水文地质学基础
水文地质学基础知识
水文地质学基础知识水文地质学是研究地下水活动及其与地质形态结构、岩石、土壤和水文过程之间的相互关系的学科。
它的研究对象主要是地下水的成因、分布、流动、质量及地下水与地表水之间的关系。
水文地质学对于水资源的合理利用和保护具有重要意义。
本文将介绍水文地质学的基础知识，包括地下水的形成、分布、流动及调查方法。
地下水形成的过程主要有两种，一种是通过大气降水渗入土壤和岩石中，并逐渐下渗形成地下水；另一种是通过地表水与地下水之间的相互渗透转化而来。
降水经过土壤和岩石的渗透作用，一部分被植物吸收，一部分在地表径流或蒸发散失，剩余的部分则渗透到地下形成地下水。
地下水一般分布在岩石孔隙、裂隙和含水层中，形成了地下水系统。
地下水的分布主要受岩石性质、地形和降水条件等因素的影响。
岩石的孔隙度和渗透性是影响地下水分布的重要因素。
一般来说，孔隙度越大、渗透性越好的岩石，地下水分布越广泛。
地形也对地下水分布起着重要作用，一般来说，山地地下水资源丰富，而平原地区地下水资源较为匮乏。
地下水的流动是指地下水在地层中的运动。
地下水的流动速度受渗透性、渗透压、水头差和岩石压力等多种因素的综合影响。
一般来说，渗透性高的岩石地下水流动速度较快，而渗透性差的岩石地下水流动速度较慢。
渗透压是指地下水渗透的驱动力，它主要取决于水文梯度和水的分子运动能力。
地下水的流动方向一般是由高处向低处流动。
水文地质学对地下水资源的调查至关重要。
地下水调查包括地下水位、含水层厚度、地下水化学性质等指标的测定。
地下水位是指地下水面距离地表的高度，它反映了地下水的丰度。
含水层厚度是指地下水层的厚度，它是地下水资源的重要指标。
地下水化学性质是指地下水中溶解固体和溶解气体的性质，它对地下水的使用和利用具有重要影响。
地下水的有效开采和持续利用对于水资源的可持续发展具有重要意义。
为了合理利用地下水资源，需要进行有效的管理和保护。
合理的管理包括建立地下水观测网络，及时监测地下水资源的动态变化；制定科学合理的地下水开采方案，保证地下水资源的持续利用；加强地下水资源保护，防止地下水污染和过度开采等问题。
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--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
地大水文地质学基础-课件
本专业的相关期刊
中文期刊 – 、水文地质工程地质 – 、工程勘察 – 、水利学报
外文期刊 –《Water Resources Research》 – 《Ground Water》
– 《Journal of Hydrology》
第2章 地球中水的分布与循环
1.1 水文地质学的研究对象（The scope of hydrogeology）
1. 水文地质学：是研究地下水及其流经岩石地层的科学。
hydrogeology
groundwater
2. 水文地质学的研究内容：它研究地下水与周围环境及人类活动的 相互作用下，其水质、水量的时空变化规律；并研究如何运用这些 规律兴利除害，造福于人类。
网； -30年代，马斯卡特(M.Muskat)等根据水流与电流的相似性，提出用电流模拟连续
介质中； –1912年，德国人凯尔哈克(K.Keilhnck)进行了地下水和泉的分类； – 二十世纪20年代至30年代，美国人迈因策尔(O.E.Meinzer)对美国地下水作了总
结性描述； 大致在二十世纪中叶，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
1.4 当代水文地质学的特点(The features of modern hydrogeology)
