最新《供水水文地质》第五章讲义
水文地质学基础第五章
支持毛细水及潜水不发
生水力联系。
再往下进入支
持毛细水带,含水
量随着接近潜水面 而增高(图7a②)。 在潜水面上有 一个含水量饱和(
体积含水量等于孔
隙度)的带,称为毛
细饱和带(图7a③)
。
支持毛细水带中
含水量逐渐增加以至
达到饱和的原因：土 中的孔隙是由大小不
• 毛细力与重力的平衡如下图所示。
5.4 包气带水水分分布及运动
• 理想条件下(即 包气带由均质 土构成,无蒸发 与下渗,包气带
水水分分布稳
定时),含水量
的垂向分布如
图7(c）。
由地表向下某一深度
内含水量为一定值,相 当于残留含水量(Wc)。
残留含水量的构成
包括结合水、孔角毛细
水与部分悬挂毛细水(
杯充水后透水而不透气。将此多孔杯插入土中，经过一定时间，张力计中
的水与土中的水达到水力平衡，在弯管开口部分显示一个稳定的水位。由 此水位到放置多孔杯处的垂直距离就是毛细压头hc，为负的压力水头。 H=Z-hc
5.3 毛细上升高度与悬挂毛细水
• 饱水带中任一点的水头值H表示为: H = Z + hp • 包气带中任一点的水头值H为：
—毛细管直径，单位为mm。 D
• hc为毛细压力水
头，是一个负的
压力水头。
• 可以用张力计测 定包气带的毛细 压力水头(图)。 • 从图可以看出它 是一个负的压力 水头,故称为毛
细负压。
• 在饱水带中（用水力学原理）：测量任一点的压力水头—用测压管（压力
计） H=Z+hp • 在包气带中（测负压）：张力计是一端带有陶土多孔杯的充水弯管，多孔
供水水文地质
供水水文地质供水水文地质第一章地质基础知识§1.1 地球的构造与形态1、地球的构造与形态1、地球赤道半径6378.16km，极半径6356.755km，两者相差约21.4km2、地球内圈特征：地壳（莫霍面）地幔（古登堡面）地核P33、外圈特征：大气圈、水圈、生物圈P44、地壳表面特征：最高：喜马拉雅山的珠穆朗玛峰，海拔8844.43m最深：太平洋的马里亚纳海沟，海平面以下11034m5、陆地地形：山地，丘陵，平原，高原，盆地，洼地 P56、海底地形：大陆架，大陆坡，大陆基，海沟，岛弧，深海（大洋）盆地，洋中脊等大陆架——紧邻陆地的、地势平坦的浅海水底平原三、地壳的物质组成地壳上以氧硅铝为主钙钠钾亦较多地壳下依氧硅为主其他元素含量减少镁铁增加一、主要造岩矿物的特征1. 矿物的概念——具一定化学成分和物理性质的自然元素和天然化合物，一般为结晶质。
2.矿物是地壳的基本组成部分是矿石和岩石的组成单位3.矿物的主要性质详见P8表格矿物的主要物理性质：晶形、颜色、光泽、条痕、硬度、解理和断口、相对密度等二、岩石的分类P9岩石(rock)——在各种地质条件下一种或多种矿物组成的自然集合体。
按成因分为三大类：岩浆岩(magmatic rock)、沉积岩(sedimentary rock)、变质岩(metamorphic rock)1. 岩浆岩岩浆沿着地壳岩石的裂隙上升到地壳范围内或喷出地表，热量逐渐散失，最后冷却凝固而成的岩石就叫岩浆岩，又称火成岩。
1.1岩浆上升侵入周围岩层中所形成的岩石称为侵入岩，侵入岩又可分为深成岩和浅成岩两大类。
在地壳深处冷凝成的岩石叫深成岩产状多为岩基和岩株例：橄榄岩、辉长岩、闪长岩、花岗岩在地表深度较小处冷凝成的岩石叫浅成岩产状为岩盘、岩床、岩脉等例：闪长玢岩、花岗斑岩1.2岩浆喷出地表形成的岩浆岩称为喷出岩，又称火山岩，产状为岩流和火山锥例：玄武岩、安山岩、流纹岩岩浆岩的产状，是指岩浆岩在空间的位置、形态和大小1.3岩浆岩的结构——组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、晶体形状，及其相互结合的方式。
供水水文地质5
2.1 2.2 地球的构造与形态 矿 物
2.3
2.4
岩 石
岩层的地质时代
2. 3
概 述 一、岩浆岩 二、沉积岩
岩
石
三、变质岩
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二、 沉积岩
作 业 5
（一） 沉积岩的形成 （二） 沉积岩的特征
（三） 沉积岩的分类及各类沉积岩特征
（四）松散沉积物
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作
一、名词解释
业 5
1、碎屑结构；2、“有效粒径”
黏土 为松散的土状岩石，含黏土颗粒在50%以上。 据黏土颗粒、砂粒等含量不同，有亚黏土（黏 粒含量10%~30%）；亚砂土（黏粒含量3% ~10%）及砂土（黏粒含量＜3%）等过渡类型。 黏土根据其中所含主要矿物成分的不同又可分 为：高岭石黏土；蒙脱石黏土和水云母黏土。
