水文地质学 绪论

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水文基础知识点总结

水文基础知识点总结

水文地质学复习资料§1 绪论1、水文地质学是一门研究地下水的科学2、水文地质学的研究内容:研究地下水与周围环境(岩石圈、水圈、生物圈、大气圈)及人类活动的相互作用下,其水质、水量的时空变化规律;并研究如何运用这些规律兴利除害,造福于人类。

§2 地球中水的分布与循环1、水文循环是指发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中地下水之间的水循环。

大循环是指海洋或大陆之间的水分交换。

小循环是指海洋或大陆内部的水分交换。

2、地质循环是地球浅部层圈和深部层圈之间水的相互转化过程。

3、湿度:表示空气中水汽含量或空气干湿程度的物理量,是大气中的水汽含量。

有绝对温度、相对湿度、饱和差和露点等多种表示方法。

4、绝对湿度:表示某一地区某一时刻中的水汽含量,即单位体积空气中所含水汽的质量。

用重量表示时,符号记为m,单位为g/m3;用压力表示时,符号记为e,为空气中所含水汽分压,相当于水银柱高度的mm数或mba(1mba=102Pa),表示空气中水分的不饱和程度。

5、相对湿度:大气中实际水汽含量与饱和时水汽含量的比值,亦即绝对湿度与饱和水汽含量之比,数值上也等于实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比值,即r(%)=e/E×100%=m/M×100%式中,f为相对湿度,以百分数表示,表示实际水汽压,单位为毫米隶柱;E为饱和水汽压、(同一温度下,水汽压的最大值)。

6、蒸发:是指常温下水由液态变为气态进入大气的过程,亦即温度低于沸点时,水分子从液态或固态水的自由面逸出而变成气态的过程或现象。

7、径流是指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的现象。

为水流的重要环节和水均衡的基本因素。

分为地表径流和地下径流。

8、水系是指汇流于某一干流的全部河流所构成的地表径流系统。

9、流域是指一个水系的全部集水面积,亦即地表水、地下水的分水岭所包围的集水区域。

10、分水线(分水岭)是指相邻两个流域之间地形最高点的连线。

绪论 水文地质学

绪论 水文地质学

水是人类赖以生存的不可缺少的宝贵资源。地下水由于其 水质良好,分布广泛,变化稳定及便于利用,因此是理想 的供水水源。 在我国北方(华北、西北)地下水是主要的生活,以及工 农业生产的供水水源。 1.农业方面:农田灌溉:1kg小麦/1000~1500kg水; 1kg皮棉/5000kg水。 2.工业方面:1t钢/25t水;1t化肥/2.5t水;1t纸/200t水; 100万千瓦的火电厂,需水1 m3/s 3.生活用水:城市居民用水;农村居民用水。 对于供水水源的地下水,必须查明其分布规律,评价其水 量水质––––供水水文地质学。 研究、评价水量→地下水动力学。 研究、评价水质→水文地球化学基础。
主要章节



第一章 地球上的水及其循环 §1. 地球上的水 §2. 自然界的水循环 §3. 与水循环 有关的水文,气象要素 第二章 岩石中的空隙与水分 §1. 岩石中的空隙 §2. 岩石中水的存在形式 §3. 岩 石的水理性质 第三章 地下水的赋存 §1. 透水层,含水层和隔水层 §2. 地下水分类 §3. 包气带及包气带水 §4. 潜水 §5. 承压水 第四章 地下水运动基本规律 §1. 重力水运动的基本规律 §2. 流网 §3. 毛细现象 与包气带水运动
地下水是一种宝贵的资源




b) 液体矿产(liquid mining) 地下水含盐类或稀有元素,开发提炼具有工业开 采价值。如四川自贡,三叠纪岩层中的卤水,每 升达300g之多 医疗或健身功能的矿泉水(Natural mineral water 疗养院,天然矿泉水厂,啤酒厂等—寻找特殊功 能的水资源 开发提取一定的能量(热能,冷能)地下水地下 水的露头──泉井,往往具有冬暖夏凉的特点,地 球浅层是常温带─保温作用,起到“冬灌夏用, 夏灌冬用” 地球是个天然热库──可以供热,供取暖等用处

《水文地质学》课程笔记

《水文地质学》课程笔记

《水文地质学》课程笔记第一章绪论1.1 水文地质学的研究对象一、水文地质学的定义水文地质学是地球科学的一个分支,它主要研究地下水的性质、分布、运动、质量以及地下水与地质环境之间的相互作用。