水文地质学——水资源的核心课程 1）核心课题转移 2）研究视野扩展 3）研究目标改变 4）研究内容扩展 5）研究思路的改变 6）多学科交叉渗透成为主流 7）多技术手段的应用 8）学科性质的转变
1.5 本课程的主要内容
地球是个天然热库──可以供热，供取暖等用处
《水文地质学基础》课件
研究地下水的输送量 和水量平衡。
3 地下水流动模型
探讨地下水的数学模 型及其在水资源管理 中的应用。
《水文地质学基础》PPT 课件
欢迎来到《水文地质学基础》PPT课件！本课程将深入探讨水文地质学的各个 方面，帮助您全面了解这一重要领域的基础知识。
什么是水文地质学
水文地质学是研究地下水的形成、分布、运动及与地下环境的相互作用关系的学科。它涵盖了地 质学和水文学的知识，对于水资源管理和工程建设具有重要意义。
3
湖泊与地下水
探讨湖泊水体与地下水的相互影响 与水环境保护。
地下水的运动规律
地下水的运动受多种因素影响，包括渗透性、孔隙度、水位差、水力梯度等。 本节将深入研究地下水的流动规律，为水资源管理和水工程建设提供基础理 论支持。
地下水的流在地下层 中的流动速度和流向。
3
地下水的运动规律
探索地下水在地下层中的流动方式 与规律。
岩石和土壤的水力性质
1 渗透性与孔隙度
研究岩石和土壤的孔隙结构及水分运移特性。
2 导水性与密实性
分析岩石和土壤的水流速度、水分保持能力等性质。
3 水分特性曲线
探讨岩石和土壤中水分含量与毛细力之间的关系。
地下水赋存状态与地下水水文循环
地下水赋存状态
了解地下水在含水层中的存 储与赋存形式。
地下水水文循环
分析地下水与水循环的关系 及在全球水循环中的作用。
地下水的补给与排泄
探讨地下水的补给来源和表 层水与地下水的交换。
地面水与地下水水文联系
1
地面水与地下水关系
研究地表水与地下水的相互作用与
河流与地下水
2
影响。
分析河流水与地下水之间的相互关
《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。
(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 —。
8.水文地质学基础-地下水流系统解析
局部水流系统—5个；中间水流系统—1个；区域水流系统—1 个
稳定二维流模拟——稳定降水，3个定高程的汇(排泄)，多级水流系统
8.5地下水含水系统与地下水流动系统的比较
（1）整体性（系统性）：二者都属于地下水系统。 含水系统的整体性体现于它具有统一的水力联系，存在于同一
含水系统中的水是个统一的整体，在含水系统中的任何一部分 加入（补给）或排出（排泄）水量，其影响均将波及整个含水 层系统。含水系统是一个独立而统一的水均衡单元，是一个三 维系统；可用于研究水量乃至盐量和热量的均衡，边界属于地 质零通量边界，为隔水边界，是不变的。
国内使用“地下水系统”术语相当普遍。但是不同使用者赋予的 内涵不尽相同。因此，比较合适的做法是，尽可能采用定义明确的 “地下水含水系统”及“地下水流系统”这两个术语。
8.2地下水系统的概念
地下水系统是地下水含水系统和地下水流动系统的统一。 地下水含水系统是指由隔水或相对隔水边界圈闭的、由含水层和 相对隔水层组合而成的、内部具有统一水力联系的赋存地下水的 岩系。 地下水流动系统是指由源到汇的流面群构成的、具有统一时空演 变过程的地下水体。
8.4地下水流动系统
介质场中地下水流动系统发育规 律：两种或更多个的地下水流动系 统时，它们所占据的空间大小取决 于两个因素： ① 势能梯度（I），等于源汇的势 差除以源汇的水平距离，I越大，其 地下水所占据的空间亦大； ② 介质渗透系数(K)，渗透性好， 发育于其中的流动系统所占据的空 间就大。
8.4地下水流动系统
8.4地下水流动系统
（2）水化学特征：在地下水流动系统中任意一点的水质取决于： ①输入水质； ②流程； ③流速； ④流程上遇到的物质及其可迁移性； ⑤流程上经受的各种水化学作用。
