第十二章_裂隙水
水文地质学基础A教学大纲
水文地质学基础A教学大纲01.教学单位名称：环境与资源学院02.课程代码：64200303.课程名称：水文地质学基础A04.课程英文名称：Foundation of Hydrogeology05.课程类别：学科基础课06.课程性质：必修07.课程学时：48学时，其中包含实验8学时08.课程学分：309.授课对象：地下水科学与工程/水文与水资源工程.开课学期：4学期（春季）10.选用教材：张人权主编：《水文地质学基础》，地质出版社，2011年，第六版.主要参考书：[1]薛禹群主编：《地下水动力学》，地质出版社，2001年，第二版[2]沈照理等编著：《水文地质学》，科学出版社，1985年[3]R.H.布朗等编，赵耿忠、叶寿征等译：《地下水研究》，学术书刊出版社，1989 年[4]任天培主编：《水文地质学》，地质出版社，1986年[5]霍崇仁等编：《水文地质学》，水利电力出版社，1986年[6]朱学愚、钱孝星编著：《地下水资源评价》，南京大学出版社，1987年[7]R.A.费里泽著，吴静芳译：《地下水》，地质出版社，1987年[8]石振华，李传尧主编：《城市地下水工程与管理手册》，中国建筑工业出版社，1993年[9]王大纯，张人权等主编：《水文地质学基础》，地质出版社，1995年，第五版.大纲执笔人：11.课程中文简介：水文地质学基础是水文与水资源工程、地下水科学与工程专业的学科基础课。
课程主要讲授水文地质学的基本概念、地下水运动的基本规律、地下水化学成分的形成作用、地下水动态与均衡、不同类型地下水的基本特征等，为本专业的其它课程学习奠定良好基础。
12.课程英文简介：Foundation of Hydrogeology is a specialized course in Groundwater Science and Engineering, and Hydrology and Waler Resources Engineering. The course inlroduces the basic concepts in hydrogeology, the physical mechanics of groundwater flow, the hydrogeochemical characterizations and processes, groundwater regime and balance, and groundwater types. The knowledge herein forms the foundation of learning the hydrogeology.13.京程装承任务、教学目的和教学要求教学任务：本课程主要讲授地下水的功能，水文循环及其影响因素，岩石的空隙类型及地下水类型，地下水运动的基本规律，地下水化学成分的形成作用及水化学分析表示方法，地下水的补给与排泄，地下水系统，地下水动态与均衡，孔隙水、裂隙水和岩溶水的基本特征等基础理论和方法。
第十二章 岩溶水
在裂隙不发育的条件下孔隙对岩溶发育起控制作用， 多形成岩溶中等发育、比较均一的岩溶含水层。
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然而，由于岩溶水的奇特又常常使人无可奈何，出 现一些消极作用，如： 我国华北地区大多数煤层矿区，下伏为灰岩承 压含水层，承压水头之高，带来了开采的巨大风险。 云南、广西、贵州省岩溶山区，岩溶水位极低， 山区缺水严重，阻碍当地经济发展，生活贫困现象 严重。
岩溶地区的库水渗漏、地下施工、燧道施工等 困难重重，突水处理很难。
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图12—1 不同构造开启程度岩溶含水系统中岩溶发育条件
1—非可溶岩隔水层；2—石灰岩；3—导水断层；4—不导水断层；
5—潜水面；6—地下水流线；7—泉
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（2）可溶岩与非可溶岩地层组合
在可溶岩与下伏隔水层的接触面上往往会发育成层 的溶洞，这是由于水流下方受阻，流线密集于接触界 面上所致（图12—3）。
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②初期为区域地下水流动系统的水流循环加速，最终发 育为完整的地下河系。
③统一的地下水河系，通常分布在整个碳酸岩盐地区， 范围大、排泄集中，系统内岩溶形态齐全，即：垂直 落水洞，漏斗，过路溶洞（无水），常年有水地下河 道（参见插图12-3）。
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插图12-3 介质改造结果——典型岩溶水系统结构概化图
两种非饱和溶液混合或其它离子(SO42- 、C1- 、Na＋等) 的加入都可增加水的侵蚀性。易溶盐离子降低Ca2＋、 CO32-离子的活度，使原饱和溶液再具有侵蚀性。 16
岩溶水
2.生物因素
