水文地质学基础
水文地质学基础
水文地质学基础水文地质学是一门研究地下水的科学，它涉及到地下水的形成、运动、变化以及其与环境的关系等科学研究。
水文地质学的研究对象是地下水，它是由地下水的形成、分布、运动、变化等构成的复杂体系。
水文地质学不仅涉及地下水的物理特性，而且还涉及到地下水的化学特性、生物特性、地质特性以及地下水与环境的关系等方面的研究。
水文地质学的基本理论是构成地下水体系的物理、化学、生物和地质因素。
物理因素涉及到地下水的形成、分布、运动、变化等，包括水文地质系统的结构、地下水的形成、分布、运动、变化等；化学因素涉及到地下水的化学成分、水质变化等；生物因素涉及到地下水的生物特性；地质因素涉及到地下水的地质特性，如地下水的岩性、渗透性、温度、比重等。
地下水的形成是由地表水、地下水和地表气体的相互作用所形成的。
地表水的形成是由降水、潮汐、蒸发、植物蒸腾等作用所形成的，它是地下水形成的主要来源。
地下水的形成是由地表水向地下渗透而形成的，它受到地下岩石的渗透性影响，地下水的运动受到地下岩石的渗透性、温度、比重等特性影响。
地下水的变化是由地表水、地下水和地表气体的相互作用所形成的，它受到地下岩石的渗透性、温度、比重等特性影响，地下水的变化可能会对水文系统产生重要影响。
地下水与环境的关系是水文地质学研究的重要内容。
地下水是地表水的主要来源，它与地表水的循环有着密切的关系，地下水的变化会影响地表水的分布；地下水的变化也会影响地表植被的生长；地下水的变化也会影响地表土壤的特性，如水分、温度、有机质等；地下水的变化也会影响地表气体的分布，如二氧化碳、氧气等。
水文地质学的研究方法包括实验、理论、实地观测、数据分析、地质调查、水文地质模型等。
水文地质实验是指在实验室中进行的地下水实验，它可以获得地下水的物理、化学和生物特性；理论研究是指通过对水文地质学的理论进行研究，以探索地下水的形成、分布、运动、变化等规律；实地观测是指在实地进行的地下水观测，它可以获得地下水的物理、化学和生物特性；数据分析是指对地下水的实验数据和实地观测数据进行分析，以探索地下水的形成、分布、运动、变化等规律；地质调查是指对地下水的地质特性进行调查，以探索地下水的形成、分布、运动、变化等规律；水文地质模型是指利用计算机技术建立的地下水模型，以探索地下水的形成、分布、运动、变化等规律。
水文地质学基础
学习要求 掌握水循环及其影响水循环的影响因素的基本概念，在此基础上，
了解水循环的过程及地下水在其中所受的影响和作用，全面正确认识 地下水的形成与自然界水循环的制约关系。重点掌握气象水文及地质 诸因素对地下水形成运移的影响关系，充分认识到自然界水循环只是 在运动形式和存在状态上的转换，在数量上服从于水均衡规律，概略 了解我国的水循环状况。
主要教学参考书
房佩贤等编著《专门水文地质学》北京： 地质出版社，1996
任天培等编著《水文地质学》北京：地质 出版社，1986
夏邦栋主编《普通地质学》 北京：地质 出版社，1998
课程内容及各章节主要知识点学习指导
绪论
课程内容
一、水文地质学基础的研究内容及任务；
二、水文地质学在国民经济中的重要作用及其与其他学 科的关系
8）地下水作为自然界水循环的重要组成部分，在国民经济发展中必须把 它纳入到总的水资源中进行统一的水资源调配，以兴利除弊。
第一章 自然界的水循环与水均衡
课程内容 一、自然界的水循环 1.自然界的水分布； 2.自然界的水循环：水文循环、地质循环。 二、自然界的水均衡。 三、影响水循环的因素 1.气象因素； 2.水文因素； 四、我国水资源概况。
课程的任务是通过对《水文地质学基础》课程的学习， 使学生掌握各种现代水文地质学的基本概念与原理, 并正 确运用水文地质学的基本概念与原理进行相应的工程水文 地质分析。本课程阐述的各种地下水的类型，赋存特点， 地下水运动的基本规律，地下水的化学成份及其形成作用， 地下水的补给，排泄与径流，地下水的动态与均衡以及地 下水资源分析等内容为学生们学会水文地质学基本概念和 原理去分析和解决实际工程问题, 并为后续相关课程的学 习奠定相应的基础。
水文地质学基础共40页PPT课件
某地潜水等水位线图（平面）
河
河
流
流
由于潜水在重力作用下由高处向低处流动，一般情况下，潜水面不水平，是一个向排泄区微微倾斜的曲面 。 该曲面往往与地表面一致，但起伏比较平缓 。 潜水面首先受地表水文网密度和切割深度的控制。 在地形切割强烈地区，地下水补给河水，潜水面向河道倾斜；在河流的下游，河床往往高于地面，河水位高于潜水位，河水补给潜水，则潜水面向河流外侧倾斜。 潜水面形状还受含水层岩性及过水断面大小影响 含水介质透水性越强，其中潜水水面越缓；介质透水性越差，潜水面越陡。在均质的介质中，当潜水流经较大的过水断面时，其水力坡度变缓。