《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。
《水文地质学基础》教学大纲
《水文地质学基础》教学大纲课程编号：05004-5 学时：50 学分：2.5一、课程性质和目的本课程是水文学及水资源工程专业的专业基础课，主要阐述地下水形成、赋存和运动的一般规律，目的是建立起水文地质学的一些基本概念、原理和基本方法，为后续的专业课奠定基础。
二、课程的基本内容《水文地质学基础》课程主要讲授地下水科学的基本概念、基本原理和基本方法，课程内容是构建学生专业知识体系的基础框架。
通过《水文地质学基础》的学习，学生能深入理解地下水赋存空间的特征，地下水的形成与分布，地下水的埋藏条件，运动机制与规律，地下水物理化学成分的基础理论，地下水系统的基本概念，地下水补给径流与排泄，地下水的动态与均衡，以及地下水资源与环境等基本概念与基本原理，在此基础上初步掌握分析与解决水文地质问题的方法与思路，并为后续的专业课奠定基础。
基本内容1. 序言：了解课程研究内容和学科发展历史和趋势；掌握地下水功能。
2. 自然界的水循环：了解地球上的水与量的分布，简介我国的水循环状况与水量分布特征；掌握水文循环与地质循环的概念。
3. 岩石中的空隙：掌握岩土中空隙的三种类型孔隙、裂隙和溶穴；重点掌握孔隙的大小、多少（空隙率）的表征及其影响因素；了解不同空隙的特征与他们之间的差异。
4. 空隙中的水与水理性质：掌握空隙中水的存在形式，了解结合水、重力水、毛细水的特点；重点掌握岩土孔隙度、给水度、持水度的概念和他们的关系，以及影响因素；了解容水度、含水量、透水性的概念。
5. 地下水的赋存与分类：掌握包气带与饱水带，含水层、隔水层与（弱）透水层的定义，地下含水系统的概念；了解地下水划分依据与划分类型；掌握潜水、承压水与上层滞水的概念、划分与表示方法，以及其相互转化条件。
6. 地下水运动基本规律：重点掌握达西定律及其表示方法，并理解渗透流速、过水断面、水力梯度、渗透系数的概念和物理含义；掌握均质各向同性介质中定性流网的绘制方法，学习流网在水文地质问题分析中的应用。
水文地质学基础第2章地球中水的分布与循环
第2章地球中水的分布与循环本章学习内容：1.了解地球上的水与量的分布；2.从自然界的水循环特征，掌握水文循环与地质循环的概念；3.理解与水文循环有关的气象、水文因素；4.简介我国的水资源、地下水概况及中国地下水分区及煤矿水害分区。
本章重难点：水文循环与地质循环的区别与意义；水文循环的内外因条件2.1 地球中水的分布水的来源？星外说（太空）、星内说（空气密度增大：气态水-液体水）地球是一个富水的行星。
水是一种具有超乎寻常特征的分子（地球演化积极因子），可以在冰、液体、蒸汽和超临界流体之间变化，使之在各种地质作用中扮演十分重要的角色。
地球上的水从大气到地球表面至地核各个层圈都赋存有水。
即：浅部层圈水，如大气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中；深部层圈水，如地幔的水和地核水。
1）浅部层圈水分布有大气水、地表水、地下水、生物体中的水矿物中的水，这些水均以自由态H2O分子或结合水（石膏）形式存在，以液态为主，也呈气态与固态存在。
我们从表1-1中，可以建立地球浅部层圈水的分布状况与数量概念。
表1-1 地球浅部层圈水的分布据联合国教科文组织资料，转引自中国大百科全书《大气科学·海洋科学·水文科学》卷。
未包括生物圈及岩石圈矿物结合水。
浅部层圈中水的总体积约为13.86×108（约14亿Km3）。
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2.53％。
2）浅部层圈水的淡水淡水Exp：含盐量小于0.5g/L的水。
浅部层圈中水的总体积约为13.86×108。
其中海水等咸水约占97.47%，淡水只占2.53%。