a.有机质-分解(在土壤，CO2的含量常达1-2%，最高达6%)； b.藻类-分泌溶蚀性酸； c.动物(蝙蝠和鸟类的粪)
3.地质因素
a.可溶性岩石
碳酸盐类岩石：石灰岩、白云岩、硅质灰岩、泥灰岩等 硫酸盐类岩石：石膏、硬石膏、芒硝等； 卤盐类岩石：岩盐、钾盐等。
济南泉城—世界著名 蕴育滋养了该城文明与发展 山西自北向南沿太行山脉的名泉 晋祠泉，娘子关泉， 洪山泉，郭庄泉，广胜寺泉，龙子祠泉，是山西盆地 的工农业发展的主要支柱 广西桂林山水甲天下，奇特岩溶景观 云南的路南石林，壮观与气势，让游人流涟忘返
山水甲天下的桂林
烟雨漓江 塔山
九马山
象鼻山
岩溶地貌
12.2.1
地下水流对介质的改造
结果
1.介质改造愈强烈，机械破坏也愈强烈； 2.介质改造后，地下岩体中出现各种规模洞穴； 3.地表形成溶斗，落水洞以及各种规模的洼地，汇集 降水；
4.介质导水能力增加，地下水位总体下降，水面以上 岩体或洞穴失去进一步发展的水动力条件；
5.地下河系发生袭夺，河系归并，地下河系的流域不 断扩大。
3.水具侵蚀性
分析碳酸岩盐、水、二氧化碳之间的相互作用是研究岩溶化过程 的关键 下面从开放体系中的平衡（碳酸）过程来分析
开放体系中的方解石溶解的基本物理化学模式
第一条途径 水与气液相
第二条途径 水与固相
12.1
岩溶发育的基本条件
在上述模式中
第一条途径（水与气） 增加 H＋ 第二条途径则产生CO32－ 结果：增加 Ca2＋ 和 HCO3-
岩溶水系统演变过程
乙河 甲河
乙河 甲河
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
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第十二章 断裂力学和操作力学在岩体工程中的应用
第十二章断裂力学和损伤力学在岩体工程中的应用断裂力学——多限于客观裂纹，并假设其为椭园形。
损伤力学——可处理密集型的微观裂纹，较好解决岩石固有的各向异性力学特点。
主要内容:§1 线弹性断裂力学的基本方法§2 断裂判据§3 岩石断裂试验§4 岩体的断裂力学分析§5 节理岩体的损伤模型§1 线性弹性断裂力学的基本方法1．裂纹的三种型式1）Ⅰ型——张开成型Z方向不发生位移2）Ⅱ型——滑开型Z方向不发生位移3）Ⅲ型——撕开型Y方向不发生位移2．裂纹尖端的应力场及X、Y、Z方向的位移（u, v, w）（裂纹尖端的线性场）1）各型裂纹尖端的应力场及位移公式。
式（12-1）~（12-3） 3．解答特点：1）一般表达式：应力：)(2θπσij ij f rk =位移：)(28θπi i f rGku =2）强度因子I III (,,)i ij k k k a K σν⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭是由构件和裂纹形式以及外荷载的大小加以确定，由它确定了局部场的强度。
强度因子可查有关手册。
3）r 当0→r及∞→r 时，上述解答不成立。
当0=r 时，出现线应力和应变的奇异性。
（有方法消除） 4）迭加原理由于对线性应力和位移可以应用迭加原理，对于给定的类型的裂纹、应力强度因子是可以相加的。
复杂荷载下K等于几个简单问题的代数和。
5）由于参数K 唯一地决定了裂纹端部附近的加载水平，有理由预料，它与裂纹扩展条件有密切的联系。
推测是有相当的吸引力，因为它提供了修改过去临界应力状态概念的物理基础。
这里应力强度因子的定义无须依靠任何的断裂准则。
6）断裂韧性裂纹在临界荷载作用下出现不稳定扩展时的应力强度因子为K ic ，称为断裂韧性。
可认为当ic i K K =时，裂纹尖端应力场就象试件裂纹那样同样进入临界状态。
因此， 含裂纹构件的断裂条件为：ici K K =4．裂纹扩展的Griffith 能量准则1）基本观点：根据可逆热力学过程建立 2．裂纹扩展判据1）当材料沿裂纹延伸方向扩展时，单位面积的应变能释放率为：2III2II2I 121)(1KK K EG μ++=（12-6）式中：E E ='——平面应力21v EE -='——平面应变μ——剪切模量，)1(2νμ+=E2）应变解释放判据：)/(2ICE K G G e '=（12-7） 式中：e G ——临界应变能释效率。
第十二章岩溶水
12.1 岩溶发育的基本条件与影响因素 12.2 岩溶水系统的演变（差异溶蚀与地下河系化） 12.3 岩溶发育与岩溶水的分带性 12.4 岩溶水的特征 12.5 我国南北方岩溶及岩溶水的差异
概述
1.岩溶：水对可溶岩石进行化学溶解，伴以冲蚀作用及重力崩坍，在地 下形成大小不等的空洞，在地表造成各种独特的地貌现象以及特殊的 水文现象。也叫喀斯特。 岩溶可以划分为地表岩溶和地下岩溶。