它涉及地下水文、地质学、水化学、环境科学等多个领域,是解决水资源问题、地质灾害防治和环境保护的重要学科。

二、研究对象的具体内容1. 地下水:研究地下水的起源、形成条件、化学成分、物理特性、动态变化等。

- 地下水类型:如孔隙水、裂隙水、岩溶水等。

- 地下水运动:研究地下水的流动方向、速度、流量等。

2. 含水层与隔水层:研究含水层的分布、结构、渗透性、储水性能等。

- 含水层特性:包括含水层的岩性、厚度、连续性等。

- 隔水层特性:研究隔水层的分布规律和隔水性能。

3. 地下水循环:研究地下水的补给、径流、排泄等过程。

- 补给:降水、河流、湖泊等对地下水的补给。

- 径流:地下水在含水层中的流动路径和速度。

- 排泄:地下水以泉、井、河流等形式排出地表。

4. 地下水与环境:研究地下水与环境因素的相互作用,如地下水与土壤、植被、气候等的关系。

- 地下水与生态:研究地下水对生态系统的影响。

- 地下水与污染:研究污染物质在地下水中的迁移和转化。

1.2 地下水的功能一、水资源供给1. 生活用水:地下水作为饮用水源,其水质和水量对人类健康至关重要。

- 饮用水标准:研究地下水的质量标准,确保饮用水安全。

- 供水系统:探讨地下水开采、输送和分配的技术和设施。

2. 工业用水:地下水在工业生产中的应用,如冷却、洗涤、工艺用水等。

- 用水要求:不同工业对水质的不同要求。

- 废水处理:研究工业废水对地下水的影响及其处理技术。

3. 农业灌溉:地下水灌溉对农业生产的影响。

- 灌溉需求:研究作物对地下水的需求量。

- 土壤盐碱化:探讨地下水灌溉引起的土壤盐碱化问题。

二、生态环境调节1. 维持地表水与地下水的平衡:研究地表水与地下水的相互转化关系。

- 水量平衡:探讨降水、蒸发、地表径流和地下径流之间的平衡。

水文地质学基础(第六版) 第1章_绪论

水文地质学基础(第六版) 第1章_绪论
从事城市地质工作的水文地质学家,需要对城市规划与管理有所了解。有 效利用土壤水的研究是解决水资源短缺的重要途径,此时,需要将地下水科 学与农学、土壤学,乃至基因改良技术相结合。
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(7)多技术手段的应用 计算机硬件与软件、遥感技术、同位素方法、地理信息系统
的引入,以及向工程方向扩展,增强了水文地质学解决实际与理 论问题的能力
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(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
找水水文地质学,只关心水井周围含水层的局部——“影响半径”。 泰斯公式的应用,扩展到整个含水层。 越流概念的提出,使得包括含水层与弱透水层在内的地下水含水系统,成 为研究的基本单元。 托特的地下水流动系统理论,指出一定条件下地下水可以穿越“隔水层” 而形成统一的地下水流动系统。 英格伦提出将区域地表水和地下水整合在一起的水文系统的概念 。 人为活动对地下水造成一系列复杂的物理、化学与生态效应,形成地下水 生态系统。 人们进行地下水管理,认为地下水纯粹的自然科学技术问题,实际上,其 管理涉及人们的价值判断活动,产生了技术—社会系统。
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(4)加强包括软科学在内的多学科跨部门研究 加强水文地质学与社会人文科学的结合,其重要性如何强调也 不为过。任何自然科学技术问题的解决,都无法回避人们的价值判 断与利益协调,因此自然科学技术成果,需要借助于社会人文学科 的支撑,逾越种种利益门槛,才有可能被社会所接受,否则,只能 停留在纸面上,无法转化为实实在在的生产力。
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二、地下水的功能
2.重要的地质营力
地下水承受载荷,应力传递者,热量、化学组分的传输 者——水是良好的溶剂与润滑剂
水库诱发地震
指在原来没有或很少地震的地 方,由于水库蓄水引发的地震 称水库地震,是诱发地震的一 种类型。水库蓄水是引起岩体 中应力集中和能量释放而产生 地震的直接原因。水库地震一 般是在水库蓄水达一定时间后 发生,多分布在水库下游或水 库区,有时在大坝附近

水文地质学基础教程

水文地质学基础教程
基础理论——水文学原理 研究对象——河流、湖泊、河口海岸、冰川 ,地下水文学等 应 用——工程水文学,农业、森林、城市、环境水文学等
自然界的水循环

2019/10/1
自然界的水循环

2019/10/1
第二章 岩土中的空隙和水 2.1 岩土中的空隙
(a)分选好的高孔隙度沉积 (b)分选差的低孔隙度沉积 (c)分选好的高孔隙度卵石沉积 (d)分选好的矿物充填沉积
2019/10/1
第一章 绪 论
1.1 地球上的水与水资源:存在形式
• 水存在于:
• 江、河、湖、海、渠、库、塘等洼地—地表水 水圈

大气层
—大气水 大气圈

生物体内
—生物水 生物圈
• 地壳浅部(十几km,主要1~2km) —地下水 岩石圈

矿物结晶格架
—地下水 岩石圈

岩浆源
—地下水
岩石圈

地幔带
赋存于地面以下岩石空隙中的水(包气带、饱水带中的水)
狭义地下水:地表以下饱水带岩层空隙中的水—重力水 地下水分类:
主要依据——含水介质的类型(赋存空间) 、 埋藏条件(赋存部位)
1.3 水文地质学的发展——趋势
核心课题转移:找水水文地质学→资源…→生态环境… 视野扩展:含水层→地下水系统→水文-生态环境→技术-社 会系统。 目标改变:由当前的问题转向长期的可持续发展… 内容扩展:从地下水的水量为主,转向水量与水质的研究并 重;从狭义地下水,扩大到广义地下水,乃至地下水圈… 思路的改变:从成生角度,加强过程与机理研究… 多学科交叉渗透成为主流:地下水科学与其它自然科学以及 社会科学交叉渗透,以多学科方式研究与处理问题
2019/10/1

