关于地下水动力学的论文题目

水，滋润万物，与人们的生产生活息息相关。水是甘甜的。但有时又是苦涩的；水是宝贵的，但有时它又泛滥成灾；水是清冽的，但在一些地方它却变得污浊不堪；一切生物都离不开水，但在一些特别需要水的地方，它却变得那样吝啬……面对我们日日不可或缺的生命之源一-水，我们知道的到底有多少? ●人均水资源占有量十分有限 据世界银行1998年对132个国家的统计，我国水资源总量占世界第4位，但人均水资源占有量却排到了82位。按照国际标准，人均水资源量2000立方米为严重缺水边缘，人均1000立方米为人类生存起码要求。目前我国有15个省、区、市人均水资源严重低于缺水线，有7个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、辽宁、江苏)人均水资源量低于生存的起码要求。 ●水污染程度严重,损失巨大 据水利部对全国700余条河流约10万公里河长开展的水资源质量评价，河长受到污染；的河长严重污染，水体己丧失使用价值。90%以上的城市水域污染严重。 在全国七大流域中，太湖、淮河、黄河流域均有70%以上的河段受到污染；海河、松辽河流域污染也相当严重，污染河段占60%以上，全国有1／4的人口饮用不符合卫生标准的水。水污染直接影响着我国民众生活、生存环境。 ●河湖萎缩，黄河断流 黄河从1972年开始出现断流到1998年的27年间，黄河利津站共有21年发生断流，断流频率已达四年五断，共计断流1050天，平均每个断流年份50天，其中1997年断流226天，断流河段长达704公里，占下游河段总长的90%。 海河流域中下游平原地区的河流基本干涸，河口淤积加剧，生态环境破坏严重。由于径流剧减，城镇排出的污水得不到稀释.形成不少污水河，被形象地称为："无河不干，有水则污。" 调查表明，近30年来，我国湖泊水面面积已缩小了30%。 ●西北地区水环境恶劣 目前，我国西北干旱、半干旱地区湖泊于涸现象十分严重，部分湖泊含盐量和矿化度明显升高，特别是西北湖泊咸化趋势更为明显。新疆博斯腾湖，由于上游修建灌溉工程，导致人湖水量锐减，含盐高的灌区退水又不断入湖，因此，该湖在短短的10多年内就由淡水湖演变成咸水湖，湖水矿化度上升了6倍，水面减少120平方公里，水位降低米。素有"绿色迷宫"之称的准噶尔盆地西部的艾比湖，因60年代在湖区毁林开荒，70年代截流断水，至今艾比湖湖面已由过去的1300平方公里减至600平方公里，干涸的湖盆已沦为盐漠。曾为我国历史上最大的咸水湖--罗布泊也已干涸。 ●湿地面积萎缩，生态蜕化 由于人口增长，耕地扩大，生态类型擅变，我国湿地面积严重萎缩。北大荒的连年垦荒使这块我国最大的湿地面积缩小了60%，三江平原的湿地面积已由建国初期的443万公顷下降到190万公顷。如不采取紧急保护措施，十几年内三江平原的湿地将丧失殆尽。 ●南方围湖造田后果严重 围湖造田是导致南方湖泊面积萎缩的首要原因。曾经蔚为壮观的江汉湖群因围垦而消失湖泊983个，面积减少2041平方公里，目前仅存湖泊83个，浩浩荡荡的800里洞庭在不到40年的时间内，围垦面积达226万亩，淤积与围垦互为因果，导致湖区生态恶性循环。 ●地下水超采过量,引发环境问题 由于地表水资源贫乏和水污染加剧，致使一些地区对地下水进行掠夺式开发，地下水超采十分严重。据不完全统计，目前全国已形成地下水域性降落漏斗149个，漏斗面积万平方公里，其中严重超采面积万平方公里，占超采面积的。多年平均超采地下水亿立方米，有的漏斗中心水位埋深已达60--80米，有些城市还出现了地面沉降，造成严重后果。 ●水土流失面广量大，后果堪优 我国己成为世界上水土流失最严重的国家之一，全国水土流失面积达367万平方公里，占国土面积的38%，其中水力侵蚀面积179万平方公里。此外，每年流失土壤50多亿吨，全国每年因水土流失新增荒漠化面积2100平方公里，因同样原因而损失的耕地面积达7万多公顷。黄土高原每年水土流失带走的氮、磷、钾就达4000万吨，相当于全国一年的化肥产量。 赢水污染事故频发。 近些年，全国各地水污染事故频繁发生，平均每年在1600起以上。1994年淮河特大污染事故，造成苏皖两省150万人饮水困难。1996年春节后，淮河再次发生污染事故，使蚌埠市70万人陷入水荒。近10年来，仅海河流域的水污染事故就达数百起，由水污染导致的地区间纠纷不断发生，严重影响社会稳定。 阅读一份沉甸甸的水资源报告． 读了这篇文章，你有什么感想？你觉得我国的水资源存在那些问题？ 地球的储水量是很丰富的，共有亿立方千米之多。