各淡水体的比例：约68.8%为冰川与积雪（分布在难以利用的高山和南、北极地区），0.3%为河湖，30%为地下水，其他淡水占0.9%。
淡水资源分布极不均衡，现状：人少水多、人多水少。
3）深部层圈水（了解）地球深层圈水分布于岩石圈以下直到下地幔这一范围内。
水文地质学基础_1第七讲2004
量；单位：g/L。
求算方法：（1）实验：105-1100C下烘干后残余物总量
（2）计算：阴阳离子重量之和。HCO3-含量只能 计入一半，因为2HCO3-只生成1份CaCO3，另一半形成CO2逸出。 按矿化度地下水可分为以下类型：
<3g/L
淡水； 1-3g/L 微咸水； 3-10g/L 咸水
10-50g/L 盐水； >50g/L 卤水
二、浓缩作用
定义：地下水在蒸发作用下，水分不断失去，盐分相对浓集，
而引起的一系列地下水化学成分的变化过程。
条件：气候——干旱半干旱；地下水埋深——浅；岩土——颗 粒细小，毛细作用大；地下水系统的势汇——排泄区。 结果：高TDS，易溶离子为主的地下水（Cl- 、Na+为主）
地下水由于所处地质条件不同，水化学成分呈分带性 三、脱碳酸作用 定义：温度升高或压力降低时CO2溶解度降低，游离CO2从水中 逸出。如深部地下水上升成泉，泉口形成钙华。 Ca2+( Mg2+)+2HCO3-—> CO2+H2O+CaCO3 结果：Ca2+ 、Mg2+ 、HCO3-降低，TDS降低。
（2）水
水溶解能力 水中已溶组分的多少——随着盐分在水中的含量2增加硫化物的氧化；CO2增加碳酸盐 和硅酸盐类的溶解度
水的流动状况
通常刚渗入到地下的水TDS低，随着水在含水岩层的运移不断有 新的盐分溶解到水中，水中TDS升高，水溶解能力降低，最终水 的溶解能力降为0，溶滤作用是否停止？
化学成分表示式——库尔洛夫式
H 2SiO03.07 H 2S0.021CO02.031M3.2
Cl84.8SO144.3 Na71.6Ca27.8
水文地质学基础ppt课件
02
岩石中水存在形式与性质
岩石中水存在形式
吸附水
附着在岩石颗粒表面或矿物晶体内部的水 分子，受固体表面吸附力作用。
毛细水
存在于岩石毛细孔隙中的地下水，受毛细 力作用上升。
重力水
在岩石大孔隙或裂隙中，受重力作用自由 运动的水。
岩石中水物理化学性质
溶解性
水能溶解多种物质，形成水溶液，改变水 的化学性质。
01
可溶岩类含水层主要分布在石灰 岩、白云岩等可溶岩地区。
02
这类含水层的富水性受岩溶发育 程度、溶洞规模、地下暗河等因 素绘、地球物理勘探、钻孔揭露、 示踪试验等。
04
注意：以上内容仅为示例，实际 课件内容应根据具体需求和教学 目标进行设计和编写。
06
水文地球化学基础知识
对流、扩散、弥散等作用。
地下水化学成分转化
氧化还原、酸碱中和、络合等反应。
地下水化学类型划分和命名方法
地下水化学类型划分
01
根据地下水中主要离子成分进行划分，如Ca-HCO3型、Na-Cl
型等。
地下水化学类型命名方法
02
采用舒卡列夫分类法，根据地下水中6种主要离子成分进行命名。
地下水化学类型与水文地质条件关系
类型划分
根据地下水的赋存条件、运动特征等因素，可将地下水流动系统划分为孔隙水 流动系统、裂隙水流动系统和岩溶水流动系统等类型。
补给排泄条件分析
补给条件
指地下水获得补给的来源和方式，包括大气降水、地表水、其 他含水层等。补给条件的好坏直接影响地下水的数量和质量。
排泄条件
指地下水向外界排泄的途径和方式，包括泉、人工开采、蒸发 等。排泄条件的差异会导致地下水位、水质等发生变化。
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1.自然界的水循环分为水文循环与地质循环。
2.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。