水文地质学基础第1章_水文地质学基础_绪论

水文地质学基础第1章_水文地质学基础_绪论

二次运移
地下水与岩土体稳定性
膨胀岩的崩解(Zhang,2012)
边坡失稳(CGS)
护坡
边坡排水管道(Alden)
地下水与地震
印度洋地震致广东出现井喷 (2004)
水库诱发地震:广东河源 (水信息网, 2012)
不可忽视的致灾因子 地面沉降
不均匀沉降:比萨斜塔
抽水沉降:墨西哥城 1891~1973年老城区下沉8.7m
水文地质学基础
第一章 绪论
杨峰田 讲师 吉林大学环境与资源学院 yangfengtian@
2012年11月7日
苏联学者: 水文地质学是研究地下水圈的科学
地下水的功能
宝贵的资源:地下水的特点 生产生活用水:占总供水量的~20%
西北、华北:主要供水水源
矿水、地热水
储能、热源
地下水与板块构造
大气降水
安山火山 -2 0 ‰
加积楔
-2 0 ‰ 水热系统
陆壳 岛弧岩浆
1 0 0 0O 地幔楔
洋中脊 水热系统
0‰
1 0 0 0O
-60‰
地幔对流
-60‰ 沉
含积 水物
蚀变洋玄武岩+孔隙水 壳 -60-3‰0‰
安山水的形成机制
地下水与油气成藏
油气聚集
初次运移
运载岩 生油岩 运载岩
20世纪中叶,理论研究方法框架完备,我国开始引入
发展时期:环境水文地质学
地下水系统概念的提出,新技术的应用
Darcy
Bear
Neuman
Theis
William B. White
Elizabeth L. White Witherspoon
国外著名水文地质学家(部分)

水文地质学基础--1.绪论

水文地质学基础--1.绪论
源,应急水源地——紧急打井 ( 发展历史
四个时期:1856年前的萌芽时期,1856年至20世纪中叶的奠 基时期,20世纪中叶至末的发展时期, 21世纪的转变时期。
萌芽时期:由逐水而居到凿井取水——重大转折;
奠基时期:1856年,达西定律,标志可进行地下水渗流的 定量计算—— 奠定了水文地质学的基础;
信息,可以重塑历史时期及地质历史时期的气候变化,是全 球变化的新方向。
1.2 研究内容
研究地下水的形成、演化、分布及运移规律,掌握地下水水量 和水质的时空变化特征; 研究地下水在自然状态及人工干扰下对周围环境的影响及其变 化趋势,并运用所发现的规律合理调控地下水,达到兴利除害, 为人类服务的目的。
普查勘探水文地质学
专门水文地质学
水 文 地 质 学 基 础
地水 下文 水地 动球 力化 学学
区 域 水 文 地 质 学












水 文 地 质
水 文 地 质
水 文 地 质
水 文 地 质
素 水 文 地 质
水 文 地 质






城 市 水 文 地 质 学
矿 区 水 文 地 质 学
水资源水文地质学
➢ 利用地下水水位、水温、水化学、气体等的变化或异常,可 以预测地震;
➢ 地下水及其沉淀物的化学组分(常量组分、微量组分、痕量 组分、同位素组分、气体组分、现代元素等),能够提供不 同时空尺度的环境信息,重塑一个地区的水文地质历史;
➢ 水文地球化学找矿; ➢ 利用同位素和现代元素对地下水及其沉淀物测年并提取气候
第1章 绪言(Preface)

水文地质基础知识

水文地质基础知识

水文循环的作用与效应

水文循环是环境的主要控制因素

水循环的强度和时空分布,是洪、涝、旱等自然灾害 产生的主要原因。循环强度过大:易产生洪涝灾害; 循环强度过小:易产生水资源不足,旱灾 很多生物依赖于水分循环传输养分而得以生存和发展

水文循环的作用与效应

水文循环为人类提供了巨大的水资源和能源
提供了人类赖以生存和发展的可再生的水资源 提供了巨大的能源


土壤水(包气带水) 地下水(狭义,饱和带水)
水文循环的基本过程

蒸发 水汽输送


凝结降水
入渗
径流(地表径流, 地下径流)
水文循环基本过程
水循环的类型

大循环:海洋与陆地之间水分交换过程 小循环:陆地或海洋的局部水分交换的过程

陆地小循环

外流区小循环 内流区小循环

海洋小循环
学科体系

水文地质学是地质学的一个分支 水文地质学也称为地下水水文学,是水文学的一个分支 水文地质学是地质学与水文学所形成的交叉学科,而由于两者 不同,形成相对独立的一门学科体系。
地质学 水文地质学
水文学
基础学科
学科体系

基础学科

水文地质学基础 地下水动力学 水文地球化学 供水水文地质学 矿床水文地质学 农田供水水文地质学 油田水文地质学 工程水文地质学…… 计算水文地质 同位素水文地质 RS、GIS……

达西定律
Q-渗透流量(L3T-1); -过水断面(L2); h-水头损失(水头差,L); L-渗透途径(L); K-渗透系数(LT-1); I-水力梯度(无量纲)。

水文地质学基础-绪论

水文地质学基础-绪论

3.研究趋势 综观水文地质学的发展,其研究趋势为: 1)从研究天然状态下的地下水—更重视研究 人类活动影响下的地下水; 2)从局限于研究饱水带的含水层—扩展到包 气带及隔水层的研究; 3)由只研究地壳表层地下水—扩展到研究地 球深部圈层中的地下水。 理论研究、实验研究与技术方法的应用是水文 地质学赖以发展的三个重要方面,尤其要重视 加强理论指导下的实验研究。