3.3 地下水分类
孔隙水
裂隙水
岩溶水
包气带
上层滞水
上层滞水
上层滞水
潜水
孔隙潜水
裂隙潜水
岩溶潜水
承压水
孔隙承压水
裂隙承压水
岩溶承压水
上层滞水(a) 、潜水(b)、承压水(c)
a
b
c
一、潜水与潜水含水层概念 潜水：饱水带中第一个具有自由表面的稳定含水层中的水。 自由表面—没有隔水顶板或只有局部隔水顶板，与大气直接相通，除大气压强外不受其它任何附加压强。 稳定—具有一定的空间连续性（范围），以与上层滞水区分。 潜水含水层：赋存潜水的岩层。 建筑房屋时的基坑排水，大堤堤角处的散浸渗漏（潜水）
3.1 包气带与饱水带
3.2 含水层 隔水层 弱透水层
一、基本概念 饱水岩层中，根据岩层给水与透水能力而进行的划分： 含水层（Aquifer）： 是能够透过并给出相当数量水的岩层—各类砂土，砂岩等 隔水层（Aquifuge)： 不能透过与给出水或透过与给出的水量微不足道的岩层——裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密） 弱透水层（Aquitard）： 渗透性很差，给出的水量微不足道，但在较大水力梯度作用下，具有一定的透水能力的岩层——各种粘土，泥质粉砂岩、砂质页岩
《水文地质学基础》ppt课件
工程设计中考虑因素及防范措施
地下水对工程影响预测
预测工程建设过程中可能出现的地下 水问题，如突水、涌水等，并制定相 应的防范措施。
工程降水与止水设计
根据工程需要，设计合理的降水或止 水方案，确保工程施工的顺利进行。
地基处理与加固措施
针对不良地基条件，采取地基处理或 加固措施，提高地基承载力和稳定性 。
渗透性对工程地质的影响
地基稳定性、边坡稳定性、地下工程涌水量等。
岩土中毛细现象和吸附作用
毛细现象的概念及产生条件
细小孔隙中的弯液面现象。
吸附作用的概念及分类
物理吸附和化学吸附。
毛细现象和吸附作用对岩土性质的影响
改变岩土含水量、强度和变形性质等。
地下水资源评价与
04
开发利用
地下水资源评价原则和方法
非稳定流数学模型
描述地下水在短时间尺度上由于各种因素引起的水位、流量等参数的变化规律，需采用 数值法进行求解。
数值模拟在解决复杂问题中应用
01
复杂地质条件下的地下水运动模拟
针对复杂地质条件，如断裂带、岩溶地区等，建立相应的数学模型进行
数值模拟，以揭示地下水的运动规律和特征。
02
人类活动对地下水影响的模拟
通过人工或机械挖掘方式揭露 地质体，观察和研究水文地质 现象。坑探方法包括试坑、浅 井、探槽等。
在水文地质勘察中，常需进行 各种试验以获取必要的参数和 数据。如抽水试验、注水试验 、压水试验等，用以确定含水 层的渗透性能、给水度、储水 系数等水文地质参数。
工程建设中水文地
07
质问题探讨
工程建设对水文地质条件影响分析
水资源保护措施
制定水资源保护方案，包括减少施工 废水排放、合理利用水资源等，确保 工程建设的可持续性。
水文地质学基础
水文地质学基础一绪论1、地下水是指地面以下岩土空隙中的水2、水文地质学是研究地下水的学科对象：地下水主要对象：重力水3、地下水的功能可以概括为：资源、地质营力、致灾因子、生态环境因子和信息载体等二地球中水的分布与循环4、水文循环是大气水地表水和地壳浅表地下水之间的水分交换局限于地球浅表,交替迅速水的地质循环是发生于大气圈到地幔之间的水分交换发生于大气圈到地幔之间交替慢5、水资源的特点：1）降水少,年总降水量比全球平均降水量少22%2）人均水资源量低3）空间分布不均匀,东部丰富,西部贫乏4）季节及年际变化大,旱涝灾害多5）水质污染重地下水的优点：1）分布广泛 2）变化稳点 3）具有天然调节性 4）水质良好 5）易于开发利用三岩土中的空隙和水6、岩土空隙是地下水的储容空间和传输通道。
空隙的特征（多少、大小、形状、方向性、连通程度及其空间变化等）决定着岩土储容、滞留、释放以及传输水的性能。
7、颗粒及颗粒集合体之间的空隙称为孔隙8、岩土孔隙多少用孔隙度表示,孔隙度是单位体积岩土（包括孔隙在内）中孔隙所占的比例.粗粒土（砂砾）孔隙度的大小,与颗粒大小无关,与颗粒分选程度、排列状况、形状以及胶结物的多少9、裂隙按成因可以分为：成岩、构造、风化、卸荷10、结合水：固相表面引力大于自重力的水11、容水度是指岩土完全饱水时所容纳的水的体积和岩土体积的比值。
通常,容水度与孔隙度（裂隙率岩溶率）相等。
对于具有膨胀性的粘性土,容水度大于孔隙度。
