水文地质学基础PPT课件
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1、地下水是一种宝贵的资源 2、地下水是极其重要的生态环境因子 3、地下水是一种很活跃的地质营力 4、地下水是地球内部地质演变的信息载体
2021/1/4
我国西北缺水剪影
2021/1/4
我国耕地与农村用水
60%
地下水灌溉面积 其它灌溉面积
全国60%的耕地 全部或部分使用地下水灌 溉
全国95％以上的农 村饮用地下水
❖
地下水污染主要分布在城区附近和地表水污染严重的地区 ww2w0.2th1e/m1/e4gallery.com
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自然界的水循环
❖
2021/1/4
自然界的水循环
❖
2021/1/4
第二章 岩土中的空隙和水 2.1 岩土中的空隙
（a）分选好的高孔隙度沉积 （b）分选差的低孔隙度沉积 （c）分选好的高孔隙度卵石沉积 （d）分选好的矿物充填沉积
2021/1/4
95%
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农村饮用地下水 饮用其它水
地下水开采利用产生的环境问题：沙化荒漠化加重
ww2w0.2th1e/m1/e4gallery.com
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地下水开采利用产生的环境问题：上海地面沉降
城市防洪设施标准降低， 外滩防洪挡水墙越筑越高
ww2w0.2th1e/m1/e4gallery.com
Fundamentals of Hydrogeology
水文地质学基础
2021/1/4
参考教材
• 教 材：《水文地质学基础》-王大纯等编 著，地质出版社，95版/2010版
2021/1/4
提纲
第一章 绪论 第二章 岩土中的空隙和水 第三章 地下水的赋存 第四章 地下水运动的基本规律 第五章 地下水的补给与排泄
2021/1/4
第一章绪论 1.1 地球上的水与水资源：
❖ 地球上的水及所占比例 淡水占全球水量的2.528%
水体种类
亿 km3
%
淡水亿 km3
%
海洋水
13.38
96.54
0
0
地表水
0.2425
1.75
0.2417
69百度文库0
地下水
0.2370
1.71
0.1083
30.92
土壤水
0.00016
0.001
（e）岩体溶解空隙 （f）岩体裂隙
孔隙度是指某一体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例
2021/1/4
2021/1/4
裂隙: 坚硬岩石中的空隙，岩石中的空隙主要 由各种成因的裂隙——成岩裂隙、构造裂隙和风化 裂隙所构成。
⑴ 体积裂隙率（Kr） 裂隙体积（Vn）与包括裂隙在内的岩石体积（V）
0.000165
0.05
大气水
0.000129
0.0009
0.000129
0.04
生物水
0.000011 0.00001 0.000011
0.003
总储量
13.8598
100
0.3503
100
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地球上的水与水资源：淡水
淡水 2.5%
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● 地下水位下降与地面沉降的相关性明显
常州市
常州市 无锡市
常州市 无锡市
无锡市
0 10 20km
苏州市
苏州市
苏州市
40m水位埋深等值线
1980年
200mm地面沉降等值线
1990年
沪宁铁路
苏锡常40水位埋深等值线和200mm地面沉降等值线
2021/1/4
2000年
地下水开采利用产生的环境问题：地下水污染
毛细空隙是岩土中的细小空隙，一般指直径小于1mm的 孔隙或宽度小于0.25mm的裂隙。
2021/1/4
毛细水类型
• 支持毛细水：存在于饱水带以上并与地下水面相连 的毛细空隙中的水。能传递静水压力，当温度低于0℃时结冰。
• 悬挂毛细水：存在于包气带并与地下水面不相连的 毛细空隙中的水。呈“悬挂”状态，经蒸发后消失。
（2）弱结合水的特点 密度大于1，为1.3~1.774g/cm3； 不受重力影响； 可以从簿膜厚的颗粒向簿膜小的颗粒方向移动，但 速度十分缓慢； 溶解盐类能力较弱 冰点为-15℃ 有一定的粘滞性和抗剪强度 在一定条件下（饱水带）可传递静水压力 弱结合水的外层能被植物吸收利用