水文学——研究液体平衡与运动规律的应用科学,其研究对象是 以水为主的液体。
广义地说: 两者都是研究地球与水的科学,具体:研究地球上各 种水体的形成、循环和分布,探讨水体的化学和物理性质以及它 们对环境的反应,与生物的关系。 广义水文学分支——基础理论、应用。 基础理论——水文学原理。 研究对象——河流、湖泊、河口海岸、冰川,地下水文学等 应用——工程水文学,农业、森林、城市、环境水文学等

综上所述,地下水一方面作为宝贵的自 然资源,要充分合理地加以利用,另一 方面,在很多工农业生产和建设上又是 不利因素,要有效防治它,因此,必须 对地下水进行研究,这是水文地质学基 础课程的研究目的。
四.水文地质学的发展与展望

1.水文地质学的发展(四个时期) 1)1856年以前的萌芽时期:由逐水而居到凿井取水----一大转 折:远古人类逐水而居,开始时只是利用地表水与泉水作为供水 水源,后来才打井取用地下水。由逐水而居到凿井取水是人类文 明史的一大转折,从此人类活动的范围更为广阔。 a.我国发现最古老的水井是浙江余姚河姆渡井,成井距今约5700 年。河姆渡井虽然深度只有1.35m,但却用200多根圆木支撑保护, 结构精巧。可以推知,更原始的井出现得还要更早些。 b.在公元前7 世纪,亚美尼亚就有了坎儿井。坎儿井是一种规模 宏大的截取地下水流并将其传输到用水地点的地下水平廊道,并 有竖井通向地面。修建坎儿井之前必须对地下水的赋存条件有清 晰的概念。 c.在公元前约200 年的我国汉代,在四川为开采卤水,在坚硬基 岩中开凿了深逾百米的自流井。 由此可见,水文地质学是作为一门实用性的技术科学而萌芽的。

水文地质

水文地质

水文地质学第一章绪论水文地质学是研究地下水的科学。

水文地质学研究的内容:地下水在与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下,其水量和水质在时间和空间上的变化,以及对各个圈层的影响,从而服务于人与自然相互协调的可持续发展。

地下水的功能:1.宝贵的资源2.重要的地质营力3.不可忽视的致灾因子4.活跃灵敏的生态环境因子5.极有价值的信息载体。

第二章地球中水的分布和循环自然界的水循环──地球各个圈层水的联系与转化关系,水循环分为:地质循环,水文循环。

地质循环:发生于大气圈到地幔之间的水分交换。

水文循环:大气水、地表水和地壳浅表地下水之间的水分交换。

二者差别:水文循环局限于地球浅表,转换交替迅速。

地质循环发生于大气圈到地幔之间,转换交替缓慢。

水文循环的动力:太阳辐射和重力。

大循环:海陆之间的水分交换。

小循环:海陆内部的水分交换。

水文循环的过程:地表水及地下水,通过蒸发和植物蒸腾转换为气态水,进入大气。

进入大气的水汽,随气团移动,在一定条件下形成降水。

落到地面的降水,部分渗入地下,部分在地表汇集为江河湖沼。

渗入地下的水,部分滞留于包气带,部分转入饱水带。

江河湖沼的水及地下水,相互转换,其中部分转换为生物体中的水。

最终以腾发的形式转入大气,或者以径流形式汇入大海。

落到大海的降水,通过蒸发转换返回大气。

水文循环的作用:一方面,通过不断转换,水质得以持续净化。

另一方面,通过不断循环再生,水量得到持续补充。

影响水文循环的因素:气象因素,自然地理条件,人类活动等第三章岩土中的空隙和水岩土——在水文地质学中包括坚硬的岩石(基岩)及松散的土层。

空隙——是指岩石(岩土)中各种类型的空洞的总称。

是地下水的储容空间和传输通道。

(研究空隙的意义)空隙依据成因分为三类,即:松散岩石中的孔隙,坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴。