12、含水量是松散岩土孔隙所包含的水与岩土的比值13、给水度是指地下水位下降单位体积时，释放水的体积和疏干体积的比值,给水度与颗粒大小、分选、粗细颗粒成层状况、以及地下水位下降速度有关14、岩土的渗透性是指岩体传输水或其他流体的性能四地下水的赋存15、越流是指相邻含水层通过其间的相对隔水层发生水量交换16、含水系统是由隔水或相对隔水边界圈周围的,内部具有统一水力联系的赋存地下水的岩系17、潜水：饱水带中第一个具有自由表面且有一定规模烦人含水层中的重力水潜水面以上不存在隔水层18、潜水等水位线图：1）确定潜水面的形状、潜水流向2）计算潜水的水力梯度3）确定潜水埋藏深度潜水4）确定与地表水的互补关系5）确定泉或沼泽位置6）推断含水层的岩性或厚度的变化7）确定给水和排水工程地位置19、充满于两个隔水层之间的含水层中的水，称为承压水20、包气带局部隔水层之上积聚的具有自由表面的重力水,称为上层滞水五地下水运动的基本规律21、地下水在岩土空隙中的运动称为渗流发生渗流的区域称为渗流场层流：水质点在做有序的,互不混杂的流动紊流：水质点在做无序的,互相混杂的流动稳定流：水在渗流场内运动,各个运动要素（水位、流速、流向等）不随时间改变非稳定流：运动要素随时间变化的水流运动自然界中地下水22、沿等水头面（线）法线方向（水头降低方向）的水头变化率称为水力梯度 I=等水头面（线）：渗流场中水头相等的各点连成的面(线)23、在渗流场中某一典型剖面或切面上,由一系列等水头线与流线组成的网格称为流网六包气带水24、松散沉积物的包气带自上而下可划分为：土壤水带、中间带和毛细水带25、包气带水和饱水带相比,不同点：1)包气带存在毛细负压或基质势,但饱水带不存在2)包气带任一点的压力水头是含水量的函数,但稳定流条件下饱水带任一点的压力水头是定值3）包气带的渗流系数随含水量的降低急剧变小,但饱水带的渗流系数一般可看做定值七地下水的化学组分及其演变26、地下水中含有各种气体、离子、胶体、有机质以及微生物27、地下水中常见的气体成分有：O2 N2 CO2 CH4 H2S等一方面：气体成分能够说明地下水所处的地球化学环境;另一方面：有些气体会增加地下水溶解某些矿物组分的能力28、溶解性总固体：指溶解在水中的无机盐和有机物的总称（不包括悬浮物和溶解气体等非固体组分）29、地下水中分布最广、含量较多的离子：氯离子、硫酸根离子、重碳酸钙离子、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子30、地下水中的微生物,有以下作用：1）参与地下水化学形成作用,改变地下水组分2)生物修复地下水污染3）改变含水介质特征4）参与成岩作用5）参与成矿31、地壳表层两个热能李来源：1）太阳的辐射2)地球内部带的热流地壳表层可以分：变温带、常温度带及增温带增温带中的地温变化用地温梯度表示,地温梯度是指每增加单位深度是时地温的增值32、地下水化学成分形成作用1）溶滤作用：水与岩土相互作用,使岩土中一部分物质转入地下水中岩土的组分转入水中,取决于一系列因素：1）组成岩土的矿物的溶解度2）岩土的空隙特征是影响溶滤作用的另一因素3）水的溶解能力决定着溶滤作用强度4）水中溶解气体CO2、O2等的含量决定着某些盐类的溶解能力5）水的流动状况是影响其溶解能力的关键因素地下水的径流与交替强度是决定溶滤作用最活跃、最关键的因素2）浓缩作用具备条件：干旱或半干旱的气候,有利于毛细作用的颗粒细小的松散岩土,低平地势下地下水位埋深较浅的排泄区浓缩作用的规模,取决于地下水流系统的空间尺度及其持续的时间尺度3）脱碳酸作用 4）脱硫酸作用5）阳离子交替吸附作用粘土及粘土岩类最容易发生交替吸附作用6）混合作用：成分不同的两种水绘合在一起，形成化学成分不同的地下水八地下水的补给与排泄33、地下水补给：饱水带获得水量的过程，水量增加地同时,盐量等也随之增加地下水排泄：饱水带减少水量的过程, 减少水量的同时,盐量和能量等也随之减少去路包括：溢流地表成泉,向地表水排泄,土面蒸发及植物蒸膀等34、降水入渗存在两种方式：活塞式入渗及捷径式入渗35、影响入渗系数的因素：年降水量的大小、降水强度及其时间发布、包气带岩性、地下水埋藏深度36、地表水补给地下水必须具备两个条件：1）地表水水位高于地下水2）两者之间存在水力联系37、根据达西定律,河水补给地下水时,补给量取决于以下因素：河床渗透性、透水河床湿周与长度的乘积、河水位与地下水位高差以及河流过水时间大气降水和河水补给地下水的特点不同：大气降水在空间上是面状补给源,在时间上是非连续补给源.