注意：经过白云岩化后的岩石，孔隙度可以增大到百分之十几（由 于白云岩化使岩石体积变小）；在裂隙不发育的条件下孔隙对岩溶发 育起控制作用，多形成岩溶中等发育、比较均一的岩溶含水层。 2.岩石的透水性： 1）碳酸盐岩的透水性确定因素： a.碳酸盐岩形成时的原生孔隙：孔隙度小，孔隙细，连通不好，对透水 性的作用不大； b.成岩后形成的次生裂隙：包括风化裂隙和构造裂隙。尤其是后者对透 水性起决定性作用。 2）各类碳酸盐岩中构造裂隙发育及岩溶透水性特点： a.厚层质纯灰岩：构造裂隙发育很不均匀，比较稀疏、宽而长。各部分 的透水性差别大。有利于形成大型岩溶洞穴，岩溶发育极不均匀。 b.中薄层灰岩：构造裂隙往往发育密集、短小而均匀，连通性好的层面 裂隙尤其发育，有利于形成溶蚀比较均匀的岩溶含水层。但由于厚度 所限，且一般含杂质较多，因此，岩溶发育均匀而不强烈。 c. 泥质灰岩：具有比较强的塑性，形成的裂隙张开宽度比较小，延伸 性也比较差，不溶的泥质充填裂隙会阻碍水的循环流动，不利于岩溶 的发育。
2.岩溶水：赋存并运移于岩溶化岩层中的水称为岩溶水。
3.岩溶水作用：岩溶水在流动过程中不断扩展介质的空隙，改变其形状， 改造着自己的赋存与运动的环境，从而改造着自身的补给、径流、排 泄与动态特征。
4.岩溶水总体特点：
第十二章第五节全球变暖和水资源危机教案
第十二章第五节全球变暖和水资源危机教学目标：1、了解水资源现状和水资源利用及被污染的状况。
2、了解水资源对人类的重要性及当代水资源危机。
3、促进学生学会将物理与化学、生物等学科联系的整合思想和科学研究意识与方法，正确使用相关的研究器材与资料等，提高实验能力与实践能力。
注重学生的学科渗透，培养科学的情感态度与价值观教学过程：一、板书课题：第五节全球变暖和水资源危机1、师提出问题让学生按小组讨论：人能离开水吗？并举例说明。
教师根据学生回答作简要总结。
2、教师提出问题：地球面积中70％是水，水够我们人类使用吗？学生交流、讨论教师根据学生的争论总结人类水资源短缺现状。
3、教师提问：有人说：我国经常闹水灾，我国不缺水，对吗？教师根据学生回答总结我国水资源短缺状。
组织学生讨论：造成水资源严重缺乏的原因有哪些？教师根据学生的回答总结：主要原因是水的污染等，并介绍水污染的主要来源。
稍作片刻，让学生充分体会后并引发思考：面对这些，我们该怎么做呢？教师总结节水、护水的重要性与必要性，并介绍世界水日，同时让学生共同探讨交流：如何去节水、护水？4、活动2.8 认识水的循环本活动主要是通过观察水循环示意图，认识水的循环系统，在观察中可按下列顺序进行观察和思考：1、云的组成和形成过程是怎样的？2、雨和雪是怎样形成的？3、江河、湖泊中的水是怎样形成的？4、空气中水蒸汽的来源主要有哪些？5、水的循环系统是怎样的？6、在水的循环过程中，发生了哪些物态变化？二、精讲点拨（1）、水资源水是地球上人和一切生命得以生存的物质基础。
水作为资源，是其他任何物质不能代替的。
地球上的水资源主要分为：①海洋水，约占地球总储水量的96.54%，是地球上最庞大的水体，储藏了大量的热。
由于海水中含有大量的食盐和许多别的盐类物质，海水又咸又苦，目前还不能大规模采用。
②陆地水，陆地水分为陆地咸水和淡水两大类，占地球总储量的3.46%。
陆地咸水主要包括地下咸水和湖泊咸水。
唇裂与腭裂PPT课件
一、唇裂的临床分类
按裂隙的部位分类 单侧唇裂：上唇的某一侧有裂隙。 双侧唇裂：上唇的两侧均有裂隙。
按裂隙的程度分类 1.不完全裂：
Ⅰ度唇裂：裂隙仅限于红唇部。 Ⅱ度唇裂：裂隙超过红唇，但未裂至鼻底。 2.完全裂 3.混合裂
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二、唇裂修复术
1.唇裂畸形的特点和手术原则 特点：与其裂隙的程度有直接的关系。 手术原则：恢复上唇的解剖形态和生理功能。
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第二节 唇裂
唇裂是最常见的先天性颌面部发育畸形，各国、各地的 发病率不完全相同，根据流行病学调查,新生儿唇腭裂的患 病率约为1:1000,在我国农村高于城市，男婴高于女婴。而 且唇裂的患儿往往伴有腭裂或牙槽突裂。有时还可伴有心脏 及其他部位的畸形。
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到第7周,两侧内侧鼻突在中线联合,形成鼻尖、鼻小 柱、上唇中部及前颌; 上颌突与内侧鼻突联合。形成鼻 底、鼻翼和部分面颊;上颌突与下颌突联合,形成口角。
至此胎儿面部已经初步形成。
第8周时，自上颌突内面长出外侧腭突，内侧鼻突向
后长出内侧腭突。
第9周时,两侧的内侧腭突在中线联合;两侧的外侧腭 突与内侧腭突联合,两侧的外侧腭突及鼻中隔，在中线
第十二章 唇裂与腭裂
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第一节 概论
唇裂和腭裂多为胚胎发育异常所致，其发病率在不同的区 域、不同时期、不同性别、不同部位中不尽相同。
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一、胚胎发育
于胚胎第4周，在原始口腔周围形成5个面突，额鼻突位于上 方正中，两侧各1个上颌突，下方两侧各1个下颌突。
12水文地质学基础-岩溶水