孔隙:颗粒及颗粒集合体之间的空隙。

孔隙度的定义:是指单位体积岩石(包括孔隙在内)中孔隙体积所占的比例。

地质大水文地质学基础讲义00绪言

地质大水文地质学基础讲义00绪言

目录绪言 (1)第一章地球上的水及其循环 (6)1 .1 地球上的水 (6)1 .2 自然界的水循环 (7)1 .2 .1 水文循环 (7)1 .2 .2 地质循环 (9)1 .3 与水文循环有关的气象、水文因素 (9)1 .3 .1 气象因素 (9)1 .3 .2 径流 (12)1 .4 我国水文循环概况 (13)第二章岩石中的孔隙与水分 (15)2 .1 岩石中的空隙 (15)2 .1 .1 孔隙 (15)2 .2 岩石中水的存在形式 (19)2.2.1结合水 (19)2 .2 .2 重力水 (20)2 .2 .3 毛细水 (21)2 .2 .4 气态水、固态水及矿物中的水 (21)2 .3 与水的储容及运移有关的岩石性质 (22)2 .3 .1 容水度 (22)2 .3 .2 含水量 (22)2 .3 .3 给水度 (22)2 .3 .4 持水度 (23)2 .3 .5 透水性 (24)2 .4 有效应力原理与松散岩土压密 (25)2 .4 .1 有效应力原理 (25)2 .4 .2 地下水位变动引起的岩土压密 (26)第三章地下水的赋存 (27)3 .l 包气带与饱水带 (27)3 .2 含水层、隔水层与弱透水层 (28)3 .3 地下水分类 (29)3 .4 潜水 (30)3 .5 承压水 (32)3 .6 潜水与承压水的相互转化 (35)3 .7 上层滞水 (36)第四章地下水运动的基本规律 (37)4 .1 重力水运动的基本规律 (37)4 .1 .1 达西定律 (37)4 .1 .2 渗透流速(V ) (38)4 .1 .3 水力梯度(I ) (39)4 .1 .4 渗透系数(K ) (39)4 .2 流网 (40)4 .2 .1 均质各向同性介质中的流网 (40)4 .2 .2 层状非均质介质中的流网 (42)4 .3 饱水粘性土中水的运动规律 (44)第五章毛细现象与包气带水的运动 (46)5 .1 毛细现象的实质 (46)5 .2 毛细负压 (48)5 .3 毛细上升高度与悬挂毛细水 (49)5 .4 包气带水水分分布及运动 (50)第六章地下水的化学成分及其形成作用 (53)6 .1 概述 (53)6 .2 地下水的化学特征 (53)6 .2 .1 地下水中主要气体成分 (53)6 .2 .2 地下水中主要离子成分 (54)6 .2 .3 地下水中的其它成分 (57)6 .2 .4 地下水的总矿化度及化学成分表示式 (57)6 .3 地下水的温度 (57)6 .4 地下水化学成分的形成作用 (58)6 .4 .1 溶滤作用 (59)6 .4 .2 浓缩作用 (60)6 .4 .3 脱碳酸作用 (60)6 .4 .4 脱硫酸作用 (61)6 .4 .5 阳离子交替吸附作用 (61)6 .4 .6 混合作用 (61)6 .4 .7 人类活动在地下水化学成分形成中的作用 (62)6 .5 地下水化学成分的基本成因类型 (62)6 .5 .1 溶滤水 (62)6 .5 .2 沉积水 (63)6 .5 .3 内生水 (64)6 .6 地下水化学成分的分析内容与分类图示 (64)6 .6 .1 地下水化学分析内容 (64)6 .6 .2 地下水化学分类与图示方法 (65)第七章地下水的补给与排泄 (67)7 .1 地下水的补给 (67)7 .1 .1 大气降水对地下水的补给 (67)7 .1 .2 地表水对地下水的补给 (71)7 .1 .3 大气降水及河水补给地下水水量的确定 (73)7 .1 .4 凝结水的补给 (75)7 .1 .5 含水层之间的补给 (75)7 .1 .6 地下水的其它补给来源 (78)7 .2 地下水的排泄 (79)7 .2 .1 泉 (79)7 .2 .2 泄流 (82)7 .2 .3 蒸发 (83)7 .2 .4 蒸腾 (84)7 .3 地下水补给与排泄对地下水水质的影响 (85)第八章地下水系统 (86)8 .1 系统概念 (86)8 .2 地下水系统的概念 (87)8 .2 .1 地下水系统概念的产生 (87)8 .2 .2 地下水系统的概念 (87)8 .2 .3 地下水含水系统与地下水流动系统的比较 (88)8 .3 地下水含水系统 (89)8 .4 地下水流动系统 (90)8 .4 .1 地下水流动系统概念的由来 (90)8 .4 .2 地下水流动系统 (91)第九章地下水的动态与均衡 (100)9.1 地下水动态与均衡的概念 (100)9.1 地下水动态与均衡的概念 (100)9 .2 .1 地下水动态的形成机制 (100)9 .2 .2 影响地下水动态的因素 (101)9 .2 .3 地下水天然动态类型 (105)9 .2 .4 人类活动影响下的地下水动态 (105)9 .3 地下水均衡 (107)9 .3 .1 均衡区与均衡期 (107)9 .3 .2 水均衡方程式 (107)9 .3 .3 人类活动影响下的地下水均衡 (109)9 .3 .4 地面沉降与地下水均衡 (110)9 .3 .5 大区域地下水均衡研究需要注意的问题 (110)第十章孔隙水 (113)10 .1 洪积扇中的地下水 (113)10 .2 冲积平原中的地下水 (115)10 .3 湖积物中的地下水 (116)10 .4 黄土高原的地下水 (117)10 .5 孔隙含水系统实例分析 (119)第十一章裂隙水 (121)11 .1 概述 (121)11 .2 裂隙水的类型 (122)11 .2 .1 成岩裂隙水 (122)11 .2 .2 风化裂隙水 (122)11 .2 .3 构造裂隙水 (123)11 .3 裂隙介质及其渗流 (125)11 .3 .1 裂隙及裂隙网络 (125)11 .3 .2 裂隙水流的基本特征 (126)11 .4 裂隙介质的研究方法 (127)11 .4 .1 等效多孔介质方法 (127)11 .4 .2 双重介质方法 (128)11 .4 .3 非连续介质方法 (128)11 .5 断裂带的水文地质意义 (129)第十二章岩溶水 (131)12 .1 岩溶发育的基本条件与影响因素 (131)12 .1 .1 碳酸盐岩的成分与结构 (131)12 .1 .2 碳酸盐岩、水、二氧化碳体系 (132)12 .2 岩溶水系统的演变 (134)12 .2 .1 地下水流对介质的改造 (134)12 .2 .2 地下水流动系统与岩溶发育的空间特征 (135)12.3 岩溶水的特征 (140)12.3.1 岩溶含水介质的特征 (140)12 .3 .2 岩溶水的运动特征 (140)12 .3 .3 岩溶水的补给、排泄与动态 (141)12 .4 我国南北方岩溶及岩溶水的差异 (142)第十三章地下水资源 (145)13 .1 作为资源的地下水 (145)13 .1 .1 地表水与地下水的比较 (145)13 .1 .2 地下水资源概念的演变 (145)13 .2 地下水资源的特征 (146)13 .2 .1 地下水资源的系统性 (146)13 .3 地下水资源分类及其供水意义 (147)13 .3 .1 地下水资源分类 (147)13 .3 .2 地下水储存资源及其供水意义 (147)13 .3 .3 地下水补给资源及其供水意义 (148)第十四章地下水与环境 (149)14 .1 生态环境系统的特性 (149)14 .2 作为环境敏感因子的地下水 (150)14 .3 过量开发与排除地下水引起的环境退化 (150)14 .4 过量补充地下水引起的环境退化 (152)14 .5 过度开发水资源引起环境退化的实例 (152)14 .6 地下水污染 (153)第十五章水文地质学研究方法 (155)15 .1 作为自然历史与人为作用产物的地下水 (155)15 .2 水文地质学研究的若干方法问题 (157)15 .3 水文地质学的发展趋向 (159)水文地质学是研究地下水的科学。

