰岩岩溶含水层和第四系松散沉积物孔隙含水层组。（1）寒武系—奥陶系灰岩岩溶含水层组由寒武系中上统和奥陶系中统灰岩组成，总厚约900m，岩溶裂隙发育，富含裂隙岩溶水，是本区最富水的含水层。在北部山区呈裸露型，山前倾斜平原区掩埋于石炭-二叠系和新生界地层之下，呈埋藏型。岩溶发育程度和含水层富水性与岩性、构造、地形、地貌等条件有关。主干断层带包括凤凰岭断层带、朱村断层带、九里山断层带和方庄断层带，是岩溶水地下强径流带和富集带，岩石破碎，岩溶发育，裂隙密集，岩溶水沿这些主干断层富集、运动。凤凰岭断层带上分布着数个大型水源地，其中岗庄水源地，在05km2的面积上布有50个水源井，取水量超过5m3/s。凤凰岭断层与朱村断层之间的焦西矿区、凤凰岭断层与九里山断层相交构成的三角形区域即演马、韩王、九里山、古汉山一带，在东西向主干构造控制下，北东向断裂构造发育，造成岩石破碎，岩溶发育，并发育有溶洞，富水性强，是岩溶水极强富水区，单井出水量大于3000m3/d，最大可达16000m3/d。处于该区的演马矿、九里山矿、王封矿等均是大型岩溶水充水煤矿，常发生大型岩溶水突水事故。方庄断层和九里山断层相会处附近即冯营、方庄一带，奥陶系灰岩埋深小于500m，岩溶也比较发育，单井出水量1000～3000m3/d，是岩溶水强富水区。朱村断层以南和焦东矿区的凤凰岭断层以南，奥陶系灰岩岩溶含水层深埋于新生界和石炭-二叠系之下，岩溶发育微弱，富水性较差，是弱富水区。北部山区奥陶系灰岩出露于地表，岩溶水水位埋深大，岩溶发育程度和富水性具有不均匀性。（2）石炭系薄层灰岩岩溶含水层石炭系有5～11层薄层灰岩，其中第八层灰岩和第二层灰岩分布比较稳定，八灰厚为6～10m，二灰厚为4～21m，含裂隙岩溶水。八灰和二灰位于二煤（大煤）之下，距煤层分别是20m和70m，是煤层底板充水含水层。石炭系薄层灰岩地表露头面积有限，直接接受大气降水入渗补给量非常有限，仅在近山前及九里山、演马矿一带覆盖在第四系松散沉积物地层之下，接受上部第四系孔隙水的越流补给。石炭系薄层灰岩虽然是煤层底板直接充水层，岩溶承压水影响采掘生产，但没有供水意义。（3）第四系松散沉积物孔隙水含水层组孔隙水主要分布于山前冲洪积平原区，含水层主要为砂砾石层或中细砂层，顶板埋深为20～40m。受地质、地貌和水文地质条件的影响，含水层富水性空间分布不均。丹河、西石河、山门河等河流的冲洪积扇上，含水层为砂砾石层，厚度20～50m，导水性和渗透性强，补给、径流条件好，富水性最强。单井出水量扇体上部大于5000m3/d，扇体中下部为3000～5000m3/d。冲洪积平原的扇间区，含水层为砂、砂砾石，连续性差，常呈透镜体状，厚度为10～15m，导水性和渗透性较差，单井出水量为1000～3000m3/d。山前倾斜平原的前缘区，含水层为上更新统中细砂，单层厚度为5～10m，富水性差，单井出水量为500～1000m3/d。坡洪积裙区，含水层是坡洪积的碎石和砾石，连续性差，多呈透镜状，局部半胶结，富水性最差，单井出水量小于500m3/d。岩溶水的补给、径流和排泄太行山区是岩溶水系统补给区，地表分布有大面积的寒武-奥陶系碳酸盐岩，地表及地下岩溶发育，且山区大气降水丰富，大气降水入渗是焦作岩溶水重要补给来源之一。丹河常年有水，流经碳酸盐岩分布区，河床渗漏严重，多年平均渗漏量为60m3/s。西石河、山门河和子房沟河流属季节性河流，流经碳酸盐岩分布区，河水在距出山口5～10km地段全部漏失补给地下水。地表水沿河渗漏也是焦作岩溶水的重要补给来源之一。岩溶水在焦作北部、西部接受补给后，由北向南、东南以水平径流方式向山前排泄区径流汇集。赵庄断层是一条弱导水断层（图10-6），岩溶水以赵庄断层为界形成水位差达70～200m的地下水力陡坎。断层北为高水位区，岩溶水水位与大气降水同步变化，丰水期（9～10月）水位200～240m，枯水期（3～5月）水位130～160m，水位升降幅度与降水量大小成正比。断层南是低水位区，岩溶水水位低，水位受大气降水和人工开采的双重影响，年水位变幅小，丰水期水位为80～85m，枯水期水位为70～80m，年水位变幅为10～12m。近山前地带断裂构造和岩溶发育，岩溶水循环径流交替条件好，是岩溶水排泄-径流区，也是岩溶水富集区。来自北部山区的岩溶水，沿凤凰岭断层、九里山断层、朱村断层等强导水断裂运动、富集，并形成岩溶水强径流带。区内分支断裂及小构造也十分发育，相互连通，从而使山前地区的岩溶水具有统一流场和相似的水位动态。天然条件下，岩溶水在九里山残丘南侧的奥灰“天窗”处以泉群形式集中排泄，在目前开采条件下，人工开采和矿井排水是岩溶水的主要排泄方式。孔隙水的补给、径流与排泄孔隙水补给来源有大气降水入渗、农田灌溉水回渗和地下水侧向径流补给等。山前冲洪积平原区地势比较平坦，地表植被发育，包气带岩性多为砾石、砂及粉质黏土等，渗透性好，大气降水容易下渗补给孔隙地下水。因此，大气降水入渗是孔隙水的重要补给来源之一。市区西部和市区东部农业区多用矿井排水灌溉农田，焦作南部农业区多采用城市污水灌溉农田，矿井水和污水沿渠道渗漏、农田灌溉水回渗也是孔隙水的重要补给方式。人工开采、矿井排水和地下蒸发是孔隙水的主要排泄方式。此外，在灵泉碑和小张庄，孔隙水还以泉和自流井形式向外排泄。天然条件下，孔隙水自冲洪积扇上部向扇前缘径流，径流方向与地形坡降方向基本一致。在目前开采条件下，受煤矿排水和人工开采影响，孔隙水径流状态发生了变化，孔隙水分布区出现了水位深埋、含水层疏干区，水位降落漏斗区和水位稳定区。近山前地带，因煤矿长期排水和人工开采，水位大幅度下降，水位埋深为30～60m，含水层处于疏干—半疏干状态。老城区南部因集中开采已形成孔隙水水位下降漏斗，漏斗附近孔隙水由漏斗边缘向中心运动。丰收路以南孔隙水，补给与排泄处于平衡状态，水位稳定，地下水自西北向东南运动。孔隙水与岩溶水水力联系孔隙水与岩溶水属于两个不相同的含水层系统，各自有相对独立的补给、径流和排泄条件。孔隙水主要分布于山前冲洪积平原的第四系冲洪积物中，含水空间是孔隙；岩溶水主要分布于奥陶系灰岩中，含水空间是裂隙岩溶。岩溶水补给区在北部山区，属于远源补给，大气降水入渗和山区河流渗漏是岩溶水的补给来源。山前倾斜平原区是岩溶水集中排泄区，人工开采和矿井排水是岩溶水的主要排泄方式。