3.地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
4.海洋与大陆之间的水分交换为大循环。
海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。
5.表征大气状态的物理量和物理现象，统称气象要素，包括：气温、气压、空气湿度、降水、蒸发、风等6.简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。
由海洋和陆地表面的水蒸发成为水汽进入大气圈，水汽随气流飘移。
在适宜的条件下，重新凝结成液态或固态降落，降落的水分，一部分汇集江河湖泊形成地表水，另一部分渗入土壤岩石，成为地下水。
地表水蒸发为水汽，返回大气圈；有的渗入地下，成为地下水；其余部分流入海洋。
地下水直接蒸发或通过植物间接返回大气圈，部分形成地下径流。
地下径流或直接流入海洋，或在转化为地表水，然后再返回海洋。
7.影响水面蒸发的因素有哪些? 如何影响？影响因素有：气温、气压、湿度和风速。
主要取决于气温和绝对湿度。
温愈高，绝对湿度愈低，蒸发愈强烈，反之，蒸发愈弱。
气压是通过气压差的大小影响空气对流而影响蒸发的，气压差和风速愈大，蒸发就强烈，反之，蒸发愈弱8.自然界水循环的意义？水通过不断循环转化使水质得以净化；水通过不断循环水量得以更新再生；维持生命繁衍与人类社会发展；维持生态平衡。
9. 孔隙度是指某一体积岩石中孔隙体积所占的比例孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。
对于粘性土，结构及次生孔隙常是影响孔隙度的重要因素。
10. 裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值11. 岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。
12. 岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。
空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分步和运动具有重要影响。
13. 毛细现象是发生在固、液、气三相界面上的14. 简述影响孔隙大小的因素，并说明如何影响？影响孔隙大小的因素有:颗粒大小、分选程度、和颗粒排列方式、颗粒形状和颗粒被胶结状况当分选性较好时，颗粒愈大、孔隙也愈大。
当分选性较差时，由于粗大颗粒形成的孔隙被小颗粒所充填，孔隙大小取决于实际构成孔隙的细小颗粒的直经。
排列方式的影响：立方体排列比四面体排列孔隙大。
颗粒形状不规则，彼此接触时，颗粒常被架空，有时可具有较大孔隙。
15.简述影响孔隙度大小的主要因素，并说明如何影响？影响孔隙度大小的因素有：颗粒排列情况、分选程度、颗粒形状、结构、构造和胶结情况排列方式愈规则、分选性愈好、颗粒形状愈不规则、胶结充填愈差时，孔隙度愈大；反之，排列方式愈不规则、分选性愈差、颗粒形状愈规则、胶结充填愈好时，孔隙度愈小。
16. 岩石空隙分为哪几类，各有什么特点？岩石空隙分为：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴孔隙分布于颗粒之间，大多呈小孔状，彼此相互连通。
裂隙具有一定的方向性，大小悬殊，分布不均匀连通性很差。
溶穴形态大小变化很大，分布极不均匀。
有效孔隙度与孔隙度、给水度有何关系？(1) 有效孔隙度小于孔隙度。
(2) 由于重力释水时孔隙中还保持结合水和孔角毛细水乃至悬挂毛细水，所以有效孔隙度大于给水度。
(3) 对于孔隙大的岩石三者近似相等。
17.岩石的水理性质：容水性、持水性、给水性、透水性18. 包气带：地表以下一定深度的地下水面以上的部分19.饱水带：地表以下一定深度的地下水面以下的部分20.含水层：能够透过并给出相当数量水的岩层。
