水文地质概念模型ppt课件
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水文地质基础知识 ppt课件
孔隙－松散岩层 裂隙－基岩 溶隙（溶穴）－可溶性岩石
空隙性
指岩石空隙的大小、多少、形状、分 布特点以及连通情况等。这些特性 对于地下水的埋藏、分布、运动有 重要的影响。
岩石中的空隙
松散岩层孔隙特点
孔隙率（度）：一定体积岩石（包括孔隙）中孔隙体积所占的比例。
n Vn 100% V
影响松散岩层孔隙度的因素
“理想土”模型
颗粒排列方式和密实程度 颗粒大小和形状 分选程度 土壤结构（单粒、团粒结构） 其他因素：次生裂隙、根孔、虫孔等
裂隙
成岩裂隙 构造裂隙 风化裂隙
裂隙性
裂隙的方向、宽度、延伸方向、充填情况等。 裂隙率
Kr Vr V
溶穴
发生在可溶性岩石之中 具有继承性 岩溶率（溶隙率）
岩石空隙的特性（均匀性、方向性、连通性）
松散岩类：空隙分布均匀、连通性好 基岩裂隙：不均匀、具方向性、不同方向裂隙可形成裂隙网
络 可溶岩溶隙：极不均匀、很强的方向性、容易形成各自的岩
溶水流系统。
按含水介质的地下水分类
层。
支持毛细带 中间带 土壤水带
水文地质学研究的重点是饱水带。但包气 带作为补给通道作用也不容忽视。
地下水赋存
含水层
定义：饱含水的透水层，或能够透过并给出相当数量水的岩 层。
辨异：饱含水的弱透水层（粘土、沿粘土等）；不含水的透 水层（沙漠、被疏干的含水层等）
隔水层
定义：不透水的岩层，或不能透过并给出一定水量的岩层。 辨异：隔水层的相对性，并非完全隔水－弱透水层
下可以进行三种状态的相互转化 全球水文循环是闭合系统，局部为开放系统 水文循环过程伴随着能量的转换和其他物质的运移和聚集
空隙性
指岩石空隙的大小、多少、形状、分 布特点以及连通情况等。这些特性 对于地下水的埋藏、分布、运动有 重要的影响。
岩石中的空隙
松散岩层孔隙特点
孔隙率（度）：一定体积岩石（包括孔隙）中孔隙体积所占的比例。
n Vn 100% V
影响松散岩层孔隙度的因素
“理想土”模型
颗粒排列方式和密实程度 颗粒大小和形状 分选程度 土壤结构（单粒、团粒结构） 其他因素：次生裂隙、根孔、虫孔等
裂隙
成岩裂隙 构造裂隙 风化裂隙
裂隙性
裂隙的方向、宽度、延伸方向、充填情况等。 裂隙率
Kr Vr V
溶穴
发生在可溶性岩石之中 具有继承性 岩溶率（溶隙率）
岩石空隙的特性（均匀性、方向性、连通性）
松散岩类：空隙分布均匀、连通性好 基岩裂隙：不均匀、具方向性、不同方向裂隙可形成裂隙网
络 可溶岩溶隙：极不均匀、很强的方向性、容易形成各自的岩
溶水流系统。
按含水介质的地下水分类
层。
支持毛细带 中间带 土壤水带
水文地质学研究的重点是饱水带。但包气 带作为补给通道作用也不容忽视。
地下水赋存
含水层
定义：饱含水的透水层，或能够透过并给出相当数量水的岩 层。
辨异：饱含水的弱透水层（粘土、沿粘土等）；不含水的透 水层（沙漠、被疏干的含水层等）
隔水层
定义：不透水的岩层，或不能透过并给出一定水量的岩层。 辨异：隔水层的相对性，并非完全隔水－弱透水层
下可以进行三种状态的相互转化 全球水文循环是闭合系统，局部为开放系统 水文循环过程伴随着能量的转换和其他物质的运移和聚集
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
2024版《水文地质学基础》ppt课件
受地形、地貌、岩性、构造、气候等因素控制，不同地区地下水的分布和富集 程度有很大差异。
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Байду номын сангаас等。在天然条件下，地下水的补给和排泄处于动态平衡状态。
研究人类活动（如开采、灌溉、排水等）对地下水运动的影响，通过数
值模拟预测和评价其可能产生的后果。
03
地下水污染运移模拟
针对地下水污染问题，建立污染物运移的数学模型，通过数值模拟预测
污染物的扩散范围、速度和浓度变化，为污染治理提供依据。
水文地质勘察方法与
06
技术手段
水文地质勘察任务和内容