孔隙水的补给来源包括大气降水入渗、农田灌溉水回渗、河流和沟渠地表水沿河渗漏等，补给区范围与其分布范围一致，属于近源补给。排泄方式为人工开采、蒸发、泉排泄及地下径流等。在山前冲洪积平原上，第四系冲洪积物孔隙水含水层分布在浅部，奥灰岩溶水含水层埋藏于石炭-二叠煤系地层之下，奥灰含水层之上有350～400m厚的石炭-二叠系砂岩、泥岩隔水层，奥灰岩溶水与浅层孔隙水一般无直接水力联系。在九里山—演马矿一带，由于九里山断层北西盘下降，南东盘上升，使石炭系、奥陶系灰岩覆盖在第四系松散地层之下，局部区域中奥陶灰岩出露地表，形成“天窗”（图10-7），使奥灰水、孔隙水和薄层灰岩岩溶水相互间发生水力联系。20世纪60年代之前岩溶水水位高于孔隙水水位，岩溶水在此直接出露成泉。目前，孔隙水水位高于奥灰岩溶水水位，孔隙水补给岩溶水。石炭系薄层灰岩在松散沉积物分布区有条带状露头，孔隙水水位高于薄层灰岩岩溶水水位，孔隙水越流太灰岩溶水，顺地层倾向流入九里山矿和演马矿井田，以矿井排水形式排出地表。矿井水主要来源于太灰和奥灰岩溶水，矿井长期排水不仅造成岩溶水水位下降，也使九里山、演马矿附近的孔隙水水位下降，并形成水位降落漏斗。因此，在九里山—演马矿一带，岩溶水和孔隙水有一定水力联系。图10-7 焦作九里山奥灰与第四系冲洪积层“天窗”式接触剖面示意图六、岩溶水水位及动态岩溶水水位动态主要受山区大气降水和人工开采（包括矿井排水）双重因素的影响，随开采量增加和降水减少呈阶梯状下降，自1952年至1993年上半年，水位呈台阶状下降，大致可划分5个阶梯；1994～2008年的水位动态主要表现为动态性的波动（图10-8）。图10-8 焦作矿区历年岩溶水水位动态曲线第一阶梯：1952～1964年，年均降水量3mm，岩溶水开采量小于50m3/s，水位标高在100～110m间波动，最高达到119m，高出九里山泉群排泄极限标高（95m），岩溶水在九里山奥灰露头周围以泉群形式排泄。泉水最大流量达到12m3/s。第二阶梯：1965～1970年，年均降水量4mm，降水量减少，矿井排水和自备井开采量增大到42m3/s，岩溶水水位在100～102m之间波动，略高于九里山泉口标高，泉水流量减小。第三阶梯：1971～1976年，年均降水量4mm，岩溶水开采量和矿井排水量增加到58m3/s，水位标高在90～100m之间波动。此间，九里山泉群开始出现断流，并开始形成水位下降漏斗。第四阶梯：1977～1985年，年均降水量9mm，岩溶水开采量增至1m3/s，其中矿井排水量为7m3/s，水位降至80～90m，低于九里山泉口标高，泉水完全断流。1980年9月焦作电厂岗庄水源地建成使用，开采量达到7m3/s。焦作第四水厂于1982年投入使用，开采量3m3/s。因集中开采岩溶水，出现了以岗庄水源地为中心的水位降落漏斗。第五阶梯：1986～1993年，年均降水量0mm，开采量达到达到峰值3m3/s，水位在70～90m之间波动。1994年以来，王封矿、焦西矿和焦东矿相继被关闭，矿井排水量出现了逐年递减的变化。近年来，工作面煤层底板含水层注浆改造技术在焦作煤矿得到普遍应用，矿井排水量减小，但城市供水开采岩溶水量逐步增加，由此抵消了消减的矿井排水量，岩溶水开采总量仍然保持在较高的水平，在5～5m3/s之间，岩溶水水位在70～90m之间波动。此间，1996年和2003年降水量较大，分别达到8mm和0mm，当年岩溶水水位最高回升至95m，接近岩溶泉水排泄标高。七、岩溶水水化学特征本区岩溶水属于大气降水、地表水溶滤-入渗型，其化学成分是水-岩相互作用的结果。太行山山区分布有大面积的碳酸盐岩地层，岩石化学成分主要是CaO和MgO，在水和水中CO2共同作用下，碳酸盐岩中的碳酸钙、碳酸镁等被溶于水中，从而使岩溶水以、Ca2+、Mg2+等离子为主，水化学类型以-Ca2+·Mg2+型为主。东部山区岩溶水水化学形成环境和西部山区略有不同。在西部山区，奥陶系碳酸盐岩地层之上覆盖有富含硫化物的石炭-二叠煤系地层，大气降水的淋滤作用将煤系地层中的硫化物溶于水中，随入渗水流进入到岩溶水中，致使岩溶水含量较高，水化学类型演变为·-Ca2+·Mg2+型。这种类型岩溶水分布于寨豁—西张庄—李封以南、焦作电厂以西，水中化学成分以、、Ca2+、Mg2+为主，固化物、总硬度和各种离子含量，特别是含量均明显高于东部。东部山区，奥陶系—寒武系碳酸盐岩地层上基本没有煤系地层覆盖，大气降水、地表水通过岩溶裂隙补给岩溶水，水中含量不及西部地区，水化学成分主要是、Ca2+、Mg2+，水化学类型一般为-Ca2+·Mg2+型。八、地下水资源概况及开采利用现状地下水资源概况焦作的地下水资源由岩溶水和孔隙水组成，以岩溶水资源为主。据河南省第一水文地质工程地质大队“河南省焦作市东小庄水源地水文地质勘查报告”（1989年），焦作地区地下水天然资源总量为758m3/s，其中岩溶水为09m3/s，相当于6万m3/a；孔隙水为668m3/s，相当于80万m3/a。地下水资源开采利用现状焦作市开发利用地下水的形式有：供水总公司大型水源地集中开采、厂矿自备水源地（水源井）集中或分散开采、矿井排水和郊区农业分散开采四种（表10-2）。表10-2 焦作市规划区2008年地下水开采现状统计表 单位：万m3/a焦作市供水公司现有水厂六座（第三水厂于2001年4月停产），以开采岩溶水为主，并利用少量群英水库地表水，其中以第七水厂（东小庄水源地）和第二水厂（周庄水源地）开采规模较大。2008年供水公司开采岩溶水4348万m3。焦作城区共有厂矿自备水源井224眼，其中岩溶水开采井96眼，孔隙水开采井128眼。岩溶水的开采主要集中在焦作电厂（岗庄水源地46眼井）、爱依斯万方电厂（待王水源地14眼井）、化工三厂（6眼井）、热电厂（4眼井）、中州铝厂（14眼井）和化工总厂等企业，孔隙水的开采主要集中在造纸厂、平光厂、中州机械厂、化工一厂、轮胎厂和化工二厂等企业。2008年自备井开采地下水4403万m3，其中开采岩溶水3533万m3，开采孔隙水870万m3。焦作矿区现有大型煤矿9座，主要分布在焦东矿区，2008年矿井排水总量为97m3/s，相当于18827万m3/a，扣除20%的重复排水量，实际抽排地下水15062万m3/a，其中岩溶水为12050万m3/a，孔隙水3012万m3/a。近郊农村农民生活用水、农田灌溉用水和乡镇企业生产用水开采孔隙水约为4600万m3/a。岩溶水开采量为19931万m3/a，低于岩溶水天然资源量；孔隙水开采量为8482万m3/a，略高于孔隙水天然资源量。岩溶水尚有一定开发潜力，而孔隙水则处于超采状态。

