水文地质学
普通水文地质学
水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。
它研究地下水与岩石圈、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在时空上的变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利避害，为人类服务。
地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
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。
水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。
地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
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。
孔隙度：松散岩土中，某一体积岩土中孔隙体积所占的比例。
.孔隙：松散岩石中大小不等的颗粒或颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。
裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。
溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。
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。
重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。
毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。
容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。
给水度：地下水位下降单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，重力作用下释出的水的体积。
持水度：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量。
包气带：地表以下一定深度的地下水面以上的部分称为包气带，其中存在气态水、结合水和毛细水。
饱水带：地表以下一定深度的地下水面以下的部分称为饱水带，其中的岩石空隙中充满了重力水。
含水层：能够透过并给出相当数量水的岩层。
隔水层：不能透过与给出水，或者透过与给出的水量微不足道的岩层。
潜水：埋藏于饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。
承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水。
承压高度：揭穿隔水顶板的钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离。
测压水位：揭穿隔水顶板的井中静止水位的高程。
贮水系数：测压水位下降（或上升）一个单位深度，单位水平面积含水层释出（或储存）的水体积。
水文地质学第一章-1
CH2-9
1.3 含水层的形态及其分类
二、含水层分类
3．根据渗透性的空间变化划分
均质含水层：含水层中各部分的渗透性与空间坐标无关， 是一个常量。 可以进一步划分为：各向同性均质、各向异性均质 均质含水层：
CH2-10
1.4 构成含水岩组的条件
一、含水岩组的定义
含水岩组：就是指具有统一的水力联系和一定的水化学特 征的多层含水层的空间组合。
含水介质的水理性质：
岩石与水接触后有关的性质即与水分贮容和运移有关的岩 石性质。 包括容水性、持水性和给水性，贮水性和释水性，透水性 以及毛细性等。
CH2-3
第一节 含水层及含水岩组
1.1 含水介质的水理性质
一、容水性、持水性和给水性
二、贮水性或释水性 三、渗透性或透水性 四、毛细性
CH2-4
第一节 含水层及含水岩组
2.2 水平岩层蓄水构造
一、水平岩层蓄水构造示意图
CH2-20
2.2 水平岩层蓄水构造
二、承托蓄水构造的富水性主要取决于以下几个因素。
