水文地质学 图14-1
2024版水文地质学基础ppt课件
水文地质学基础ppt课件CONTENTS•水文地质学概述•岩石中水存在形式与性质•地下水流动系统与补给排泄条件•孔隙裂隙岩溶发育规律及其对渗透性影响•不同类型含水层特征及其富水性评价水文地质学概述01水文地质学定义与研究对象水文地质学定义研究地下水分布、运动、形成、变化及其与周围环境相互关系的科学。
研究对象以地下水为主要研究对象，同时涉及地表水与地下水的相互作用。
水文地质学发展历史及现状发展历史从19世纪中叶开始形成，经历了描述性、定量化和系统性三个阶段。
现状当前水文地质学已发展为一门综合性学科，广泛应用于水资源评价、环境保护、工程建设等领域。
水文地质学与其他学科关系与地质学的关系地质学为水文地质学提供基础理论和研究方法，水文地质学则是地质学的一个分支，专注于研究水与岩石圈的相互作用。
与水文学的关系水文学与水文地质学都研究水的循环和分布，但水文学更侧重于地表水的研究，而水文地质学则更关注地下水。
与环境科学的关系环境科学为水文地质学提供了宏观的研究视角和综合分析方法，水文地质学则为环境科学提供关于地下水环境的基础数据和理论支撑。
岩石中水存在形式与性质02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。
密度与温度水的密度随温度变化，4°C时密度最大，具有热传导性。
粘滞性水的粘滞性随温度降低而增大，影响地下水的流动。
表面张力水的表面张力使水滴呈球形，影响毛细水的上升高度。
岩石中水运动规律达西定律描述水在孔隙介质中的渗流速度与水力梯度成正比的关系。
渗流基本方程描述非饱和带与饱和带地下水流运动的偏微分方程。
地下水流系统由补给区、径流区和排泄区组成的统一整体，具有层次性。
地下水资源评价根据水文地质条件、开采技术经济条件等，对地下水资源数量和质量进行评价。
《水文地质学基础》ppt课件(2024)
2024/1/29
18
地下水运动规律与
05
数学模型
2024/1/29
19
地下水运动基本方程和定解条件
地下水运动基本方程
描述地下水在多孔介质中运动的基本方程，包括连续性方程、运动方程和状态方程。
定解条件
确定地下水运动方程的解需要满足的初始条件和边界条件，如初始水位、流量边界、水头边界等。
解析法和数值法
通过建立地下水运动数学模型，利用解析解 或数值解来求解地下水资源量。
16
地下水资源开发利用现状及前景展望
2024/1/29
开发利用现状
全球范围内，地下水资源开发利用程 度不断提高，但存在过度开采、污染 等问题。
前景展望
随着科技进步和环保意识提高，未来 地下水资源开发利用将更加注重可持 续性，采用先进技术和管理手段，实 现资源的高效利用和环境保护。
9
地下水循环过程及补给排泄关系
地下水的循环过程
大气降水、地表水、土壤水等通过入渗、径流等方式转化为地下水，地下水再通 过蒸发、泉流、人工开采等方式排泄到大气或地表。
地下水的补给与排泄关系
地下水的补给来源主要有大气降水、地表水和凝结水等，排泄方式主要有泉流、 蒸发和人工开采等。在天然条件下，地下水的补给和排泄处于动态平衡状态。
2024/1/29
29
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。
2024/1/29
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 。
2024年水文地质学课件-(含)
水文地质学课件-(含附件)水文地质学课件一、引言水文地质学是研究地下水的科学，它涉及到地下水资源的形成、分布、运动、化学成分以及与岩石、土壤等地质体的相互作用。
水文地质学对于理解和管理地下水资源具有重要意义，特别是在干旱和半干旱地区。
本课件旨在介绍水文地质学的基本概念、原理和方法，以及其在实际应用中的重要性。