水文地质实习是整个水文地质学教学中十分重要的实践环节，使学生在课程理论知识学习的基础上，通过对基本地质现象的野外实地考察和现场实践，获得感性知识并巩固和深化课程理论，使理论与实际相结合，为毕业以后的设计、施工中应用有关地质资料打下一定的基础。这是一次地址启蒙教育，是一次重要的认识实习，重点要理解基本的地址概念，了解基本知识，学会基本技能。通过简短的野外地址实习，巩固学过的《水文地质学》内容，加深对课程有关内容的理解；此外，通过实习培养对大自然的热爱，陶冶情操，提高随地址科学的兴趣；同时充分认识到地质实践对地质科学的重要性。 这四天里，我们沿着龙马溪，观看了一些典型的地质形状，到了链子崖领略天然裂缝，在千将坪回忆当时滑坡的惊心动魄，每一天都能学到很多很多……让我感叹自然的伟大与无情和作为一名水利专业大学生所肩负的责任。短暂的地质实习很快就结束了，而这次野外实习对我产生的影响却并没有很快随之消失。在这不到四天的时间里，每天上午随老师一起到野外观察，测量产状，记录数据，并且及时复习了已经渐渐淡忘的部分课本知识，短短的四天，让我对野外地质工作有了一个初步的直观印象，对它的方式方法有了一个最直接的了解。并且直接影响了我的学习观念，将实践的成分注入了思想中，必将对我今后的学习习惯产生潜移默化的影响。然而，之前的地质学习还仅仅局限与课本知识的认知，通过听课，复习，考试等环节，认识并了解了大量的地质知识，但这些都仅仅是纸上谈兵，我知道什么是断层，什么是节理，却还都只是能从插图上判断，到野外旅游的时候见了很多岩体，也没有能利用自己学过的知识判断什么是断层，什么是节理，而褶皱的向斜与背斜构造，更是无从判断。但经过这次野外实习，听了老师的讲解和分析，再加上自己的观察与思考，同学之间的合作，我对之前所学的课本知识有了更直观的认识更感性的理解，不但能够正确迅速地区分节理和断层，用罗盘仪测产状从而判断褶曲是向斜还是背斜，还解决了很多课本学习中遗留下来无从解决的问题，通过实际的操作，学会了绘制柱状图、节理玫瑰图，而不仅仅是教条的背诵，对罗盘仪的使用也熟悉起来，而不是先前仅仅对插图的认识。野外实习在工程地质实习课程的学习中是一个重要的不可或缺的环节，是对课堂学习的一个重要补充，虽然时间并不长，前后不过四天的时间，但是在这期间学到的方法，观念上的改变，是课堂学习中所不能得到的。只有真正走出课堂，把课本上的知识运用到实际的操作中去，通过自己的操作加深理解，才能算是学习过程得到了完善。举一反三地说，任何工程实际与课本上的罗列都是有一定的区别的，实际中的情况往往更复杂，是各方面的很多因素综合作用的结果，这就要求我们有通观全局的能力，在做分析的时候不能只见树木，不见森林。而与工程相关的课程，都需要真正地走出课堂，工程地质是这样，其他课程也是这样，通过这次实习，使我学习中的观念产生了一个转变，认识到了理论与实际相结合的重要性。不仅如此，在和老师同学一起到野外观察采集的过程中，也进一步地体会到了团队协作的重要性，很多工作是自己独立操作所不能完成的，需要老师指导，需要同学配合，经过组员之间的分工配合，才能更好地完成实习任务。总地来说，这次实习是成功的，我个人在这次实习中受益匪浅，更多的方面的收获是隐性的，在将来的学习中，必将逐渐体会到这次实习带给我的更多收获

学位申请者为申请学位而提出撰写的学术论文叫学位论文。这种论文是考核申请者能否被授予学位的重要条件。　　学位申请者如果能通过规定的课程考试，而论文的审查和答辩合格，那么就给予学位。如果说学位申请者的课程考试通过了，但论文在答辩时被评为不合格，那么就不会授予他学位。　　有资格申请学位并为申请学位所写的那篇毕业论文就称为学位论文，学士学位论文。学士学位论文既是学位论文又是毕业论文。　学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解的知识和科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结，用以提供学术会议上宣读、交流或讨论；或在学术刊物上发表；或作其他用途的书面文件。　　在社会科学领域，人们通常把表达科研成果的论文称为学术论文。 　　学术论文具有四大特点：①学术性 ②科学性 ③创造性 ④理论性一、学术性学术论文的科学性，要求作者在立论上不得带有个人好恶的偏见，不得主观臆造，必须切实地从客观实际出发，从中引出符合实际的结论。在论据上，应尽可能多地占有资料，以最充分的、确凿有力的论据作为立论的依据。在论证时，必须经过周密的思考，进行严谨的论证。二、科学性科学研究是对新知识的探求。创造性是科学研究的生命。学术论文的创造性在于作者要有自己独到的见解，能提出新的观点、新的理论。这是因为科学的本性就是“革命的和非正统的”，“科学方法主要是发现新现象、制定新理论的一种手段，旧的科学理论就必然会不断地为新理论推翻。”（斯蒂芬·梅森）因此，没有创造性，学术论文就没有科学价值。三、创造性学术论文在形式上是属于议论文的，但它与一般议论文不同，它必须是有自己的理论系统的，不能只是材料的罗列，应对大量的事实、材料进行分析、研究，使感性认识上升到理性认识。一般来说，学术论文具有论证色彩，或具有论辩色彩。论文的内容必须符合历史 唯物主义和 唯物辩证法，符合“实事求是”、“有的放矢”、“既分析又综合” 的科学研究方法。四、理论性指的是要用通俗易懂的语言表述科学道理，不仅要做到文从字顺，而且要准确、鲜明、和谐、力求生动。表论文的过程 　　投稿-审稿-用稿通知-办理相关费用-出刊-邮递样刊　　一般作者先了解期刊，选定期刊后，找到投稿方式，部分期刊要求书面形式投稿。大部分是采用电子稿件形式。 　　发表论文审核时间　　一般普通刊物（省级、国家级）审核时间为一周，高质量的杂志，审核时间为14-20天。 　　核心期刊审核时间一般为4个月，须经过初审、复审、终审三道程序。 　　期刊的级别问题 　　国家没有对期刊进行级别划分。但各单位一般根据期刊的主管单位的级别来对期刊划为省级期刊和国家级期刊。省级期刊主管单位是省级单位。国家级期刊主管单位是国家部门或直属部门。