地质大水文地质学课件第1章 绪论

地质大水文地质学课件第1章 绪论

这些地质灾害与地质环境问题严重地危及了人 民的生命财产安全,大大降低了我们的生活质量, 极大地增加了社会经济发展的成本。可见,地下水 与其周围的环境,是相互依存的、有着内在联系的 统一体,打破一个环节就会引起或正或负的反馈( 报复)。因此,与地下水有关的地质灾害与地质环 境问题都需要水文地质学知识来解决!
>>过量补充地下水→地下水位升高→土地的次生盐渍化、次 生沼泽化;
>>地下水位下降导致的粘土压密释水释放有害离子、化肥农 药的不适当使用、废弃物的无序排放──地下水恶化、污染;
>>地下水位的变动会破坏其与周围岩土构成的统一的力学平 衡,而产生某种效应──地面沉降与地裂缝、岩溶塌陷、地下 洞室垮塌或突水、滑坡、岩崩、水库诱发地震、渗透变形。
1.1.1 研究任务
水文地质学──是研究地下水的科学。 它的任务是研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活 动相互作用下地下水水量和水质的时空分布特征和迁移转化规律, 并研究如何运用这些特征和规律去兴利除害,为人类服务。
1.1.2 与其它学科的关系
(Ⅰ)是地质学的一门分支学科; (Ⅱ)必需具备气象学、水文学、水力学的基础知识; (Ⅲ)地球化学是水文地质学的基础学科; (Ⅳ)需要物理学、数学、信息科学等相关知识。
教学目的与任务:
本课程是地质学(地质调查)专业的专业选修 课,主要任务是为后续的专业课奠定有关现代水 文地质学的基本概念、基本原理。通过该课程的 学习,学生能够正确理解水文地质学的基本概念 、基本原理,在此基础上能够初步掌握解决水文 地质问题的分析方法与思路。
使用教材:
张人权、梁 杏,等编著.水文地质学基础(第六版),北京:地 质出版社,2011.
第一章 绪 论

水文地质学部分概论

水文地质学部分概论
▪ 循环路径不同:
大循环(海-陆)与小循环(海-海,陆-陆)
▪ 时空尺度不同:
全球水文循环,流域水文循环
(3)水文循环的特点
▪ 循环速度较快、途径较短、交替迅速
(4)水文循环的作用
▪ 水质量的净化,水数量的再生,是可持续发展的保证
5.1.3 岩石的空隙性
岩石:水文地质学中指坚硬的岩石及松散的土层(沉积物)
Wn
Vn V
100%
一般说来,容水度在数值上与空隙度相当。当具有膨胀 性的粘土,充水后体积扩大,容水度会大于孔隙度;但 当岩石空隙不连通时,容水度会小于空隙度。
5.1.5 岩石的水理性质
持水性:岩石依靠分子引力和毛细力,在重力作用下岩 石仍能保持一定水量的性能。在数值上用持水度表示。
持水度:在重力作用下,岩石所保持的水体积与岩石体 积之比 。
水文循环示意图
水汽输送
降水
降水
蒸发 下 渗
水汽输送
径流
蒸发
a. 海洋蒸发 b. 大气中水汽转移 c. 降水 d. 地表径流 e. 入渗 f. 地下径流 g. 水面蒸发 h. 土面蒸发 i. 叶面蒸发
水文循环
(1)定义
▪ 水文循环是发生于大气水、地表水和岩石空隙中的地下水之间的 水循环
(2)水文循环的划分
5.1.3 岩石的空隙性
裂隙率: 固结的坚硬岩石中,一般仅残存很小部分孔隙,而存
在有各种内外力作用下破裂变形产生的裂缝(缝隙)
风化裂隙、成岩裂隙、构造裂隙
砂岩岩芯中的裂隙
5.1.3 岩石的空隙性
岩溶率: 溶蚀的裂隙,有溶孔、溶隙、溶洞等
5.1.3 岩石的空隙性
小结:
松散岩石的孔隙分布于颗粒之间,连通良好,分布均 匀,在不同方向上,孔隙通道的大小和多少都很接近。 赋存于其中的地下水分布和流动都比较均匀。

