矿床水文地质学讲义PPT课件
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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
矿井水防治 矿区水文地质资料精品PPT课件
•
(杰瓦盐)
1)地下水化学成分的表示方法
地下水的水质分析
简分析：主要对地下水的物理性质进行鉴定， 全分析：对地下水的各种化学成分、耗氧量、干涸残余物、灼热残渣、
悬浮物、可溶性硅酸H3SiO4等进行分析测定。 专门分析：如为寻找饮用水时，须进行细菌分析及有毒成分如As、Pb、
F、Hg等项目的分析等。
（2）水文地质单元要素：
补给区——迳流区——排泄区——水文地质边界（地形边界、地质边界、 水文边界、人工边界四类)。
(三)含水层与隔水层
• 控水构造类型和特征
类 型
概念
蓄 水 构 造
能蓄存地下水的半封 闭型地质构造，地下 水不断交替
导 水 构 造
沟通不同含水体的地 质构造，呈狭长的强 透水通路
阻 水 阻挡地下水径流作用 构 的地质构造 造
• 承压水的排泄 当承压水排泄区有潜水存在时，则直接排入潜水中； 当水文网下切至承压含水层时，承压水可以排泄于河流或以泉的形式排泄 于地表； 承压水还可以通过导水断层向地表排泄。
• 承压水的径流 承压水的补给、排泄是通过径流来完成的。承压水的循环条件更多地受地 质构造的控制。
• 对于大型的承压盆地(或斜地)，地下水的交替具分带规律性： – 积极交替带，缓慢交替带，停滞带
• 根据实验结果可得出如下关系式（达西定律）：
QKH1H2KI
L
• 式中 • Q─单位时间内通过过水断面ω的渗流流量，ｍ3/d； • K─砂土的渗透系数，ｍ/d； • ω─过水断面面积，ｍ2； • L─两测压管间距离，ｍ； • H1、H2─两测压管水头，ｍ。 • Ｉ─水力坡度。（水力坡度Ｉ指沿水流方向单位水流长度的水头
时阴离子在前，阳离子在后，且离子顺序按毫摩尔百 分数由小到大排列。 举例：上式表示温泉地下水类型属于 HCO3-Na·Ｃa型水，也可简写为H-N.C型水
第十章矿床水文地质学讲义(充水条件)
2020/8/6
第28页
（二）、以地表水为主要充水水源的矿床
这类矿床赋存在山区河谷和平原区河流、湖泊及海洋等 地表水附近或其下面。充水特征主要取决于地表水的补给方 式。根据地表水进入井巷的方式和强弱，可分为四种情况：
１、是地表水不补给者：矿体顶部有较厚的可靠隔水层， 矿体与地表水之间无水力联系；
２、是地表水微弱补给者：矿体顶部有弱隔水层，少量地 表水可通过它补给井巷；
受季节流量变化大的河流补给的矿床．其涌水强度亦呈季节性周期 变化。有常年性大水体补给时，可造成定水头补给稳定的大量涌水，并 难于疏干。有汇水面积大的地表水补给时，涌水量大且衰减过程长。
２、矿井涌水强度还与井巷到地表水体间的距离、岩性 与构造条件有关。
一般情况下，其间距愈小，则涌水强度放大。其间岩层的渗透性愈 强，涌水强度愈大。当其间分布有厚度大而完整的隔水层时，则涌水极 微或无影响。其间地层受构造破坏愈严重，并巷涌水强度亦愈大。
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1、矿床的开采单位
沿倾向的长度，由于井田的范围过大，所以开采时尚需 按矿体(层)的倾角和技术条件，将矿体划分为更小的单元有 顺序的进行开采。
对倾斜的矿体(层)，多沿倾斜按一定标高分成若干个平 行于走向的长条，称其为阶段。其上边界为阶段回风平巷， 所在水平面称回风水平；下边界则为阶段运输平巷，其水平 面称运输水平。
2020/8/6
第35页
单个矿井的突水（涌水），多系以某一种 水源为主，多种水源综合补给而成。实际工 作中，不仅要找出主要水源，还要分析
采前（天然）水源和采后（人工）水源，
以便于提出准确的防治水措施。
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第36页
三、充水通道
矿体及其周围虽有水存在，但只有通过某种通道。它们才 能进入井巷形成涌水或突水。涌水通道可分为两类：地层的孔 隙、断裂带等属于自然形成的通道；以及由于不合理勘探和开 采造成的人为涌水通道。 （一）、自然通道
矿床水文地质学讲义
第20页
Ⅰ T1 S + P2 d P2l Ⅲ Ⅱ
壶天河
4 Plm + Plq
Plq
3
恩口矿区边界条件转化示意图 1－T1s+P2d 下叠大冶组；2－P2l上叠龙潭组隔水层；3－P1m+P1q4 下二叠茅口组与栖霞组岩溶含水层；4－P1q3 下二叠栖霞组李子塘 段隔水层；5－Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，疏干水平
2018/11/1 第21页
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第23页
（4）区分潜水与承压水 据勘探资料，区分潜水与承压水是容易的。但与供水 不同的是，在疏干中常常出现由承压水转为承压—无压水或 无压水。在某些条件下，还可出现一侧保持承压状态，而另 一侧则由承压水转为无压水或承压—无压水状态，计算时应 区别对待。
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第24页
（ 5）倾斜巷道的处理 据阿勃拉莫夫证明，巷道的倾斜对涌水量影响不大。若 巷道倾斜度＞45时，可视为与竖井类似，用辐射井流公式计 算； 若巷道倾斜度＜45时，则可视为与水平巷道相似，用剖 面流的单宽流量公式计算。