地球上的水，尽管数量巨大，而能直接被人们生产和生活利用的，却少得可怜。首先，海水又咸又苦，不能饮用，不能浇地，也难以用于工业。其次，地球的淡水资源仅占其总水量的，而在这极少的淡水资源中，又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中，加上难以利用的高山冰川和永冻积雪，有87%的淡水资源难以利用。人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分，约占地球总水量的。全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。按地区分布，巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果等9个国家的淡水资源占了世界淡水资源的60%。约占世界人口总数40%的80个国家和地区约15亿人口淡水不足，其中26个国家约3亿人极度缺水。更可怕的是，预计到2025年，世界上将会有30亿人面临缺水，40个国家和地区淡水严重不足。 中国水资源总量为万亿立方米。其中地表水万亿立方米，地下水万亿立方米，由于地表水与地下水相互转换、互为补给，扣除两者重复计算量万亿立方米，与河川径流不重复的地下水资源量约为万亿立方米。按照国际公认的标准，人均水资源低于3000立方米为轻度缺水；人均水资源低于2000立方米为中度缺水；人均水资源低于1000立方米为严重缺水；人均水资源低于500立方米为极度缺水。中国目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于严重缺水线，有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏)人均水资源量低于500立方米。中国水资源总量并不算多，排在世界第6位，而人均占有量更少，2240立方米，在世界银行统计的153的国家中排在第88位。中国水资源地区分布也很不平衡，长江流域及其以南地区，国土面积只占全国的，其水资源量占全国的81%；其以北地区，国土面积占全国的，其水资源量仅占全国的19%。面临这严峻的水资源形势，我们是该做些什么了： 1、要有惜水意识，长期以来，人们普遍认为水 “取之不尽，用之不竭”，不知道爱惜，有的甚至将水白白浪费。应当知道我国水资源人均量并不丰富，地区分布也不均匀，而且年际差别很大，年内也变化莫测，再加上污染，使水资源紧缺，自来水更加来之不易。爱惜水是节水的基础，只有意识到“节约水光荣，浪费水可耻”，才能时时处处注意节水。 2、养成好习惯，据分析，家庭只要注意改掉不良的习惯，就能节水70%左右。与浪费水有关的习惯很多，比如：用抽水马桶冲掉烟头和碎细废物；为了接一杯热水，而白白放掉许多冷水；先洗土豆、胡萝卜后削皮，或冲洗之后再择蔬菜；用水时的间断（开门接客人，接电话，改变电视机频道时），未关水龙头；停水期间，忘记关水龙头；洗手、洗脸、刷牙时，让水一直流着；睡觉之前、出门之前，不检查水龙头；设备漏水，不及时修好。 3、使用节水器具，家庭节水除了注意养成良好的用水习惯以外，采用节水器具很重要，也最有效。为了省钱，很多人宁可放任自流，也不肯更换节水器具，其实，交这么多水费长期下来是更不合算的。使用节水器具，既省钱，还能保护环境，岂不是一举两得？节水器具种类繁多，有节水型水箱、节水龙头、节水马桶等。随便用上几个就为节水做出了不少贡献啊！ 4、查漏塞流，在家中“滴水成河”并非开玩笑。要经常检查家中自来水管路。防微杜渐，不要忽视水龙头和水管节头的漏水。发现漏水，要及时请人或自己动手修理，堵塞流水。一时修不了的漏水，干脆用总开关暂时控制水流也好。管好水龙头，把水龙头的水门拧小一半，漏水流量自然也小了，同样的时间里流失水量也减少一半。 就生产而言，特别对一些高消耗水的行业，我们要围绕如何优化水系统的运行，如何提高循环水的浓缩倍数，如何提高水资源的循环利用等作为节水工作的重点，积极组织技术攻关，提高水的综合利用率；同时制定切实可行的操作制度，对产品水消耗实行定额管理，并作为一项技术经济指标进行考核，减少浪费现象。 长期以来，大多数人有节约用水的理念，但缺少具体的行动，大手大脚的现象还比较普遍。一些人认为家大业大，再加上身处长江边，总认为这源泉取之不尽，用之不竭，缺少节水的紧迫感和忧患意识。如果真正到了“水比油贵”之时，我们再抓节水工作就悔之晚矣. 曾经有人说，地球应该叫做水球。因为当一个人在太空向地球了望时，他将看到一颗巨大的蓝色球体，因为他看到的是覆盖地球大部分的海洋，因而使地球成为一颗“蓝色的行星”。