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泥岩其成分与页岩相似，但层理不发育，具块状构造。
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砂岩 是由各种成分的
砂粒被胶结而成的岩石， 一般所说的砂岩是砂质 岩石的总称。其中砂粒 直径在2~0.05mm 之间。 胶结物可有泥质、钙质、 铁质和硅质等。碎屑成 分复杂，主要为石英和 长石，其次为云母，此 外，尚有一些重矿物、 碳酸盐类矿物和岩屑。
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石英砂岩：石英含量在90%以上，含少量长石及燧石；
碎石
圆砾 角砾
棱角形为主，粒径>20mm的颗粒超过全重的50%
圆形及亚圆形为主，粒径>2mm的颗粒超过全重的50% 棱角形为主，粒径>2mm的颗粒超过全重的50%
砾砂
砂 土 类 粗砂 中砂 细砂 粉砂 粉土类 粘性 土类 粉土 粉质粘土
粒径>2mm的颗粒占全重的25%~50%
粒径>0.5mm的颗粒超过全重的50% 粒径>0.25mm的颗粒超过全重的50% 粒径>0.075mm的颗粒超过全重的85% 粒径>0.075mm的颗粒不超过全重的50% 塑性指数3<Ip≤10 塑性指数10<Ip≤17
《水文地质》课件
● 06
第六章 总结与展望
水文地质的基本 概念
水文地质是研究地下水运动规律和地下水与地质环境关系 的学科，通过对地下水系统的深入了解，可以更好地应用 于环境保护和工程建设中。地下水的开发利用也是未来的 重要方向。
地下水运动规律
地下水循环
描述地下水在地球 中的循环方式
地下水排泄
解释地下水的排泄 方式
01 矿区地下水的运动规律
地下水在矿区中的流动特点
02 矿产开采影响
矿产开采对地下水资源的影响
03
矿产开采对地下水的影 响
矿产开采活动可能导致矿区地下水位下降，地下水紧缺，地 下水质污染等问题。矿产开采对周边环境和生态系统的影响 较大，需要进行科学评估和合理控制，以保护地下水资源的 可持续利用。
学习方法
结合理论与实 践
多进行案例分析
加强动手能力
多进行田野调查和 实验
评估方式
课堂测验
考察学生对课程内容的掌握程 度
作业与实验报告
加强学生的实践能力和独立思 考能力
参考书目
《水文地质学》
深入了解水文地质 领域的理论知识
《水文地质与 水文地质工程》
应用水文地质知识 解决实际工程问题
● 02
第2章 地下水的形成与分布
● 04
第4章 地下水与地质环境
岩溶地质特点
岩溶地质是一种特殊的地质构造，其特点包括岩溶溶蚀作用 强烈、地下水流动通道复杂等。岩溶地质景观丰富多样，例 如溶洞、溶岩地貌等，对地下水运动有重要影响。
岩溶地下水运动规律
溶蚀作用影响
溶蚀作用形成的裂 隙是地下水流动通
道
水文特性
地下水水位波动大， 水质多变
能够运用水文地质知识解决实际问题
水文地质讲义
水文地质学讲义
1.水文地质学的定义:
水文地质学是研究地下水的科学。
地下水：指赋存和运动于地表以下土层中和岩石空隙中的水。
水文地质学的研究内容
地下水本身：起源、分布、赋存状态、补给、径流、排泄、运动特征、水质、水量
地下水与周围环境的关系
利用地下水和防范地下水灾害
水文地质学的相关学科
1、与介质有关的
2、与水有关的
3、与运动规律有关的
4、新技术新方
法
水文地质学的分支学科
2.水文地质学在国民经济建设中的作用:
水在人类生产生活中起重要作用，而地下水是水资源的重要组成部分。
地下水是宝贵的资源
生活要用到地下水
工业要用地下水
农业要用地下水
地下水的其它用途
利用其热能：发电、工业锅炉、农业灌溉、医疗卫生
利用其化学成分：矿泉水、医疗保健、矿产资源、找矿作用 地下水对国民经济建设的不良影响
地下水对农业的影响：沼泽化、盐渍化
地下水对工矿业的影响：地下工程水灾、对地面建筑的影响
地下水使用不当引起的环境问题
过量开采地下水导致开采条件恶化
过量开采地下水造成地面沉降
大量开采地下水引起地面塌陷
某些地下水对人体的危害
地下水受污染的危害
3.地下水研究在煤矿勘查、建设和生产中的意义:
矿井水灾害
煤层顶板松散层含水体突水
煤层底板灰岩含水体突水
断层突水
陷落柱突水
老空区突水
矿井酸性水害
水资源利用：生活用水、工业用水（电厂用水）
第一章绪论。
《水文地质第五章》PPT课件