21.隔水层：不能透过并给出水或者只能透过与给出极少量水的岩层22.潜水：埋藏于地表以下、第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重力水23.承压水：埋藏并充满隔水层之间的含水层中的重力水24. 上层滞水：埋藏在离地表不深、包气带中局部隔水层之上的重力水25. 包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带。
26. 按含水介质（空隙）类型，可将地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水27. 潜水的排泄除了流入其它含水层以外，泄入大气圈与地表水圈的方式有两类，即：径流排泄和蒸发排泄。
28. 承压含水层获得补给时，增加的水量通过水的密度加大及含水介质空隙的增大容纳。
承压含水层排泄时，减少的水量表现为含水层中水的密度变小及含水介质空隙缩减。
29.毛细水按其形成特点，可以分为以下三种类型：支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水30. 简述包气带特征？(1)包气带一般含有结合水、毛细水、气态水、重力水；(2)包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带；(3)包气带水来源于大气降水的入渗、地面水渗漏和地下水通过毛细上升输入的水分，以及地下水蒸发形成的气态水。
(4)包气带水的运移受毛细力和重力的共同影响。
31．简述饱水带特征？(1) 饱水带一般含有重力水和结合水。
(2) 饱水带的水体是连续分布的，能传递静水压力。
(3) 饱水带水在水头差的作用下可以发生连续运动。
32. 上层滞水的特点？(1) 分布近地表。
(2) 接受大气降水补给，排泄为蒸发和向隔水底板边缘下渗。
(3) 动态变化显著。
(4) 极易受污染。
33. 潜水有哪些特征？（1）具有自由水面，潜水面上任意一点均受大气压力作用，不承受静水压力，因此是无压水。
（2）含水层上面不存在完整的隔水（弱透水）顶板，可以通过包气带直接接受大气降水和地表水的补给，而且分布区与补给区一致。
（3）在重力作用下，由高水位向低水位运动。
（4）潜水动态变化有明显的季节性34. 承压水有哪些特征？1）含水层中的水承受静水压力。
2）主要通过大气降水和地表水补给，分布区与补给区不一致3）动态变化不显著4）交替循环过程比潜水迟35. 据地下水流动状态，地下水运动分为层流和紊流。
36．据地下水运动要素与时间的关系，地下水运动分为稳定流和非稳定流。
37. 在均质各向同性介质中，地下水必定沿着水头变化最大的方向，即垂直于等水头线的方向运动。
因此，流线与等水头线构成正交网格38. 如果规定相邻两条流线之间通过的流量相等，则流线的疏密可以反映径流强度，等水头线的疏密则说明水力梯度的大小。
39. 层流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作有秩序的、互不混杂的流动。
40. 紊流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作无秩序地、互相混杂的流动。
41. 稳定流：水在渗流场内运动，各个运动要素（水位、流速、流向）不随时间改变。
42. 非稳定流：水在渗流场中运动，各个运动要素随时间变化的水流运动。
43. 有效空隙度：重力水流动的孔隙体积与岩石体积之比。
44. 水力梯度：沿渗透途径水头损失与相应渗透途径之比。
45. 流网：在渗流场的某一典型剖面或切面上由一系列流线和等水头线组成的网。