5）其它酸类离解产生H+提高碳酸钙的溶解度 a.碳酸盐区附近存在大量植被腐殖质可产生有机酸； b.碳酸盐区附近存在金属硫化物矿氧化带及含黄铁矿的煤系地层时，可 产生硫酸，岩溶格外发育。 一般情况下，侵蚀水随溶蚀不断进行， Ca+浓度加大，饱和，则侵蚀 能力降低。 6）深部岩溶发育的原因： a.混合溶蚀效应： 两种或两种以上不同含量CO2 的饱和CaCO3 溶液混合后会变为不饱 和而重新具有侵蚀性，从而对碳酸盐进行新的侵蚀。 实际上，对岩溶发育有利的混合作用是不同CO2 含量的水的混合， 除了解释深部岩溶以外，有利于不同成分的水的混合部位，如：潜水 面、导水通道及汇水的宽大裂隙处，岩溶都比较发育。 b.次生溶蚀效应： 含有大量CO2的土壤空气，以气泡形式被裹留于下渗降水中，由于 浅部压力低，部分CO2未能溶入浅部水中而随降水入渗到地下深处， 地下深处压力大， CO2溶于水中而增强了深部水的溶蚀能力，产生深 部岩溶。
整的地下河系，呈现水系化特征；
3）具有地表水的特征：空间分布极不均一，时间上变化强烈，流动迅 速，排泄集中，多呈紊流状态。
岩溶水的消极不利方面
12.1 岩溶发育的基本条件与影响因素
一、岩溶发育的基本条件 1.可溶岩的存在； 2.可溶岩层具有一定的透水性； 3.水是流动的； 4.水具有侵蚀能力。 二、岩溶发育的影响因素 卤化物岩（岩盐、钾盐、镁盐）、硫酸盐岩（石膏等）及碳酸盐岩（石灰岩、 白云岩、大理岩）等都是可溶岩。但前两类岩石分布不广，岩体较小，而碳 酸盐类岩石分布广，岩体大，具有普遍意义。 1.碳酸盐岩的成分与结构 1）成分：结构由不同比例的方解石和白云石组成，并含有泥质、硅质等杂质。 溶解速度及岩溶发育强度：纯灰岩﹥白云岩﹥硅质、泥质灰岩。 2）组分及结构： a.组分：包括粒度相当于粉粒到砾的粒屑和充填在粒屑之间的粒度细小的泥晶 以及以化学沉淀方式充填于颗粒之间的方解石亮晶。它们形成了各种碳酸盐 岩结构，产生各类孔隙，决定其溶蚀强度。 b.结构： 生物礁岩结构：最易溶蚀，它主要由生物碎屑组成，孔隙大且多； 泥晶粒屑碳酸盐岩及泥晶碳酸岩次之； 亮晶碳酸岩，尤其是经过重结晶作用的亮晶碳酸盐岩，孔隙度小，最不易溶 蚀。
第十二章 断层构造地貌
断陷盆地的两侧均以正断层为界，形成槽 状地堑构造断陷盆地。 如盆地一侧为正断层，则形成簸箕状半地 堑断陷盆地。 复式地堑断陷盆地。
二、断陷盆地的成因和结构
1.断陷盆地的成因 断陷盆地是由地块拉张陷落形成的，例如 发育在大背斜轴部的断陷盆地是在背斜形 成过程中，轴部发育一些与背斜轴走向一 致的张裂隙，随着张裂隙的不断拉张扩大 而陷落形成断陷盆地。
3.断层崖的形成时代
确定断层崖的形成时代可用以下几种方法： 1）采集阶地沉积物和断层崖崩积物中的各种可以 测定年代的样品，以测定阶地和崩积物时代； 2）在岩性一致的地区用不同时期的航空照片比较 沟谷中同一裂点不同时期的位置，计算裂点溯源 侵蚀速度，再量裂点到断层崖的距离，可以求出 每一裂点形成的距今时间，即可得到断层活动时 间；
3.山前流水地貌系统的构造变异 山前汇水盆地的侵蚀地貌和山前冲积扇是 一个有机的整体，它们构成统一的流水地 貌系统。 汇水盆地的面积大小、岩石组成、地形坡 度、植被疏密和水文状况等决定冲积扇的 发育程度和冲积扇沉积物的沉积结构、岩 石成分、粒径大小和磨圆度等。
第六节 断层水平运动的派生构造地貌
抬升的断块山地使河流发生袭夺而改道有 以下几种形式： 1.当断块倾斜翘起时，新发育的河流与原先 贯穿山地的河流流向相反。
2.断块山地抬升，阻止原先河流的流路，迫 使河流改道，放弃原先河道。
3.在断块山地两坡发育的河流，断层翘起的 一坡，河流切割深，溯源侵蚀快，能袭夺 另一坡的河流。
第二节 断陷盆地
由正断层围限的陷落盆地叫断陷盆地。 断陷盆地是在拉张应力作用下地壳陷落形 成的盆地。 在剪切带特殊构造部位的局部拉张应力区 形成的盆地，称为拉分盆地。
水文地质学基础课后思考题（附答案）
⽔⽂地质学基础课后思考题（附答案）第1-2章思考题1、试概括地下⽔的功能及其意义。
（1）宝贵的资源：地下⽔分布⼴泛，变化稳定，⽔质良好，便于利⽤，是理想的饮⽤⽔源，也是⼯业、农业⽤⽔的重要供⽔⽔源。
含⽔介质储能，夏储冬⽤。
地源热泵。
地下⽔景观，如古井遗址、湿地等是良好的旅游资源。
（2）重要的地质营⼒：地下⽔是物质和热量传输（温泉）及应⼒传递（⽔库诱发地震，滑坡）的载体。
地下⽔是良好溶剂，成矿、找矿发挥重要作⽤。
（3）不可忽视的致灾因⼦：地⾯沉降、地裂缝、岩溶塌陷、潜蚀管涌等。
地⽅病，如甲状腺病。
（4）活跃灵敏的⽣态环境因⼦：地下⽔是⽣态环境系统中⼀个最为活跃灵敏的⼦系统。
⽓候、⽔、⼟壤和⽣物，处于相互作⽤的动平衡，⼈类活动⼲扰天然地下⽔，成为⽣态环境恶化的重要因素。
如盐渍化（⼲旱－半⼲旱地区）、沼泽化（湿润地区）、⽯漠化（南⽅岩溶地区）、地下⽔污染等。
（5）极有价值的信息载体：地下⽔及其沉淀物、化学及微⽣物特征，可提供⼗分珍贵的环境变化信息。
可预测地震，提供不同时空尺度的环境信息，⽔⽂地质找矿，可重塑历史时期及地质时期的⽓候变化。
2、试⽐较⽔⽂循环与地质循环。
⽔⽂循环：⼤⽓⽔、地表⽔、地壳浅表地下⽔之间的⽔分交换。
（1）是直接循环，浅部层圈⽔分⼦直接交换。
（2）循环速度快，途径短，交替迅速。