查明区域水文地质条件，包括地形地 貌、气候、水文、植被等自然地理条 件及地质构造、地层岩性、地下水分 布与埋藏条件等地质状况。
改变地下水流场
工程建设可能改变地下水的补给、 径流和排泄条件，导致地下水位 下降或上升，影响地下水动态平 衡。
破坏含水层结构
工程开挖、填筑等活动可能破坏含 水层的连续性，导致地下水渗流路 径改变，影响地下水的赋存状态。
引起地面沉降
抽取地下水或工程降水等行为可能 导致土层压密，引发地面沉降，对 地面建筑和基础设施造成威胁。
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。
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Байду номын сангаас等。在天然条件下，地下水的补给和排泄处于动态平衡状态。
研究人类活动（如开采、灌溉、排水等）对地下水运动的影响，通过数
值模拟预测和评价其可能产生的后果。
03
地下水污染运移模拟
针对地下水污染问题，建立污染物运移的数学模型，通过数值模拟预测
污染物的扩散范围、速度和浓度变化，为污染治理提供依据。
水文地质勘察方法与
06
技术手段
水文地质勘察任务和内容
查明区域水文地质条件，包括地形地 貌、气候、水文、植被等自然地理条 件及地质构造、地层岩性、地下水分 布与埋藏条件等地质状况。
改变地下水流场
工程建设可能改变地下水的补给、 径流和排泄条件，导致地下水位 下降或上升，影响地下水动态平 衡。
破坏含水层结构
工程开挖、填筑等活动可能破坏含 水层的连续性，导致地下水渗流路 径改变，影响地下水的赋存状态。
引起地面沉降
抽取地下水或工程降水等行为可能 导致土层压密，引发地面沉降，对 地面建筑和基础设施造成威胁。
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。
《水文地质调查概述》PPT课件
15.02.2022
§3 水文地质调查工作阶段的划分
二、水文地质调查阶段的划分方案
水文地质勘察
15.02.2022
§3 水文地质调查工作阶段的划分
水文地质勘察
从上表可见，城市供水水文地质勘查，不同部门所划分的阶 段数和各阶段的任务基本一致，仅阶段的名称有所不同。
农田灌溉供水水文地质调查，一般划分为：普查、详查、开 采三个阶段。
15.02.2022
§ 4 水文地质调查所使用的主要手段
6．水文地质物探
物探包括：电法；地震等。
水文地质勘察
物探与水文地质测绘和钻探相配合，可以查明许多地质、水文 问题，节约工作量。
15.02.2022
§ 4 水文地质调查所使用的主要手段
7．遥感技术
水文地质勘察
它是根据电磁波理论，用装置在飞机和人造卫星等各种飞行器上的专门 仪器，接收地面上各种地质体发射或反射的各种波谱信息，从而解释判 定出被测地区的地貌、地质水文地质条件，并可绘制成各种图件。 优点：提高质量、加快进度、减少测绘和勘探工作量、减轻体力劳动等。 在自然条件复杂，交通困难的地区更显示出其优越性。
矿床水文地质调查，原则上应与矿床地质勘探的划分相一致， 划分为：普查、初勘、详勘三个阶段，对某些矿床，把详勘 又划分为详查与精查两个阶段。
15.02.2022
§3 水文地质调查工作阶段的划分
三、划分水文地质调查阶段的具体要求
水文地质勘察
表1-1所列调查阶段是针对水文地质条件较复杂的大型供水工程项目 而规定的，对某个具体工程项目应当根据当地水文地质条件的复杂程度， 项目规模、重要性，及已有水文地质研究程度等因素来划分勘查阶段。 （1）已有1﹕20万或1﹕10万比例尺的区域水文地质调查成 果，可不进 行前期论证，直接进行初步勘查。 （2）无不同水源地比较，初勘与详勘合为一个阶段。 （3）需水量较小的供水项目，当水文地质条件又不复杂时，只需打2-3个 钻孔即可满足要求时，可将勘探与开采相结合（探采结合），直接进入开 采阶段。
水文地质(PPT)
正确的计算未来井巷及采区的涌水量大小，是一项重要而复杂的工作。 它对煤田的技术经济评价有很大的影响，并且也是开采设计部门选择采掘 方案，制定疏于措施，确定排水设备的主要依据。
一、地下水的运动规律