河水在空间上是线状补给源,在时间上是较为连续的,或经常性的补给源38、人工补给地下水具有多种目的:1)利用含水层作为地下水库,调蓄其他水源,增加可利用水资源量2)维护和改善生态环境3）防治某些地质灾害4）利用含水层调蓄热能等39、地下水排泄 1）天然排泄：泉、向地表水泄流、土面蒸发、叶面蒸膀等2）人工排泄：井孔、排水渠道等设施泉按出露原因分：侵蚀、接触、溢流、断层、接触带泉的作用：判断含水层和隔水层、判断岩层富水性、判断断层导水性、根据泉水温度判断地下水循环深度、根据泉水化学成分找矿40、影响地下水蒸发的主要因素：气候、潜水埋藏深度及包气带岩性41、常见的含水层（含水系统）之间水力联系的方式：1）含水层之间通过叠加接触部分发生补给（排泄）2）含水层之间通过导水断裂发生补给(排泄)3）含水层通过穿越其间的井孔发生补给（排泄）九地下水系统42、含水系统（地下含水系统）是由隔水或相对隔水边界圈周围的、由含水层和相对隔水层组合而成的,内部具有一定水力联系的赋存地下水的岩系地下水流系统（地下水流动系统）：指从源到汇的流面群构成，且具有统一时空演变过程的地下水体地下含水系统的整体性,体现于统一的水力联系地下水流系统的整体性,体现于统一有序的水流含水系统与水流系统都具有级次性,任一含水系统或水流系统都可能包含级次的子系统十地下水动态与均衡43、地下水动态：地下水各种因素（水位、水量、化学组分、气体成分、温度、微生物等）随时间的变化；地下水均衡：某一时段、某一范围内地下水水量（盐量、热量等）的收支状况十一孔隙水44、孔隙水是赋存于松散沉积物中的地下水其特征：1）空间分布连续性好、相对均匀2）层状分布,与岩层分布一样3）水力联系紧密,具有统一地下水面十二裂隙水45、裂隙水：赋存于裂隙基岩中的地下水十三岩溶水46、岩溶：水与可溶岩发生化学作用和机械破坏作用而产生的各种现象的总称47、岩溶水：赋存并流动于岩溶化岩层中的水48、岩溶发育的四个基本条件：可岩溶的存在、可溶岩必须是透水的、具有侵蚀性的水、水的流动49、地下水资源特性：系统性、可再生性、变动性及调节性50、地下水引起的岩土体变形与位移：地裂缝、岩溶塌陷、滑坡、水库诱发地震、潜蚀与管涌。
水文地质学基础--2.地球上的水循环
% 0 69.0 30.92 0.05 0.04 0.003 100
2.5%
97.5%
淡水 咸水
29.9% 0.9%
0.3%
冰和永久积雪
地表淡水
68.9%
地下淡水
土壤水、沼泽 水和永冻土
• 不同层圈其水分含量、分布及物理化学状态不同，可以区 分为浅部层圈水和深部层圈水。
• 浅部层圈水 分布于大气圈到地壳的上半部的水； 分布类型：大气水、地表水、地下水以及生物体中的水； 物理状态：气态水、液态水和固态水，以液态水为主。 化学状态：以自由水分子形式存在； 深部层圈水 分布于地壳的下部到下地幔之间的水； 物理状态：高温高压，压密的气水溶液； 化学状态：多以离子态或矿物结合水的形式存在。
2.2 地球中水的循环
从大气圈到地幔的各层圈的水分是一个完整的统一体，它们之 间相互联系、相互转化。 根据循环的途径、速度和深度等，分为地质循环和水文循环。
地质循环(Geological Cycle)
➢发生于大气圈到地幔之间的水分交换。 ➢一般属于间接循环，它与岩浆活动、岩 石重结晶、沉积成岩等地质活动有关，它 主要表现为伴随地球物质的运动、转移、 变化过程而产生的水分循环。 ➢具有循环途径长，速度缓慢（循环周期 长）的特点。 ➢研究水的地质循环，有助于分析地壳浅 表和深部各种地质作用，对于寻找矿产资 源、预测环境变化和深部地质灾害具有重 要意义。
水文循环(Hydrological Cycle)
定义：是大气水、地表水及地壳浅部岩石空隙中的地下水 之间的水分交换。 特点： 是一种直接循环，即浅部层圈中水分子的直接转换； 具有循环速度快，循环途径短，交替迅速的特点。 分类： 大循环：海洋—陆地之间，受控于全球气候条件的变化； 小循环：陆地—陆地，或海洋—海洋，受局部气候影响， 可调控。 水文循环的动力——太阳辐射和重力共同作用。 水文循环的意义 水质净化、水量更新再生；
水文地质学基础
毛细水在岩土体中上升的最大高度，与岩 土体的颗粒大小、形状和排列有关。
毛细管水
存在于岩土体毛细孔隙中的水，对岩土体 的工程性质有重要影响。
04
地下水动态与均衡
地下水动态变化规律
季节性变化
01
受气候、降水等因素影响，地下水位和水量呈现季节性波动。
年际变化
02
受长期气候变化、地质构造运动等因素影响，地下水位和水量
地下水的运动与排泄
运动
地下水的运动遵循达西定律，受水力梯度控制，由高水位向低水位流动。
排泄
地下水的排泄方式主要有泉排泄、向河流泄流、蒸发排泄和人工排泄等。
03
岩土体水理性质
岩土体渗透性
渗透系数
表示岩土体渗透性能的重要指标，反映流 体通过岩土体的难易程度。
影响因素
岩土体的颗粒大小、形状、排列、孔隙度 等因素都会影响其渗水，包括地下水的赋存 条件、分布规律、物理性质、化学性 质以及地下水的运动、补给、排泄等 。
任务
评价地下水资源，预测地下水动态， 防治地下水害，为水资源的合理开发 利用和保护提供科学依据。
与其他学科的关联
水文学
水文学与水文地质学在研究对象上有重叠 ，但水文学更注重地表水的研究，而水文
加强跨流域调水和海水淡化等非常规水源 的开发利用研究，拓展水资源来源。