(1)隔水层的分布面积：面积越大，地下水就越丰富；面积 太小，只能形成季节性地下水． (2)隔水层的倾斜程度：水平隔水层最有利于承托地下水； 隔水层越是倾斜，地下水就越不易保持。 (3)隔水层和含水层的透水性： 隔水层透水性越小及它与 含水层透水性相差越大时，越有利于保持地下水． (4)地下水补给条件：气候、地形等条件对补给有利，补给 充分时，地下水丰富；补给不连续、不充分时，地下水也 不丰富，甚至只形成季节性地下水。
CH2-26
附件一、 洪积扇中的地下水
2、根据地下水埋深、径流条件及水化学特征，可将洪积扇 中地下水划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水文地质带CH2-27源自附件一、 洪积扇中的地下水
《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
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。
水文地质学名词解释
水文地质学名词解释
嘿，咱来说说水文地质学是啥玩意儿哈。
我记得有一次我去乡下玩，看到一口老井。
那井里的水可清了，看着就觉得凉快。
我就好奇啊，这水是从哪儿来的呢？后来听村里的老人说，这水是从地底下冒出来的，这就跟水文地质学有点关系啦。
水文地质学呢，简单来说就是研究地下水的学问。
比如说地下水是怎么形成的呀，怎么流动的呀，还有哪些地方有地下水啥的。
就拿那口老井来说吧，地下水就像是一个神秘的地下世界。
这些水可能是从很远的地方流过来的，经过了各种岩石和土壤的过滤，变得很干净。
而且地下水还会受到天气啊、地形啊这些因素的影响。
如果下了一场大雨，地下水位可能就会上升。
如果是在山上，地下水可能就会顺着山坡流下来。
还有啊，水文地质学也关系到我们的生活呢。
比如说我们喝的水很多都是来自地下水。
要是不了解地下水的情况，万一地下水被污染了，那可就麻烦了。
所以啊，水文地质学就是研究这些跟地下水有关的事儿，让我们更好地了解这个神秘的地下世界，也能更好地保护我们的水资源。
嘿
嘿。
水文地质学
2018/12/20
17
裂隙介质的研究方法
• 双层介质法
– 由于裂隙介质存在级次性，大裂隙导水能力强，小裂隙导水能力 弱，但数量众多，储水能力不可忽略。
– 分别用两种不同的等效多孔介质来描述这两类裂隙介质，故称为 双重介质法。 – 在双重介质法中，大小裂隙分别刻画，各自具有自己的独立的参 数，但两种裂隙存在水力联系，可以进行水量交换。 – 双重介质法仍属于连续介质的范畴，本质上是等效多018/12/20
18
裂隙介质的研究方法
• 非连续介质法
– 这是一种真实刻画裂隙本身及裂隙网络结构的研究方法。非连续 介质法对裂隙网络中每条具有实际导水意义的裂隙进行精确描述， 包括张开程度、延伸长度、产状等，要求作出实测的裂隙网络图。
– 该法可以准确计算裂隙网络内任一点的水头、渗透流速及流量等。 是比较理想的研究方法。 – 缺点：对实际资料要求高（亦即实际可行性不高）。 – 应用：研究区域比较小，工作程度比较高的水文地质与工程地质 问题，如高边坡稳定性问题。
2018/12/20 13
裂隙水流的基本特征
2018/12/20
14
裂隙介质及其渗流
• 裂隙水流的基本特征
– 由于裂隙水只在裂隙通道内流动，裂隙通道外没有水， 裂隙水的渗流场实际上不是连续的，渗流场内的势除 了在裂隙中的若干点外都是虚拟的； – 水流被限制在裂隙网络中运动，其局部水流域整体流 向往往不一致，甚至正好相反。
2018/12/20 8
裂隙水的类型
• 构造裂隙水
– 构造裂隙的特点是具有明显而又稳定的方向性。为什么？
2018/12/20
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裂隙水的类型
• 构造裂隙
– 纵裂隙与构造线大体平行，在褶皱翼部为压剪性，在核部为张性， 在背斜核部可形成大裂隙密集带。与层面裂隙共同作用，纵裂隙延 伸方向一般就是岩层导水能力最大的方向； – 横裂隙一般为张性，张开宽度大，但延伸不远； – 斜裂隙一般为剪应力所致，张开度和延伸性都较差； 层面裂隙一般构成沉积 岩的主要裂隙组。层面 裂隙的多少取决于岩层 的单层厚度，越薄层面 裂隙越密集均匀；越厚 则裂隙稀疏而不均匀。
学科是水文地质学,也称地下水水文学。
学科是水文地质学，也称地下水水文学。
水文地质学，也称地下水水文学，是研究地下水在地球系统中的循环和分布规律以及与地下水有关的地质现象的学科。
它主要研究地下水的形成、储存、运动和补给，以及地下水与地质构造、地下水污染、地下水与地表水之间的相互作用等问题。
水文地质学的主要研究内容包括以下几个方面：
1. 地下水循环：研究地下水的形成、补给和排泄过程，以及地下水与大气、地表水和土壤水之间的相互作用关系。