岩层必须透水 必备条件 沿水流方向具有水位差
地下水的运动条件
运动速度及水量 水力坡度 =（H1-H2）/L
地表水防治
堵塞通道 河流改道 铺整河床
井下防治水 老容积水的探放 ：采空区，由于地表水和地下水的补给，充满了大量积水。
其特点： 一般积水范围不明（特别是一些老矿井），串联关系复杂、水量大、酸性 强、水头压力高、危害大。 要隔离积水需保留大量的安全煤柱，一方面影响资源的回收，另一方面， 由于资料不清、范围不确，可能引起积水的突然涌出，酿成灾害事故。 因此，探故老窑水是采矿工作中防患于未然的必要措施，是探明可采边界 和安全开来的主要手段。
程，称为水循环。
水循环包括内陆循环、海陆循环、海洋循环。
水的循环示意图
水循环意义 a.使大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间不断地进行着 能量交换和物质迁移。
b.使大气
降水、地表水、
地下水、土壤 水之间相互转
化，使水资源
形成不断更新 的统一系统。
二、含水层和隔水层
自然界中的岩层是在漫长的地质历史中形成，并经历了后期多次构造 运动与各种地质构造改造，因而发育了许多不同成因，不同方向，不同规 模的空隙。
二、井筒涌水量计算
潜水完整井涌水量计算: 系指井筒开凿在潜水含水层中，并打穿含水层到隔水底板； 自流水完整井涌水量计算： 系指井筒开凿在自流水含水层中，并全部揭露含水层；
巷道涌水量预测方法：
第三节 矿井水的防治
——以防为主，法治结合
一、地下水的运动规律
岩层必须透水 必备条件 沿水流方向具有水位差
地下水的运动条件
运动速度及水量 水力坡度 =（H1-H2）/L
地表水防治
堵塞通道 河流改道 铺整河床
井下防治水 老容积水的探放 ：采空区，由于地表水和地下水的补给，充满了大量积水。
其特点： 一般积水范围不明（特别是一些老矿井），串联关系复杂、水量大、酸性 强、水头压力高、危害大。 要隔离积水需保留大量的安全煤柱，一方面影响资源的回收，另一方面， 由于资料不清、范围不确，可能引起积水的突然涌出，酿成灾害事故。 因此，探故老窑水是采矿工作中防患于未然的必要措施，是探明可采边界 和安全开来的主要手段。
程，称为水循环。
水循环包括内陆循环、海陆循环、海洋循环。
水的循环示意图
水循环意义 a.使大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间不断地进行着 能量交换和物质迁移。
b.使大气
降水、地表水、
地下水、土壤 水之间相互转
化，使水资源
形成不断更新 的统一系统。
二、含水层和隔水层
自然界中的岩层是在漫长的地质历史中形成，并经历了后期多次构造 运动与各种地质构造改造，因而发育了许多不同成因，不同方向，不同规 模的空隙。
二、井筒涌水量计算
潜水完整井涌水量计算: 系指井筒开凿在潜水含水层中，并打穿含水层到隔水底板； 自流水完整井涌水量计算： 系指井筒开凿在自流水含水层中，并全部揭露含水层；
巷道涌水量预测方法：
第三节 矿井水的防治
——以防为主，法治结合
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）
水文地质概念模型46页PPT
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
水文地质概念模型
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的பைடு நூலகம்键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
《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
水文地质概念模型ppt课件
各向异性，确定层组水流为稳定流或非稳定流、潜水或承压水。 既存在越流又存在弱层释水的地域，要建立思索弱透水层水运动的弱透水层
模型。一个区域含水层组可以概化成为一个单层模型，也可概化为一个 含水层—弱透水层组越流模型，或概化为多个含水层—弱透水层组构成 的多层模型。
2
;.
