最新《水文地质学》复习资料 (1)
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2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1.1地球上的水
地球是一个富水的行星。地球上的水不仅存在于大 气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中，也存在于地 球深部的地幔乃至地核中。关于地球上水的起源， 曾有多种假说。目前普遍接受的看法是：组成地球 水圈的水（包括地表水与地下水）是在原始地壳形 成以后，在整个地质时期内从地球内部不断逸出而 起源的。 地球各个层圈水的分布状况及其存在状态都有很大 差别，可以区分为浅部层圈水与深部层圈水两大部 分
2011年1月
绪言
10 发展趋势 水文地质学的发展趋势是：由主要研究天然状态下的 地下水，转向更重视研究人类活动影响下的地下水； 由局限于饱水带的含水层，扩展到包气带及“隔水 层”；由只研究地壳表层地下水，扩展到地球深层的 水。 预计今后的水文地质研究，在下列方面将有突破：裂 隙水与岩溶水运动机制和计算方法；地下水中污染物 和温度运移机制和计算方法；粘性土的渗透机制；包 气带水盐运移机制；水文地球化学和同位素水文地质 学，地下水数学模型；地球深层水文地质。
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．2．1 水文循环 水文循环是发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水 之间的水循环，水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比 较迅速。水文循环是在太阳辐射和重力共同作用下，以蒸发、 降水和径流等方式周而复始进行的。平均每年有577 000km3 的水通过蒸发进入大气，通过降水又返回海洋和陆地。地表水、 包气带水及饱水带中浅层水通过蒸发和植物蒸腾而变为水蒸汽 进入大气圈。水汽随风飘移，在适宜条件下形成降水。落到陆 地的降水，部分汇集于江河湖沼形成地表水，部分渗入地下。 渗入地下的水，部分滞留于包气带中（其中的土壤水为植物提 供了生长所需的水分），其余部分渗入饱水带岩石空隙之中， 成为地下水。地表水与地下水有的重新蒸发返回大气圈，有的 通过地表径流或地下径流返回海洋。水文循环的过程参见图 1—1 中的7—10及图1—2。
地球深层圈的水和矿物结合水均与地球浅层圈中自由态的水相互转化，
地球各层圈中以各种形式存在的水是一个相互联系、相互转化的整体。 而且，在成岩、成矿、岩浆、变质等过程乃至地球形变过程中，深层 圈的水及矿物结合水都发挥着重要的不可忽视的作用。
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．2 自然界的水循环 自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水构成 一个系统。这一系统内的水相互联系、相互 转化的过程即是自然界的水循环。 自然界的水循环按其循环途径长短、循环速 度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文 循环和地质循环两类（图1—1）
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．3 与水文循环有关的气象、水文因素 1．3．1 气象因素
2011年1月
绪言
11 课程内容 本课主要内容:
(1)、水文地质学基本概念 概念、名词与术语
(2)、水文地质学基本原理 地下水形成基本规律——赋存、分布、运动
(3)、地下水科学的分析方法 微观——以概念为基础的分析方法 宏观——地下水系统理论为基础的综合分析
(4)、应用分析——概念与原理的掌握 思考题: 1、为什么说“水资源”是可再生的资源？ 2、为什么说“水资源”既有自然属性，又有社会属性
2011年1月
绪言
9 水文地质学（hydrogeology） 主要研究地下水的分布、运动和形成规律，地下水的物 理性质和化学成分，地下水资源评价、开发及其合理利 用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治 等。随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又 分为区域水文地质学、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、土壤改良水文地质 学等分支学科。近年来，水文地质学与地热、地震、环 境地质等方面的研究相互渗透，又形成了若干新领域， 如环境水文地质学、地下水资源管理、同位素水文地质 学等。
2011年1月
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一章：地球上的水及其循环
(1) 浅部层圈水
(2)
从大气圈到地壳上半部属浅部层圈水。其中分布有大气水、地表
水，、以地液下 态水 为以 主及 ，生 也物呈体气中态的与水固，态这存些在水。均据以联自合由国态教科H2文O 组分织子资形料式，存不在
包括生物体中的水与矿物中的水，浅部层圈中水的总体积约为
13.86×108km3。若将这些水均匀平铺在地球体表面，水深约为
2718m。但其中咸水约占97.47％，淡水只占53％。地球浅部层圈
水的分布水 体 体积（km3） ％
(2)深层圈水
地球深层圈水分布于地壳下部直到下地幔这一范围内。在地壳下部深 约15—35km 处，地温达400℃以上，压力也很大，这里的水不可能 以普通液态水或气态水形式存在，而成为被压密的气水溶液。
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．2．2 地质循环
地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程称为水的 地质循环。上地幔的高温熔融的塑性物质（软流圈）的 大规模对流，驱动着地壳板块的不断运移。在软流圈上 升流区，上地幔熔融物质进入地壳或喷出地表时，地幔 岩中的水分也随之上升与分异，转化为地球浅层圈的水。 这种由地幔熔岩物质直接分异出来的水称为初生水（图 1—l 中1），据E·K·马尔欣宁（1967）利用千岛群岛 火山研究成果，推算出全球所有岛弧由火山喷发作用、 水热作用和喷气作用，每年溢出地表的初生水2×108t。 在下降流区，含有大量水的地壳岩块俯冲沉入地幔，使 地幔得到浅层圈水的补充。
《水文地质学》复习资料 (1)
绪言
1、水文地质学是一门研究地下水的科学。它研究岩石 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、水文地质学的任务 (1). 正确地预测在人类活动干预下地下水的变化 (2). 正确地评价、开发、管理与保护地下水资源 (3). 保护与地下水有关的生态环境，成为当务之急 (4). 正确地预测矿产开发的地下水问题，避免地下 水害