因为在表面积为 ×108平方千米的地球中大部分都是海洋、江河、湖泊只有 ×108平方千米是陆地，因而科学家得到了一个结论：地球上七分是海洋，三分是陆地。 因此绝大多数人都认为地球上的水有那么多，浪费一点也没有事，反正地球上的水用之不尽，取之不竭。但是他们并不知道，全球虽然有71%为海洋，但是供人类用的淡水资源却很少。在全球71%的海洋中，约有97%为海洋水，即咸水或其他人类不可用的水资源，而人类所需的淡水却仅占全球水量的 地球上的淡水资源，绝大部分为两极和高山的冰川，其余大部分为深层地下水。目前人类利用的淡水资源，主要是江河湖泊水和浅层地下水，仅占全球淡水资源的 我国是一个贫水的国家。与世界各国相比，我国水资源总量少于巴西、俄罗斯、美国和印度尼西亚，位于世界第6位；若按人均水资源计算，则仅为世界水平的1/4排在第110位之后。缺水情况在全国范围内普遍存在，而且又不断加剧的趋势。以城市供水为例，全国大约670个城市中，一半以上存在着不同程度的缺水现象，其中严重缺水的有110多个。 然而近几十年来，随着全球人口的增长、社会经济的发展，以及人们生活水平的提高，导致人类对淡水资源的需求与日俱增不少地区出现了水资源不足和用水紧张的问题。与此同时，人类活动所造成的水污染，又使大量宝贵的水资源失去了利用价值，从而进一步加剧了水资源的危机。水资源短缺的问题，目前已引起国际社会以及我国政府和民众的广泛关注。有专家预言，水资源短缺将成为人类二十一世纪面临的最为严重的资源问题。 请不要让眼泪成为最后一滴水！ 培养节水意识的措施 (1)大范围的实行在标准用水量范围内的普通水价，超出则加倍甚至更高的收费。这种方式可以有区域性，但方式要全国推广。 (2)不仅仅以贴广告画作为宣传节水的手段，也可通过电视或在重要的场合内提出来，要使人们觉得节水也是一种义务。 (3)进入21世纪以后，中国的城市居民用水的方式也可改成投币式或读卡式。将水表换成带有感光仪器的投币孔，投入不同颜色代表不同的硬币后，水管里会自动流出相应的用水量。这种硬币需要人们自己购买。也可将水表换成读卡机，读人磁卡内的信息后，才会流水直至磁卡上的水用完。 (4)家庭中的下水管道的结构可以改变成一个污水处理系统。倒掉的水若可重复使用的话，可流人马桶蓄水池内，以供冲厕；也可流人固定的水池内，以供其他用途。例如：洗拖布、浇花等。那样，水的重复使用就不会像现在这样麻烦了。 总之，只要加强人们的节水意识，中国淡水资源的节约不是不可能的。因此，目前我国的家庭节水潜力还很大。 节约用水，保护水资源 水看上去是那样的普通，普通得让人须臾不可缺少而又随时可以忘记。人们只是在渴了的时候想到喝水，而对于水的本身关心得很少甚至从未关心过。 水，是生命之源，是任何物质都不可替代的。没有水就没有生命，更谈不上什么文明和发展。当前，由于世界人口的剧增、人类的过度索取和浪费，以及工业污染等原因，世界淡水资源越来越匮乏，人类正面临着严重的水危机。 中国是一个水资源紧缺的国家，尽管水资源总储量达万亿立方米，居世界第六位，但中国养活着世界1/4的人口，人均水资源占有量不足世界人均占水量的1/4，被列为全球13个人均水资源贫乏的国家之一。专家预测，中国人口将在2030年达到16亿的高峰，再加上日益严重的水污染，到那时，中国将成为严重缺水的国家。 侧耳倾听，淮河在呐喊，黄河在哭泣，长江在叹息……水污染像一种持久的顽疾折磨着大大小小的河流、湖泊、水库……水环境的恶化直接威胁着人们的身体健康。为了呼吁人类关注水污染，节约水资源，联合国将每年的3月22日定为“世界水日”，呼唤着地球儿女要珍惜每一滴水。 国家人均日用水量；夏天冲个凉水澡所用的水相当于缺水国家几十个人的日用水量；当水龙头没有拧紧，一个晚上流失的水相当于非洲或亚洲缺水地区一个村庄的居民日饮用水总量！由此可见，节约用水是多么的重要。 水资源是人类的共同财富，我们每个人都应该提高对水资源的认识，自觉养成节约用水的良好习惯。同学们，做一名环保小卫士吧！从身边的小事做起，随时注意拧紧水龙头，做清洁时节约用水，在生活中与浪费水资源、破坏水资源的行为做斗争。以自己的实际行动珍惜每一滴水，保护水资源。 目前，世界上约有三分之一的人生活在淡水资源缺乏的环境中，有资料表明,我国现有淡水万亿吨，而每排放一吨废水，就会污染8吨淡水，如果每年的废水排放量为5亿吨，那么我国的淡水只能维持700年，记得有一句保护淡水资源的公益广告词是这样写的：“保护水资源，珍惜生命，不要让水生物哭泣”。PS:有点长，你可以节选其中的内容，免得老师说不是你写的