二、水文地质学的基本概念2.含水层和隔水层：含水层是指能够储存和传递地下水的岩石或土壤层，而隔水层则是指不能储存和传递地下水的岩石或土壤层。
含水层和隔水层的分布和性质对于地下水的流动和储存具有重要影响。
3.地下水流动：地下水流动是指地下水在岩石和土壤中的运动过程。
地下水的流动受到重力、压力差和地质构造等因素的影响，其流动速度较慢，通常以米/天或米/年为单位。
4.地下水循环：地下水循环是指地下水从地表水体、降水等水源进入地下，经过流动、储存和排泄等过程，最终返回地表水体的循环过程。
地下水循环对于维持水资源平衡和生态系统的健康具有重要意义。
三、水文地质学的研究方法1.地下水勘探：地下水勘探是指通过地质调查、地球物理勘探、钻探和试验等方法，了解地下水的分布、性质和储量等信息。
地下水勘探是水文地质学研究的基础，对于水资源开发和利用具有重要意义。
2.地下水模拟：地下水模拟是指利用数学模型和计算机技术，模拟地下水的流动、传输和化学反应等过程。
地下水模拟可以帮助预测地下水的动态变化，为水资源管理和决策提供科学依据。
3.地下水监测：地下水监测是指通过监测井、水位计、水质分析等手段，对地下水的水位、水质、水温等参数进行长期观测和分析。
地下水监测可以帮助了解地下水的现状和变化趋势，为水资源管理和保护提供依据。
四、水文地质学的应用1.水资源开发和管理：水文地质学可以为水资源开发和管理提供科学依据，包括确定水源的位置和储量、评估水资源的可持续性、优化水资源配置等。
2.环境保护和治理：水文地质学可以帮助解决环境污染问题，包括地下水污染的监测和治理、废物处置场的选择和管理等。
煤矿防治水计算公式、经验公式汇编
煤矿防治水计算公式、经验公式汇编一、项目实施背景XXXX煤业有限公司XX煤矿水文地质类型为复杂型，矿井防治水工作量大、任务艰巨。
为制定科学切实可行有效的防治水措施，工程技术人员需要花费很长时间翻阅大量的书籍查找需要的防治水计算公式、经验公式，为了提高编制防治水措施的质量及效率，组织工程技术人员搜集防治水计算公式、经验公式进行整理，编制了防治水计算公式、经验公式汇编。
二、项目实施进度安排1、2018年1月份开始对《煤矿防治水规定》《煤矿安全规程》《地质学基础》《水文地质学基础》《构造地质学》《钻探工程》《XX煤化钻探注浆标准》中关于防治水的计算公式、经验公式进行整理及排版2、2018年8月份开始使用。
三、项目实施过程（一）钻探计算公式1、钻具全长=累计孔深+残尺（机上余尺+机高）机高=钻机立轴固定盘至孔口之距离。
2、累计孔深=上次累计孔深+本次进尺累计孔深=钻具全长-本次残尺-减尺-钻头磨损。
3、岩（煤）层真厚度计算公式：公式：已知岩层钻探伪厚度L，钻孔倾角α，岩层倾角或钻孔方向岩层方向岩层伪倾角β，求岩层真厚度m公式：公式：（1）垂直孔：m=Lcosβ，式中β为岩层真倾角，它等于岩芯倾角。
（2）顺岩层倾向（或伪倾向）钻孔：m=Lsin（α-β）（3）逆岩层倾向（或伪倾向）钻孔：m=Lsin（α+β）主要用途：（1）用钻探资料计算岩层真厚度。
（2）设计钻孔时根据岩层厚度计算设计钻探伪厚度。
（3）反算钻孔倾角。
(二）单孔出水量估算公式1、公式：q=CW√2gh式中：q—单孔出水量（m3/s）；C—流量系数，一般取0.6～0.62；W—钻孔的断面积（m2）；g—重力加速度（9.81m/s2）；h—钻孔出口处的水头高度（m）。
为计算钻孔的平均放水量，可取最大水头高度的40~45%。
2、用途：（1）设计放水孔孔径孔数；（2）根据钻孔喷出水头高度估算钻孔出水量。