2. 地下水储存：研究地下水在不透水层和含水层中的储存形式、储量和分布规律，以及地下水库的形成和演化过程。
3. 地下水运动：研究地下水的流动原理、流速和流向，以及地下水流动对地质构造和地表地貌的影响。
4. 地下水补给：研究地下水的补给源、补给途径和补给量，以及补给过程对地下水质量的影响。
5. 地下水污染：研究地下水受到污染的原因、途径和影响，以及地下水污染治理和保护的方法和技术。
水文地质学在水资源开发利用、环境保护和地质工程等方面具有重要的应用价值，对于维护地球上的水资源安全和生态环境的平衡起着重要作用。
水文地质学
◆赋存于岩石中的水有结合水、重力水、毛细水。
◆地下水按含水岩石空隙介质类型可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。
◆松散岩石的孔隙度定义为岩石中孔隙体积与包括孔隙在内岩石的体积之比。
◆含水层或含水系统从外界获得水量的过程称作补给。
◆地下水形成作用包括：溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用、混合作用、人类作用。
◆孔隙中毛细水存在形式有支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水。
◆从成因角度分析，粘性土空隙主要组成有原生孔隙、次生孔隙、次生裂隙。
◆地下水含水系统按岩石空隙特征可分为孔隙含水系统、裂隙含水系统、溶穴含水系统。
◆由地下水蒸发排泄作用，形成土壤盐碱化的条件干旱或半干旱气候、水位埋深浅、次生裂隙。
◆上层滞水是指分布在包气带中，局部隔水层之上，积聚在岩石空隙中的重力水。
◆导水断层具有独特的水文地质意义，它可以起到贮水空间、积水廊道、导水通道。
◆控制岩溶发育最活跃最关键的因素是水的流动性。
◆水文循环按循环途径可分为大循环和小循环。
◆地下水含水系统补给来源大气降水、地表水、凝结水、含水层之间补给、人工补给。
a◆岩石中的空隙是地下水的储存场所和运动通道。
◆岩石中的空隙可分为孔隙、裂隙和溶穴。
◆上升泉按其出露原因可分为侵蚀泉、断层泉、接触带泉。
◆地下水中主要阴离子有阳离子主要有◆地下水用于供水资源有以下优点：空间分布广、水质洁净、时间可挥复性。
◆岩石的水理性质包括容水度、持水度、给水度、透水度。
◆地下水动态指地下水与环境相互作用下，含水层各要素随时间变化的总量。
◆地下水流速V与实际流速U之间关系V＜U V=neU。
◆达西定律的数学表达式为：Q=Kωh/L=KωI各项代号含义Q—渗透流速ω—过水断面h--水头损失、L--渗透途径、I--水力梯度、K—渗透系数弹性给水度Me(承压含水层贮水系数)指其测压水位下降(或上升)一个单位深度,单位水面积含水层释放出(或储存)的水的体积.溶滤作用:在水与岩土相互作用下,岩土中一部分物质转入地下水中，这就是溶滤作用。
《水文地质学基础》完整版
第一章地球上得水及其循环一、名词解释：1水文地质学：水文地质学就是研究地下水得科学。
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得时空变化规律，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得水。
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得地下水。
4。
自然界得水循环：自大气圈到地幔得地球各个层圈中得水相互联系、相互转化得过程、5。
水文循环：发生于大气水、地表水与地壳岩石空隙中得地下水之间得水循环。
6、地质循环：地球浅层圈与深层圈之间水得相互转化过程。
7. 大循环：海洋与大陆之间得水分交换、8. 小循环：海洋或大陆内部得水分交换。
9. 绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽得含量。
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得气温。
13 .蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气得过程。
14。
降水：当空气中水汽含量达饱与状态时，超过饱与限度得水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面、14。
径流：降落到地表得降水在重力作用下沿地表或地下流动得水流。
1 5 .水系:汇注于某一干流得全部河流得总体构成得一个地表径流系统。
16。