6、模型概化-内部构造 1、含水介质 2、含水层组 3、含水层空间分布
1
;.
5、模型概化步骤 〔1〕 确定研讨范围
模型研讨区应尽能够地选择研讨程度较高的地域，选择天然地下水系 统边境，尽量防止人为边境。 〔2〕 搜集资料
搜集研讨区已有的地质、水文地质以及水资源开发利用等方面的资料。
1
;.
5、模型概化步骤 〔3〕 边境概化
根据含水层、隔水层的分布、地质构造和边境上地下水流特征、地下 水与地表水的水力联络，将计算区边境概化为给定地下水水位〔水头〕 的一类边境、给定侧向径流量的二类边境和给定地下水侧向流量与水位 关系的三类边境。
4
;.
7、表达方式 2、剖面图
4
;.
;.
4
系数μ*〔或给水度μ〕进展概化的均质分区；对于参数的空间分布规律， 常采用离散化的参数概化方法〔即参数分区或参数化〕来确定。 查明计算含水层与相邻含水层、隔水层的接触关系，能否有“天窗〞、断层 等沟通。
3
;.
6、模型概化-内部构造
1、含水介质 2、含水层组 3、含水层空间分布 4、地下水运动形状 5、水文地质参数 1〕时间概化 2〕空间概化
6
;.
3、模型概化原那么 〔1〕适用性
地下水流模拟是一适用性很强的技术，处理现实问题是它的根本目的。 因此，建立的水文地质概念模型须与一定时期的科学技术程度以及研讨 区的水文地质调查研讨程度相顺应，能用于处理社会、经济开展中所面 临的地下水模拟与管理问题。
模型。一个区域含水层组可以概化成为一个单层模型，也可概化为一个 含水层—弱透水层组越流模型，或概化为多个含水层—弱透水层组构成 的多层模型。
2
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6、模型概化-内部构造 1、含水介质 2、含水层组 3、含水层空间分布
1
;.
5、模型概化步骤 〔1〕 确定研讨范围
模型研讨区应尽能够地选择研讨程度较高的地域，选择天然地下水系 统边境，尽量防止人为边境。 〔2〕 搜集资料
搜集研讨区已有的地质、水文地质以及水资源开发利用等方面的资料。
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5、模型概化步骤 〔3〕 边境概化
根据含水层、隔水层的分布、地质构造和边境上地下水流特征、地下 水与地表水的水力联络，将计算区边境概化为给定地下水水位〔水头〕 的一类边境、给定侧向径流量的二类边境和给定地下水侧向流量与水位 关系的三类边境。
4
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7、表达方式 2、剖面图
4
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4
系数μ*〔或给水度μ〕进展概化的均质分区；对于参数的空间分布规律， 常采用离散化的参数概化方法〔即参数分区或参数化〕来确定。 查明计算含水层与相邻含水层、隔水层的接触关系，能否有“天窗〞、断层 等沟通。
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6、模型概化-内部构造
1、含水介质 2、含水层组 3、含水层空间分布 4、地下水运动形状 5、水文地质参数 1〕时间概化 2〕空间概化
6
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3、模型概化原那么 〔1〕适用性
地下水流模拟是一适用性很强的技术，处理现实问题是它的根本目的。 因此，建立的水文地质概念模型须与一定时期的科学技术程度以及研讨 区的水文地质调查研讨程度相顺应，能用于处理社会、经济开展中所面 临的地下水模拟与管理问题。
《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。
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。
水文地质学课件pdf
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
01
02
03
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
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
01
02
03
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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14