谢谢您的聆听
THANKS
02
地下水基本知识
地下水的定义及分类
定义
地下水是指存在于地下岩土层中的水分，包括土壤水和岩石 水。
分类
根据埋藏条件，地下水可分为包气带水、潜水和承压水；根 据含水介质类型，可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
地下水的来源与补给
来源
《水文地质学基础》完整版.
第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。
2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。
8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。
9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。
11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。
13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。
14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。
16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。
17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。
18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。
19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。
20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。
21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。
二、填空1．水文地质学是研究地下水的科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。
2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。
2.水文地质学基础-岩石中的空隙与水解析
2.2 岩石中水的存在形式
结合水和重力水
结合水与重力水
（a）椭圆形小粒代表水分子，结合水部分的水分子带正电荷一端朝 向颗粒；（b）箭头代表水分子所受合力方向
2.2 岩石中水的存在形式
2.2.2 重力水 重力水是指距离固体表面更远、重力对其影响大于固体表面对
其吸引力、能在重力影响下自由运动的那部分水。 井、泉所采取的均为重力水，为水文地质学的主要研究对象。
持水度（Sr）（specific retention）是指地下水位下降一个 单位深度、单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙 中的水的体积。常用小数表示，无量纲。存在关系式：m + Sr = n。
有溶隙和溶穴的可溶岩
2.1 岩石中的空隙
2.1.2 孔隙
（1）孔隙是指松散岩石中颗粒或其集合体之间的空隙。 特点：①呈小孔状，②分布均匀且密集，③连通性好。 （2）孔隙度是指某一体积岩石（包括颗粒骨架和孔隙在内）中 孔隙体积所占的比例。 孔隙度是描述松散岩石中孔隙多少的指标
VT=Vn+Vs,其中n为孔隙度，Vn为孔隙体积，Vs 为岩石固体颗 粒体积，VT为岩石总体积。
气态水
Vaporous water
结构水，以H+和OH-离子的形式存在于矿物结晶格架某一位置上的水。
结晶水是矿物结晶构造中的水，以H2O分子形式存在于矿物结晶格架固 定位置上的水。
沸石水(zeolite water)：方沸石（Na2Al2Si4O12•nH2O）。
2.2 岩石中水的存在形式
气态水、固态水 岩石空隙中的这部分水含量小。其
2.3岩石的水理性质
2.3岩石的水理性质
给水度是饱和介质在 重力排水作用下可以给 出的水体积与多孔介质 体积之比。
(完整版)《水文地质学基础》要点-吉林大学
1 13
度
中所含水汽的质量.absolute humidity
大气中实际水汽含量14
对湿度与饱和水汽含量之比，数值上也等于实际水气压
度
与同温度下饱和水气压的比值.relative humidity
地 下 水 研究地下水在孔隙岩石，裂隙岩石和岩溶（喀斯特）岩 1 15
2 35
隙
（沉积岩）而产生的裂隙.如玄武岩中的柱状节理.