水系得流域：一个水系得全部集水区域、17。
分水岭：相邻两个流域之间地形最高点得连线。
18 .流量:单位时间内通过河流某一断面得水量。
19。
径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面得水量。
20。
径流模数：单位流域面积上平均产生得流量。
2 1.径流深度：计算时段内得总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到得平均水层厚度、22 .径流系数：同一时段内流域面积上得径流深度与降水量得比值。
二、填空1.水文地质学就是研究地下水得科学。
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得时空变化规律。
《水文地质学》ppt课件(2024)
01
02
03
04
水均衡法
通过计算区域水均衡要素，评 估地下水资源量。
解析法
利用数学物理方程描述地下水 运动，通过解析解计算资源量
。
数值法
建立地下水数值模型，模拟地 下水运动过程，评估资源量。
综合法
结合多种方法，综合考虑地质 、水文、气象等因素，进行综
合评价。
2024/1/29
16
地下水资源开发利用现状及问题
定义
研究地下水的分布、形成、运动 、化学和物理性质及其与周围环 境的相互关系的科学。
特点
综合性、区域性、实践性、预测 性。
4
水文地质学研究意义
水资源评价与合理开发
为水资源评价提供科学依据，指导水资源的合 理开发和利用。
工程地质问题
研究地下水对工程建筑物的影响，预测和防治 工程地质问题。
环境地质问题
物探
2024/1/29
应用地球物理勘探方法，如电法、磁 法、重力法等，间接推断地下水的分
布和埋藏条件。
钻探
利用钻探设备向地下钻进，获取岩芯 、水样等资料，揭示地下水的赋存状 态。
化探
通过采集和分析地下水、地表水、土 壤和岩石等样品中的化学元素和化合 物，了解水文地球化学特征。
21
水文地质图编制和成果表达
2024/1/29
8
地下水循环过程
01
02
03
地下水的补给
大气降水、地表水、凝结 水等通过包气带下渗，成 为地下水的补给来源。
2024/1/29
地下水的径流
在重力作用下，地下水由 高处向低处流动，形成地 下径流。
地下水的排泄
通过泉、人工开采、蒸发 等方式排泄到地表或大气 中。
水文地质学
04
工程地质问题中水文地质作用
工程地质问题概述
1
工程地质问题是指在工程建设过程中，由于地质 条件与工程活动相互作用而产生的各种地质现象 和问题。
2
工程地质问题涉及多个领域，如岩土工程、水利 工程、交通工程等，对工程建设的安全、经济和 可持续性具有重要影响。
3
工程地质问题的表现形式多样，包括滑坡、崩塌 、泥石流、地面沉降、地震等。
06
未来发展趋势与展望
新技术新方法在水文地质领域应用前景
地球物理探测技术
利用地球物理方法对地下水资源 进行非破坏性探测，提高勘查效
率。
遥感技术
通过卫星、无人机等遥感平台获取 大范围、高分辨率的水文地质信息 。
数值模拟技术
运用计算机模拟技术，再现和预测 地下水流动、溶质运移等过程。
大数据时代下水文地质信息挖掘与利用
水文地质学
contents
目录
• 水文地质学基本概念与原理 • 地下水资源评价与开发利用 • 地下水污染与防治技术 • 工程地质问题中水文地质作用 • 区域性水文地质条件分析 • 未来发展趋势与展望
01
水文地质学基本概念与原理
水文地质学定义及研究对象
水文地质学是研究地下水的科学，主 要研究地下水在岩石圈中的分布、运 动、形成、性质以及与人类活动的关 系。
数据整合与共享
建立水文地质数据共享平台，实现多源数据的整 合与共享。
数据挖掘与分析
运用大数据技术对海量数据进行挖掘和分析，提 取有价值的信息。
决策支持
基于大数据分析，为水资源管理、环境保护等提 供决策支持。
跨学科融合推动水文地质学创新发展
水文学与地质学融合
01
专门水文地质学
专门⽔⽂地质学《专门⽔⽂地质学》⼀、名词解释1）地下⽔允许开采量：是指在技术上可能、经济上合理，并在整个开采期内出⽔量不会减少，动⽔位不超过设计要求，⽔质和⽔温在允许范围之内变化，不影响已建⽔源地正常开采，不发⽣危害性环境地质问题等前提下，单位时间内从含⽔系统或取⽔地段开采含⽔层中可以取得的⽔量，常⽤单位为3/m d 或3/m a 。
简⾔之，允许开采量就是⽤合理的取⽔⼯程，单位时间内能从含⽔系统或取⽔地段取出来，并且不发⽣⼀切不良后果的最⼤出⽔量。
2）地下⽔系统：由边界围限的、具有统⼀⽔⼒联系的含⽔地质体，是地下⽔资源评价的基本单位，包括地下⽔含⽔系统和地下⽔流动系统。