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
（1）研究区边界
研究区应尽可能以自然边界为计算边界，最好是以完整的水文地质 单元作为计算区。
在计算区仅为水文地质单元一部分的情况下，应注意处理好水文地 质单元内水资源的分配以及计算区边界上的水量交换问题。
15
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
1）地表水体 a.已知水头边界
含水层
干时），则可以定为定水头补给边界。
煤层
20Βιβλιοθήκη 水文地质勘察6、模型概化-边界条件
3）岩体或岩层接触边界
岩体或岩层接触边界，一般多属于隔水边界或流量边界。 凡是流量边界，应测得边界处岩石的导水系数及边界内外的水头差，
。 算出水力坡度，计算出补给量或流出量
21
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
3）岩体或岩层接触边界 4）地下水的天然分水岭
7
水文地质勘察
3、模型概化原则
（2）完整性
概念模型必须尽可能真实全面地反映实体系统的内部结构与动态 特征，专业人员既要到现场进行调查，又要广泛收集有关的各种信息， 必要时还要补充部分现场调查（包括观测、试验等）工作，详细分析 系统的输入、输出、状态演变、功能作用以及它与周围环境的相互作 用关系等，以达到对于真实系统全面深入的掌握，保证模型在理论上 的完整性，提高地下水流系统模拟的精度。
地表水与含水层有密切的水力联系，经动态观测证明有统 一水位，地表水对含水层有无限的补给能力，降落漏斗不 可能超越此边界线时，地表水体就可以确定为定水头补给 边界；
如果只是季节性的河流，只能在有水期间定为定水头边 界；
如果只有某段河水与地下水有密切水力联系，则只将这 一段确定为定水头边界。
16
水文地质勘察
模拟的基本模式。
3
水文地质勘察
2、模型概化的任务
① 充分收集研究区以往各类地质、水文地质、 地形地貌、气象、水文、钻孔、水资源开 发利用等资料，进行系统的分析与研究， 明确研究区的水文地质条件；
4
水文地质勘察
水文地质勘察
5
2、模型概化的任务
① 充分收集研究区以往各类地质、水文地质、地形地貌、气象、水文、 钻孔、水资源开发利用等资料，进行系统的分析与研究，明确研究 区的水文地质条件；
② 对研究区水文地质条件进行合理的概化，使概化模型达到即反映水 文地质条件的实际情况，又能用先进的工具进行计算的目的，并最 终提交概化的框图、平面图、剖面图及其文字说明。
6
水文地质勘察
3、模型概化原则
（1）实用性
地下水流模拟是一实用性很强的技术，解决现实问题是它的根本 目的。因此，建立的水文地质概念模型须与一定时期的科学技术水平 以及研究区的水文地质调查研究程度相适应，能用于解决社会、经济 发展中所面临的地下水模拟与管理问题。
10
水文地质勘察
5、模型概化步骤
（1） 确定研究范围
模型研究区应尽可能地选择研究程度较高的地区，选择 天然地下水系统边界，尽量避免人为边界。
（2） 收集资料
收集研究区已有的地质、水文地质以及水资源开发利用 等方面的资料。
11
水文地质勘察
5、模型概化步骤
（3） 边界概化
根据含水层、隔水层的分布、地质构造和边界上地下水 流特征、地下水与地表水的水力联系，将计算区边界概化 为给定地下水水位（水头）的一类边界、给定侧向径流量 的二类边界和给定地下水侧向流量与水位关系的三类边界。
12
水文地质勘察
5、模型概化步骤
（4）内部结构概化
对研究区含水层组、含水介质、地下水运动状态以及 水文地质参数的时空分布进行概化。
（5） 完成模型概化图
根据模型概化结果，绘制模型概化平面图与模型概化剖 面图。
13
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
（1）研究区边界
研究区应尽可能以自然边界为计算边界，最好是以完整的水文地质 单元作为计算区。
18
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
2） 断层接触边界 a、隔水边界 b、流量边界
如果断裂带本身是导水的，计算区内为富含水层，区外为弱含水层 时，则形成流量边界。
19
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
2） 断层接触边界
a、隔水边界 b、流量边界 C、已知水头边界
如果断裂带本身是导水的，计算区内为导水性较弱的含水层，而 区外为强导水的含水层时（这种情况，供水中少有，多出现在矿床疏