(三)老空积水估算公式Q 积=ΣQ 采+ΣQ 巷Q 采=KMF/cosa Q 巷=WLK式中Q 积：总积水量，m 3；ΣQ 采：采空区积水量之和，m 3； ΣQ 巷：巷道积水量之和，m 3；K ：充水系数，采空区一般取K=0.25～0.5(按老空区形成时间远近选取数据，新采空区取值大)，煤巷一般取K=0.5～0.8（根据巷道时间远近，巷道支护方式等选取数据），岩巷取K=0.8～1.0（按巷道支护方式，掘巷时间等选取数据）；F —采空积水区的水平投影面积(m2);M ：采空区的平均采厚，m ； a:煤层倾角；W:积水巷道原有断面，m 2； L ：积水巷道长度，m 。
《水文地质学第章》PPT课件
2、泰斯公式的导出： 根据上述假定条件，建立数学模型：
* H
t
T
2H r 2
1 r
H r
Ht0 H0
Hr H0
lim r H Q
r 0 r 2T
t＞0 r ＞0 t = 0 r ＞0 t＞0 r ∞ t＞0
求解上述数学模型的思路：先将二阶偏微分方程变换为只
§8-7 地下水非稳定井流公式
一、承压水完整井非稳定流公式---泰斯公式 1、泰斯公式的假定条件：
（1）单井位于含水层中央，井径无限小，定流量抽水 （如下图示）；
（2）含水层均质、等厚、各向同性，水平埋藏且无限延伸； （3）无垂向水量交换，无侧向补给； （4）渗流符合达西定律； （5）抽水前水头面水平，水头为H0。抽水后形成以井轴
将 u r2 *
u
代入上式，泰斯公式变为：
4Tt
Q
Q 2.25Tt 2.3Q 2.25Tt
Q 2.25Tt
s W (u) ln
4T
4T
r2 *
4T
lg
r2 *
0.183 T
lg
r2 *
s 0.183 Q lg 2.25Tt
T r2 *
-----雅各布公式
泰斯公式的近似表达式为雅各布公式，其近似程度作如下分
小时，距井60m处的水位降深s。
解：根据题意满足泰斯公式应用条件，
r2 *
u
602 0.00025
1.1103
4Tt 4 41 30 4 24
查表W(u)=6.2363
s Q W (u)
2700
6.2363 1.0899 1.09(m)
水文地质图及报告PPT课件
（7）地下水的总溶解固体、水化学类型、pH 值、以及污染程度。
水文地质剖面图，砂层等厚度图，底板标高等值
线图
第12页/共23页
4.1.1 隔水层 下更新统隔水层 描述的内容：层位（地层时代）、岩性、厚度、
分布范围、埋深、稳定性。 4.2 含水层的富水性及其分布规律
一般情况按含水层描述，本次仅调查的潜水， 故不分层。
1.3 地质及水文地质研究程度 附研究程度表
第6页/共23页
2 自然地理概况 2.1 地形地貌
指导书中有一部分。
河谷地貌：二级阶地、一级阶地、漫滩、 河床。P32（附河谷剖面图） 2.2 气象
按气象要素描述，气温、温度、降雨、 蒸发、风、霜冻等。
描述内容：多年平均值，最大、最小值 及出现的年份。降水要给出集中在哪几个月， 大概占全年的百分比等。
第18页/共23页
6 结论和建议 6.1 结论 （1）水文地质条件的简要总结。 （2）富水性总结 （3）地下水资源量的简要总结。 （4）地下水水质的简要总结。 6.2 建议 工作存在的问题 今后工作的建议 结束语 自由发挥（不利于团结的话不说）
第19页/共23页
附图： （1）黄壁庄地区综合水文地质图 （2）黄壁庄地区地下水等水位线及等埋深 线图 （3）黄壁庄地区地下水水化学图
大气降水入渗，描述包气带的岩性、厚度， 地下水位的埋深，地形，植被等。以说明是 否有利于大气降水入渗不及。
地表水，河流流量，季节性，河床岩性， 以说明补给特征。
地下水侧向径流的位置。
第14页/共23页
（2）径流 地下水径流，根据地下水位线图描述（附
等水位线图）。 工作区地下水的整体流向，局部流向，降
（2）中元古界长城系（Pt2CH） ① 大红峪组（Pt2CHd） ② 高于庄组（Pt2CHg）
水文地质学第一章ppt课件
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。
水文地质图
水文地质剖面图