水文地质学论文选题背景及意义怎么写

断层的水文地质分类有：富水断层、储水断层、无水断层、导水断层、阻水断层。

在地质中，一般标示都是这样的，nne是北北东的意思，表示断层走向比北东更加偏北，而南西西，是比南西走向偏西。

———地下水热液对煤变质作用影响的初步探讨河南石炭二叠纪含煤岩系在热液活动影响下，煤及其围岩都发生了变化。笔者研究了围岩变化特征及热液的性质，认为热液是大气降水来源的地下水热液;并以地下水热液系统形成机制为核心，把水文地质学中的有关观点应用于煤变质问题研究，指出地下水热液是煤热变质作用过程中的对流传热媒介。此外，用围岩黏土矿物变化特征划分了围岩变化阶段，使之与煤变质阶段对应了起来。河南石炭二叠纪煤田位于华北石炭二叠纪聚煤坳陷南部，以其含煤层数多和以济源、焦作、偃龙、荥巩诸无烟煤矿区为中心的煤变质分带性明显而著称(图1)。促成该区大面积无烟煤和高变质烟煤形成的煤变质作用一直是许多煤田地质工作者致力研究的课题。近年来，尽管一些研究者 在发现河南煤的热变质特征，进而确认异常地热因素对变质带形成有重要意义等方面，殊途同归，取得了一致的认识。但对于导致煤热变质作用的热源和热的作用方式等问题还有不同的看法。本文通过研究煤热变质作用条件下围岩的变化特征，从地热异常形成机制方面考虑，尝试把水文地质学中关于地下水热液的认识应用于煤的热变质作用研究。一、区域地质简况研究区地质发展史与华北大部分地区相似。石炭二叠纪地层是区内最重要的含煤沉积，最大厚度约1500m，与下伏奥陶系或寒武系假整合接触。上覆连续沉积盖层的最大厚度约3500m。二叠系山西组的二1煤层是全区普遍的主要可采煤层，因而，讨论煤变质的水平分带主要针对二1煤层。各种不同的大地构造观点都认为，河南中北部是不同构造单元的交接处。大致沿郑州—宿县一线延伸的河淮断裂横贯全区，一些中生代的近南北向深大断裂与之相交［1］。全区褶曲构造不发育，以断裂构造为主，比较重要的区域性断裂有五指岭断层、嵩山断层和襄郏断层等北西向断裂。图 1 河南石炭二叠纪煤田山西组二1煤反射率等值线图二、含煤岩系岩石的蚀变矿化野外和矿井地质观察发现，区内无烟煤带的含煤岩系岩石普遍有蚀变和矿化现象。蚀变的主要类型有硅化、方解石化、绿泥石化和叶蜡石化。硅化和方解石化使含煤岩系中发育许多石英脉和方解石脉，个别地区还有石英被膜包裹碎屑颗粒的现象。这些脉石的宽度大多在1cm左右，最宽的可达20cm以上;长度几厘米至几米，甚至几十米。它们沿岩、煤层张开的裂隙充填，脉体边缘的围岩常常还有窄窄的蚀变边，矿物成分和颜色有不同程度的改变。脉石的出现与围岩的成分有某些一致性，石英脉一般只见于富含SiO2的山西组及其以上地层，很少出现在太原组灰岩中;而方解石脉则多见于富含CaCO3的太原组地层中。一些菱铁矿脉、黄铁矿脉、绿泥石脉和叶蜡石脉与方解石脉，石英脉相比，规模更小，往往与后者共生。绿泥石化和叶蜡石化主要发生在富含黏土矿物的岩石中。肉眼观察所见，在泥质岩中它们常呈薄膜状和细脉状，在砂岩中常产于石英脉的边缘，形成1至几毫米的蚀变边。薄膜状者成分较纯，脉状者常混有微晶石英和星点浸染状的金属矿物。经粉晶X射线衍射分析，绿泥石具有特征的衍射峰d(001)=2×10－10m，d(002)=1×10－10m，d(003)=7×10－10m，d(004)=53×10－10m;叶蜡石的衍射峰特征是d(002)=15×10－10m，d(004)=6×10－10m，d(006)=07×10－10m。偃龙、荥巩等矿区的岩矿鉴定资料表明，绿泥石化、叶蜡石化同样见于显微镜下砂岩的泥质填隙物和泥岩中。此外，济源、焦作等地块状无烟煤的外生裂隙也有充填绿泥石和叶蜡石薄膜的，其顶板岩石的绿泥石化和叶蜡石化更是强烈。与岩石蚀变作用伴生的矿化作用一直未为大家注意。作者观察所见，偃龙、济源、荥巩、焦作等地的石英脉和方解石脉中，有呈斑点浸染状和脉状构造的金属矿物。经矿物粉晶X射线衍射鉴定有黄铁矿、菱铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿等，以黄铁矿和菱铁矿多见，并且晶形较佳，有的形成斑晶。一般地说，蚀变矿化现象主要见于高变质煤区，如济源，焦作、偃龙、荥巩等矿区，以此为中心向外，蚀变矿化现象逐渐消失。三、脉石矿物包裹体的研究采用两面抛光的薄片观察包裹体。石英和方解石中的包裹体较多，主要见两相的流体包裹体，外形较规则，椭圆形，在样品中均匀分布，气液比一般为15%～20%;个体较大，通常8～12μm，最大可达30μm以上，一般液相为浅灰色，气相呈灰色，偶尔可见呈淡桃红色的液相。个别样品见少数零星分布的气体包裹体和CO2包裹体。菱铁矿中的包裹体个体小，一般2～5μm左右，外形与菱铁矿晶形一致，液相呈现淡绿色，气液比为10%～15%。所有气液两相的流体包裹体达到其均一温度时，均化为液相。包裹体测温和包裹体化学成分、水的氢氧稳定同位素分析结果分别列于表1、表2。表 1 流体包裹体的均化温度和爆裂温度续表注: 包裹体测温由核工业部北京铀矿地质研究所完成。表 2 包裹体的化学成分及包裹体水的稳定同位素组成注: * 样品由中科院贵阳地化所分析; **样品由北京铀矿地质研究所分析; /表示未检出该项成分。四、黏土矿物的变化各矿区泥岩和砂岩泥质填隙物的X射线衍射分析表明，各矿区的黏土矿物组合有较大的差别，济源、焦作、偃龙和荥巩的样品为叶蜡石、绿泥石、伊利石和高岭石组合，而平顶山的样品则为不规则混层黏土矿物、伊利石和高岭石为主的组合。虽然各地的样品均含伊利石，但衍射曲线反映出它们的结晶度是有差别的。采用We-ber(1972)［3］提出的方法，以伊利石特征衍射峰d(001)峰的相对半高宽Hbrel来表示伊利石的结晶度，在特定的X射线衍射条件下，取伊利石d(001)=10×10－10衍射峰和石英外标d(100)=27×10－10m衍射峰半高宽的比值。即任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑通常，伊利石结晶度是直接以d(001)=10×10－10m峰的半高宽表示的，因为峰宽易受仪器分析条件的影响，所以不同研究者提出的结晶度没有可比性。