构 造 裂 指岩石在构造变动中受力而产生的裂隙.其特点是具有
2 36
隙
方向性，大小悬殊，分布不均匀. structural fissure
风 化 裂 是指岩石在风化营力作用下发生破坏而产生的裂隙，主
2 37
隙
要分布于地表附近.weathering fissure
1 29
数
值.runoff coefficient
2 30 空隙
是指岩石中没有被固体颗粒占据的空间.是岩石中孔 隙，裂隙和溶隙（溶洞）的总称.void space
2 31 孔隙
是指组成松散岩石的物质颗粒或其集合体之间的空隙. 其多少可以用孔隙度表示.pore/pore space
孔隙度
2 32
是指某一体积岩石中孔隙体积所占的比例.porosity
度，以毫米数表示.precipitation
是指水由常温下由液态变为气态进入大气的过程，亦即
1 18 蒸发
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 .通 常 用 蒸 发 皿 观
测.evaporation
水面蒸
1 19
发生于河流，湖泊，水库等自由水面的蒸发.
flow rate/ flux
《水文地质学基础》知识点资料整理总结
《水文地质学基础》知识点资料整理总结地表水环境地表水存在于陆地表面的河流(江河、运河及渠道)、湖泊、水库等地表水体以及入海河口和近岸海域。
水环境保护目标饮用水水源保护区、饮用水取水口，涉水的自然保护区、风景名胜区，重要湿地、重点保护与珍稀水生生物的栖息地、重要水生生物的自然产卵场及索饵场、越冬场和洄游通道，天然渔场等渔业水体,以及水产种质资源保护区等。
水污染当量根据污染物或者污染排放活动对地表水环境的有害程度以及处理的技术经济性,衡量不同污染物对地表水环境污染的综合性指标或者计量单位。
控制单元综合考虑水体、汇水范围和控制断面三要素而划定的水环境空间管控单元。
生态流量满足河流、湖库生态保护要求、维持生态系统结构和功能所需要的流量(水位)与过程。
安全余量考虑污染负荷和受纳水体水环境质量之间关系的不确定因素,为保障受纳水体水环境质量改善目标安全而预留的负荷量。
地下水环境地下水地面以下饱和含水层中的重力水。
水文地质条件地下水埋藏和分布、含水介质和含水构造等条件的总称。
包气带地面与地下水面之间与大气相通的，含有气体的地带。
饱水带地下水面以下，岩层的空隙全部被水充满的地带。
潜水地面以下，第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水。
.承压水充满于.上下两个相对隔水层间的具有承压性质的地下水。
地下水补给区含水层出露或接近地表接受大气降水和地表水等入渗补给的地区。
地下水排泄区含水层的地下水向外部排泄的范围。
地下水径流区含水层的地下水从补给区至排泄区的流经范围。
集中式饮用水水源进入输水管网送达用户的且具有一定供水规模(供水人口一般不小于1 000人)的现用备用和规划的地下水饮用水水源。
分散式饮用水水源地供水小于一定规模(供水人口一.般小于1 000人)的地下水饮用水水源地。
地下水环境现状值建设项目实施前的地下水环境质量监测值。
地下水污染对照值调查评价区内有历史记录的地下水水质指标统计值,或调查评价区内受人类活动影响程度较小的地下水水质指标统计值。
水文地质学基础
附件2
2012年度省级精品课程建设项目申报书
（本科）
推荐单位长安大学
课程学校长安大学
课程名称水文地质学基础
课程类型专业基础课
所属一级学科名称水利工程
所属二级学科名称水文与水资源工程
课程负责人马致远
填报日期2012.11.05
陕西省教育厅制二○一二年九月
填写要求
一、以word文档格式如实填写各项。
二、表格文本中外文名词第一次出现时，要写清全称和
缩写，再次出现时可以使用缩写。
三、有可能涉密和不宜大范围公开的内容不可作为申
报内容填写。
四、课程团队的每个成员都须在“2．课程团队”表格中
签字。
五、“8．承诺与责任”需要课程负责人本人签字，课程
建设学校盖章。
1．课程负责人情况
2．课程团队
3．课程建设
4．课程内容
8．承诺与责任
9．学校推荐意见
—21 —。
水文地质学基础复习
水文分支学科：水文地质学基础、地下水动力学、水文地球化学、区域水文地质学；解决实际问题的供水水文地质学、矿床水文地质学、油田水文地质学、水化学找矿、土壤改良水文地质学、矿水学。
自然界的水循环包括水文循环和地质循环。
影响地下水的自然地理因素有气象、水文、地形、植被等。
流量：单位时间内通过河流某一断面的水量径流总量：某一时段内，通过河流某一断面的总水量。
径流模数：单位流域面积上平均产生的流量径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
径流系数：同一时段内流域面积上径流深度与降水量的比值。
空隙：大气降水和地表水向下入渗的通道，容纳、储存地下水的场所和地下水运移、循环的通道。
空隙分为：松散沉积物中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、可溶岩的溶穴。
孔隙：存在于松散的或未完全皎洁的岩石颗粒与颗粒之间或颗粒集合体与颗粒集合体之间的空隙。
孔隙度：岩石中孔隙体积和岩石总体积之比取决于颗粒的排列情况、分选程度、颗粒的形状、结构、构造、胶结情况。
孔隙大小取决于同上。
裂隙：坚硬岩石形成时或形成以后由于各种内外营力的作用，使岩体遭受破坏而形成的空隙。
裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石总体积之比。
溶穴：可溶性岩石经地下水的溶蚀和机械冲蚀作用产生的空隙。
地壳岩石中的水分为：矿物结合水（沸石水、结晶水、结构水），空隙中的水｛结合水（强结合水、弱结合水）、液态水（重力水、毛细水）、固态水、气态水｝结合水：由于静电引力作用而吸附在岩石颗粒表面的水重力水：岩石空隙全部被充填，在重力作用下运动的液态水毛细水：由于毛细力作用而充填岩石毛细空隙中的水容水性：岩石能够容纳一定水的性能。
衡量岩石容水性大小的指标叫容水度持水性：岩石重力释谁后，能够保持一定水的能力。
在重力作用下，岩石能够保持住的水，主要是结合水和部分孔角毛细水和悬挂毛细水。