2021/1/4
（3）毛细水 依靠毛细力而保持在毛细空隙中的水，称为毛细水。
河湖水
咸水
2021/1/4
冰冻\积雪
地下水
1.2 地下水的功能（作用）
概念：水文地质学简言之──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用下地下 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。
地下水——赋存于地面以下岩石空隙中的水。 ※ 地下水是水资源组成部分 ※ 其主要功能为：
2.2 岩土中的水
2021/1/4
（1） 强结合水的特点 密度大于1，平均2g/cm3左右； 不受重力影响； 不能流动。只有在温度105~110℃时才以气态的形 式脱离颗粒表面而移动； 溶解盐类能力弱； -80 ℃时仍不结冰； 有较大的粘滞性、弹性和抗剪强度； 不能传递静水压力； 无导电性。
2021/1/4
2021/1/4
2021/1/4
第三章 地下水的赋存
3.1 包气带与饱水带 3.2 含水层、隔水层与弱透水层 3.3 地下水分类 3.4 潜水 3.5 承压水 3.6 潜水与承压水的相互转化 3.7 上层滞水
2021/1/4
2.3 与水有关的岩土性质
容水性——岩石能容纳一定数量水的性质。用容水度 表示。
持水性——岩石在重力释水后能在空隙中保持一定数量 水的性质。用持水度表示。
给水性——饱水岩石在重力作用下能自由排出一定数量水 的性质。用给水度表示。
透水性——岩石允许让水通过的性质。用渗透系数或单位 吸水量表示。
的比值
⑵ 面积裂隙率（Ka） 单位面积岩石上裂隙面积的大小
⑶ 线裂隙率（Kl） 垂直裂隙走向方向上单位长度上裂隙的条数
2021/1/4
溶穴: 可溶的沉积岩，如岩盐、石膏、石灰岩和白云岩 等，在地下水溶蚀下会产生空洞，这种空隙称为 溶穴（隙）。 岩溶率（Kk）： KkV/rV
岩石中水的存在形式
2021/1/4
成因：入渗重力水；由支持毛细水转化而成。
2021/1/4
（4）矿物水 存在于矿物结晶内部及其间的水。
结构水：以H+和OH-离子形式存在于矿物结晶格架中， 与矿物结合紧密。
结晶水：以H2O分子形式存在于矿物结晶格架中，与矿 物结合紧密。
沸石水：以H2O分子形式存在于矿物晶格的空隙中，与 矿物结合不紧密。
2021/1/4
我国西北缺水剪影
2021/1/4
我国耕地与农村用水
60%
地下水灌溉面积 其它灌溉面积
全国60%的耕地 全部或部分使用地下水灌 溉
全国95％以上的农 村饮用地下水
❖
地下水污染主要分布在城区附近和地表水污染严重的地区 ww2w0.2th1e/m1/e4gallery.com
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自然界的水循环
❖
2021/1/4
自然界的水循环
❖
2021/1/4
第二章 岩土中的空隙和水 2.1 岩土中的空隙
（a）分选好的高孔隙度沉积 （b）分选差的低孔隙度沉积 （c）分选好的高孔隙度卵石沉积 （d）分选好的矿物充填沉积
2021/1/4
95%
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农村饮用地下水 饮用其它水
地下水开采利用产生的环境问题：沙化荒漠化加重
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地下水开采利用产生的环境问题：上海地面沉降
城市防洪设施标准降低， 外滩防洪挡水墙越筑越高
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Fundamentals of Hydrogeology
水文地质学基础
2021/1/4
参考教材
• 教 材：《水文地质学基础》-王大纯等编 著，地质出版社，95版/2010版
2021/1/4
提纲
第一章 绪论 第二章 岩土中的空隙和水 第三章 地下水的赋存 第四章 地下水运动的基本规律 第五章 地下水的补给与排泄
2021/1/4
第一章绪论 1.1 地球上的水与水资源：
❖ 地球上的水及所占比例 淡水占全球水量的2.528%
水体种类
亿 km3
%
淡水亿 km3
%
海洋水
13.38
96.54
0
0
地表水
0.2425
1.75
0.2417
69百度文库0
地下水
0.2370
1.71