（3）⽔⽂循环的驱动⼒是太阳辐射和重⼒。
（4）对于保障⽣态环境及⼈类的⽣存发展，⾄关重要。
⽔质持续净化，⽔量持续更新再⽣。
地质循环：⼤⽓圈到地幔之间发⽣的⽔分交换。
（1）是间接循环，与沉积岩、岩浆活动、岩⽯重结晶有关。
（2）循环途径长，速度缓慢，周期长。
（3）有助于分析地层浅表和深部各种地质作⽤，对于寻找矿产资源、预测⼤尺度环境变化和深部地质灾害等均有重⼤意义。
第3章讨论题1、孔隙度⼤和孔隙⼤有区别吗？孔隙是松散岩层中颗粒及颗粒集合体之间的空隙；孔隙度是单位体积岩⼟（包括孔隙在内）中孔隙所占的⽐例。
孔隙⼤表⽰松散岩层中颗粒及颗粒集合体之间的空隙⼤，孔隙度⼤指的是岩体中孔隙的⽐例⼤。
水文地质学复习重点
水文地质学复习要点第一章1.地下水：赋存于地表（严格地说应该是地下水面，地下水面之上包气带的重力水称为过路重力水）以下各种形式的重力水（可以自由流动）。
除了重力水，还有结合水、毛细水等。
2. 地下水的功能：①作用上的重要性②补给上的有限性；③时空上的多变性④利用上的多样性。
水是一种极其活跃的重要的地质营力水（尤其是地下水）承受载荷，是应力的传递者与热量及化学组分的传输者。
水也是不可忽视的致灾因子。
水还是活跃灵敏的生态环境因子。
水是极有价值的信息载体第二章1.水循环概念：地球上各层圈的水是相互联系、相互转化的，这一过程称为水循环。
2.地球上各层圈的水也称水系统。
自然界的水循环按其循环途径长短、循环速度和涉及的圈层范围分为：水文循环、地质循环。
3.自然界的水循环：①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。
a大循环：海洋与大陆之间的水分交换为大循环。
b小循环：海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。
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，这种由地幔熔岩物质直接分异出来的水叫初生水。
第三章1.地壳岩石中的空隙为地下水的赋存提供了必要的空间条件，是地下水存储空间和传输通道，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、释出以及传输水的性能。
岩石空隙可分为三类：a. 未固结的松散岩石中的孔隙（第四纪地质学）；b. 固结的坚硬岩石中的裂隙（构造地质学）；c. 可溶岩石中的溶穴(隙)（岩溶地貌学）。
2.孔隙度与颗粒大小没关系，和颗粒的排列方式有关。
孔隙的最宽部分称为孔腹，最窄部分称为孔轴。
3.岩土空隙中的水有结合水、液态水（重力水、毛细水）、固态水、气态水。
4.毛细水有三种类型：将一根毛细玻璃管插入水中，毛细管内的水面即会上升到一定高度，这便是发生在固、液、气三相界面上的毛细现象。
①支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿着小孔隙上升到一定高度，形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持，因此称为支持毛细水。
水 文 学 原 理(十二流域产流)
§2 流域产流特征的分析
流域面积601km2。流域内雨量丰沛，气 候湿润，植被良好，有较大的森林覆盖 面积。流域坡度大，土层薄而疏松，糙 率较大，阻水明显。 河谷地带土层相对较厚，且由于其临近 河流，土壤常年比较湿润。 流域内灰岩在上，页岩在下，走向大体 指向河流，裂隙不够发育，透水性较差。 枯季流量不大，历年最枯流量大约只有 3m3/s。枯季退水慢而稳定，由于流域 内地面高程变化大，故气温、降雨和蒸 散发的垂直变化规律比较明显。
§1 山坡流域的分类
流域类型 土壤、岩石 土壤覆盖浅薄 下面为岩石 包气带厚度中 非均质土壤 包气带很厚 均质土壤 植被、地下水 位 植被茂密 表土疏松 山坡较陡 存在地下水位 植被良好 坡度中等 地下水埋深大 植被很差 地下水位高 地势平坦 透水性好 产流 Rsat+Rint+Rg Rsat+Rint 典型流量过 程线
§3 产流面积的变化
1、现象及原因 、
降雨过程中，流域上产生径流的部分称为产流区 产流区。 产流区 产流区所包围的流域面积称为产流面积 产流面积。 产流面积
Key points: 产流面积是逐渐变化着的
Cause: 降雨空间分布不均匀 下垫面条件空间分布不均匀
§3 产流面积的变化
降雨开始前，河流中的水量主要来自流域中包气带较厚的 中下游地区的地下水补给。 降雨开始后，流域中易产流的地区先产流，因此河流中的 水量主要来自于易产流地区，这些易产流地区主要是土层 浅薄的地区，或河沟附近土壤含水量较大的地区，或雨强 大的地区。这时河沟开始逐渐向上游延伸，河网密度开始 增加。 随着降雨的持续，产流面积不断扩大，河网密度不断增 加，从而组成了不同时刻的出口断面流量过程线。
3)产流量计算
(1)根据前期实测降雨量和蒸散发计算模式，推算本次 降雨初始时的流域土湿W0 (2)计算本次降雨的流域平均值P，扣除雨期蒸发后得 PE值 (3)查降雨径流相关图或者根据公式计算R