衡量岩石持水性的指标叫持水度。
给水性：饱水岩石在重力作用下，能够给出一定水的能力。
《水文地质学基础》完整版
第一章地球上的水及其循环一、名词解释:1.水文地质学:水文地质学就是研究地下水的科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量与水质的时空变化规律,并研究如何运用这些规律去兴利除害,为人类服务。
2.地下水:地下水就是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3.矿水:含有某些特殊组分,具有某些特殊性质,因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4.自然界的水循环:自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5.水文循环:发生于大气水、地表水与地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
6.地质循环:地球浅层圈与深层圈之间水的相互转化过程。
7.大循环:海洋与大陆之间的水分交换。
8.小循环:海洋或大陆内部的水分交换。
9.绝对湿度:某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10.相对湿度:绝对湿度与饱与水汽含量之比。
11.饱与差:某一温度下,饱与水汽含量与绝对湿度之差。
12.露点:空气中水汽达到饱与时的气温。
13.蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14.降水:当空气中水汽含量达饱与状态时,超过饱与限度的水汽便凝结,以液态或固态形式降落到地面。
14.径流:降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
15.水系:汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。
16.水系的流域:一个水系的全部集水区域。
17.分水岭:相邻两个流域之间地形最高点的连线。
18.流量:单位时间内通过河流某一断面的水量。
19.径流总量:某一时间段内,通过河流某一断面的水量。
20.径流模数:单位流域面积上平均产生的流量。
21.径流深度:计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22.径流系数:同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。
二、填空1.水文地质学就是研究地下水的科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量与水质的时空变化规律。
2.地下水的功能主要包括:资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。
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含水层（Aquifer）：
是能够透过并给出相当数量水的岩层—各类砂土，砂岩等
隔水层（Aquifuge)：
不能透过与给出水或透过与给出的水量微不足道的岩层 ——裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密）
弱透水层（Aquitard）：
渗透性很差，给出的水量微不足道，但在较大水力梯度 作用下，具有一定的透水能力的岩层——各种粘土，泥 质粉砂岩、砂质页岩 Company Logo
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5
4
3
2
1
④
③
② ①
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岩 层 渗 透 性 与 时 间 尺 度 的 关 系
3.2.3 含水系统
含水系统—Groundwater aquifer system
地下水含水系统：
是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系 的含水岩系
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3.1
包气带与饱水带
饱水带（saturation zone）
岩石空隙被水完全充满 →是二相介质（固相+液相水）
空隙中水的存在形式：
①重力水
②结合水
重力水：连续分布（孔隙是连通）→传递静水压力→ 在水头差作用下，地下水（空隙中的水）可以连续运动 。
包气带 潜水
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裂隙水
上层滞水 裂隙潜水 裂隙承压水
岩溶水
上层滞水 岩溶潜水 岩溶承压水
上层滞水 孔隙潜水 孔隙承压水
承压水
上层滞水(a) 、潜水(b)、承压水(c)
a b
c
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3.4
潜水与潜水含水层
一、潜水与潜水含水层概念
潜水：饱水带中第一个具有自由表面的稳定含水层中的 水。 自由表面 — 没有隔水顶板或只有局部隔水顶板，与大 气直接相通，除大气压强外不受其它任何附加压强 。 稳定 — 具有一定的空间连续性（范围），以与上层滞 水区分。 潜水含水层：赋存潜水的岩层。
某地潜水等水位线图（平面）
河 流
河
流
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3.5
承压水与承压含水层
一、承压水定义
充满于两个隔水层（弱透水层）之间的含水层中的水，称 之为承压水。
二、基本要素
承压水要素
① 承压含水层；② 隔水顶板；③ 隔水底板； ④ 承压含水层厚度（M）；⑤ 承压高度（H） ：钻孔中 静止水位到含水层顶面的距离；⑥测压水位：钻孔中 静止水位的高程即为承压水在该点的测压水位； ⑦测压水位线（面）：测压水位的连线（面） —此线是 虚拟的； ⑧ 补给区；⑨ 承压区；⑩ 排泄区 ⑾ 自溢区—测压水位线与地形等高线的交点连接区