采用Hbrel表示的结晶度取得了可与国外一些典型实例比较的数据。样品分析结果见表3，表现出从南部的平顶山矿区向北，随煤化程度的增高，伊利石结晶度增强的趋势。此外，平顶山29－15孔样品和该孔煤化程度受控于埋藏深度一样，表现出随埋藏深度增加，结晶度增强的趋势。表 3 若干矿区的伊利石结晶度值 Hbrel注: 样品由石油勘探开发科学研究院实验中心分析。* 黏土矿物颗粒小于 2μm。五、讨论( 一) 含煤岩系岩石蚀变矿化与煤变质作用的关系硅化、方解石化和绿泥石化、叶蜡石化是比较常见的中温蚀变现象。黄铁矿、菱铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿等是常见的中温热液矿物共生组合。通过对矿物包裹体测温，证实了形成石英脉和方解石脉的溶液具有中-高温热液性质，最高温度达 200 ～350℃。以区内含煤岩系及其上覆盖层厚度累计，在正常地温梯度下不可能达到如此高的古地温。热液的形成肯定有异常地热场为背景，这种有热液参与的异常古地温对含煤岩系的改造( 包括促成煤的变质) 是明显的。上石炭统太原组灰岩中黄铁矿重结晶形成的粗大立方晶体经常可见。有时，黄铁矿脉甚至穿插到煤层中。图 2 是沁阳水峪寺煤矿太原组底部煤层被黄铁矿交代的情形。镜下可见大量黄铁矿细晶溶解，重结晶连成片状，原来单个小立方晶的晶形尚依稀可辨，该煤层顶板灰岩中的方解石脉爆裂法测温为 365℃，方解石脉中还有少量黄铜矿共生。图 2 沁阳水峪寺煤矿太原组煤层黄铁矿化示意图焦作、偃龙等矿区太原组煤在镜下常见黄铁矿、方解石和石英的网状脉，在这些网脉中，黄铁矿往往作为方解石或石英的嵌晶出现，这些黄铁矿嵌晶又可包含方解石或石英晶体。这和图 2 的实例一样，反映了在异常古地温和热液作用下，沉积的 FeS2活化迁移，沉凝、重结晶。从石炭系以外的岩层、煤层中很少出现黄铁矿脉和含黄铁矿的网状方解石脉、石英脉，可以判断 FeS2迁移的范围有限。对焦作矿区李封矿的两个样品测温，一个样品是石英脉含黄铁矿立方晶体，另一个样品是有石英脉穿插的块状黄铁矿; 前者石英的爆裂温度为135℃ ，黄铁矿的爆裂温度为 110℃ ; 后者黄铁矿的爆裂温度为 130℃ 。证明了黄铁矿是在比较高的温度下沉凝、重结晶的。作为有机岩的煤，对高温的敏感更胜于围岩。200 ～350℃的最高古地温足以使煤发生强烈变质，形成无烟煤。高变质带分布与蚀变强烈地带的吻合也说明了这一点。从蚀变现象范围的广泛和较高的古地温来看，异常古地热场是区域性的。因此，我们把河南石炭二叠纪煤那样大面积的变质分带的成因归之于这一异常古地热场。关于煤在热液作用下的变化特征，已有专文讨论［4］。( 二) 热液成因与异常地热场形成的关系近年来，一些研究者在指出异常古地温对河南煤变质分带形成的重要影响的同时，都囿于区域岩浆热变质作用的地质模式，致力寻找隐伏岩体，忽略了对异常地热形成机制的进一步讨论。事实上，区内除少数几个小型喜山期和燕山期岩体外，至今未发现煤田内有其他火成岩体出露，而且已发现的岩体主要分布在高变质带以外的矿区，也没有被确认是隐伏岩体造成的地球物理异常，区内的航磁异常一般为前寒武系结晶基底顶面起伏变化的反映。即使是认为存在一些较高异常值圈出的隐伏岩体，其规模也不足以产生影响全区的岩浆热液，使区域发生热活化。因此，煤的区域岩浆热变质作用模式的应用遇到了困难。我们注意到，野外发现的各种矿脉的规模都很小，但却普遍出现。小而分散是脉石的分布特点，并且脉石成分与围岩的化学成分有明显的一致性，表明矿质主要并非热液原先所具有的，而是在热液渗流过程中从围岩转移出来的，也表明热液的成因、演化与地质特征有一定的联系。在这里，热液的成因实际上涉及地热异常形成机制问题。水是热液的主要组成，因而研究水的来源和成因是研究热液成因的关键。水的最终来源只有通过研究水分子本身的某些地球化学参数才能识别，而氢氧稳定同位素提供的正是这样一种参数。矿物包裹体研究的理论告诉我们，原生的包裹体实际上就是矿物形成时所保存的一部分原始的热液，因此，热液中水的来源及演化特征，可以通过测定包裹体水的氢氧稳定同位素的组成来判断。笔者参考Sheppard(1977)的各种不同成因水的同位素组成综合图［5］编成了图3。可以看到，研究区石英包裹体水的δD和δ18O值落在了图中雨水线的附近，δD值变化幅度很小，但δ18O却显示出偏离雨水线向更高的δ18O方向迁移的特点，一般认为这是热水与硅酸盐和碳酸盐围岩进行同位素交换的结果［6］。也就是说，区内形成石英脉、方解石脉的热液中的水主要来源于雨水(大气降水)。以水的来源划分，这种热液被称为地下水热液，它是大陆地壳最上部2～4英里(约3～5km)最常见的热液系统，日益受到矿床学家的重视［7，8］。当然，单一来源的热液水是难以想象的，我们也不排除少量的深部变质作用或岩浆作用产生的水加入到这一热液系统的可能性。表2列出的包裹体化学成分没有岩浆热液通常所具有的复杂成分。包体水中的阴离子有SO42－、HCO－3和Cl－，济源的样品中还有微量F－，阳离子有K+，Na+，Ca++，Mg++，以阴阳离子总和表示的总矿化度也是较低的，为6～1mg/g，属HCO3－SO4－NaCa和Cl－Na型水，表现出砂页岩及煤系分布区受深大断裂控制的深循环型地下热水的某些性质［8］。这种富含氧、二氧化碳和硫酸根离子的地下水溶液具有较强的侵蚀能力，在其渗滤过程中能逐渐溶取围岩中富含的各种元素，成为含矿溶液，沉淀出各种脉石和金属矿物。图3 包裹体水的稳定同位素组成图|F3 Stable isotope composition of the inclusion liquid|虚线表示热水-岩石间同位素交换引起的δ18O迁移 Broken linedenotestheδ18O migration cause by isotopic exchange between thermal waters and rocks很显然，大气降水是进入地下渗流过程中被加热，演变成热液的。地热学和水文地质学的研究都证明，地下水的运动是影响岩石圈上部温度场分布的最活跃的因素，循环于地壳的地下水具有较大的热容量和很好的对流传热性能，是地壳中理想的载热流体，是将地下热能从深部传递到地表的重要媒介［8，9］。