G.考研-水文地质学基础(11-12)
一、名词解释
1．裂隙水：赋存并运移于裂隙基岩中的地下水。
2．成岩裂隙水：赋存并运移于成岩裂隙中的地下水。
3．风化裂隙水：赋存并运移于风化裂隙中的地下水。
4．构造裂隙水：赋存并运移于构造裂隙中的地下水。
5．等效多孔介质方法：用连续的多孔介质的理论来研究非连续介质中的问题。
11．我国南方地下多发育较为完整的地下河系，北方地下多为溶蚀裂隙、溶孔和少量溶洞。（√）
12．我国北方岩溶泉流量动态季节变化很大，南方流量动态比较稳定。 （ × ）
四、简答题
1．为什么硅质与泥质灰岩比纯灰岩和白云岩难溶解？
其一，硅质与泥质成分本身难溶解;其二，泥质经常附着在岩石空隙表面，堵塞地下水通道的同时也限制了岩石与地下水的相互接触。
第十二章 岩溶水
一、名词解释
1．岩溶：水对可溶岩进行化学溶解，并伴随以冲蚀作用及重力崩塌，在地下形成大小不等的空洞，在地表形成各种独特的地貌以及特殊的水文现象称为岩溶。
2．岩溶水：赋存并运移于岩溶化岩层中的水。
3．混合溶蚀效应：两种不同含量二氧化碳的饱和碳酸钙溶液混合后会变为不饱和而重新具有侵蚀性，这种现象称为混合溶蚀作用。
6．说明可溶岩溶蚀的差异性及差异溶蚀的结果？
7．裸露区碳酸盐岩层中，地下水的流动系统可以划分为几个系统? 各个系统的岩溶发育状况如何？
分为：非饱和流动系统、局部流动系统和区域流动系统。非饱和流动系统，以垂直岩溶发育为主;局部流动系统，以水平岩溶发育为主，水交替强烈，岩溶最发育；区域流动系统，径流弱，岩溶发育弱。
4．我国南北方岩溶有哪些差异？造成这些差异的因素有哪些？
二、填空
1．岩溶可划分为 地表岩溶 和 地下岩溶。
十二章--植被护坡
十二章目前常用的植被护坡工程技术根据调研收集到的资料，通过整理分析将工程中常用的植被护坡方法总结成如下几种护坡技术，这些技术中包括护坡原理、护坡特点、施工方法、适用条件、典型设计图等。
下面对此加以简介。
一、常用的植被护坡方法1、挂三维网喷播植草绿化该项技术是在坡面铺设三维植被网，用液压喷播法进行植被。
三维植被网的作用是将喷播于坡面的肥料与种子固定，便于生长。
网内可填种植土和草籽，具有防冲刷和有利于植物生长的两大功能。
即在草皮未长成之前，可保护坡面免受地表水侵蚀；草皮长成后，草根与网垫、泥土一起形三维植被网，成一个具有复合力学性能的嵌锁体系，达到加固边坡、美化环境的目的。
如图12-1所示。
图12-1 挂三维网喷播植草绿化及三维网材料2、挖沟植草绿化技术挖沟植草绿化指在坡面上按一定的行距人工开挖楔形沟，在沟内回填适宜于草籽生长的土壤养料、土壤改良剂等有机肥土，然后挂三维植被网，喷播植草绿化。
挖沟植草绿化技术要求不高，虽然人工劳动强度大，施工速度缓慢，但造价较低且绿化效果好，在条件具备的地方应优先考虑。
如图12-2所示。
图12-2 挖沟植草绿化3、土工（网）格栅植草绿化技术土工网（Geonet）或土工格栅（Geogrid）植草绿化系指在坡面上挂土工网或单向土工格栅，然后采用液压喷播植草进行边坡绿化的方法。
如图12-3所示。
图12-3土工格栅植草绿化4、土工格室植草绿化土工格室植草护坡是指在展开并固定于坡面上的土工格室内填充改良客土，然后在格室上挂三维植被网，进行喷播施工的一种护坡技术。
利用土工格室为草坪植物生长提供稳定、良好的生存环境。
采用土工格室植草，可使不毛之地的边坡充分绿化，带孔的格室还能增加坡面的排水性能。
如图12-4所示。
图12-4土工格室植草绿化及土工格栅材料5、垂直绿化法垂直绿化法是指栽植爬山虎、紫藤、薜荔、常青藤、金银花、迎春、蔷薇等攀援性植物，用以遮蔽坡面，达到绿化和美化环境的目的。
水文地质学基础练习及答案
《水文地质学基础》试题库及参考答案?目录第一章地球上的水及其循环 (1)第二章岩石中的空隙与水分 (4)服第三章地下水的赋存 (9)暗室逢第四章地下水运动的基本规律 (15)收复失第五章毛细现象与包气带水的运动 (20)第六章地下水的化学成分及其形成作用 (22)第七章地下水的补给与排泄...........................................29QWDD 第八章地下水系统 (35)第九章地下水的动态与均衡 (37)第十章孔隙水 (40)是多少第十一章裂隙水 (42)三分法第十二章岩溶水·····················································45we 福娃第十三章地下水资源 (48)第十四章地下水与环境 (49)第二章岩石中的空隙与水分一、名词解释1．岩石空隙：地下岩土中的空间。
2．孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。
3．孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。
4．裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。
5．裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值。