6、模型概化-边界条件
1）地表水体 a.已知水头边界
b.已知流量边界
地表水与地下水没有密切水力联系或河床渗透阻力较大 时，仅仅是垂直入渗补给地下水，则应作为二类定流量补 给边界。
17
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
2） 断层接触边界 a、隔水边界
如果断层本身不透水，或断层的另一盘是隔水层，则构成隔水边界。
地下水的天然分水岭，可以作为隔水边界，但应考虑开采后是否会 导致位置的变迁。
22
水文地质勘察
6、模型概化-内部结构
1、含水介质 （1）含水介质概化 1）孔隙含水介质 a、均质、非均质
如果在渗流场中，所有点 都具有相同的渗透系数，则概化为 均质含水层，否则概化为非均质的； 自然界中绝对均质的岩层是没有的， 均质与非均质是相对的，视具体的 研究目标而定。
水文地质概念模型
水资源与环境学院 刘明柱
1
大纲
1
概念模型的定义
2
模型概化的任务
3
模型概化的原则
4
资料的准备
5
模型概化的步骤
水文地质勘察
2
1、水文地质概念模型
水文地质概念模型 （Conceptual hydrogeological model）
把含水层实际的边界性质、内部结构、 渗透性能、 水力特征和补给排泄 等条件概化为便于进行数学与物理
8
水文地质勘察
3、模型概化原则
（3）处理好简单与精度的矛盾
一味追求简单，要以牺牲精度为代价；一味追求精度， 将导致模型复杂化，花费更多的时间和经费；要根据需要 将二者协调好。
9
水文地质勘察
4、资料准备
水文地质条件是概念模型的基础。在建立概念模型之 前，必须认真收集、整理和分析已有的水文地质资料，确 定模拟的目的层，进而勾画出地下水实体系统的内部结构 与边界条件，然后才开始对实体系统进行概化。
抽水漏斗
水文地质勘察
23
6、模型概化-内部结构
1、含水介质 （1）含水介质概化 1）孔隙含水介质 a、均质、非均质 b、各向同性、各向异性
根据含水层透水性能和渗流方向的关系，可以概化为各向同性和各 向异性二类。如果渗流场中某一点的渗透系数不取决于方向，即不管 渗流方向如何都具有相同的渗透系数，则介质是各向同性的，否则是 各向异性的。
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
（1）研究区边界
研究区应尽可能以自然边界为计算边界，最好是以完整的水文地质 单元作为计算区。
在计算区仅为水文地质单元一部分的情况下，应注意处理好水文地 质单元内水资源的分配以及计算区边界上的水量交换问题。
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水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
1）地表水体 a.已知水头边界
含水层
干时），则可以定为定水头补给边界。
煤层
20Βιβλιοθήκη 水文地质勘察6、模型概化-边界条件
3）岩体或岩层接触边界
岩体或岩层接触边界，一般多属于隔水边界或流量边界。 凡是流量边界，应测得边界处岩石的导水系数及边界内外的水头差，
。 算出水力坡度，计算出补给量或流出量
21
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
3）岩体或岩层接触边界 4）地下水的天然分水岭
7
水文地质勘察
3、模型概化原则
（2）完整性
概念模型必须尽可能真实全面地反映实体系统的内部结构与动态 特征，专业人员既要到现场进行调查，又要广泛收集有关的各种信息， 必要时还要补充部分现场调查（包括观测、试验等）工作，详细分析 系统的输入、输出、状态演变、功能作用以及它与周围环境的相互作 用关系等，以达到对于真实系统全面深入的掌握，保证模型在理论上 的完整性，提高地下水流系统模拟的精度。
地表水与含水层有密切的水力联系，经动态观测证明有统 一水位，地表水对含水层有无限的补给能力，降落漏斗不 可能超越此边界线时，地表水体就可以确定为定水头补给 边界；
如果只是季节性的河流，只能在有水期间定为定水头边 界；
如果只有某段河水与地下水有密切水力联系，则只将这 一段确定为定水头边界。
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水文地质勘察
模拟的基本模式。
3
水文地质勘察
2、模型概化的任务
① 充分收集研究区以往各类地质、水文地质、 地形地貌、气象、水文、钻孔、水资源开 发利用等资料，进行系统的分析与研究， 明确研究区的水文地质条件；