天山 昆仑山
阿尔泰山
阴山 祁连山
秦岭
喜马拉雅山
横断山
大兴安岭 长白山
太行山
软件
冲洪积扇
• 冲洪积扇构成了山前倾斜平原地下水含水层的 主体
• 洪积扇：含大量松散固体碎屑的洪流——出山 口——地势开阔、坡度变缓——洪积层
• 3、在物质分选性和磨圆度方面〔在水平方向上〕：粗粒 层表现较差----分选和磨圆度也逐渐增高
一、冲洪积扇中的地下水
• 以北京南口冲洪积扇为例，分析冲洪积扇中的地下 水在水质，水位，水量方面的特点
• 扇宽，10km，长20km
• 1、上部砂砾石带：有埋藏较深的潜水，直承受地表水和大气降水渗 入补给；含水层透水性强，厚度大，地形坡度大，径流条件好，地下 水水质好，总溶解固体较低。
• 山前倾斜平原：山区和平原相接的地带，常由 河流流出山口形成的冲积-洪积扇和山麓的坡积 -洪积裙彼此相连，形成沿山麓分布的山前倾斜 平原。
• 山前倾斜平原的规模大小不等，宽由数公里甚至可达 数十公里，长由数公里至数十公里，甚至可达数百公 里。
• 洪积扇出山口部位叫扇顶，扇的外围边缘局部叫扇缘， 从扇顶到扇缘之间地带叫扇中
水质好，与河水关系密 切，但厚度不大，分布 范围小，水位季节变化
其上通常没有细粒粘土
大。
质的覆盖层
雅鲁藏布江
2、河流的中游
• 在河流中游的低山丘陵区，以侧方侵蚀作用为主， 河床内横向环流冲刷凹岸，使粗大的砂卵石被搬 运到凸岸一边河底沉积下来，渐形成滨河浅滩。
• 洪水期滨河浅滩会沉积一些细粉砂和粘土物质， 便形成了河漫滩下粗上细的二元构造
供水水文地质勘察查概论
§1 世界和我国的水资源概况
在怎样解决水源问题上，尽管专家们提出了各种设想，如海水淡化、 废水再生、拖运极地浮冰、开发山地冰川等，但最现实的办法仍然是进一 步开发与合理利用陆地上的地表和地下水资源。由于长期以来人们已大量 利用了地表水资源，使今后可供利用的地表水资源受到限制，故许多水资 源专家认为，在满足今后世界上日益增长的用水中，地下水资源将会越来 越重要。在地下水中，除了积极参与水循环，不断更新的部分外，还蕴藏 着大量的水体。据美国国家科学院院士Luna B. Leopold等人的计算，地球 上仅在地面以下800m深度内的地下水体积即达417×104km3，其储量大约是世 界河流、淡水湖、水库和内陆海水总储量的17.5倍。
§1 世界和我国的水资源概况
按照这个标准，中国人均水资源量处于缺水上下限（1000～5000 m3/ 人）的中低值，总体缺水。而且中国的水资源分布也极不均衡。北方地区 人均水资源量仅988 m3，低于1000 m3的重度缺水标准，黄河、淮河、海河 流域及内陆河流域共有11个省、市、区的人均水资源拥有量低于1750 m3 的缺水紧张线，其中山东为380 m3，河北为330 m3，北京不足300m3，天津 仅为150m3，成为世界上最缺水的地区之一。更为严峻的，部分地区严重 的水污染，造成合格水源减少，水质性缺水已威胁到我国业已不足的水资 源供给。例如，上海的水资源总量丰富，但由于受污染影响，人均水资源 拥有量仅为全国平均水平的40％，实际可供饮用的水仅占地表水资源的20 ％。为此，联合国已将中国列为全球13个最缺水的国家之一。
§1 世界和我国的水资源概况
（3）中国的水资源短缺
世界水资源研究所提出用四级水平来评估人均占有水资源量的多少： 人均占有水量小于1000 m3为最低水平，严重缺水；1000～5000 m3为低水 平，缺水；5000～10000 m3为中等水平，不缺水；＞10000 m3为高水平， 水资源丰富。此外，联合国可持续发展委员会将人均水资源量1750 m3确定 为缺水警告数了。
工程地质与水文地质总结之第五章
第五章
研究对象：
●渗流－多孔介质中流体的运动
◎流体－水、油、气
◎多孔介质－由骨架和空隙构成；地下岩土体
●地下水动力学－研究地下水在地下多孔介质空间中运动的规律及其应用的科学
●广义：研究地下水在多孔介质中的运动规律及应用
●狭义：研究饱水带地下水水头分布规律，对含水层进行定量评价，为地下水的利用与防治提供依据。
地下水概论
包气带
地表以下到地下水面之上，岩石中的空隙未被重力水所充满
饱水带
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
饱水带中重力水：连续分布（孔隙是连通）→传递压力→在水头差作用下，地下水（空隙中的水）可以连续运动。
地下开挖，坑道，巷道，基坑，打井在此带均有重力水涌出来！
潜水：
地表以下，第一个具有自由表面的稳定含水层中的重力水