前已述及，油气运移和聚集的水动力学理论经历了三个发展阶段。在1940年出版了关于地下水运动理论的专著，认为大多数沉积盆地的地质形态都有利于地下水的运动，至少地下水可以通过区域性发育的渗透率最高的地层运动，用数学述语表达了开阔盆地中地下水的区域流动特点，认为盆地内含水层顶板的各点都有相应的水头值(h)(图5-55)，促使地下水在区域性输导层中稳定流动，并且具有两度量(其流线或等位能面与地层平行和垂直)的特点；在研究油气藏形成的水动力条件时指出，流体总是从高势能带移向低势能带，水动力条件下的石油圈闭，必然是局部能量的最低区；明确提出了地下水流体位能和位能梯度的概念，并引入石油地质学。后来 (1982)比较系统地论述了应用这一方法研究油气运移和聚集的方向、位置，引起国内外油气勘探家的广泛重视。目前，地下水流体势分析已成为油气地质勘探研究中的重要组成部分，也是勘查水动力圈闭油气藏的有效方法。

图5-55 地下水在区域输送层中的流动

(据Hubbert，1953)

1953年在美国石油地质学志上发表了“油藏形成的水动力条件”论文，研究了地下水流体位能及其油气在储层中运移的问题。地下任何一点的流体分子，按其所处的位置都有势能。假如在一个给定的空间范围内，流体各点的势能是一个常数，该流体就不会发生运动，相反，假如横跨一个地区两端的势能不同，这时作用在流体上的不平衡力，将推动它沿着势能下降最大的方向发生移动。假如将一个流体分子从低势能点移向高势能点，则要做功。关于这方面的详细内容，张厚福教授等做了比较多的介绍。