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第6页
（三）、矿坑涌水量预测的步骤 矿坑涌水量预测是在查明矿床的充水因素及水文地质条件 的基础上进行的。它是一项贯穿矿区水文地质勘探全过程的工 作。一个正确预测方案的建立，是随着对矿床地质勘探程度的 深入和矿床水文地质条件认识的不断深化而逐渐完成的，一般 应遵循如下三个基本步骤： 1、 构造水文地质概念模型 2、 选择计算方法与相应的数学模型 3. 计算数学模型，评价预测结果
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第8页
对于复杂的大水矿床，建立一个可靠的概念模型，大致经 历以下三个阶段： 第一阶段：通过对以往资料的整理，提出水文地质模型的 “雏型”，作为下一步勘探设计的依据。尤其对大型抽（放） 水试验的设计具有特殊重要的意义； 第二阶段：根据进一步勘探提供的各种信息数据。特别是 大型抽(放)水资料，通过流场分析或数值模拟，完成对“雏型” 模型的调整，建立水文地质模型的“校正型”； 第三阶段：在“校正型”的基础上，按开采方案给出疏干 工程的内边界条件，根据勘探资料预测不同疏干条件下的外边 界条件，建立水文地质概化模型的“预测型”
Ⅰ T1 S + P2 d P2l Ⅲ Ⅱ
壶天河
4 Plm + Plq
Plq
3
恩口矿区边界条件转化示意图 1－T1s+P2d 下叠大冶组；2－P2l上叠龙潭组隔水层；3－P1m+P1q4 下二叠茅口组与栖霞组岩溶含水层；4－P1q3 下二叠栖霞组李子塘 段隔水层；5－Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，疏干水平
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（4）区分潜水与承压水 据勘探资料，区分潜水与承压水是容易的。但与供水 不同的是，在疏干中常常出现由承压水转为承压—无压水或 无压水。在某些条件下，还可出现一侧保持承压状态，而另 一侧则由承压水转为无压水或承压—无压水状态，计算时应 区别对待。
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（ 5）倾斜巷道的处理 据阿勃拉莫夫证明，巷道的倾斜对涌水量影响不大。若 巷道倾斜度＞45时，可视为与竖井类似，用辐射井流公式计 算； 若巷道倾斜度＜45时，则可视为与水平巷道相似，用剖 面流的单宽流量公式计算。
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（三）、矿坑涌水量预测的步骤 矿坑涌水量预测是在查明矿床的充水因素及水文地质条件 的基础上进行的。它是一项贯穿矿区水文地质勘探全过程的工 作。一个正确预测方案的建立，是随着对矿床地质勘探程度的 深入和矿床水文地质条件认识的不断深化而逐渐完成的，一般 应遵循如下三个基本步骤： 1、 构造水文地质概念模型 2、 选择计算方法与相应的数学模型 3. 计算数学模型，评价预测结果
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对于复杂的大水矿床，建立一个可靠的概念模型，大致经 历以下三个阶段： 第一阶段：通过对以往资料的整理，提出水文地质模型的 “雏型”，作为下一步勘探设计的依据。尤其对大型抽（放） 水试验的设计具有特殊重要的意义； 第二阶段：根据进一步勘探提供的各种信息数据。特别是 大型抽(放)水资料，通过流场分析或数值模拟，完成对“雏型” 模型的调整，建立水文地质模型的“校正型”； 第三阶段：在“校正型”的基础上，按开采方案给出疏干 工程的内边界条件，根据勘探资料预测不同疏干条件下的外边 界条件，建立水文地质概化模型的“预测型”
第一部分矿井水文地质基础知识资料精品PPT课件
有地表水和含水丰富的冲积层直接覆 盖于煤层之上，其间隔水层薄，分布不 稳定，与地表水之间有密切联系，涌水 量>10米3/分以上
1、2、3、同上； 4．在可能条件下处理地表水 体，以减少矿井涌水量
人为通道主要指废弃钻孔和开采破坏裂隙 (见表2-8)。
表2-8 人为通道类型
表2-8 人为通道类型
类型
模式图示
未封闭或 封闭质量 差的钻孔
回采后顶 板冒落和 底板鼓胀 裂隙
矿井排水 后因潜蚀、 掏空产生 的疏通裂 隙和地表 塌陷
岩征及对生产矿井的影响
1、起沟通矿层上、下含水层和地表水作用； 2、回采揭露时涌水、水量、水压取决于是 否贯通强含水层或地表水，以及钻孔孔径和 水压差； 3、对排水能力较小的矿井可能造成淹井事 故。
多属张性、张扭性断裂。断层两侧 常见脆性岩层组成。断裂带本身含 水，但储水量有限。井巷初次揭露 可能突水，以后逐渐疏干。
属张性、张扭性断裂较多，也可 以是压性断裂带两侧低序次张性羽 状透水裂隙带，当与一侧强含水层 对接，或沟通上部强含水层、地表 水体时，断层突水量大，水量稳定， 不易疏干。
二、人为通道
矿井充水水源分析
根据充水条件特征，可将矿井充水水源划分为：
矿井充水 水源分析
自然充水 水源分析
2020/10/6
人为充水 水源分析
自然充水水源分析
松散孔隙地下水 基岩裂隙地下水 碳酸盐岩岩溶地下水
承压水 潜水
上层滞水
顶板水 底板水 周边水
大气降水
2020/10/6
人为充水水源分析 人为充水水源
袭夺水是由于矿井开采,降落漏斗 不断拓展,人工流场强烈改造矿区 天然地下水流场,人工地下水流场 获得新的补给水源叫做袭夺水.