由地下水深循环加热作用形成的地热异常，无论是板块内部的地壳隆起区，还是沉降区都有广泛分布。理所当然，这种地下水的升温主要依赖于地下的供热系统。我们注意到，地下水热液活动范围的广泛，是由于区域发生热活化，热流和地温梯度普遍提高，而象这种活化现象不可能是由一个个侵入体释放的热造成的。区内缺乏岩浆活动的实际情况，也使得把区域热活化归因于岩浆侵入的依据不足。初步分析认为，使地下水升温的“供热站”可能和华北地区南部晚中生代大地构造格局变化及莫霍面起伏变化在深部形成的热源有关。图1煤变质带的走向和分布明显受一些深大断裂的控制，同时，在重要的区域性断裂近侧，反射率等值线发生畸变。其他煤级参数，如挥发分、H/C原子比等都从两侧向断裂方向规律变化，表明了断裂有可能作为深部热流上涌以及地下水活动的宏观通道。地下水热液实质上是深部热源和含煤岩系之间的传热媒介，它与围岩的相互作用，包括了在渗流过程中的蚀变作用及与围岩的热交换，对含煤系加温，促成煤的热变质。这样，河南石炭二叠纪煤的热变质作用时期，也就是地下水热液形成和活动时期，相当于晚中生代华北地区南部的大地构造格局及上地幔顶界面起伏态势的变化时期。采用多种手段研究区内煤的显微变质特征，岩层、煤层孔隙作为地下水热液渗流的微观通道的可能性得到了证实［4，10］。(三)围岩后生变化阶段与煤变质阶段的关系黏土矿物的变化是地下水热液影响的异常古地温作用的一种效应。与区内无烟煤带岩石相似的后生变化，国外也有报道［11，12］。如法国洛林附近Belledonne的上石炭统、美国宾夕法尼亚无烟煤矿区和联邦德国下萨克森盆地Bramche地区的中石炭统和下白垩统。它们都与异常古地温有关。在岩石浅层变质作用(anchimetamorphism)阶段存在下列平衡［11］:任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑在水分压为1GPa的条件下，叶蜡石的生成温度约350℃，这一平衡中Si的活性增加，水的逸度减小，平衡温度会更低些。自生伊利石结晶度的增加主要取决于温度，而与岩石的变形程度无关。区内岩石的伊利石结晶度Hbrel值反映出从平顶山矿区向热液活动强烈的济源、偃龙等矿区结晶度增高的趋势。根据上述分析，初步划分了围岩后生变化阶段(表4)。区内无烟煤带含煤地层岩石已经进入浅层变质作用阶段。叶蜡石发育，蒙脱石、伊利石－蒙脱石不规则混层的消失以及在碎屑沉积岩中伊利石、绿泥石等矿物占优势，都是浅层变质作用的标志。浅层变质作用阶段的温度范围200～350℃，是与热液矿物包体测温确定的最高古地温范围一致的，说明有可能利用伊利石结晶度Hbrel划分岩石后生变化阶段和判断古地温。区内Hbrel<250与浅层变质作用阶段和200～350℃的最高古地温对应。表 4 围岩后生变化阶段与煤变质阶段的关系*R°max为油浸介质中镜质组最大反射率;R°min为油浸介质中镜质组最小反射率;**波浪线表示界线不是整齐划一的。此表据Teichmüller等(1979)的表改编。表中的伊利石结晶度Hbrel均采用小于2μm黏土矿物的X射线衍射数据。六、几点认识(1)河南石炭二叠纪含煤岩系在较大范围发生了热液蚀变矿化，它是曾经存在过异常古地温作用的直接证据。热液矿物包裹体测温确定，热液作用的最高温度达200～350℃。这一温度范围对于区内无烟煤的形成是合适的，从热液强烈活动地区与高变质带分布的吻合可以得到证实。(2)应用氢氧稳定同位素分析方法研究热液矿物包裹体水，包裹体水的δD和δ18O值组成特征表明，热液中的水主要来源于大气降水。大气降水无疑是进入地下深处之后被加热而演变成地下水热液的。(3)在河南石炭二叠纪煤的热变质作用中，地下水热液作为载热流体，是联系深部热源与含煤岩系的媒介，它在沿岩层、煤层孔隙渗流过程中与围岩发生热交换，通过对流方式把异常地热传递到岩层、煤层，促成煤的变质。受深大断裂格局控制的地下水热液变质作用决定了河南煤变质带的取向和分布。( 4) 粘上矿物组合的变化、伊利石结晶度的增加，同样是热液作用下异常古地温的效应。利用黏土矿物变化和伊利石结晶度划分岩石后生变化阶段，进而确定煤化作用的古温度是可能的。以往煤的热变质作用研究，比较强调岩浆热直接烘烤的传导传热方式，忽视了传热效率更高的载热流体介质以对流方式的影响。以河南为实例，从地热异常形成机制方面考虑，我们提出了一种以地下水热液为传热媒介的煤热变质作用方式，为求进一步讨论和研究。本文的研究工作得到了韩德馨教授的热情指导和河南省煤田地质勘探公司以及河南省许多煤矿的大力协助。承蒙石油勘探开发科学研究院实验中心、河南地矿局实验室、核工业部北京铀矿地质研究所和中科院贵阳地球化学研究所的有关实验室帮助进行了样品的测试，对此，作者表示诚挚的谢意。参 考 文 献［1］ 张文佑、张抗、赵永贵、王信和、徐贵忠、吴海威、韩贝传、曾湘山，1983，华北断块区中新生代地质构造特征及岩石圈动力学模型。地质学报，第 57 卷，第 l 期，第 33 页［2］ 周兴熙、袁容，1984，华北盆地南部三叠系分布探讨。石油实脸地质，第 6 卷，第 2 期，第 87 页［3］ Weper，K，1972，Notes on determination of illtle crystallity，—N J Mineral，Mh，2，PP 267 ～ 276［4］ 任德贻 钟宁宁、肖贤明，1987，区域热变质煤的显微煤岩特征及其地质意义。中国石炭二叠纪含煤地层及地质学术讨论会论文集，第 359 页。科学出版社［5］ Sheppard，S M F ，1977，Identification of the origin of ore － forming solutions by the use of stable isotopes，Volcanic Process in ore genesis( Special publication N 7 of the Geological Society of London)［6］ 刘云从主编，1985，矿床学参考书( 上册) 。第 206 页。