自由表面—即没有隔水层限制，与大气直接相通，除大气压强外不受其它力。
稳定含水层—指具有一定的空间连续性（范围）以示区分上层滞水
潜水含水层——赋存潜水的岩层
房屋建筑时的基坑排水，大堤堤角处的散浸渗漏（潜水）。
水文 地质 供水水文地质
绪论供水水文地质学是研究地下水资源作为供水水源的应用科学。
拟解决的主要问题：1、何处有可供利用的地下水资源？2、已发现的地下水资源水质如何？水量有多少？3、如何使有限的地下水资源发挥最大的效益，并减少负环境效应？地下水：埋藏在地表以下岩石空隙中的水。
地下水作为供水水源的优点（1）一般不需净化处理；（2）不易受地表污染；（3）水温较低且恒定；（4）输水管道较短，构筑物较简单，基建费用低，占地面积小；（5）分布广，供水能力较稳定。
（6）可以“以丰补欠”，提高水资源的利用率。
供水水文地质主要包括地下水资源的寻找和勘探、地下水资源评价、地下水资源开采及地下水资源的保护和管理四方面的内容，简述如下：1、地下水资源的寻找和勘探（供水水文地质勘察）研究目的：确定哪里有可供开采利用的地下水。
研究内容：地下水资源的形成条件；利用各种技术手段查明其埋藏、分布和运动规律、圏出地下水富集地段，为进一步评价和开采提供资料。
2、地下水资源评价研究目的：评价供水水源的质和量。
研究内容：水质评价和水量评价。
3、地下水资源开采研究目的：通过技术经济合理的取水构筑物把地下水开采出来，以满足各种用水的需要。
研究内容：水源地的选择、取水方法的选择、取水构筑物的布置以及提高取水构筑物出水能力等。
4、地下水资源的保护和管理研究目的：使有限的地下水资源发挥最大的效益。
研究内容：地下水开采过程中的地下水资源质和量的变化及负环境效应。
第一章1、通过地震波在地球内部传播速度的变化，发现在地球内部存在两个明显的分界面，即莫霍面和古登堡面___，它们把地球分为三个圈层，即地壳、地幔和地核。
2、名词解释：硅铝层：大陆地壳上层平均成分相当于花岗岩类岩石，主要为富硅铝的硅酸盐矿物所组成，常称为硅铝层硅镁层：大陆地壳下层和大洋地壳平均成分相当于玄武类岩石，主要为富硅镁的硅酸盐矿物所组成，常称为硅镁层。
岩石圈：软流圈以上的地幔与地壳均由坚硬的岩石组成，二者统称为岩石圈。
自然科学水文地质学供水水文地质勘察
要物理性质、主要阳离子含量、干凅残余物、总硬 度、暂时硬度、pH值、游离CO2-2、化学类型。
供水水文地质勘察报告——阅读要点
➢ 勘察的阶段、范围、任务、目的、内容等与设计是 否相符。
➢ 勘察的方法、工作量是否合理且符合规范要求。 ➢ 勘察的资料和成果的水平、可信度。 ➢ 是否查明勘察区的地质、水文地质条件。
供水水文地质勘察的阶段 ➢ 初步勘察阶段。 主要任务是选取与圈定地下供水水源地。在查明区域水 文地质条件基础上，对可利用的地下水源进行初步的水 质与水量评价，以确定拟建的地下供水水源地，并为详 细勘察和取水工程初步设计提供初步的水文地质资料。 ➢ 详细勘察阶段。 主要任务是对拟建的地下供水水源地进行详细的水质与 水量评价且充分获得取水构筑物附近范围的水文地质资 料，并理定最佳的开采方案，为给水工程施工图设计提 供必要的水文地质资料。
➢ 井中动水位、出水量均稳定后的抽水阶段称为稳定延 续时间。有一段稳定延续时间是保证试验质量的重要 因素，由于井中动水位、出水量均稳定后至下降漏斗 完全稳定还需要一定时间——稳定延续时间。
抽水试验的技术要求——稳定流抽水试验
➢ 必需在试验之前测定天然水位。从井中连续观测三 次的数据均相同、或4h内相差不过2cm时，才可认 为是天然水位。
➢ 对于地质与地理、气象、植被、人文条件部分，阅 读的重点在于地形、地貌、岩石、地层、构造、地 表水、降水、气温、植被、工程活动等对地下水的 形成、类型、储存、分布、埋藏、径流、物化性质 的影响方面。
供水水文地质勘察报告——阅读要点
➢ 对于地下水的水质、水量、评价部分，阅读的重点在 于所用的公式是否正确、水文地质参数是否准确、主 要数据来源是否可靠且是否试验测定、地下水补给源 与补给条件是否查明、是否考虑由于地下水开采而可 能引发新的环境问题、不良地质现象。
供水水文地质
第一章地质基础知识1．地下水有哪些优点？答：1、经过天然过滤，水质透明，一般无需净化处理；2、不易受污染；3、水温低，常年变化不大；4、地下水取水建筑物可适当靠近用水户，需水管道短，基建费用较低；5、水量、水质稳定，受气候影响小；6、可以利用含水层调蓄多余的地表水。
2.造岩矿物、矿物、岩石的概念分别是什么？答：造岩矿物——构成岩石的主要成分、明显影响岩石性质，对鉴定岩石类型起重要作用的矿物。