6．岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。
7．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。
8．结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。
第十二章 断层构造地貌
3.断层崖的形成时代
确定断层崖的形成时代可用以下几种方法：
1）采集阶地沉积物和断层崖崩积物中的各种可以 测定年代的样品，以测定阶地和崩积物时代；
2）在岩性一致的地区用不同时期的航空照片比较 沟谷中同一裂点不同时期的位置，计算裂点溯源 侵蚀速度，再量裂点到断层崖的距离，可以求出 每一裂点形成的距今时间，即可得到断层活动时 间；
因此，断陷盆地内的沉积物也就被拉开，从沉积 时间顺序看，沉积物的时代是从中心向两侧变老， 并呈对称排列。
第三节 断层崖
断层活动形成的陡崖，叫断层崖。 它的高度取决于断层的规模，最高的可达
百米，低的只有数米甚至不到1m，称断层 陡坎。
一、断层崖的排列形式
断层崖有不同的排列形式：有连续线性分 布的，有间断分布的，有呈之字形的，有 呈首尾相接排列分布的。
一般来说，不同时代发育的沟谷错幅不同。 老冲沟时代长，经历断层活动次数多，错 幅大；新冲沟时间短，经历断层活动次数 少，错幅小。
在一条断裂带上，不同地段，同一时代发 育的冲沟错断幅度不等。
断层活动常在沟谷横剖面形态上有所反映。
2.河流阶地错断变形
断层错断阶地既表现为阶地的垂直位错， 也有水平位错。
此外，在活动剪切带中派生的拉张应力区 也可形成断陷盆地。剪切断裂带的两侧块 体受力偶作用，断裂带中便形成两组近于 垂直的破裂面，一组是挤压走滑的断裂， 另一组为拉张走滑断裂，后者便发育成断 陷盆地。
剪切断裂带中由于走滑断裂的走向发生拐 弯或在雁行排列断裂的首尾相接地区都可 派生局部拉张应力而陷落成盆地，这种盆 地又称拉分盆地。
如果上升盘仍出露较软岩层，剥蚀速度较快，结 果上升盘比下降盘还低，这种断层崖叫断层线崖， 又称逆向断层线崖。
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12．4 裂隙及裂隙水的研究方法
1．等效多孔介质方法 等效多孔介质方法 ––––就是用连续的多孔介质的理论来研究非连续的 裂隙介质，用虚拟的一个等效多孔介质场来近似代替复杂的裂隙介 质场。 不要求两个水动力场完全相似，只要求某些方面相近，如两个系统的泉 流量要相等，这时称这个孔隙介质为裂隙介质的等效多孔介质。 应用条件： a. 等效时，含水系统的补、径、排条件不能改变； b. 要求介质总体导水能力等效，如泉流量相等； c. 边界条件相同。
岩脉及侵入岩接触带：张开裂隙发育，常形成近乎垂直的带状裂隙含水系统。
12．2裂隙水成因类型及其中的地下水
2．风化裂隙水 风化裂隙––––暴露于地表的岩石，在温度变化和水、空气、生物等风化 营力作用下形成的裂隙。（风化作用形成的裂隙）
特点：常形成密集均匀、无明显方向性，连通良好的裂隙网络。
厚度：几米~几十米，未风化的母岩构成相对隔水底板。 故风化裂隙水 一般为潜水，被后期沉积物覆盖的古风化壳可赋存承存水。
双重介质方法仍属于连续介质范畴，它的基本原理是等效多孔介质方法， 区别仅在于对大小空隙进行分别描述。
12．4 裂隙及裂隙水的研究方法 3．非连续介质方法 对裂隙网络每条具有实际导水意义的裂隙进行精确地描述， 包括每条裂隙的张开宽度、延伸长度、产状等，要求做出 实际的裂隙网络图，然后分别建立裂隙水流方程进行研究 ––––非连续介质方法。 优点：比较精确。
缺点：对实际资料要求高，计算比较复杂。
适用于：研究区域比较小，工作程度比较高的地区（如岩体 高边坡的稳定性、地下硐室围岩的稳定性等）。
12．5 断层的水文地质意义
对于供水： （1）隔水断层：断裂带本身不含水，但上盘或下盘岩层如果裂隙发育 （脆性岩石），具有较好的汇水条件，可成为富水地段→打断层两侧的 岩层。 （2）透水断层：断裂带本身富水，若断层勾通上、下含水层，则使富 水性增强→打断层。 对于矿山排水： （1）隔水断层：若断层一侧岩层富水，则开采矿床时，不能打穿断层， 以防地下水涌入矿坑→保护断层。
② 脆性岩石：如石灰岩、岩浆岩、钙质胶结的砂岩等，其 构造裂隙一般比较疏松，但张开性好，延伸远，具有较 好的导水性。 ③ 沉积岩的裂隙发育与其胶结物成分及颗粒的粒度有一定 关系。 a. 钙质胶结 —脆性岩石； b. 泥质及硅质胶结 — 塑性 岩石； 粗颗粒的砂砾岩裂隙张开性优于细粒的粉砂岩。
12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 各类裂隙的特点： ① 纵裂隙：延伸方向往往就是岩层导水能力最大的方向；纵 裂隙延伸较远，在背斜的核部为张性；
② 横裂隙：一般是张性的，张开宽度最大，但一般延伸不远；
③ 斜裂隙：是剪应力形成的，延伸长度及张开性都相对差一 些； ④层面裂隙：构成沉积岩的主要裂隙组，裂隙的多少取决于 岩层的单层厚度：单层薄，裂隙密集而均匀；单层厚，裂 隙稀疏而不均匀。