地质出版社［7］ Taylor，H P ，1974，The application of Oxygen and Hydrogen isotope studies to problerns of hydrothermal alteration and ore depesition，Economic Geology，V 69， 843 ～ 883［8］ 沈照理主编 1985，水文地质学。第 723 ～ 778 页。科学出版社［9］ 黄尚瑶、郑克棪，1982，地热基础理论研究。第 1 ～ 30 页。地质出版社。［10］ 钟宁宁、秦勇，1989，电子探针方法在煤岩学研究中的初步应用。煤田地质与勘探，第 2 期，第 17 页［11］ Kasch，I J ，1983，Mincralogy and Petrology of Burial Diagenssis ( Burial Metamorphism) and Incipient Metamorphism in Clastic R Development in S V 25B［12］ Teichmüller，M ，Teichmüller，R ，Weber，K ，1979，Inkohlung and illit kristallitat，Veraleichende Untersuchungen im Mesozoikum and Palaozoikum von W P G R W 27， 201 ～ 276The alteration of the Permo-Carboniferous coal-bearing series in Henan resulting from the coal thermal metamorphism—A Preliminary Approach to the Influences of Thermal Groundwater on Coal M etamorphismZhong Ningning( Jianghan Petroleum Institute，Shashi，Hubei)Ren Deyi( Beijing Gradute School，China University of Mining and Technology，Beijing)Abstract: Some changes have taken place in the coal and its surrounding rocks of the Per- mo-Carboniferous coal-bearing series in Henan affected by hydrothermal Having inves- tigated the characteristics of the alteration of the surrounding rocks and the properies of the hy- drothermal solutions，the authors considered that the hydrothermal solutions may be thermal groundw ater derived from meteoric w With the formation mechanism of the thermal groundw ater system as the focus and by applying the relevant view -points in hydrogeology to the study of coal metamorphism，the authors point out that thermal grondw ater acts as a heat transfer ( convection) medium in the process of coal thermal Furthermore，the alteration characteristics of the clay minerals in the surrourding rocks are used to distinguish the alteration stages of the surrounding rocks，w hich are made to correspond w ith the stages of coal ( 本文由钟宁宁、任德贻合著，原载《地质论评》，1990 年第 36 卷第 2 期)

水文地质学论文选题背景及意义

（1）传统水文地质学的研究对象和领域进一步扩大到整个水圈，并参与到与其它地球圈层——岩石圈、生物圈、大气圈的相互影响、相互作用的领域，成为全球变化研究的重要组成部分。即使在水圈里，也是着眼于整个系统，地表水与地下水的统一研究，人地系统中人类与地下水环境的相互作用研究，引起地下水圈生态效应的变化的研究。俄罗斯水文地质学家提出生态水文地质学的新概念，目的是提出管理地下水圈体系及其质量状态的方法。从时空角度不仅加大了深部（层）地下水研究，而且回溯到过去地质历史时期的古水文地质研究。（2）在水文地质基础理论方面，由于引进了现代新的科学理论，如系统论、非线性动力学、耗散结构理论以及应用数学、同位素技术等，使地下水的一些理论问题，如地下水的形成、年龄和地质循环、水－岩相互作用、地下水的数值模拟（渗流、水量、水质、溶质运移、弥散等）、弱渗透介质中水文地质问题等研究将进一步深入和发展。后者涉及非稳定流在非均一介质中的运移问题，需要建立对未来多少年的流体和溶质的传输预测模型。但这些科学前沿的理论研究还需要其它学科的协作，如放射性废物地质处置库的设置就需要水文地质学、岩石力学以及热传导和热动力学领域的科学家来共同解决。地下水和地质作用关系问题越来越受到关注，它对于金属矿床、矿化带的形成和地震预报有着特别重要的意义。（3）多学科交叉协作形成的环境水文地质学的发展将更为迅速。它包括了区域环境、污染环境、医学环境和生态环境的水文地质研究。区域环境水文地质主要对区域环境水文地质条件和存在问题进行综合分析、评价和趋势预测，为环境规划或国土整治服务。有关地下水污染的机理、预测、控制和治理是环境水文地质的主要研究内容，是当前水文地质的研究重点。特别是污染治理措施的研究，需要多学科的协作，如国际上兴起利用土壤微生物来降解某些污染物的生物补救措施。