岩石——在地质作用下产生的，由一种或多种矿物以一定的规律组成的自然集合体。
矿物——具有一定化学成成分和物理性质的自然元素和化合物，是矿石和岩石的组成单位。
第二章地下水的储存与循环1构成含水层的基本条件有哪些？答：1、先决条件：岩层要具有能容纳重力水的空隙，外部的水方有可能进入岩层形成含水层2、有储存和聚集地下水的地质条件；3、具有充足的补给来源：2地下水补给、径流、排泄条件的转化，有哪几类？答：1自然条件改变引起的转变：（1）河水位的变化;（2）地下水分水岭的改变2.人类活动引起的转化：（1）修建水库；（2）人工开采和矿区排水；（3）农田灌溉与人工回灌第三章地下水的物理性质和化学性质1人类活动对地下水化学成分的影响有哪些?答（一）人为抬高地下水位，蒸化加强→淡水咸化。
（二）人为降低地下水位，蒸化减弱→咸水淡化。
（三）工业废水、废渣、废气、化肥、农药影响地下水化学成分。
2.地下水在运动过程中有哪些作用？答：1溶滤作用2浓缩作用3离子的交替和吸附作用4脱硫酸作用5脱碳酸作用第四章地下水的运动1引用影响半径R引得特征有哪些？答：①在距抽水井R引处有一个理想的“切割”圆柱体，圆柱体外侧有为常水头，抽水井在这个圆柱体内抽水的效果将和在实际含水层中抽水的效果一样。
②抽水的实际影响范围比R引大得多。
③R引不受S和Q的影响。
2袭布依公式的推导前提条件答：1、含水层为一以井轴为中心的圆柱体，其外围为一高水头的水圈；2、含水层为均质含水层；3、无垂向补给，仅有侧向补给；4、原始水位和隔水底板平行；5、地下水为层流状态。
水文地质学第五章
第五章毛细现象与包气带水的运动学习目的和要求：了解毛细现象及有关理论，掌握土壤水势的概念及有关参数，了解非饱和土壤水运动的基本方程。
重点掌握基质势的概念和非饱和土壤水流动的达西定律（或Richards方程）。
5．1 毛细现象及有关理论毛细现象：将细小的玻璃管插入水中，水会在管中上升一定的高度才停止，这便是固、液、气三相界面上产生的毛细现象。
最大毛细上升高度与毛细管直径成反比，颗粒细小的土，最大毛细上升高度也大。
有关土壤水分的运动有两种理论：1．毛管理论将土壤看成均匀的或不同管径的毛细管，将土壤水在土壤孔隙中的运动简化为在毛管中的运动进行研究。
2．势能理论用在土壤水势基础上推导出的土壤水运动方程，研究土壤水的运动。
目前主要用势能理论研究土壤水的运动。
5．2 土水势1．重力势ψg重力势——是由重力场的存在而引起的，它决定于所讨论的土壤水的高度或垂直位置。
单位重量土壤水分的重力势为：ψg＝±z2．压力势ψp压力势——是由于压力场中压力差的存在而引起的。
单位重量土壤水分的压力势为：ψp＝h3．基质势ψm(以往常称为毛管势)基质势——土壤水的基质势是由于基质（颗粒）对土壤水分的吸持作用引起的。
（1）非饱和土壤水ψm<0→基质势用负压水头h来表示：ψm＝h （h<0）（称为土壤负压或土壤水张力；（2）饱和土壤水ψm＝04．溶质势ψ溶质势——是土壤溶液中所有形式的溶质对土壤水分综合作用的结果。
土壤水溶液中的溶质对水分子有吸引力，溶质势为一负值，ψs<0。
5．温度势ψT温度势——是由于温度场的温差而引起的。
实际应用中，分析非饱和土壤水分的运动时，土壤水的五个分势中溶质势、温度势一般不考虑，压力势ψp=0。
因此，总水势由基质势ψm＝h和重力势ψg＝±z组成：ψ＝ψm+ψg＝h±z5．3 有关参数1．土壤水分特征曲线（h-θ）土壤水分特征曲线——土壤水的基质势（负压）是随土壤水含水率（量）而变化的，其关系曲线称为土壤水分特征曲线。
《供水水文地质》课件
2
构造运动的影响
断裂和褶皱构造，同时这些构造因素会形成渗透性通道和储水条件优越的岩石区 带
3
地面地貌特征
山区和平原区的不同地形，以及不同坡度和坡向下，地下的渗透量也会有所不同
地下水文地质调查方法
钻孔法
以地下水为目标寻找地质构 造体和判断地下水水文地质 条件的方法。
水文地球物理方法
感应电磁法、剖面电法、激 光法等在水文地质调查中的 应用。
自然涌泉
在被不透水层和透水层夹层 的地质构造形成的自流井， 水从深层由于水压作用而喷 涌而出的水。是珍贵的天然 水源。
地下水的基本概念与分类
渗漏流中的水沿粒子间隙渗流；后者是沿着河 流、断层等构造特征溯流
含水层
具有一定厚度、面积和一定的渗透性质。 依照性质可分为单一水层、多层含水层和 夹层含水层
《供水水文地质》PPT课 件
本次课件将介绍地下水的形成、分类、调查方法、开采利用以及环境保护等 重要内容。
地下水形成与分布
降雨入渗