3）抽⽔试验:通过从钻孔或⽔井中抽⽔，定量评价含⽔层富⽔性，测定含⽔层⽔⽂地质参数和判断某些⽔⽂地质条件的⼀种野外试验⼯作⽅法。
4）综合⽔⽂地质图：把区域地下⽔调查⼯作中所获得的各种⽔⽂地质现象和资料，⽤各种代表符号的⽅式，反映在按⼀定⽐例尺缩⼩的图纸上所编制的⼀种具综合内容的地质⼀⽔⽂地质图件。
5）⽔动⼒弥散系数：(D)是表征地下⽔中溶质迁移的重要⽔⽂地质参数，是表征在⼀定流速下，多孔介质对某种溶解物质弥散能⼒的参数6）地下⽔资源评价：对地下⽔资源的质量、数量的时空分布特征和开发利⽤条件作出科学的、全⾯的分析和估计，称为地下⽔资源评价。
地下⽔资源评价包括⽔质评价和⽔量评价，⽔质评价是⽔量评价的前提，⽔量评价是地下⽔资源评价的核⼼。
7）矿床充⽔因素：矿体尤其是围岩中赋存有地下⽔的现象称矿床充⽔。
这些地下⽔及与之有联系的其他⽔源，在开采状态下造成矿坑的持续涌⽔。
把⽔源进⼈矿坑的途径称为充⽔通道。
⽔源与通道构成了矿床充⽔的基本条件，其他各种因素只是通过对⽔源和通道的作⽤来影响矿坑涌⽔量的⼤⼩，称为充⽔强度影响因素。
⽔源、通道、充⽔强度影响因素统称为矿床充⽔因素，它们在充⽔过程中的不同组合，形成了不同的充⽔条件。
其中，充⽔⽔源的规模、充⽔通道的导⽔性以及导致采矿后发⽣变化的采矿因素，是矿床充⽔因素分析的重点。
水文地质学课件pdf
目录
• 水文地质学基本概念与原理 • 地下水资源评价与开发利用 • 地下水污染与防治技术 • 岩溶地区水文地质特征与工程问题 • 裂隙岩体水文地质特性与工程应用 • 专门性话题讨论与前沿动态分享
01
水文地质学基本概念与原理
Chapter
水文地质学定义及研究对象
水文地质学定义
研究地下水分布、运动、形成、 变化及与周围环境相互关层、隔水层、地下水流、水质、 水温等。
地下水赋存条件与分类
赋存条件
地下水的赋存需要具备一定的地质构 造、岩性、地貌、气候等条件。
分类
根据埋藏条件可分为上层滞水、潜水 、承压水；根据含水层性质可分为孔 隙水、裂隙水、岩溶水。
06
专门性话题讨论与前沿动态分 享
Chapter
海量数据处理在水文地质领域应用前景
大数据技术在水文地质领域的应用
利用大数据技术对海量水文地质数据进行处理、分析和挖掘，揭示地下水运动规律和水资 源分布特征。
数据驱动的水文地质模型
基于海量数据，构建高精度、高分辨率的水文地质模型，为地下水资源的评价、管理和保 护提供科学依据。
岩溶地区地下水水质一般较好， 但易受污染，且污染后治理难度 较大。
工程建设中遇到的岩溶问题探讨
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地基稳定性问题
岩溶地区的溶洞、溶蚀裂 隙等导致地基承载力降低 ，易引发地基失稳问题。
渗漏问题
岩溶地区的溶蚀裂隙、管 道等构成地下水的运移通 道，易引发工程渗漏问题 。
突水突泥问题
在隧道、矿井等地下工程 中，岩溶地区的突水突泥 问题严重威胁施工安全。
地下水污染与防治技术
Chapter
地下水污染来源及途径
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地下工程渗漏水问题
地下采矿或进行各种地下工程（隧洞，地下厂房）时，地下 水的涌入常使施工困难，成本增高，甚至造成毁灭性事故。
地下工程渗漏水是严重的病害，是工程隐患， 危害极大。目前我国隧道与地下工程渗漏 较普遍，据统计约有三分之一的隧道存在 渗漏。京津沪已建成的地铁工程也存在不 同程度的渗漏。隧道与地下工程的渗漏问 题不仅影响使用，而且治理渗漏的费用也 很大。有的在建设之中就发生渗漏，造成 的后果比较严重。如建设期间的隧道突水 问题。
地裂缝
过量开采地下水使 浅层地下水位大幅 度下降后，会疏干 原有的沼泽湿地 ； 在干旱地区浅层地 下水位大幅度下降， 原有的绿洲会变成 沙漠， 还会引发地 表开裂等。
海水入侵
主要是由于大量开采 地下水以后，引起海 入回灌，造成水质损 害，减少可利用的地 下水资源。。 问题比较严重的地区 主要有辽宁的大连市、 河北的秦始岛市，山 东的青岛市、福建的 厦门市以及广西的北 海等。
MODFLOW (Modular three dimensional finite difference groundwater flow model) 是由美国地质调查局 (U. S. Geological Survey) 的McDonald和Harbaugh 于80 年代开发出来的一套专门用于孔隙介质中三维有限差分地下 水流数值模拟的软件。自从它问世以来, MODFLOW 已经在 全美甚至在全世界范围内, 在科研、生产、环境保护、城乡发 展规划、水资源利用等许多行业和部门得到了广泛的应用, 成 为最为普及的地下水运动数值模拟的计算软件。