二、制图 编好一张图是很不容易的，1:400万“中华人民共和国地质图 ”需许多人用几年的时间，现代地理信息系统的应用要快一些。 比例尺、图框、内容、着色、图略、图签、图例。一般要抓住 要点根据目的不同要综合取舍，分清主次，反对资料堆砌。 水文地质图系：以平面综合水文地质图为主图，附带有：剖面 图、某方面特征变化图（潜水等水位线图、潜水埋藏深度图、承 压水等水压线图、抽水试验历时曲线图、矿化度图、水化学图、 补给模型图等），另外，还有专门性的图件，如预测性图件、矿 区水文地质图等。 含水层，隔水层的分布，埋藏特征，运移、动态特征（补、泄 关系），水化学特征，构造控水特征，地下水类型特征（孔隙水 、裂隙水、岩溶水）。
9、含水层的透水性分级
含水层的透水性是指含水岩石孔隙、裂隙或溶蚀 空隙透过水的能力。它通常是以渗透系数大小来 划分：
通常透水层是指渗透系数>0.001m/d的岩层, 隔水 层(不透水层)是指渗透系数<0.001m/d的透水性非 常低的岩层
10、单位涌水量 单位涌水量是指抽水时, 水井或钻孔中 水位每下降一米的涌水量, 用升/秒· 米来表 示。它是对比单井出水或含水层富水能力 的重要指标： q =Q /s 式中：q为单位涌水量; Q为井(钻孔)抽 (涌)水量; s为降深。
辅助图件辅助图件则包括基础性图件则包括基础性图件如地质图如地质图地貌图实际材料图等地貌图实际材料图等地下水单项特征地下水单项特征性图件如潜水等水位线及埋深图承压水如潜水等水位线及埋深图承压水等水压线图水化学类型分区图地下水等水压线图水化学类型分区图地下水储量分区图等储量分区图等以及专门性水文地质图以及专门性水文地质图如供水水文地质图矿区水文地质图环境水水水文地质图矿区水文地质图环境水文地质图地下水开采条件分区图等文地质图地下水开采条件分区图等一般一般是小面积大比例尺是小面积大比例尺针对某一方面或某一项针对某一方面或某一项自然改造利用而编制的图件
水文地质学课件ppt课件
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。
水文地质平面图(二)课件
2.1.1 综合水文地质图得编制
其他内容:对于其他内容，包括地表水系、地 表水与地下水补排关系、地下水流向、水源地 的开采量、下降漏斗范围、海水入侵界线等。 地层界线（地层符号同地质图，但地层系统可 简化）、各种构造及其水文地质性质、第四系 的成因类型、岩性结构及分布等。 重点地貌现象，如阶地、溶洞、暗河等。
2.1.1 综合水文地质图得编制
a.用不同的色序表示不同含水岩组类 型及其分布，在同一岩组类型中以颜 色的深浅或色调线条的不同方向表示 该岩组的富水性的强弱；下伏含水岩 组的顶板埋深可用等值线表示。
b.用花纹符号表示咸水、微咸水 和超过规定标准的有害微量元素， 大面积咸水可用灰色图例表示。
2.1.1 综合水文地质图得编制
要区别出近期活动及非活动的 断裂。
2.1.1 综合水文地质图得编制
对由各类储水构造形成的富水带（如 侵人岩接触带储水构造、岩脉储水构造、 向斜或背斜储水构造或由隔水层阻水作 用形成的储水构造等），应尽可能设计 相应的图例表示：
一般可沿储水构造界线 加绘兰色小圆点表示。
充水断裂带，可在断层线充水一侧加兰 点；如果两侧充水，则两侧均加兰点。
c.用与含水层时代相 同的色序等值线表示 地下水位埋藏深度。
d.用地质图例规定的 地层符号和灰色界线 圈闭岩层分布范围。
e.图面上控制水点（井、泉、 孔），应表示出孔深，含水 岩组涌水量、水质、编制
2.1.1 综合水文地质图得编制 含水岩组的构造表示
1-冲洪积扇；2-砂层；3-冰水泥砾； 4-单井Q＞3000m3/d；5-单井Q1000～ 3000m3/d；6-单井Q100～1000m3/d； 7-单井Q＜100m3/d；8-微弱或不含水岩 层；9-富水性分区界线；10-基岩