大气水经降雨、雪水先后穿 过植物、土壤、岩石和各种 渗透层形成地下水。
岩溶地貌
在石灰岩、石膏岩和白云岩 等溶蚀性岩石中，经水的淋 溶和冲刷，形成众多的溶洞 和地下河流，收集储存着丰 富的地下水。
地下水环境保护
污染源控制
水资源优化利用
• 避免工业生产和生 活染污地下水
• 合理和绿色化开发建设
• 选择适宜开采地点
• 加强节水技术在生 产和生活中的使用
水环境综合治理
• 对已经污染严重的 水域进行治理改善
• 积极推进环境管理 工作和立法
研究展望
科学研究齐头并进
深入探索地下水形成和运动 规律，优化调查工作，提高 地下水资源的综合利用效益
供水水文地质勘察规范
供水水文地质勘察规范来源：发布时间：2004-5-23 16:53:17供水水文地质勘察规范GBJ27—88主编部门：中华人民共和国冶金工业批准部门：中华人民共和国国家计划委员会施行日期：1988年10月1日关于发布《供水水文地质勘察规范》的通知计标［1988］43号根据国家计委计综〔1986〕250号文的通知,由冶金工业部同有关部门共同修订的《供水水文地质勘察规范》TJ27—78，经有关部门会审。
现批准修订后的《供水水文地质勘察规GBJ27—88为国家标准，自1988年10月1日起施行。
原《供水文地质勘察规范》TJ27—78同时废止。
本规范由冶金工业部管理。
其具体解释等工作，由冶金工部武汉勘察研究院负责。
出版发行由中国计划出版社负责。
国家计划委员会1988年1月9日修订说明本规范是根据国家计委计综〔1986〕250号文的要求,由冶金工业部负责主编，具体由冶金工业部武汉勘察研究院会同有关勘察、科研和高等院校等10个单位组成修订组，对原《供水水文地质勘察规范》TJ27—78进行修订而成的。
在修订过程中，修订组针对原规范在执行中发现的问题及生产中提出的新的要求，结合近年来有关科研所取得的新成果，列专题进行了比较深入的调查研究，并召开了３次全国性技术会议和多次书面征求意见。
最后，由冶金部会同有关部门审查定稿。
本规范共分9卓和5个附录。
修订的主要内容有：关于勘察阶段的划分和要求；有关影像判释与填图的要求；有关填粒过滤器填粒规格的要求；关于地下水允许开采量的精度要求。
并增补了报告书编写提纲，地层符号和图例符号3个附录的规定等。
在执行本规范过程中，希望各单位注意积累资料，总结经验。
如发现需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄交冶金工业部武汉勘察研究院《供水水文地质勘察规范》国家标准管理组（武汉市青山区），以便今后修订时参考。
冶金工业部1988年1月主要符号B——计算断面的宽度（m）、越流系数；E——地下水的蒸发量F——含水层的面积、降水入渗面积（㎡）；H——自然情况下潜水含水层的厚度（m）；h——承压水含水层自顶板算起的压力水头高度,潜水含水层在抽水试验时的厚度、潜水含水层在降水前观测孔中的水位高度、水位恢复时的潜水含水层的厚度（m）；h——潜水含水层在自然情况下和抽水试验时的厚度平均值（m）；——潜水含水层在自然情况下的厚度H和抽水试验时的厚度h的平方差（㎡）；I——地下水的水力坡度；K——渗透系数（m/d）；1——过滤器的长度（m）；M——承压水含水层的厚度（m）；mi——曲线拐点处的斜率；Q——出水量、地下水径流量、降水入渗补给量R——影响半径（m）；r——抽水井过滤器的半径、观测孔至抽水井的距离（m）；S——承压水含水层的释水系数；s——水位下降值、水位恢复时的剩余下降值（m）；t——时间；V——潜水含水层的体积W（u）——井函数；W——地下水的储存量、弹性储存量△W——连续两年内相同一天的地下水储存量之差X——降水量（m）；α——降水入渗系数；μ——潜水含水层的给水度。
水文学与供水水文地质总结
供水水文地质第一章地质基础知识1、了解地球分圈；了解地球表面；2、掌握地壳物质组成含量最多的成分；3、掌握矿物与岩石的关系；掌握矿物的主要物理性质（硬度、解理）；4、掌握岩石按自然成因的分类；掌握岩浆岩的分类及产状；掌握岩浆岩根据SiO2分类与岩石颜色的关系；掌握沉积岩的形成过程；沉积岩的产状；认识化石存在是沉积岩的特征之一；掌握沉积岩在地球的的分布；掌握松散岩石（第四纪松散堆积物）的概念；5、掌握岩层地质时代分类；掌握国际时代单位与底层单位及对应关系；了解地质年代表；6、掌握岩层产状的要素；掌握文字记录的格式和地质图上的表示方法；7、了解岩层接触关系；8、掌握褶曲基本类型及区别；了解褶曲的几何要素；了解褶曲分类；9、了解裂隙；10、掌握断层（上盘、下盘、上升盘、下降盘、正断层、逆断层）；了解其它断层分类；了解断层组合。