第一章：地球上的水及其循环
1.1地球上的水
地球是一个富水的行星。地球上的水不仅存在于大 气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中，也存在于地 球深部的地幔乃至地核中。关于地球上水的起源， 曾有多种假说。目前普遍接受的看法是：组成地球 水圈的水（包括地表水与地下水）是在原始地壳形 成以后，在整个地质时期内从地球内部不断逸出而 起源的。 地球各个层圈水的分布状况及其存在状态都有很大 差别，可以区分为浅部层圈水与深部层圈水两大部 分
2011年1月
绪言
10 发展趋势 水文地质学的发展趋势是：由主要研究天然状态下的 地下水，转向更重视研究人类活动影响下的地下水； 由局限于饱水带的含水层，扩展到包气带及“隔水 层”；由只研究地壳表层地下水，扩展到地球深层的 水。 预计今后的水文地质研究，在下列方面将有突破：裂 隙水与岩溶水运动机制和计算方法；地下水中污染物 和温度运移机制和计算方法；粘性土的渗透机制；包 气带水盐运移机制；水文地球化学和同位素水文地质 学，地下水数学模型；地球深层水文地质。
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．2．1 水文循环 水文循环是发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水 之间的水循环，水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比 较迅速。水文循环是在太阳辐射和重力共同作用下，以蒸发、 降水和径流等方式周而复始进行的。平均每年有577 000km3 的水通过蒸发进入大气，通过降水又返回海洋和陆地。地表水、 包气带水及饱水带中浅层水通过蒸发和植物蒸腾而变为水蒸汽 进入大气圈。水汽随风飘移，在适宜条件下形成降水。落到陆 地的降水，部分汇集于江河湖沼形成地表水，部分渗入地下。 渗入地下的水，部分滞留于包气带中（其中的土壤水为植物提 供了生长所需的水分），其余部分渗入饱水带岩石空隙之中， 成为地下水。地表水与地下水有的重新蒸发返回大气圈，有的 通过地表径流或地下径流返回海洋。水文循环的过程参见图 1—1 中的7—10及图1—2。
地球深层圈的水和矿物结合水均与地球浅层圈中自由态的水相互转化，
地球各层圈中以各种形式存在的水是一个相互联系、相互转化的整体。 而且，在成岩、成矿、岩浆、变质等过程乃至地球形变过程中，深层 圈的水及矿物结合水都发挥着重要的不可忽视的作用。
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．2 自然界的水循环 自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水构成 一个系统。这一系统内的水相互联系、相互 转化的过程即是自然界的水循环。 自然界的水循环按其循环途径长短、循环速 度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文 循环和地质循环两类（图1—1）
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．3 与水文循环有关的气象、水文因素 1．3．1 气象因素
2011年1月
绪言
11 课程内容 本课主要内容:
(1)、水文地质学基本概念 概念、名词与术语
(2)、水文地质学基本原理 地下水形成基本规律——赋存、分布、运动
(3)、地下水科学的分析方法 微观——以概念为基础的分析方法 宏观——地下水系统理论为基础的综合分析
(4)、应用分析——概念与原理的掌握 思考题: 1、为什么说“水资源”是可再生的资源？ 2、为什么说“水资源”既有自然属性，又有社会属性
2011年1月
绪言
9 水文地质学（hydrogeology） 主要研究地下水的分布、运动和形成规律，地下水的物 理性质和化学成分，地下水资源评价、开发及其合理利 用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治 等。随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又 分为区域水文地质学、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、土壤改良水文地质 学等分支学科。近年来，水文地质学与地热、地震、环 境地质等方面的研究相互渗透，又形成了若干新领域， 如环境水文地质学、地下水资源管理、同位素水文地质 学等。
2011年1月
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一章：地球上的水及其循环
(1) 浅部层圈水
(2)
从大气圈到地壳上半部属浅部层圈水。其中分布有大气水、地表
水，、以地液下 态水 为以 主及 ，生 也物呈体气中态的与水固，态这存些在水。均据以联自合由国态教科H2文O 组分织子资形料式，存不在
包括生物体中的水与矿物中的水，浅部层圈中水的总体积约为
13.86×108km3。若将这些水均匀平铺在地球体表面，水深约为
2718m。但其中咸水约占97.47％，淡水只占53％。地球浅部层圈
水的分布水 体 体积（km3） ％
(2)深层圈水
地球深层圈水分布于地壳下部直到下地幔这一范围内。在地壳下部深 约15—35km 处，地温达400℃以上，压力也很大，这里的水不可能 以普通液态水或气态水形式存在，而成为被压密的气水溶液。
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．2．2 地质循环
地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程称为水的 地质循环。上地幔的高温熔融的塑性物质（软流圈）的 大规模对流，驱动着地壳板块的不断运移。在软流圈上 升流区，上地幔熔融物质进入地壳或喷出地表时，地幔 岩中的水分也随之上升与分异，转化为地球浅层圈的水。 这种由地幔熔岩物质直接分异出来的水称为初生水（图 1—l 中1），据E·K·马尔欣宁（1967）利用千岛群岛 火山研究成果，推算出全球所有岛弧由火山喷发作用、 水热作用和喷气作用，每年溢出地表的初生水2×108t。 在下降流区，含有大量水的地壳岩块俯冲沉入地幔，使 地幔得到浅层圈水的补充。
《水文地质学》复习资料 (1)
绪言
1、水文地质学是一门研究地下水的科学。它研究岩石 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、水文地质学的任务 (1). 正确地预测在人类活动干预下地下水的变化 (2). 正确地评价、开发、管理与保护地下水资源 (3). 保护与地下水有关的生态环境，成为当务之急 (4). 正确地预测矿产开发的地下水问题，避免地下 水害