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潜水含水层厚度：从潜水面到隔水底板的垂直距离。
潜水埋藏深度：潜水面到地面的垂直距离。 潜水含水层厚度与潜水埋藏深度随潜水面的升降而 发生相应的变化。
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潜水与潜水含水层图
5 D
6 3
8
4 7 M
1
2
1-潜水含水层 2-隔水层 3、4 潜水面 潜水面 M-含水层厚度 Company Logo 2014-5-21 D-潜水埋深 5-大气降水入渗 6-蒸发 7-流向 8-泉
②是固、液、气三相介质并存介质
水的存在形式（多样）
结合水、毛细水（各种）、气态水、（过路）重力水
包气带的垂直分带
土壤水带 毛细水带（支持毛细水带、毛细饱和水带） 中间带（过渡带）
包气带水的来源
大气降水的入渗、地表水体的渗漏、饱水带水分上移（毛 细水进入包气带、地下水蒸发进入包气带） Company Logo
饱水带中的重力水是开发利用或者排除的主要对象， 是水文地质学研究的重点。
地下开挖，坑道，巷道，基坑，打井在此带均有重 力水涌出来 2014-5-21
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3.2
含水层 隔水层 弱透水层
一、基本概念
饱水岩层中，根据岩层给水与透水能力而进行的划分：
第三章 地下水的赋存
3.1 包气带与饱水带
3.2 含水层、隔水层与弱透水层
3.3 地下水分类
3.4 潜水
3.5 承压水
3.6 潜水与承压水的相互转化
3.7 上层滞水
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3.1
包气带与饱水带
包气带与饱水带的划分 地下水面（水位）：地下一定深度岩石中的空隙被重
力水所充满，形成一个自由水面，称为地下水面，以 海拔高度表示称之地下水位 。 包气带与饱水带 （一般通过打井，地下开挖来确定） 地下水面以上部分，包括毛细水带、中间带和 土壤水带，岩石中的空隙未被水充满，称为包气带。 地下水面以下部分，岩石中的空隙被水充满， 称为饱水带。
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包 气 带 与 饱 水 带
地下水位
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3.1
包气带与饱水带
包气带（zone of aeration or zone of unsaturation） 特点： ①岩石空隙未被水充满
含水系统：包含多个含水层和弱透水层，或局部隔水层
含水系统：可以进行子系统划分
含ห้องสมุดไป่ตู้系统的划分
含水系统的定义是从大的空间尺度研究含水层、隔水层 、 与弱透水层的组合关系，是从地质成因角度对岩层 的水文地质特征进行划分的分析方法(或给出的概念)
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含水系统层次划分—系统与子系统
A
B
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冲洪积平原地下水含水系统
丘陵
倾斜平原区
低平原
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3.3
地下水分类
广义地下水： 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） 地下水的埋藏条件：指含水岩层在地质剖面中所处的部位及 受隔水层（弱透水层）限制的情况。 表3-1含水介质三类，埋藏三分，组合共分为9类 孔隙水
供水，非含水层；作为饮料厂、装瓶生产则为含水层。又如一个小 泉水流量0.11/s≈8.6m3/d，大厂——非，村用——是。
从理论意义来看——微不足道 微不足道，有时空尺度的制约。
如华北平原早期地下水开采就是典型的例子，深层水与浅层水 的开采有一粘土隔水层；开采深层，水量大，水位降低快，浅 层水向深层“越流”--粘土层成为“透水层”。 现在进行水文地质计算、模拟时，不再简单二分了，而是用模 糊学的研究方法，给个隶属度 1 ， 0 之间，可以为 0.8,0.7,… 0.3,表示“透水性”？
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3.2.2 概念的相对性
定义中的模糊概念—“相当水量，微不足道，较大水力梯度”等 严格的“是与非”的逻辑思维，在很多情况下是相对的和模糊 的概念相对性的意义： 从实际应用角度来看划分的相对性——相当水量 满足需要就可以了。如在某处一口井出水量80m3/d，作为1万人的
建筑房屋时的基坑排水，大堤堤角处的散浸渗漏（潜水）
2014-5-21
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3.4
潜水与潜水含水层
潜水要素图
二、基本要素（专业术语）
潜水面 (water table) ：潜水表面是一个自由的水面。 潜水位 (water level ) ：潜水面上任一点的海拔高程。
3.4
潜水与潜水含水层
四、潜水研究基本方法—潜水等水位线图
潜水等水位线图：由某时刻潜水位相等的各点连
线组成的图件。（某时刻潜水面的等高线图） 潜水流向：垂直等水位线由高到低为潜水的流向 。 潜水面坡度：相邻两条等水位线的水位差除以其
水平距离。
当潜水面坡度不大时，即可视为潜水水力梯度。
2014-5-21
2014-5-21
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基岩自流盆地中的承压水
①承压含水层 ②隔水顶板
③隔水底板
④承压含水层 厚度（M） ⑤承压高度（H）
⑥测压水位线 （面）：
⑦补给区
⑧承压区
⑨排泄区 ⑩ 自溢区 2014-5-21