第二章地下水的储存与循环1、掌握岩石空隙作为地下水储存场所和运动通道的分类；掌握孔隙表征、影响因素；掌握不同岩石的孔隙度、给水度、渗透系数的大小；掌握孔隙、裂隙、溶隙的联通、分布、方向的差异；2、掌握岩石空隙中的水的形式；掌握各种水的特点；掌握包气带和饱水带；3、掌握岩石的水理性质；了解容水度与孔隙度的区别；掌握给水度；掌握渗透系数的影响因素；4、掌握饱水带岩层按透过和给出水的能力的分类；掌握含水层和隔水层的联系和区别；5、掌握构成含水层的条件；6、掌握地下水按埋藏条件的分类、按含水层的空隙性质分类；了解上层滞水；掌握潜水概念；潜水表征；潜水特点；掌握岩性、厚度对潜水面的影响；掌握潜水等水位线及潜水等水位线图的应用；掌握承压水的概念；承压水的表征；了解承压水的地质构造条件；7、掌握地下水循环的补给方式、排泄方式；掌握泉按补给来源和出露原因的分类；掌握地下水补、径、排的转化。
第三章地下水的物理性质和化学成分1、了解地下水中的气体成分如何反映地下水所处的地球化学环境；2、掌握地下水中的离子；掌握TDS；了解硬度；3、掌握库尔洛夫式、舒卡列夫分类；4、掌握地下水在运动过程中的各种作用的概念；溶滤作用强度的影响因素；浓缩作用的结果；离子交换和吸附作用的强弱；脱硫酸作用的环境；脱碳酸作用的条件及结果。
《供水水文地质》PPT课件
地质年代
• 地层层序律： 原始产生的地层具有下老上新的层序规律；
• 化石层序律： 进化论；
• 切割穿插定律： 侵入者、切割者年代新；被侵入者、被切割者
年代老。
地质运动简述
• 地壳运动也称为构造运动，是由于地球内部原因引起地 壳形态的变化。地壳运动形成了地壳中的各种地质构造， 决定了地壳外貌的总体特征。按照地壳运动的特点，可 归纳为：升降运动和水平运动。所有地质构造，不管是 构造变形或非构造变形，都可以归纳为：褶曲、断层、 裂隙和劈理四类。
• 在地质力学中把岩石受到应力作用而产生的各种永久性 变形统称为构造形迹。
• 岩层在空间位置上的状况通常是用岩层产状来表示的， 岩层的产状包括走向、倾向、倾角三个要素。水平岩层， 愈上愈新；倾斜岩层，顺倾向者依次渐新；直立岩层不 能单凭倾斜决定。
岩层的接触关系和褶曲
• 岩层的接触关系：整合接触；平行不整合或角度不整合 接触；火成接触；断层接触。
矿物与岩石
• 矿物：地壳中各种地质作用的自然产物，具有一定 的化学成分和内部构造，在一定物理化学条件下相 对稳定的天然单质或化合物。
• 矿物的主要物理性质：晶形〔粒状，柱状，片状， 板状，纤维状，放射状); 颜色(矿物新鲜面上的颜色)； 光泽〔矿物新鲜面上反射光线的能力〕；条痕〔矿 物粉末的颜色〕；硬度〔矿物抵抗摩擦及刻划的能 力〕；解理〔矿物被击后沿一定结晶方向产生光滑 平面的能力〕和断口〔矿物被敲击后产生的破裂面 即无一定方向又不光滑〕；相对密度等。
Байду номын сангаас
沉积岩
1、沉积岩是在地表环境中已经形成的岩石经过风化、剥蚀、溶解等外力作用地质作用 的破坏而产生的岩石碎屑、溶质等物质，在原地或经过搬运在适宜的环境沉积、再 经过成岩作用而形成岩石。
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5.2.2 多年平均最大24h降水量 通过日降水量获得日最大降水量的多年平均值。
5.2.3 我国年降水量的分布 大体趋势是从沿海到内陆，从南到北依次递减。 降水量的季节分布特点是大部分地区降雨集中在夏季，冬季降水量最少。 大暴雨随季风进退，在地区分布上有明显差别。在地区分布上有一定的规律
性。
计算流域平均雨深的方法通常有_______________, ________________, _________________。
某流域面积300，流域内及其附近有A、B两个雨量站，其上有一次降雨， 他们的雨量依次为260㎜和150㎜，用算术平均法求该次降雨的平均面雨 量。
已知某流域及其附近的雨量站位置如下图所示，试绘出该流域的泰森多边形， 并在图上标出A、B、C、D站各自代表的面积FA、FB、FC、FD，写出泰森多边形 法计算本流域的平均雨量公式。
A t)n
所代表的在双对数坐标纸上呈现曲线形式的情况。在
用于小流域暴雨计算时，常把它概化为不同斜率的两条直线，分属长、
短历时。其转折点的时间常定为1h。
5.4.3
公式
i
参数的推求 A
(b t ) n
当I与t点绘在双对数坐标纸上是一条曲线时，可用 试摆法使之形成直线。就是对某一重现期的曲线， 保持其纵坐标不变，而在各个历时i上。试加相同的 b值，使横坐标b变成，若个点连线成一条直线，则 b即所求。