水文地质学第一章ppt课件
地下水的运动
地下水在重力作用下由高处向低处运 动，同时受地质构造、地貌、气候等 因素的影响。
地下水的补给、径流与排泄
地下水的补给
主要通过大气降水、地表 水渗入等方式进行补给。
地下水的径流
地下水在补给区接受补给 后，沿一定路径向排泄区 运动。
地下水的排泄
地下水通过泉水、蒸发、 人工开采等方式排泄到地 表或大气中。
本课程的学习目标与要求
学习目标
掌握水文地质学的基本概念、原理和方法，具备分析和解决水文地质问题的能 力。
学习要求
认真听讲，积极思考，按时完成作业和实验报告，注重理论与实践相结合。
02
地球的水圈与水循环
地球的水圈组成与特点
水圈的组成
包括海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等。
水圈的特点
连续而不均匀，不断循环运动，与大气圈、生物圈、岩石圈等相互作用。
透水性
01
指岩石允许水透过的能力，用渗透系数表示。
给水性
02
指岩石在重力作用下能释放出一定水量的性质，用给水度表示。
透水性与给水性的关系
03
透水性好的岩石，其给水性一般也较好，但两者并非完全对应。
岩石的持水性与释水性
持水性
指岩石在饱水状态下保持水分的能力。
释水性
指岩石在失水状态下释放水分的性质。
持水性与释水性的关系
利用卫星或航空遥感影像，解译 区域水文地质条件。
水文地质试验的类型与实施
抽水试验
通过抽水设备在钻孔中进行抽水，观测地下水位变化，计算水文 地质参数。
注水试验
向钻孔中注入水，观测注水量和地下水位变化，判断含水层富水 性。
压水试验
通过一定压力将水压入钻孔中，观测压水量和地下水位变化，评 估含水层渗透性。
地下水在重力作用下由高处向低处运 动，同时受地质构造、地貌、气候等 因素的影响。
地下水的补给、径流与排泄
地下水的补给
主要通过大气降水、地表 水渗入等方式进行补给。
地下水的径流
地下水在补给区接受补给 后，沿一定路径向排泄区 运动。
地下水的排泄
地下水通过泉水、蒸发、 人工开采等方式排泄到地 表或大气中。
本课程的学习目标与要求
学习目标
掌握水文地质学的基本概念、原理和方法，具备分析和解决水文地质问题的能 力。
学习要求
认真听讲，积极思考，按时完成作业和实验报告，注重理论与实践相结合。
02
地球的水圈与水循环
地球的水圈组成与特点
水圈的组成
包括海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等。
水圈的特点
连续而不均匀，不断循环运动，与大气圈、生物圈、岩石圈等相互作用。
透水性
01
指岩石允许水透过的能力，用渗透系数表示。
给水性
02
指岩石在重力作用下能释放出一定水量的性质，用给水度表示。
透水性与给水性的关系
03
透水性好的岩石，其给水性一般也较好，但两者并非完全对应。
岩石的持水性与释水性
持水性
指岩石在饱水状态下保持水分的能力。
释水性
指岩石在失水状态下释放水分的性质。
持水性与释水性的关系
利用卫星或航空遥感影像，解译 区域水文地质条件。
水文地质试验的类型与实施
抽水试验
通过抽水设备在钻孔中进行抽水，观测地下水位变化，计算水文 地质参数。
注水试验
向钻孔中注入水，观测注水量和地下水位变化，判断含水层富水 性。
压水试验
通过一定压力将水压入钻孔中，观测压水量和地下水位变化，评 估含水层渗透性。
《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。
矿井水文地质(PPT)
水质的研究
通过水样（水质）分析化验，分析含水层的补给和迳流及排泄条件，含水层间 及地表水之间的水力联系，以及评价水资源等提供数据； 水温变化也反应了地下水变化的一个侧面，对分析矿井水的来源具有一定参考 价值；
水质研究——聚类分析与模糊综合评判
三、表示矿井充水程度的方法
矿井充水程度反映矿井水文地质条件的复杂情况。通常，生产矿井用含水系 数来表示；基建矿井用涌水量大小来表示。
B）以侧向补给位主，因此补给区与分布区不一致； C）承压水迳流严格受隔水层控制，其埋藏分布主要取决于地质构造； D）承压水的动态受降水、蒸发、水文等因素影响，但不如潜水显著，水 位变化幅度小，一般有滞后性； F）由于有连续的隔水层的覆盖，承压水不易污染；
在承压水区，当断裂或人工 打井穿过其上面的隔水层时，承 压水即可上涌，如出水口低于水 源区，就会出现自流井(泉)。
老窑积水长期处于停滞，一般酸性大，腐蚀性强，别是高速 运转中的水泵叶轮，由于水的冲击和摩擦，腐蚀损坏得更快。
断层水：断层破碎带，常是地下水良好聚集场所和通道