Hubbert所定义的地下水流体势是指单位质量流体所具有的势(位)能，即

含油气盆地水文地质研究

式中：φ为地下水流体势(位)能；Z为基准面算起的测压点高程；g为重力加速度；P为测点的流体压力；ρ为流体密度；q为流速。

上式等号右端第一项表示重力引起的位能，可理解为将单位质量流体从基准面(海拔高程等于零)移动到高程Z为克服重力变化所做的功；第二项表示流体的压能(或弹性能)，可理解为单位质量流体由基准面到高程Z 因压力变化所做的功；第三项表示动能，可理解为单位质量流体由静止状态加速到流速q时所做的功。

基准面可以选择任意高程。这时，Z为相对于基准面的高程，在基准面之上的测点，Z为正值，在基准面以下的测点，Z取负值。P为相对于基准面处压力的变化幅度。

当地下水在滞流环境或流体流动速度很慢(小于1cm/s)时， 可忽略不计。这样，在地层条件下可简单理解为单位质量流体的位能和压能之和：

含油气盆地水文地质研究

通常，将水和油视为不可压缩的，即其密度不随压力变化。在压力变化不大的范围内，气的密度也可视为常数。这样，水势、油势和气势则分别写为

φw=gz+p/ρw

φo=gz+p/ρo

φg=gz+p/ρg

水势φw可以用测压水头hw来表示。因为测压水头为测点的高程与测点的压力水头(p/ρw)之和；

hw=Z+p/gρw

因此，水势φw可改写为

含油气盆地水文地质研究

同样可以写出油头与油势、气头与气势的相互关系：

φo=gz+p/ρo=gho

φg=gz+p/ρg=ghg

在反映剖面上流体势的变化特征时，常使用测势面的概念。所谓测势面是指同一储集层(对水来讲是同一含水岩系)各点流体势连接起来将构成一个反映该储集层不同部位势变化状况的假想面。

Hubbert把单位质量流体所受的力定义为力场强度，用E表示：

E=-gradφ

gradφ表示φ的梯度。力场强度是一个向量。

由上式可分别得到水、油和气在同一点的力场强度，即

Ew=g-gradP/ρw

Eo=g-gradP/ρo

Eg=g-gradP/ρg

上述等式右边的第一项为单位质量流体的重力，在数值上等于重力加速度g；第二项表示单位质量流体体积上的压力，力场强度是两者的向量和。由此可见，因油、气、水三者密度不同，在同样的压力环境中，油、气、水三者的力场强度不同(图5-56)。

在静水环境，水的力场强度为零，而油和气的力场强度都大于零，且方向均向上，但因气的密度比油的小，所以，气的力场强度比油的大：

Ew=g-gradP/ρw=g-gρw/ρw=0

图5-56 静水环境中，作用于单位质量水、油和气上的力场强度及油气等势线示意图

(据Dahlberg，1982)

Eo=g-gradP/ρo=g-gρw/ρo=-(ρw-ρo)gρ0

Eg=g-gradP/ρg=g-gρw/ρg=-(ρw-ρo)gρg

在动水环境中，作用于单位质量油、气、上的力，不仅受向下的重力g和向上的浮力-gradP/ρ外，还多了一个反映流动条件的水动力Fw，这时水、油和气的力场强度分别为

Ew=gradP/ρw+Fw

Eo=gradP/ρo+(ρw/ρ0)Fw

Eg=gradP/ρg+(ρw/ρg)Fw

上述油和气的力场强度表达式中的水动力Fw项前分别有一个系数ρw/ρ0和ρw/ρg，表示单位质量油和气所受水动力是单位质量水的水动力Fw的ρw/ρ0倍和ρw/ρg倍。