水文地质学简介

水文地质学简介

普通水文地质学目录绪论一、水文地质学的研究对象与任务二、地下水在国民经济中的作用三、水文地质学的发展概况第一章自然界的水循环及影响地下水的因素第一节自然界水的分布及水循环一、自然界中水的分布二、自然界中水的循环第二节自然界中水的均衡第三节影响地下水的因素一、影响地下水的气象(气候)因素(一)气温(二)湿度(三)降水(四)蒸发二、影响地下水的水文因素(一)河流、水系和流域的概念(二)径流及其表示方法三、影响地下水的地质因素(一)地层岩性(二)地质构造(三)地貌条件四、影响地下水的人为因素第二章地下水的赋存条件第一节岩石的孔隙性一、孔隙二、裂隙三、溶隙第二节水在岩石中存在的形式第三节岩石的水理性质第四节含水层与隔水层一、含水层与隔水层的概念二、含水层的划分三、蓄水构造的概念第三章地下水的运动第一节渗流的基本概念第二节地下水运动的基本规律一、线性渗透定律——达西定律二、非线性渗透定律第三节结合水和毛细水的运动一、结合水的运动二、毛细水的运动第四章地下水的物理性质与化学成分第一节地下水的物理性质一、温度二、颜色三、透明度四、嗅(气味)五、味(口味)六、比重七、导电性八、放射性第二节地下水中的主要物质成分和化学性质一、地下水中的主要气体成分二、地下水中的主要离子成分三、地下水中的主要微量元素四、地下水中的其他成分(一)地下水中的胶体成分(二)地下水中的有机质(三)地下水中的细菌成分五、地下水的主要化学性质(一)酸碱度(pH)(二)硬度(三)总矿化度(M)第三节地下水化学成分的形成作用及其影响因素一、地下水化学成分的形成作用(一)溶滤作用(二)浓缩作用(三)混合作用(四)阳离子交替吸附作用(六)脱碳酸作用二、影响地下水化学成分形成的因素(一)地质因素(二)自然地理因素(三)人为因素第四节地下水化学成分的基本成因类型一、溶滤水二、沉积水三、内生水第五节地下水化学成分的表示方法及其分类一、地下水化学成分的表示方法(一)离子表示方法(二)库尔洛夫式表示法(三)图形表示法二、地下水化学分类(一)舒卡列夫分类(二)布罗德斯基分类第五章地下水类型及包气带地下水第一节地下水类型的划分一、地下水分类概述二、地下水类型的划分第二节包气带地下水一、土壤水二、上层滞水第六章潜水第一节潜水的概念和基本特征第二节潜水面的形状及其表示方法一、潜水面的形状二、潜水面的表示方法第三节潜水的补给、排泄和径流条件一、潜水的补给条件(一)降水补给(二)地表水补给(三)凝结水补给(四)承压水补给二、潜水的排泄条件三、潜水的径流条件第四节潜水的动态一、地下水动态的概念二、影响潜水动态的因素(一)自然因素(二)人为因素第七章承压水第一节承压水的特征及埋藏条件一、承压水的概念及特征二、承压水的埋藏条件第二节承压水的补给、排泄和径流一、承压水的补给二、承压水的排泄三、承压水的径流第三节承压水等水压线图第八章孔隙水第一节洪积物中的地下水一、深埋带二、溢出带三、下沉带第二节冲积物中的地下水一、河流上游山区河谷冲积层地下水二、河流中游丘陵、半山区河谷冲积层地下水三、河流下游平原冲积层地下水第三节湖积物中的地下水第四节黄土中的地下水一、黄土塬区地下水二、黄土梁峁区地下水第五节冰川堆积物中的地下水第六节沙漠地区的地下水第七节滨海三角洲及海岛沉积物中的地下水一、滨海三角洲沉积物中的地下水二、海岛沉积物中的地下水第九章裂隙水第一节风化裂隙水第二节成岩裂隙水第三节构造裂隙水一、层状裂隙水二、脉状裂隙水(一)断裂带裂隙水(二)侵入接触带裂隙水第四节裂隙水富集的一般规律一、不同岩性与富水性的关系二、不同力学性质结构面与富水性的关系三、不同构造部位与富水性的关系四、不同地貌部位与富水性的关系第十章岩溶水第一节岩溶发育的基本条件及其影响因素一、岩溶发育的基本条件二、影响岩溶发育的因素第二节岩溶水的特征一、岩溶水的埋藏特征二、岩溶水的分布特征(一)岩溶水的分带性(二)岩溶水分布的不均匀性三、岩溶水的补给、排泄和径流特征(一)岩溶水的补给(二)岩溶水的排泄(三)岩溶水的径流四、岩溶水动态特征第三节岩溶水富集的一般规律一、质纯、厚层可溶岩富集岩溶水二、褶皱形式不同,岩溶水富集规律也不同(一)开阔平缓的褶曲部富集岩溶水(二)紧密的高角度褶皱形成平行的富水带三、断裂破碎带富集岩溶水四、可溶岩与非可溶岩,强可溶岩与弱可溶岩接触部位富集岩溶水五、硫化矿床氧化带附近,富集岩溶水第十一章多年冻土区地下水第一节冻土的概述第二节多年冻土区地下水的类型及特征一、冻结层上水二、冻结层间水三、冻结层下水第三节多年冻土区找水方向与标志第十二章泉第一节泉的类型和形成条件一、根据泉补给来源的分类二、根据泉形成条件(出露成因)的分类第二节泉的动态第三节几种特殊类型的泉第四节泉对研究地下水的意义主要参考文献绪论一、水文地质学的研究对象与任务水文地质学是研究地下水的科学。