断层水对矿井的影响，主要是由于巷道揭露或由采掘活动破坏了围岩 的隔水性能造成断层带的水涌入井下； 断层水主要特点：其静储量不大，但往往与地表水、高压强含水层沟 通，对矿井生产造成巨大威胁； 断层有时使煤层与富水性很强的岩溶水对口相接；或者由于间层的存 在碰坏了岩层的完整性，因而降低了岩层的强度，这些常是矿井水文地质 条件复杂化； 也有的断层破碎带内充填了许多破碎的柔性岩石（如粘土岩）、煤粉、 断层泥等，也可能起隔水作用。因此对断层的透水性质应作具体分析。如 果在矿井中有许多条断层，断层的交叉处是最容易发生透水事故的位置， 应特别注意。
按地下水的埋藏条件分类
煤矿设计资料矿井水文地质PPT学习教案
③ 承压水是矿井充水重要来源之一，需高度重视 。
第25页/共55页
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（二）按含水层空隙性质分类 可分成三类： 1、孔隙水: 储存于疏松岩层孔隙中的水称为孔隙水。 特点：岩石颗粒大而均匀，则孔隙大、透水性好、 水量大； 岩石颗粒细小而不均匀，则孔隙小，透性性 差，水量小。
第27页/共55页
②1毫克当量每升（meq/L）：1 meq/L等于 20.4 mg/L的Ca2+或12.6mg/L的Mg2+ 。
换算：1meq/L=2.8 H °
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（3）硬度分类：根据水的总硬度将地下水分为五类。
类型
极软水 软水 微软水 硬水 极硬水
地下水硬度分类
硬度
每升毫克 当量（ 1meq/L)
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五、含水层与隔水层
地下水能穿过岩石内部连通的孔裂隙而运动。 透水层：能被水透过的岩层叫透水层。 含水层：透水性能好且含有地下水的岩层都是含水层。 隔水层：透水性能差的岩层叫隔水层或叫不透水层。
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六、地下水的分类
（一）按埋藏条件分类
可分成三类：
1、上层滞水：
埋藏在离地表不深的包气带中潜水位之上的季 节性水。分布局限，水量少，性明显，对煤矿生产无 影响。
时硬度和永久硬度。 ②暂时硬度：水沸腾后，由HCO3- 与Ca2+、Mg2+
结合生成碳盐沉淀出来 的Ca2+、Mg2+的含量。 ③ 永 久 硬 度 ： 水 沸 腾 后 ， 残 留 于 水 中 的 Ca2+ 、
mg2+的含量
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（2）硬度表示法有二种：
①德国度（H °）：1H°相当于1升水中含有 10mg的CaO或7.2mg的 MgO，即1升水中含有7.2mg Ca2+ 或4.3mg的Mg2+ 。
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（二）按含水层空隙性质分类 可分成三类： 1、孔隙水: 储存于疏松岩层孔隙中的水称为孔隙水。 特点：岩石颗粒大而均匀，则孔隙大、透水性好、 水量大； 岩石颗粒细小而不均匀，则孔隙小，透性性 差，水量小。
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②1毫克当量每升（meq/L）：1 meq/L等于 20.4 mg/L的Ca2+或12.6mg/L的Mg2+ 。
换算：1meq/L=2.8 H °
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（3）硬度分类：根据水的总硬度将地下水分为五类。
类型
极软水 软水 微软水 硬水 极硬水
地下水硬度分类
硬度
每升毫克 当量（ 1meq/L)
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五、含水层与隔水层
地下水能穿过岩石内部连通的孔裂隙而运动。 透水层：能被水透过的岩层叫透水层。 含水层：透水性能好且含有地下水的岩层都是含水层。 隔水层：透水性能差的岩层叫隔水层或叫不透水层。
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六、地下水的分类
（一）按埋藏条件分类
可分成三类：
1、上层滞水：
埋藏在离地表不深的包气带中潜水位之上的季 节性水。分布局限，水量少，性明显，对煤矿生产无 影响。
时硬度和永久硬度。 ②暂时硬度：水沸腾后，由HCO3- 与Ca2+、Mg2+
结合生成碳盐沉淀出来 的Ca2+、Mg2+的含量。 ③ 永 久 硬 度 ： 水 沸 腾 后 ， 残 留 于 水 中 的 Ca2+ 、
mg2+的含量
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（2）硬度表示法有二种：
①德国度（H °）：1H°相当于1升水中含有 10mg的CaO或7.2mg的 MgO，即1升水中含有7.2mg Ca2+ 或4.3mg的Mg2+ 。