的解析法
本世纪30年代起，提出电流模拟地下水，物理模拟；
本世纪中叶，有关地下水赋存、运动、补给、排泄、起源、 水化学以及水量评价等方面，已有了一套比较完整的理论 与研究方法，水文地质学已经确立为一门成熟的学科了
二次世界大战战后 ，世界各地都出现地下水水位深降、地下 水资源枯竭、地面沉降、海水与咸水入侵淡含水层、地下 水污染等问题 ，正确地评价、开发、管理与保护地下水 资源以及保护与地下水有关的生态环境，成为当务之急ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 离散介质电网络模拟一度成为主要的计算手段
VISUAL MODFLOW 是在MODFLOW的基础上，开发菜单界 面和可视化功能，简化建模程序，增强人机对话能力
地下水模拟系统GMS (Groundwater Modeling System)
是美国Brigham Young University的环境模型研究实验室和 美国军队排水工程试验工作站在综合MODFLOW、 FEMWATER、MT3DMS、RT3D、SEAM3D、MODPATH、 SEEP2D、NUFT、UTCHEM等已有地下水模型的基础上开发 的一个综合性的、用于地下水模拟的图形界面软件。由于 GMS软件具有良好的使用界面,强大的前处理、后处理功能及 优良的三维可视效果,目前已成为国 际上最受欢迎的地下水模拟软件。
IGW-INTERACTIVE GROUND WATER
IGW是密西根州立大学Li Shuguang教授的研究团队把有限控 制体积法运用于地下水渗流计算，开发出IGW数值模拟软件。 该软件核心程序编制良好，且具有互动、实时、可视化分析和 监测等综合功能。该模拟系统可进行各向异性介质中地下水水 流流场及非均匀流场污染物运移的模拟计算 。该软件还在不断 的完善和发展当中，其最突出的优点就是界面十分友好，人机 对话容易。该软件还把GIS数据库嵌入程序当中，可以通过调用 GIS数据直接建模。
地下工程涌（突）水
宜万铁路野三关隧道突水
滑坡
由于降雨等原 因，引起岸坡 地下水位上升， 从而导致滑坡、 水库诱发地震 等。
深基坑排水
二、水文地质学的发展
1856 达西试验—达西定律，达西定律提供了地下水定量计 算的依据，奠定了作为学科分支的水文地质学的基础；
1863 年裘布依提出地下水稳定井流公式； 1935 年美国人泰斯提出地下水非稳定井流公式； 以上时期地下水计算采用的是只能求解简单条件下地下水流
与地下水有关的地质灾害与地质环境问题 沼泽湿地 消失，绿州变沙漠 产生地面沉降 、裂缝 海水或咸水将入侵淡地下水 地下水源污染 突水等工程事故 地下水位变化破坏岩土体的力学平衡
地面塌陷主要发生在岩 溶水分布地区，特别是 城市地下水集中开采局 部地段较为多见。
地面沉降、塌陷
地面沉降是由于超量集中 开采地下水，造成地下水 水位的大幅度下降，含水 介质压密所至。
绪论
一、水文地质学的研究对象： 地下水 地下水:赋存于地面以下岩石空隙中的水
水是人们赖以生存的不可缺少的宝贵资源－工农业及生活 用水
地下水同时还是复杂的生态环境系统中的一个敏感 的子系统－沼泽湿地、地下水污染、地质灾害
地下水及其赋存介质的最新利用－地下水流动理论与油气 田的形成、井水位变动与预报地震、含水介质蓄能
MODFLOW 的一个显著特点就是它采用了模块化结构 (Modular Structure) , 包括一个主程序(Main Program ) 和 若干个相对独立的子程序包(Package)。每个子程序中有数个 模块(Modu le) , 每个模块用以完成数值模拟的一部分。例如 “河流子程序包”用来模拟河流对含水层的影响; “井流子程序 包”用来模拟抽水井和注水井对含水层的影响;用来模拟抽水引 起地面沉降的子程序包;用来模拟水平流动障碍的子程序包;溶 质运移子程序包等。用户可以根据实际工作需要选用其中某些 相关的子程序包对地下水进行数值模拟
1956年，开始将数值方法用于水文地质计算，60年代计算 机出现后，复杂条件下水文地质问题的数学求解方法大量 涌现 ，出现了大量的商业模拟软件
本世纪60 年代，同位素技术开始用于解决某些水文地质问 题。随后，数学地质方法与遥感技术也开始引入水文地质 学。近年来，能够有效处理大量空间信息的计算机软件系 统 （Geographical Information System）受到水文地 质学家的注意而开始应用