它不仅依靠对水化学条件（如含水量、pH值等）的了解，而且控制生物降解的营养素有效性又受到地下水水流和运移过程所控制。这就需要微生物学、地球化学、水文学等方面的学科知识来共同解决。美国DOE1995提出一个跨这3学科的10年研究计划，内含7个研究单元，通过建立野外研究中心，综合数据，为最佳生物补救措施完善分析系统等途径，而水文地质将在其中起到重要作用。由于水资源日益紧缺，如何科学合理开发利用和管理，解决开发地下水资源引起的环境问题，有称之为资源环境水文地质学的，这些都是应用性很强的分支学科。（4）新技术、新方法在水文地质中的应用将进一步扩大和加强。地理信息系统（GIS）可应用到地下水决策支持系统，地下水规划和管理，模型研究，水质监测，含水层识别，水源保护，利用遥感图像和数据进行地下水研究、编制水文地质图等方面。（5）水文地球化学在以下领域内将进一步发展：一是结合环境质量评价要求，进一步对地下水水质及其变化、污染机理和预测、防治措施等进行研究；对于地下水中可能导致地方病病因一些有害微量元素的形成、运移、富集规律从室内模拟实验到区域实地调查、观测；对现今污染水中大量复杂的有机物质、生化物质的发现和治理的研究将促进水文地球化学提高到一个新的水平。二是用水化学和同位素方法综合研究地下水系统，在研究地下水的演化和100年以上尺度的水文地质事件和条件以及高放核废料处理选址方面。水化学同位素的研究对于解决地下水补给、深层水起源和地下水年龄以及热液成矿机理有着不可替代的重要性和发展前景。

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。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。为农田提供灌溉水源进行水文地质研究，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。

水文地质学是一门比较年轻的自然学科，它是人们在不断利用地下水资源，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世纪的20～30年代，才成为一门独立的学科。我国是世界上最早利用地下水的国家之一，早在5000多年前就知道凿井取水。大约在3000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。先秦的《击壤歌》中说:“日出而作，日入而息，凿井而饮，耕田而食。”说明当时已有了凿井利用地下水的知识。2500多年前，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。在秦代，在四川自贡，人们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。事实充分说明，我国古代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学科。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学科，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。20世纪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，广泛地将地质力学的理论应用到找水工作中来，为山区地下水的普查和勘探做出了贡献。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。1995年以来，实施了西北地区找水特别计划和西南贫困岩溶山区扶贫找水计划。2001年和2002年，又分别实施了西部严重缺水地区地下水紧急勘察工程和地下水勘察示范工程。“十五”计划期间，在全国开展了新一轮地下水潜力调查工作，建立了全国主要地下水系统空间数据库。随着水资源短缺和环境恶化等问题的出现，自20世纪80年代中期开始，我国开展了地下水资源管理工作。目前，地下水资源管理已从单纯水力模型发展到经济管理模型、地下水与地表水联合调度管理模型等。在水文地质研究方法和技术手段方面，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。20世纪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，能够有效处理大量空间信息的计算机软件系统———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。水文地质的研究手段正在向多样化、综合化方向发展，新理论和新技术的应用，会使水文地质研究向信息化、数字化迈进。综上所述，水文地质学以1856年达西定律的建立为标志，在150年的时间里得到了迅速发展。关于当代水文地质学的发展趋势，张人权等人提出以下看法:①核心课题转移:找水水文地质学→资源水文地质学→生态环境水文地质学。②研究视野扩展:含水层的局部→整个含水层→地下水系统→水文系统→生态环境系统→技术－社会系统。③研究目标改变:由局部性的问题转向全局性的课题，由当前的问题转向长期的可持续发展课题，由解决具体生产问题，转向构建人与自然协调的、良性循环的地下水系统、水文系统、地质环境系统与生态系统。④研究内容扩展:从地下水的水量研究为主，转向水量与水质的研究并重;从狭义地下水(饱水带水)的研究，扩大到广义地下水(含饱水带与包气带水)，乃至地下水圈的研究。⑤研究思路的改变:对现象的规律性为主的研究，已经不能满足需要，要求从成生角度，加强过程与机理研究的比重。⑥多学科交叉渗透成为主流:传统意义上纯粹的水文地质学正在消亡，地下水科学与其他自然科学以及社会科学交叉渗透，以多学科方式研究与处理问题，正在成为主流。⑦服务方式转变:水文地质学的服务对象大大扩展，服务方式发生了很大改变，如何使水文地质工作成果转化为生产力，已经成为一个急需解决的重大课题。复习思考题水文地质学研究的对象、任务是什么?水文地质学在国民经济建设中的作用如何?与水文地质相关专业的学生为什么应掌握水文地质学的基本理论知识和技能?试说明地下水的功能。