水文地质学课件ppt课件
岩石水理性质的意义
影响地下水的赋存状态、分布规律、运动特征以及地下水资源评价和开发利用等。
达西定律是描述地下水运动的基本定律，它表明地下水的运动速度与水力梯度成正比，而与地下水的粘滞性成反比。
地下水运动基本规律
包括含水层的渗透性、地下水的粘滞性、地形地貌、地质构造和气候条件等。
地下水运动的影响因素
生物性污染
加强污染源监管，减少污染物排放。
源头控制
采取工程措施，如截污沟、防渗墙等，防止污染物进入地下水。
过程阻断
对已污染的地下水进行治理，如抽出处理、原位修复等。
末端治理
04
CHAPTER
水文地质调查方法与技术
03
研究地下水与环境的相互作用，为生态环境保护提供科学依据。
01
查明区域水文地质条件，为水资源评价、开发利用和规划管理提供依据。
生态环境保护
随着全球生态环境问题的日益严重，水文地质学将在生态环境保护中发挥更大作用，如地下水生态修复、土壤污染治理等。
多学科交叉融合
未来水文地质学将与更多学科进行交叉融合，形成更为综合的研究领域和应用方向。
国际化合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对全球性的水资源和环境问题，推动水文地质学的国际化发展。
02
预测人类活动对地下水环境的影响，提出防治措施和建议。
水文地质测绘
通过野外实地观察和测量，收集地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象等资料，编制水文地质图件。
遥感技术应用
利用卫星、航空等遥感技术获取大范围、多时相的地表信息，提取与水文地质相关的特征信息，为区域水文地质调查提供重要手段。
利用地球物理勘探方法（如重力、磁法、电法、地震等）探测地下岩层的物理性质差异，推断地下水的赋存状态和运移规律。
影响地下水的赋存状态、分布规律、运动特征以及地下水资源评价和开发利用等。
达西定律是描述地下水运动的基本定律，它表明地下水的运动速度与水力梯度成正比，而与地下水的粘滞性成反比。
地下水运动基本规律
包括含水层的渗透性、地下水的粘滞性、地形地貌、地质构造和气候条件等。
地下水运动的影响因素
生物性污染
加强污染源监管，减少污染物排放。
源头控制
采取工程措施，如截污沟、防渗墙等，防止污染物进入地下水。
过程阻断
对已污染的地下水进行治理，如抽出处理、原位修复等。
末端治理
04
CHAPTER
水文地质调查方法与技术
03
研究地下水与环境的相互作用，为生态环境保护提供科学依据。
01
查明区域水文地质条件，为水资源评价、开发利用和规划管理提供依据。
生态环境保护
随着全球生态环境问题的日益严重，水文地质学将在生态环境保护中发挥更大作用，如地下水生态修复、土壤污染治理等。
多学科交叉融合
未来水文地质学将与更多学科进行交叉融合，形成更为综合的研究领域和应用方向。
国际化合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对全球性的水资源和环境问题，推动水文地质学的国际化发展。
02
预测人类活动对地下水环境的影响，提出防治措施和建议。
水文地质测绘
通过野外实地观察和测量，收集地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象等资料，编制水文地质图件。
遥感技术应用
利用卫星、航空等遥感技术获取大范围、多时相的地表信息，提取与水文地质相关的特征信息，为区域水文地质调查提供重要手段。
利用地球物理勘探方法（如重力、磁法、电法、地震等）探测地下岩层的物理性质差异，推断地下水的赋存状态和运移规律。
矿床水文地质
为了在生产实践中合理地利用地下水， 有效地防治地下水，在对地下水各方面特征 进行综合分析的基础上，对其进行科学合理 的分类是非常必要的。
1. 概述
地下水受诸多因素的影响，各种因素的组合错综复 杂，因此，出于不同的目的或角度，人们提出了各种各 样的地下水分类。
概括起来主要有两种： 单一因素分类：如按硬度、起源分类等； 综合特征分类：如根据地下水的埋藏条件则可分为
≤ 0.1
≤ 1.0
≤ 450 ≤ 1000 ≤ 250 ≤ 250
≤ 0.3 ≤ 0.1 ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 0.1 ≤ 0.05
0.002 ≤ 0.3 ≤ 3.0 ≤ 20 ≤ 0.02 ≤ 0.2 ≤ 1.0 ≤ 0.2 ≤ 0.05 ≤ 0.001 ≤ 0.05 ≤ 0.01 ≤ 0.01 ≤ 0.05 ≤ 0.05 ≤ 0.0002 ≤ 1.0 ≤ 0.05 ≤ 1.0 ≤ 5.0 ≤ 3.0 ≤ 100 ≤ 0.1 ≤ 1.0
>0.1
>1.0
V类 >25 有 >10 有 〈 5.5或 >9
>550 >2000 >350 >350
>1.5 >1.0 >1.5 >5.0 >0.5 >1.0