油田水文地质学绪论、第一章

油田水文地质学绪论、第一章
(3)苏哈列夫对前苏联含油气区的地下水进行了大量研究, 出版了《油气田水文地质学》(1979); (4)A.G.Collins1975年出版了《油田水地球化学》,对油 田水的地球化学问题进行了全面深入的分析,并在1980年出 版的《石油地质学进展(2)》中,发表了“油田卤水”一文, 文中结合美国实例对古水化学分析方法进行了探讨;
(2)通过研究油气田的地下水化学特征,一方面有助于认识 地下水动力特征,另一方面有助于了解水—岩相互作用特征, 从而有效地进行储层评价,此外,还有助于应用水文地球化学 探矿法(化探)寻找油气,进行油气远景评价
2、在油气井钻探中的意义
通过了解含水层的埋藏深度、压力大小、水的物理化学特征, 才能有效地保证油气井的正常钻进。高压含水层对钻井影响很 大,往往会引起井喷,影响进尺,严重时还会使得整个井报废。
油田水文地质学 Hydrogeology of Oilfield
主讲教师:曾溅辉教授
石油大学(北京)盆地与油藏研究中心 2019年9月
绪论
一、油田水文地质学的涵义、研究对象和研究内容
1、油田水文地质学的涵义 油田水文地质学是研究含油气区(盆地)地下水(油
田水)与油气关系的学科。它研究含油气区(盆地)地下水 (油田水)的形成、运动和分布规律,同时还研究地下水在 油气生成、运移、聚集、保存和破坏,以及在油气开发过程 中的作用。 油田水文地质学——含油气盆地流体分析
3、在油气开发中的意义
(1)通过了解油气与地下水的水力联系,了解地下 水的运动特征,才能制定出更合理的水驱油、聚合 物驱油等开采方案;
(2)了解注入水的配伍性,研究注入水与储层介质 的相互作用机制,防止某些矿物发生沉淀,以破坏 原生孔隙结构,给油气开采造成很大困难;
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思考题 ➢ 地下水? ➢ 水文地质学的概念? ➢ 供水水文地质学的概念? ➢ 地下水作为供水水源的优点? ➢ 我国杰出的水文地质学专家。
供水水文地质学——Hydrogeology of supply water
➢ 以供水为目的,研究地下水的形成、物化性质、水质评价、开 采动态变化、水资源管理、供水勘察、水源选择、合理利用与 有效调节等,属于水文地质学的重要分支之一。
地下水 ➢ 埋藏于地下岩土空隙中的水。
地下水作为供水水源的优点:
水文地质学——Hydrogeology
➢ 研究地下水在周围环境及人类活动影响下的运动规律,并运 用这一运动规律,合理利用和有效调节地下水,以兴利避害。
➢ 水环境——岩石圈、大气圈、生物圈。 ➢ 地下水运动规律——研究地下水数量与质量时空变化规律。 ➢ 地下水动力学——研究地下水运动规律。 ➢ 研究地下水运动规律时,需要考虑人类活动的影响。
地面塌陷
本课程教学目的
➢ 对地质基础知识、地下水储存与循环、地下水物化性质、地 下水运动规律、地下水污染、地下水资源保护与管理等方面 有比较好的了解。
➢ 知道如何利用自然水文地质条件在排水过程中合理保护自然 水环境,并进行环境水质评价。
➢ 掌握水文地质勘察的内容、要求及方式等,能够正确布置察 勘任务、顺利阅读勘察报告,并且可以合理利用勘察成果资 料进行排水工程设计与地下水水质评价。
课程内容
➢ 地质基础知识 ➢ 地下水储存与循环 ➢ 地下水物化性质 ➢ 地下水运动规律 ➢ 地下水的分布 ➢ 地下水污染 ➢ 地下水资源管理 ➢ 地下水水质评价 ➢ 水文地质勘察
达西(Henry Philibert Gaspard Darcy 1803-1858) 水利工程师。达西定律,水 文地质学奠基人之一。
(/wiki/
Henry_Darcy)
裘布依(Jules Dupuit 18041866)工程师,政治经济学 家。提出经济费用效益分析 概念,研究分析公共工程成 本效益的先驱者之一。
(/wiki/ Jules_Dupuit)
➢ 地下水经过地层渗透过滤,水质无色透明,一般无需净化处理。
➢ 地下水具有上覆地层屏障,一般无污染,卫生好。
➢地下水水位较低且 常年较稳定,特别适 宜冷却与空调用水。
➢地下水可就近取用, 取水构筑物简单,费 用小。
➢地下水具有自调节 能力,水量、水质稳 定。
地下水资源的现状
地下水咸化
地下水染
建筑物沉陷
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