0.1083
30.92
土壤水
0.00016
0.001
（e）岩体溶解空隙 （f）岩体裂隙
孔隙度是指某一体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例
2021/1/4
2021/1/4
裂隙: 坚硬岩石中的空隙，岩石中的空隙主要 由各种成因的裂隙——成岩裂隙、构造裂隙和风化 裂隙所构成。
⑴ 体积裂隙率（Kr） 裂隙体积（Vn）与包括裂隙在内的岩石体积（V）
0.000165
0.05
大气水
0.000129
0.0009
0.000129
0.04
生物水
0.000011 0.00001 0.000011
0.003
总储量
13.8598
100
0.3503
100
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地球上的水与水资源：淡水
淡水 2.5%
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● 地下水位下降与地面沉降的相关性明显
常州市
常州市 无锡市
常州市 无锡市
无锡市
0 10 20km
苏州市
苏州市
苏州市
40m水位埋深等值线
1980年
200mm地面沉降等值线
1990年
沪宁铁路
苏锡常40水位埋深等值线和200mm地面沉降等值线
2021/1/4
2000年
地下水开采利用产生的环境问题：地下水污染
毛细空隙是岩土中的细小空隙，一般指直径小于1mm的 孔隙或宽度小于0.25mm的裂隙。
2021/1/4
毛细水类型
• 支持毛细水：存在于饱水带以上并与地下水面相连 的毛细空隙中的水。能传递静水压力，当温度低于0℃时结冰。
• 悬挂毛细水：存在于包气带并与地下水面不相连的 毛细空隙中的水。呈“悬挂”状态，经蒸发后消失。
（2）弱结合水的特点 密度大于1，为1.3~1.774g/cm3； 不受重力影响； 可以从簿膜厚的颗粒向簿膜小的颗粒方向移动，但 速度十分缓慢； 溶解盐类能力较弱 冰点为-15℃ 有一定的粘滞性和抗剪强度 在一定条件下（饱水带）可传递静水压力 弱结合水的外层能被植物吸收利用
2021/1/4
（3）毛细水 依靠毛细力而保持在毛细空隙中的水，称为毛细水。
河湖水
咸水
2021/1/4
冰冻\积雪
地下水
1.2 地下水的功能（作用）
概念：水文地质学简言之──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用下地下 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。
地下水——赋存于地面以下岩石空隙中的水。 ※ 地下水是水资源组成部分 ※ 其主要功能为：
2.2 岩土中的水
2021/1/4
（1） 强结合水的特点 密度大于1，平均2g/cm3左右； 不受重力影响； 不能流动。只有在温度105~110℃时才以气态的形 式脱离颗粒表面而移动； 溶解盐类能力弱； -80 ℃时仍不结冰； 有较大的粘滞性、弹性和抗剪强度； 不能传递静水压力； 无导电性。
2021/1/4
2021/1/4
2021/1/4
第三章 地下水的赋存
3.1 包气带与饱水带 3.2 含水层、隔水层与弱透水层 3.3 地下水分类 3.4 潜水 3.5 承压水 3.6 潜水与承压水的相互转化 3.7 上层滞水
2021/1/4
2.3 与水有关的岩土性质
容水性——岩石能容纳一定数量水的性质。用容水度 表示。
持水性——岩石在重力释水后能在空隙中保持一定数量 水的性质。用持水度表示。
给水性——饱水岩石在重力作用下能自由排出一定数量水 的性质。用给水度表示。
透水性——岩石允许让水通过的性质。用渗透系数或单位 吸水量表示。
的比值
⑵ 面积裂隙率（Ka） 单位面积岩石上裂隙面积的大小
⑶ 线裂隙率（Kl） 垂直裂隙走向方向上单位长度上裂隙的条数
2021/1/4
溶穴: 可溶的沉积岩，如岩盐、石膏、石灰岩和白云岩 等，在地下水溶蚀下会产生空洞，这种空隙称为 溶穴（隙）。 岩溶率（Kk）： KkV/rV
岩石中水的存在形式
2021/1/4
成因：入渗重力水；由支持毛细水转化而成。
2021/1/4
（4）矿物水 存在于矿物结晶内部及其间的水。
结构水：以H+和OH-离子形式存在于矿物结晶格架中， 与矿物结合紧密。
结晶水：以H2O分子形式存在于矿物结晶格架中，与矿 物结合紧密。
沸石水：以H2O分子形式存在于矿物晶格的空隙中，与 矿物结合不紧密。