因此，在水动力作用下，由于水、油和气的密度不同导致它们的力场强度的大小和方向不同，三者分别按照自己的方向流动。水动力大小不同，水、油和气的运移方向也不同。图5-57表示了水动力大小不同的两种情况，即水动力(Ⅰ)与水动力(Ⅱ)，前者水动力强度较小，后者水动力强度为前者的两倍。在水动力模型中，作用在流体质点上的力，包括垂向上的浮力(-gradP/ρ)、向下的重力(g)和由于势差引起的使水从左向右运动的水动力(Fw)。它们的合力如图5-57中的空心箭头所示。由于水流(Fw)的影响，浮力的方向发生了偏移，由垂直方向偏到图5-57的虚线所示位置。因此，在水动力条件下，压力梯度就不会像它们在静水条件下那样，严格地作垂向分布。图5-58则代表一个均质单斜输导层中，在水动力作用下，所发生的油气分离和运动方向。水沿单斜下倾方向流动，但油气的浮力与水动力合成的结果，导致气沿单斜上倾方向运移，油沿单斜下倾方向运移。亦就是说，在油、气、水三维空间中，每一种流体的合力向量均垂直于自身的等势面，油、气、水分别沿着自身势能减小的方向流动。

图5-57 在不同水动力条件下，作用于单位质量水、油和气上的各种力的向量分布及力场方向

(据Dahlberg，1982)

(1982、1995)在流体势概念的基础上，提出了相对流体势概念，并用来分析油气运移和聚集的方向及部位，又称为UVZ方法。现以油为例，介绍UVZ的表达式。

由水势可得地层压力的表达式：

P=ρw(φw-gZ)

将上式代入油势中，则有

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将水头与水势、油头与油势的关系代入上式，则有

hog=(ρw/ρ0)hwg-[(ρw-ρ0)/ρ0]gZ

变换上式，把高程Z独立出来，有

[ρ0/(ρw-ρ0)]ho=[ρw/(ρw-ρ0)]hw-Z

令

Uo=[ρ0/(ρw-ρ0)]ho

VO=[ρw/(ρw-ρ0)]hw

则上式变为

Uo=VO-Z

对天然气而言，同样可以经过变换得到

Ug=Vg-Z

这就是所谓的UVZ公式。

在某一确定的储集层条件下，油气水的密度都是常数，因此，上式中的U、V与油气头、水头只差一个由密度比值构成的常数系数，故用U和V仍可有效反映油气势及水势的分布。由于Z可通过构造图获得，所以可以用V值图与构造图套合，两者相减即可获得U值图，简便易行。我们可以把U看作是油气相对于水的势，V看作是水相对于油气的势，因此，UVZ法也被称为相对流体势方法。

图5-58 单斜输导层中，下倾水流条件下油与气的运移方向

(据Hubbert，1953)

通过具体实例介绍相对流体势分析方法，如图5-59所示。(a)是等Z平面图，是等高距为100m，向东南倾伏的鼻状构造图；(b)是水势面斜率为的等水势平面图，并叠加在构造图之上；(c)是ρw=1、ρ0=为、ρw/(ρw-ρ0)=5的等Vo平面图；(d)是由Uo=VO-Z得出的Uo平面图。根据(d)图可以判断石油的运移方向和可能有石油聚集的圈闭位置。

(1987)针对在流体势定义中没有考虑毛细管压力影响的不足，提出将油气势定义为，把单位体积的流体从基础面运输到地下某点所需做的功：

φp=P-ρpgZ+2σ/r

式中：ρp为油气密度；σ为油气与水的界面张力；r为岩石孔隙半径。其他符号含义同上。

的流体势定义在研究地层岩性、岩相变化带的流体流动方向有一定的意义。如在储层尖灭处，因孔隙半径变小，油气继续流动需要作更多的功，这样在不变的动力条件下，油气不会继续运移，结果油气聚集成藏。这对理解岩性圈闭和盖层封闭作用中的流体动力学也有帮助。

图5-59 某鼻状构造的Uo、Vo、Z平面图实现过程

(据，1983)

第一段，在开头写一些水是如何珍贵的什么的，人类生存离不开水。第二段，在中间写一些哪些地方因为缺水而怎么样。第三段，写如今世界淡水资源缺乏，我们要节约用水，如何节约用水什么的。第四段，结尾写为了我们共同生活的地球家园，请节约用水什么的。