0.01 >0.3 >10 >30 0.1 >0.5 >2.0 >1.0 >0.1 >0.001 >0.05 >0.1 >0.01 >0.1 >0.1 >0.001 >4.0 >0.1 >1.0 >5.0 >100 >1000 >0.1 >1.0
地 下 水 质 量 分 类 指 标
1. 概述
地下水受诸多因素的影响，各种因素的组合错综复 杂，因此，出于不同的目的或角度，人们提出了各种各 样的地下水分类。
概括起来主要有两种： 单一因素分类：如按硬度、起源分类等； 综合特征分类：如根据地下水的埋藏条件则可分为
≤ 0.1
≤ 1.0
≤ 450 ≤ 1000 ≤ 250 ≤ 250
≤ 0.3 ≤ 0.1 ≤ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 0.1 ≤ 0.05
0.002 ≤ 0.3 ≤ 3.0 ≤ 20 ≤ 0.02 ≤ 0.2 ≤ 1.0 ≤ 0.2 ≤ 0.05 ≤ 0.001 ≤ 0.05 ≤ 0.01 ≤ 0.01 ≤ 0.05 ≤ 0.05 ≤ 0.0002 ≤ 1.0 ≤ 0.05 ≤ 1.0 ≤ 5.0 ≤ 3.0 ≤ 100 ≤ 0.1 ≤ 1.0
>0.1
>1.0
V类 >25 有 >10 有 〈 5.5或 >9
>550 >2000 >350 >350
>1.5 >1.0 >1.5 >5.0 >0.5 >1.0
0.01 >0.3 >10 >30 0.1 >0.5 >2.0 >1.0 >0.1 >0.001 >0.05 >0.1 >0.01 >0.1 >0.1 >0.001 >4.0 >0.1 >1.0 >5.0 >100 >1000 >0.1 >1.0
地 下 水 质 量 分 类 指 标
水文地质学基础7PPT课件
潜水面的表示方法和意义
水文地质剖面图，见图7--4
5
第二节 按埋藏条件分类的各类地下 水特征
等水位线图，即潜水面等高线图，见图7-5
做法：根据潜水面上标高相同的点连接而成的 应用
• 确定水流方向 • 确定潜水面的水力坡度 • 判断地表水与潜水的相互补给关系，图7-6 • 确定潜水埋藏深度 • 推断含水层岩性或厚度的变化
煤矿生产中常用分类方法：按地下水的埋藏条 件和含水层性质综合分类。见表7-1
-
2
第二节 按埋藏条件分类的各类地下水特征
按埋藏条件不同，可将地下水分为三种类型：上层 滞水、潜水和承压水
上层滞水：是埋藏在离地表不深，包气带中局部隔 水层之上的重力水。见图7-1
特点：一般分布不广，呈季节性变化，雨季出现，旱季 消失，其动态变化与气候、水文因素的变化密切相关。
承压盆地：储存地下水的向斜构造，在水文地质学中 称为承压盆地。
补给区：一般直接接受大气降水或地表水补给，径流条件 好，不承压，为无压区。
承压区：承压含水层上具有不透水层覆盖的地区称为承压 区，整个承压区范围内地下水均承受静水压力。
排泄区：通常位于承压盆地地形较低的一侧，或在盆地中 间地形低洼且发育有导水断层处，地下水通过泉或其它方 式由此排出。
含水层的厚度(h)：潜水面至隔水层的距离称为含水层的厚度
埋深(h1)：地表到潜水面之间的距离称为潜水的埋深 潜水位(H)：潜水面上任意一点的绝对标高，称为潜水位
潜水的主要特征
潜水的分布区与补给区是一致的
潜水是无压水
潜水的水量、水位、水质等动态变化与气象因素的关系密切
潜水始终是由高水位向低水位不断地运动
布范围、厚度、透水性、水的补给来源等
水文与工程地质专业《课件：识别伟晶岩矿床》
第七页，共二十四页。
可可托海稀有金属伟晶岩矿床
底部缓倾斜脉体走向北西310°～320°，倾向南西，倾角10°～40°，沿走向已知长度2000m，沿倾斜 巳控制1500m，厚度20～6Om，平均厚度40m。
3号矿体剖面示意图
第八页，共二十四页。
可可托海稀有金属伟晶岩矿床
3号脉结晶分异完美，带状构造明显，交代作用极为发育。由脉壁到 中心分为9个带。 （1）文象结构带：厚3～7m，由石英、微斜长石及钠长石组成，为Be矿 化带。
第五页，共二十四页。
矿床学
可可托海稀有金属伟晶岩矿床
3号矿脉空间形态象一个实心的草帽。 草帽主体为岩钟体，帽沿很大，为一缓倾斜 的脉体。 3号脉产于角闪辉长岩中，矿脉地表露头为 “草帽”的顶部，近似梨形。
第六页，共二十四页。
可可托海稀有金属伟晶岩矿床
岩钟部分走向335°,倾向北东,倾角上盘40°～80°,下盘80°,沿走向长250 m，宽150 m，深250 m。
（5）叶钠长石—锂辉石带 （6）石英-锂辉石带 5，6两带呈过渡关系，总厚度3～10m， 叶钠长石逐渐被石英代替，锂辉石常呈巨大 晶体，有的长达10m。为Li矿体。
第十页，共二十四页。
可可托海稀有金属伟晶岩矿床
（7）小块状钠长石带：由白 云母、薄板状钠长石等组成，为 Nb-Ta-Hf矿体。
（8）块状微斜长石带：含有 细晶石、铯榴石等。