4
水文地质勘察
水文地质勘察
5
2、模型概化的任务
① 充分收集研究区以往各类地质、水文地质、地形地貌、气象、水文、 钻孔、水资源开发利用等资料，进行系统的分析与研究，明确研究 区的水文地质条件；
② 对研究区水文地质条件进行合理的概化，使概化模型达到即反映水 文地质条件的实际情况，又能用先进的工具进行计算的目的，并最 终提交概化的框图、平面图、剖面图及其文字说明。
6
水文地质勘察
3、模型概化原则
（1）实用性
地下水流模拟是一实用性很强的技术，解决现实问题是它的根本 目的。因此，建立的水文地质概念模型须与一定时期的科学技术水平 以及研究区的水文地质调查研究程度相适应，能用于解决社会、经济 发展中所面临的地下水模拟与管理问题。
10
水文地质勘察
5、模型概化步骤
（1） 确定研究范围
模型研究区应尽可能地选择研究程度较高的地区，选择 天然地下水系统边界，尽量避免人为边界。
（2） 收集资料
收集研究区已有的地质、水文地质以及水资源开发利用 等方面的资料。
11
水文地质勘察
5、模型概化步骤
（3） 边界概化
根据含水层、隔水层的分布、地质构造和边界上地下水 流特征、地下水与地表水的水力联系，将计算区边界概化 为给定地下水水位（水头）的一类边界、给定侧向径流量 的二类边界和给定地下水侧向流量与水位关系的三类边界。
12
水文地质勘察
5、模型概化步骤
（4）内部结构概化
对研究区含水层组、含水介质、地下水运动状态以及 水文地质参数的时空分布进行概化。
（5） 完成模型概化图
根据模型概化结果，绘制模型概化平面图与模型概化剖 面图。
13
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
（1）研究区边界
研究区应尽可能以自然边界为计算边界，最好是以完整的水文地质 单元作为计算区。
18
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
2） 断层接触边界 a、隔水边界 b、流量边界
如果断裂带本身是导水的，计算区内为富含水层，区外为弱含水层 时，则形成流量边界。
19
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
2） 断层接触边界
a、隔水边界 b、流量边界 C、已知水头边界
如果断裂带本身是导水的，计算区内为导水性较弱的含水层，而 区外为强导水的含水层时（这种情况，供水中少有，多出现在矿床疏
6、模型概化-边界条件
1）地表水体 a.已知水头边界
b.已知流量边界
地表水与地下水没有密切水力联系或河床渗透阻力较大 时，仅仅是垂直入渗补给地下水，则应作为二类定流量补 给边界。
17
水文地质勘察
6、模型概化-边界条件
2） 断层接触边界 a、隔水边界
如果断层本身不透水，或断层的另一盘是隔水层，则构成隔水边界。
地下水的天然分水岭，可以作为隔水边界，但应考虑开采后是否会 导致位置的变迁。
22
水文地质勘察
6、模型概化-内部结构
1、含水介质 （1）含水介质概化 1）孔隙含水介质 a、均质、非均质
如果在渗流场中，所有点 都具有相同的渗透系数，则概化为 均质含水层，否则概化为非均质的； 自然界中绝对均质的岩层是没有的， 均质与非均质是相对的，视具体的 研究目标而定。
水文地质概念模型
水资源与环境学院 刘明柱
1
大纲
1
概念模型的定义
2
模型概化的任务
3
模型概化的原则
4
资料的准备
5
模型概化的步骤
水文地质勘察
2
1、水文地质概念模型
水文地质概念模型 （Conceptual hydrogeological model）
把含水层实际的边界性质、内部结构、 渗透性能、 水力特征和补给排泄 等条件概化为便于进行数学与物理
8
水文地质勘察
3、模型概化原则
（3）处理好简单与精度的矛盾
一味追求简单，要以牺牲精度为代价；一味追求精度， 将导致模型复杂化，花费更多的时间和经费；要根据需要 将二者协调好。
9
水文地质勘察
4、资料准备
水文地质条件是概念模型的基础。在建立概念模型之 前，必须认真收集、整理和分析已有的水文地质资料，确 定模拟的目的层，进而勾画出地下水实体系统的内部结构 与边界条件，然后才开始对实体系统进行概化。
抽水漏斗
水文地质勘察
23
6、模型概化-内部结构
1、含水介质 （1）含水介质概化 1）孔隙含水介质 a、均质、非均质 b、各向同性、各向异性
根据含水层透水性能和渗流方向的关系，可以概化为各向同性和各 向异性二类。如果渗流场中某一点的渗透系数不取决于方向，即不管 渗流方向如何都具有相同的渗透系数，则介质是各向同性的，否则是 各向异性的。