46. 影响渗透系数大小的因素有哪些？如何影响？影响渗透系数的因素：岩石的空隙性质和渗透液体的物理性质岩石孔隙越大、连通性越好、孔隙度越高渗透系数越大；液体的粘滞性小，透系数越大。
47. 渗透系数可以定量说明岩石的渗透性能。
渗透系数愈大，岩石的透水能力愈强48. 地下水中含有各种气体、离子、胶体物质、有机质以及微生物等。
49.地下水中常见的气体成分有氧气、氮气、二氧化碳及硫化氢等。
50.地下水中分布最广、含量较高的阴离子有氯离子、硫酸根离子及碳酸氢离子等。
51.地下水中分布最广、含量较高的阳离子有钠离子、钾离子、钙离子及镁离子等。
52.一般情况下，低矿化水中常以碳酸氢离子、钙离子及镁离子为主；高矿化水则以氯离子及钠离子为主。
53.一般情况下，中等矿化的地下水中，阴离子常以硫酸根离子为主，主要阳离子则可以是钠离子，也可以是钙离子。
54.地下水化学成分的形成作用有溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用和混合作用、人类在地下水化学成分形成中的作用55.地下水的主要化学性质包括：地下水的酸碱性、氧化还原电位、总矿化度、地下水的硬度、地下水的侵蚀性56.简述发生浓缩作用应具备的条件。
（1）干旱或半干旱的气候；（2）低平地势控制下较浅的地下水位埋深；（3）有利于毛细作用的细小的松散岩土；57. 地下水的物理性质主要包括：水温、颜色、透明度、气味、味道、比重、导电性、放射性。
58. 地壳表层有两个主要热能来源：一个是太阳的辐射，另一个是来自地热。
59．根据受热源影响的情况，地壳表层可分为变温带、常温带、和增温带三个带。
60.地下水中二氧化碳气体来源于哪儿？(1) 来源于土壤；(2) 来源于大气；(3) 碳酸盐类岩石在高温下分解。
61．地下水中氯离子的主要来源有哪些？①岩盐或其他含氯沉积岩溶解；②岩浆岩中含氯矿物，如氯磷灰石和方钠石的风化溶解；③海水入渗或风将海水细沫带到陆地后溶解；④直接来自深部热水或火山喷发物。
⑤人为污染。
62．地下水中硫酸根离子的来源有哪些？①含石膏或其他硫酸盐岩石的溶解；②含硫矿物的氧化，煤系地层和金属硫化物矿床中黄铁矿等硫化矿物的水解；③城市附近大量燃烧煤炭使大气中聚集大量SO2形成酸雨渗入地下。
63.地下水中碳酸氢根离子的来源？（1）水对碳酸盐岩的溶解（2）长石类铝硅酸盐矿物的风化水解64．地下水中钠离子的来源有哪些？(1) 沉积岩中岩盐及其它钠钾盐的溶解；(2) 岩浆岩和变质岩含钠钾矿物的风化溶解。
65.地下水中钾离子的来源有哪些？1）含钾盐类沉积岩的溶解2）花岗岩中正长石等含钾矿物的风化水解66．地下水中钙离子的来源有哪些？①碳酸盐类岩石溶解；②含石膏等沉积岩的溶解；③岩浆岩变质岩中钙长石等含钙矿物的风化水解；④土壤吸附及生物残骸的分解67.地下水中镁离子的来源有哪些？（1）白云岩、泥灰岩等碳酸盐岩的溶解（2）基性、超基性岩浆岩中橄榄石、辉石等含镁矿物的风化溶滤68. 地下水补给：含水层从外界获得水量的过程。
69. 地下水排泄：含水层失去水量的过程。
70. 地下水补给的研究包括补给来源、影响补给的因数、补给量71．地下水的天然补给来源有大气降水、地表水、凝结水、其它含水层或含水系统的水。
包气带主要通过岩性和厚度影响大气降水补给地下水。
（补给来源：大气降水、地表水、凝结水、其它含水层或含水系统的水、人工补给水源）72．下水径流的方向总的趋势是由补给区向排泄区运动，具体的说是从水位高处向水位低处流动；73.落到地面的降水，归根结底的三个去向是转化为地表径流、蒸发返回大气圈和下渗补给含水层74.地表水补给地下水的必要条件包含两个方面：两者之间必须具有水力联系、地表水位必须高于地下水位。
75. 地下水的天然排泄方式有泉、泄流、蒸发、含水层之间的排泄。
76．根据补给泉的含水层性质，可将泉分为上升泉及下降泉两大类。
77．根据泉的成因，下降泉可分为侵蚀泉、接触泉与溢流泉。