第十四页，共二十四页。
阿尔泰宝石伟晶岩矿床
从边缘向内： （1）白云母一石英钠长石带：含黑电气石、锰铝榴石及氟磷灰石。 （2）叶钠长石带：分布于脉的外带和下部，由叶片状钠长石和无色 透明石英组成。含有锂辉石及钠一锂绿柱石。 （3）锂云母钠长石带：为伟晶岩脉的主体。锂云母为玫瑰色，的片 状集合体。含红色及绿色锂电气石、磷锂铝石、钠一锂一铯绿柱石、 铯沸石等。
可可托海稀有金属伟晶岩矿床
底部缓倾斜脉体走向北西310°～320°，倾向南西，倾角10°～40°，沿走向已知长度2000m，沿倾斜 巳控制1500m，厚度20～6Om，平均厚度40m。
3号矿体剖面示意图
第八页，共二十四页。
可可托海稀有金属伟晶岩矿床
3号脉结晶分异完美，带状构造明显，交代作用极为发育。由脉壁到 中心分为9个带。 （1）文象结构带：厚3～7m，由石英、微斜长石及钠长石组成，为Be矿 化带。
第五页，共二十四页。
矿床学
可可托海稀有金属伟晶岩矿床
3号矿脉空间形态象一个实心的草帽。 草帽主体为岩钟体，帽沿很大，为一缓倾斜 的脉体。 3号脉产于角闪辉长岩中，矿脉地表露头为 “草帽”的顶部，近似梨形。
第六页，共二十四页。
可可托海稀有金属伟晶岩矿床
岩钟部分走向335°,倾向北东,倾角上盘40°～80°,下盘80°,沿走向长250 m，宽150 m，深250 m。
（5）叶钠长石—锂辉石带 （6）石英-锂辉石带 5，6两带呈过渡关系，总厚度3～10m， 叶钠长石逐渐被石英代替，锂辉石常呈巨大 晶体，有的长达10m。为Li矿体。
第十页，共二十四页。
可可托海稀有金属伟晶岩矿床
（7）小块状钠长石带：由白 云母、薄板状钠长石等组成，为 Nb-Ta-Hf矿体。
（8）块状微斜长石带：含有 细晶石、铯榴石等。
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阿尔泰宝石伟晶岩矿床
从边缘向内： （1）白云母一石英钠长石带：含黑电气石、锰铝榴石及氟磷灰石。 （2）叶钠长石带：分布于脉的外带和下部，由叶片状钠长石和无色 透明石英组成。含有锂辉石及钠一锂绿柱石。 （3）锂云母钠长石带：为伟晶岩脉的主体。锂云母为玫瑰色，的片 状集合体。含红色及绿色锂电气石、磷锂铝石、钠一锂一铯绿柱石、 铯沸石等。
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第9页
对于复杂的大水矿床，建立一个可靠的概念模型，大致经 历以下三个阶段：
第一阶段：通过对以往资料的整理，提出水文地质模型的 “雏型”，作为下一步勘探设计的依据。尤其对大型抽（放） 水试验的设计具有特殊重要的意义；
第二阶段：根据进一步勘探提供的各种信息数据。特别是 大型抽(放)水资料，通过流场分析或数值模拟，完成对“雏型” 模型的调整，建立水文地质模型的“校正型”；
以上特点，决定了矿坑涌水量预测中存在诸多产生误差的 客观条件。因此属于评价性计算，为矿山设计及采前进一步专门 性补充勘探提供依据。
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第7页
（三）、矿坑涌水量预测的步骤
矿坑涌水量预测是在查明矿床的充水因素及水文地质条件 的基础上进行的。它是一项贯穿矿区水文地质勘探全过程的工 作。一个正确预测方案的建立，是随着对矿床地质勘探程度的 深入和矿床水文地质条件认识的不断深化而逐渐完成的，一般 应遵循如下三个基本步骤：
1、 构造水文地质概念模型
2、 选择计算方法与相应的数学模型
3. 计算数学模型，评价预测结果
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第8页
1、 构造水文地质概念模型
水文地质条件是确定矿坑涌水量预测方法的前提和基础， 矿坑涌水量预测精度也主要取决于对充水因素与水文地质条 件判断的准确性。具体来说，其要求为： （1） 概化已知状态下的水文地质条件； （2） 给出未来开采状态下的内边界条件； （3） 预测未来开采状态下的外边界条件。
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第13页
(3)数学模型处理欠妥：数学模型是工具，是用来对水文地质概念模 型进行数学描述的。即使概念模型概化得正确，还有赖于建立一个适 合于概念模型的数学模型，才能获得满意的预测涌水量值。
例如：20世纪50一60年代，国内普遍采用稳定井流理论的计算模 型，在应用上多有不妥，故失误多。当地下水非稳定流推广后，加之 数值模拟理论的应用，为矿坑涌水量预测提供了有效的方法，预测成 功的实例大增。但复杂的水文地质条件和开采系统，通常较难于用数 学式确切地表达出来，稍有不慎就会使数学模型失真。
吉林大学
专门水文地质学
第十一章 矿床水文地质学