12．3 裂隙介质及其渗流 裂隙水流的基本特征 ① 不均匀性：大的导水通道上水量大（主干裂隙），钻孔 或坑道揭露时涌水量大，并汇集小裂隙中的水；离开主 干裂隙，在小裂隙上，水量很小； ② 在整个岩体中，裂隙通道所占空间比例很小，一般为： 几% ~ 十几%； ③ 水流只存在于裂隙通道内，通道之外没有水流，其渗流 场是不连续的；(图12-8) ④水的流向：局部流向与整体流向往往不一致，有时甚至 与整体流向相反。
（2）透水断层：为防止地下水涌入矿坑→留设防水矿柱。如开采C–P 系煤层时，C系薄层灰岩水量并不大，若开采时打穿了透水断层，而断 层又和O系灰岩导通，则可造成突水淹井事故，华北地区的大多数突水 事故均属于此种类型。
12．5 断层的水文地质意义
断层两盘的岩性及断层的力学性质，控制着断层的导水—贮水特征。 1．张性断层 ① 脆性岩层中的张性断裂→常具有良好的导水能力； ② 含泥质较多的塑性岩层中的张性断裂→往往导水不良，甚至隔水。 2．压性断层 ① 塑性岩中→通常是隔水的； ② 脆性岩中→断层两侧多发育张开性较好的扭张裂隙，为导水带。 3．扭性断裂的导水性介于张性断裂与压性断裂之间 4．同一条断层，其导水性能可能发生变化 5．导水断层可以起到贮水空间、集水廊道与导水通道的作用
12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 3．构造裂隙水 构造裂隙––––是在地壳运动过程中，岩石在构造应力作用下 产生。（构造作用形成的裂隙） 裂隙几何参数：产状、张开宽度、延伸长度、密度等。
从水文地质上看：构造裂隙是所有成因类型裂隙中最常见、 分布范围最广，与各种水文地质、工程地质问题关系最密切 的一类裂隙，是裂隙水研究的主要对象。
12．1 概 述 12．2 裂隙水成因类型及其中的地下水
12．3 裂隙介质及其渗流
12．4 裂隙及裂隙水的研究方法 12．5 断层的水文地质意义
12．1 概 述
贮存运移于裂隙基岩中的水––––裂隙水。 1．特点：不均匀性和各向异性 ① 同一岩层中，相距很近的两口井，水量相差悬殊，甚至一孔有水， 一孔无水； ② 相距很近的两孔，地下水位相差很大，水质、动态也有明显的不同； ③ 采矿中整体涌水量不大，但在局部涌水量很大；
抽水时，某一方向上的观测孔，水位下降快（甚至较远的孔），而另一 方向上甚至很近的观测孔，水位却无变化。
12．1 概 述
2．孔隙水与裂隙水的比较： （1）孔隙水：
孔隙分布连续均匀，构成具有统一水力联系、水量分布均匀的层状含水系统。
（2）裂隙水： ① 裂隙率比孔隙率低1 ~ 2数量级；
② 裂隙分布很不均匀（不连续、不均匀）；
12．4 裂隙及裂隙水的研究方法
2．双重介质方法 裂隙介质存在两种导水性能相差悬殊的空隙空间，其中大的裂隙导水能 力比较强，小的裂隙，导水能力弱，但为数众多，贮水能力不可忽略。
对介质中大、小两种裂隙分别用两种等效的多孔介质去近似代替大小两 种空隙，称为––––双重介质方法。
在双重介质方法中，大小两种空隙空间分别刻画，有各自的参数（如K， n，μ等），但两种空隙存在水力联系，可以进行水量交换。
12．5 断层的水文地质意义
③ 其空间展布具有方向性； ④ 一般并不形成具有统一水力联系、水量分布均匀的含水层，而是形成若干 带状或脉状裂隙含水系统； ⑤ 系统与系统之间没有或仅有微弱的水力联系，各有自己的补给范围、排泄 点及动态特征，其水量大小取决于自身规模的大小。 带状或脉状裂隙含水系统，一般是由一条或几条大的导水通道（如断层、大 裂隙、侵入岩与围岩接触带等）为干流，汇同周围裂隙而形成的。
12．5 断层的水文地质意义 断裂带的其它功能： (1)发育于透水围岩中的导水断层，不仅是贮水空间，还兼 具集水廊道的功能。 (2)导水断层沟通若干个含水层或地表水体时，断层兼具贮 水、集水廊道与导水通道的功能。钻孔或坑道揭露可获得 稳定水源。 (3)如有厚层隔水层且断层断距较大的，可被切割成相对独 立的块段。与外界水力联系变弱；正是由于这种阴隔作用， 大的断层往往构成地下含水系统的边界。
通常我们说裂隙水区别于孔隙水，具有强烈的非均匀性、各 向异性等特点，主要是针对构造裂隙水而言的。
12．2裂隙水成因类型及其中的地下水 （1）岩性不同，构造裂隙的水文地质意义也不同： ① 塑性岩石：如页岩、泥岩、凝灰岩、千枚岩等常形成闭 合及至隐蔽的裂隙，这些岩石的构造裂隙往往密度很大， 但张开性差，延伸不远，缺少对地下水贮存特别是传导 有意义的“有效裂隙”，多构成相对隔水层。
12．2裂隙水成因类型及其中的地下水
哪种裂隙最常见、分布最广、 与工程关系最密切？
1．成岩裂隙水
成岩裂隙––––是岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原生裂隙。（岩 石形成过程中产生的裂隙）
含水意义大的有： 玄武岩：垂直节理比较发育，裂隙张开性好，且密集均匀，连通良好，常构 成贮水丰富、导水通畅的层状裂隙含水系统。 举例：美国夏威夷群岛：玄武岩裂隙十分丰富，檀香山城即以此为供水水源， 总涌水量7.5m3/s。