5.4.5 利用等值线图求暴雨强度
对于 i
(b
24h降雨量超过50mm或1h降雨量超过16mm的都称为暴雨，雨水排除系 统要排除的雨水，绝大部分是在较短促的时间内降落的暴雨。在自记雨 量记录纸上选出每场暴雨进行分析，绘出它的强度-历时关系曲线，这是 整理点雨量资料时首先要做的工作。 例题：图5.9是某站纪录的一场历时102分钟，降雨23.1mm的暴雨。通过自 记雨量累积曲线上根据规定的历时，可求出各历时的最大降雨强度。表 5.3为图5.9的分析成果。
★等雨量线法: （1）将各站实测降水量标记在流域地形图上，绘制出等雨量线； （2）用求积仪求出每相邻两条等雨量线之间的面积，用其乘以该面积两侧
等雨量线的雨量平均值，为该面积上的降雨总量； （3）将各个面积上的降雨总量相加，除以流域总面积，得到流域平均降水
量。
已知某次暴雨的等雨量线图，图中等雨量线上的数字以mm计，各等雨量线之间的 面积F1、F2、F3、F4分别为500，1500，3000，4000KM2,试用等雨量线法推 求流域平均降雨量。
我国年降雨量年际变化很大。年降水量越少的地方,相对于多年平均情况来 说，其年降水量的年际变化___________。
5.3 点雨量资料的整理
雨量划分（按24小时降水量大小）： 小雨（0.1~9.9mm） 中雨（10~24.99mm） 大雨（25~49.9mm） 暴雨（50~99.9mm） 大暴雨（100~249.9mm） 特大暴雨（>250mm）
点雨量样本的选择
年多个样法。 在每年不同历时的暴雨强度记录表中，按大小排列，选取排在前面的
6~8个最大值，作为该年各不同历时的样本。市政工程一般规定取历 时＝5、10、15、20、30、45、60、90、120min。 将历年所有选取的样本记录放在一起，将每个历时的样本重新排队， 从中取资料年数的3~4倍的最大值，作为统计的基础资料。（一般要 有20年以上记录，最少10年） 通过适线法确定每个历时，对应频率的暴雨强度。 列出暴雨强度i—降雨历时t—重现期T的关系表
《供水水文地质》第五章讲义
5.1 降水 形式：
降雨 降雪 露、霜、雹、霰 降水是水文循环的重要环节； 水文学中研究降水的意义： 城市及厂矿的雨水排除系统 防洪设计 推求设计流量 探索降水量在地区和时间上的分布规律
5.2 降水分布 ➢ 5.2.1 流域平均降水量
点降水量 区域平均降水量的计算方法：算术平均法、加权平均法（泰森多边
5.4 暴雨强度公式的推求
5.4.1 暴雨强度公式
根据表5.4中的数据在普通方格纸上绘图见5.11。它表示不 同重现期的不同降雨历时与暴雨强度的关系（i-t-T）。曲 线基本上属于幂函数类型，表达式有：
（1）当T和i点绘在双对坐标纸上不是直线关系，则采用
i A (t b) n
（2）当T和i点绘在双对坐标纸上是直线关系，采用
（2）按作回归线的方法，绘一条最适合这组点距的直线。 要保证斜率相等，可把历时t相等的各组i值求平均，其斜 率即为目标-n值。
（3）由5.10知，t=1min，A=i。将上述斜线延长，与纵坐标 相交处截距即为A值。这样，有重现期T和A的对应关系。
（4）在半对数坐标纸上点绘T—A，做回归线。
最小二乘法
i A tn
式中n为暴雨衰减指数，b为时间参数，A为雨力，它与T的关 系是即
5.4.2 公式中 i A参数的推求 tn
lgi=lgA-nlg=A1+BlgT
（5.11）
因此求公式中的参数常用图解法和最小二乘法。
图解法：
（1）利用i — t — T资料，将i—t关系点绘在双对数坐标纸上。
某流域流域面积F=350，流域内及其附近有A,B两个雨量站，其上有一次降雨，它 们的雨量依次为360㎜和210㎜，试绘出泰森多边形图，并用算术平均法和泰森 多边形法计算该次降雨的平均面雨量，比较二者的差异。（提示：A、B雨量站 泰森多边形权重分别为0.78、0.22）
某流域及其附近雨量站及一次雨量分布 算术平均值360mm,泰森多边形327mm
形法）和等雨量线法。 ★算术平均法：流域内各站同一时段的雨量进行算术平均。 ★泰森多边形法:
该法假定流域上各点的雨量以其最近的雨量站的雨量为代表，因此 需要采用一定的方法推求各站代表的在流域中距其最近的点的面积，这 些站代表的面积图称泰森多边形。 其作法是：先用直线（图中的虚线）就近连接各站为许多三角形，然后 作各连线的垂直平分线，他们与流域分水线一起组成n个多边形，每个 多边形的面积，就是其中的雨量站代表的面积。