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Байду номын сангаас 整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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主要内容
第一节、矿床类型与矿床开采 第二节、矿床充水条件 第三节、矿床水文地质类型 第四节、矿坑涌水量预测 第五节、矿床疏干与排供结合 第六节、矿床水文地质工作特点 第七节、矿区环境地质
第三阶段：在“校正型”的基础上，按开采方案给出疏干 工程的内边界条件，根据勘探资料预测不同疏干条件下的外边 界条件，建立水文地质概化模型的“预测型”
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2、 选择计算方法与相应的数学模型
详勘阶段均要求选择2个或2个以上的计算方法，以相互检 验和映证。选择时必须考虑三个基本要素：
（1）矿床的充水因素及水文地质条件复杂程度。 如：位于当地侵蚀基准面之上，以降水入渗补给的矿床，
应采用水均衡法；水文地质条件简单或中等的矿床，可采用解 析法或比拟法；水文地质条件复杂的大水矿床，要求采用数值 方法；
（2）勘探阶段对矿坑涌水量预测的精度要求； （3）勘探方法、勘探工程的控制程度与信息量。
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3. 计算数学模型，评价预测结果
不能把数学模型的解仅仅看作是一个单纯的数学计 算，而应看作是对水文地质模型和数学模型进行全面验 证识别过程，也是对矿区水文地质条件从定性到定量， 再回到定性的不断深化的认识过程。
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（四）、矿井涌水量预测失误的原因
1)对矿床水文地质条件的复杂性认识不足，对矿床水文地 质条件未予查清。
2)水文地质概念模型概化不当，水文地质参数取值不妥。 概念模型概化不当主要因为：一为因水文地质条件未查清楚， 导致概化模型失误；二为虽条件已查明，但计算者概化不当。
容易出现的问题是：边界的位置和性质不确，参数不准，计算分区不 当。参数不准包括参数本身的失真和计算时对参数使用不当。
因此，在矿床水文地质调查中，要求正确评价未来矿 山开发各个阶段的涌水量。
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一、矿井涌水量预测的内容及要求
（一）、矿井涌水量预测的内容
（1）矿坑正常涌水量：指开采系统达到某一标高(水平或中段) 时，正常状态下保持相对稳定的总涌水量，通常是指平水年的涌水量。
（2）矿坑最大涌水量：是指正常状态下开采系统在丰水年雨季 时的最大涌水量。
（1）目标：供水水资源评价，以持续稳定开采确保枯水期安全开采量为 目标；而矿坑涌水量预测则以确保安全开采疏干丰水期的最大涌水量为目标；
（2）水文地质条件：矿床大多分布于基岩山区。含水质的非均质性突出。 参数代表性不易控制；边界条件复杂、非确定性因素多，常出现紊流、非连续 流与管道流；定量化难度大。
（3）生产条件：矿山井巷类型及其分布千变万化，开采方法、开采速度 与规模等生产条件复杂且不稳定，与供水的取水建筑物简单、分布有序、生产 稳定形成显明对比，给矿坑涌水量预测带来诸多不确定性因素。
（3）开拓井巷涌水量：指开拓各种井巷过程中的涌水量。 （4）疏干工程的排水量：是指在设计的疏干时间内，将一定 范围内的水位降到某一规定标高时的疏干排水量。
对于地质勘探阶段来说，以预测正常状态下矿坑涌水量及最 大涌水量为主。
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（二）矿坑涌水量预测的特点
虽然矿坑涌水量预测的原理方法与供水水资源评价类同，但 其预测条件、预测要求与思路各有不同。
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4）降深：矿坑涌水量预测多为大降深下推。此时开采条件 对水文地质条件的改变难以预料和量化，这与供水小降深开采有 明显差异。
5）工程控制程度：矿床水文地质勘探从属于矿产地质勘探， 与专门性的供水水文地质勘探对比，前者一般投入小、工程控制 程度低，预测所需的信息量相对少而不完整。
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矿坑涌水量是指矿山开拓与开采过程中，单位时间内 涌入矿坑(包括井、巷和开采系统)的水量。
它是确定矿床水文地质类型、矿床水文地质条件复杂 程度和评价矿床开发经济技术条件的重要指标之一，也是 设计与开采部门选择开采方案、开采方法，制定防治水疏 干措施，设计水仓、排水系统与设备的主要依据。