水文地质学绪论
水文地质学部分概论
大循环（海-陆）与小循环（海-海，陆-陆）
▪ 时空尺度不同：
全球水文循环，流域水文循环
（3）水文循环的特点
▪ 循环速度较快、途径较短、交替迅速
（4）水文循环的作用
▪ 水质量的净化，水数量的再生，是可持续发展的保证
5.1.3 岩石的空隙性
岩石：水文地质学中指坚硬的岩石及松散的土层（沉积物）
Wn
Vn V
100%
一般说来，容水度在数值上与空隙度相当。当具有膨胀 性的粘土，充水后体积扩大，容水度会大于孔隙度；但 当岩石空隙不连通时，容水度会小于空隙度。
5.1.5 岩石的水理性质
持水性：岩石依靠分子引力和毛细力，在重力作用下岩 石仍能保持一定水量的性能。在数值上用持水度表示。
持水度：在重力作用下，岩石所保持的水体积与岩石体 积之比 。
水文循环示意图
水汽输送
降水
降水
蒸发 下 渗
水汽输送
径流
蒸发
a. 海洋蒸发 b. 大气中水汽转移 c. 降水 d. 地表径流 e. 入渗 f. 地下径流 g. 水面蒸发 h. 土面蒸发 i. 叶面蒸发
水文循环
（1）定义
▪ 水文循环是发生于大气水、地表水和岩石空隙中的地下水之间的 水循环
（2）水文循环的划分
5.1.3 岩石的空隙性
裂隙率： 固结的坚硬岩石中，一般仅残存很小部分孔隙，而存
在有各种内外力作用下破裂变形产生的裂缝（缝隙）
风化裂隙、成岩裂隙、构造裂隙
砂岩岩芯中的裂隙
5.1.3 岩石的空隙性
岩溶率： 溶蚀的裂隙，有溶孔、溶隙、溶洞等
5.1.3 岩石的空隙性
小结：
松散岩石的孔隙分布于颗粒之间，连通良好，分布均 匀，在不同方向上，孔隙通道的大小和多少都很接近。 赋存于其中的地下水分布和流动都比较均匀。
水文地质学 绪论
思考题 ➢ 地下水？ ➢ 水文地质学的概念？ ➢ 供水水文地质学的概念？ ➢ 地下水作为供水水源的优点？ ➢ 我国杰出的水文地质学专家。
供水水文地质学——Hydrogeology of supply water
➢ 以供水为目的，研究地下水的形成、物化性质、水质评价、开 采动态变化、水资源管理、供水勘察、水源选择、合理利用与 有效调节等，属于水文地质学的重要分支之一。
地下水 ➢ 埋藏于地下岩土空隙中的水。
地下水作为供水水源的优点：
水文地质学——Hydrogeology
➢ 研究地下水在周围环境及人类活动影响下的运动规律，并运 用这一运动规律，合理利用和有效调节地下水，以兴利避害。
➢ 水环境——岩石圈、大气圈、生物圈。 ➢ 地下水运动规律——研究地下水数量与质量时空变化规律。 ➢ 地下水动力学——研究地下水运动规律。 ➢ 研究地下水运动规律时，需要考虑人类活动的影响。
地面塌陷
本课程教学目的
➢ 对地质基础知识、地下水储存与循环、地下水物化性质、地 下水运动规律、地下水污染、地下水资源保护与管理等方面 有比较好的了解。
➢ 知道如何利用自然水文地质条件在排水过程中合理保护自然 水环境，并进行环境水质评价。
➢ 掌握水文地质勘察的内容、要求及方式等，能够正确布置察 勘任务、顺利阅读勘察报告，并且可以合理利用勘察成果资 料进行排水工程设计与地下水水质评价。
课程内容
➢ 地质基础知识 ➢ 地下水储存与循环 ➢ 地下水物化性质 ➢ 地下水运动规律 ➢ 地下水的分布 ➢ 地下水污染 ➢ 地下水资源管理 ➢ 地下水水质评价 ➢ 水文地质勘察
达西（Henry Philibert Gaspard Darcy 1803-1858） 水利工程师。达西定律，水 文地质学奠基人之一。
水文基础知识点总结
水文地质学复习资料§1 绪论1、水文地质学是一门研究地下水的科学2、水文地质学的研究内容：研究地下水与周围环境（岩石圈、水圈、生物圈、大气圈）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。
§2 地球中水的分布与循环1、水文循环是指发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中地下水之间的水循环。
大循环是指海洋或大陆之间的水分交换。
小循环是指海洋或大陆内部的水分交换。
2、地质循环是地球浅部层圈和深部层圈之间水的相互转化过程。
3、湿度：表示空气中水汽含量或空气干湿程度的物理量，是大气中的水汽含量。
有绝对温度、相对湿度、饱和差和露点等多种表示方法。
4、绝对湿度：表示某一地区某一时刻中的水汽含量，即单位体积空气中所含水汽的质量。
用重量表示时，符号记为m，单位为g/m3；用压力表示时，符号记为e，为空气中所含水汽分压，相当于水银柱高度的mm数或mba（1mba=102Pa），表示空气中水分的不饱和程度。
5、相对湿度：大气中实际水汽含量与饱和时水汽含量的比值，亦即绝对湿度与饱和水汽含量之比，数值上也等于实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比值，即r（%）=e/E×100%=m/M×100%式中，f为相对湿度，以百分数表示，表示实际水汽压，单位为毫米隶柱；E为饱和水汽压、（同一温度下，水汽压的最大值）。
6、蒸发：是指常温下水由液态变为气态进入大气的过程，亦即温度低于沸点时，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。
7、径流是指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的现象。
为水流的重要环节和水均衡的基本因素。
分为地表径流和地下径流。
8、水系是指汇流于某一干流的全部河流所构成的地表径流系统。
9、流域是指一个水系的全部集水面积，亦即地表水、地下水的分水岭所包围的集水区域。
10、分水线（分水岭）是指相邻两个流域之间地形最高点的连线。
水文地质学简介
普通水文地质学目录绪论一、水文地质学的研究对象与任务二、地下水在国民经济中的作用三、水文地质学的发展概况第一章自然界的水循环及影响地下水的因素第一节自然界水的分布及水循环一、自然界中水的分布二、自然界中水的循环第二节自然界中水的均衡第三节影响地下水的因素一、影响地下水的气象（气候）因素（一）气温（二）湿度（三）降水（四）蒸发二、影响地下水的水文因素（一）河流、水系和流域的概念（二）径流及其表示方法三、影响地下水的地质因素（一）地层岩性（二）地质构造（三）地貌条件四、影响地下水的人为因素第二章地下水的赋存条件第一节岩石的孔隙性一、孔隙二、裂隙三、溶隙第二节水在岩石中存在的形式第三节岩石的水理性质第四节含水层与隔水层一、含水层与隔水层的概念二、含水层的划分三、蓄水构造的概念第三章地下水的运动第一节渗流的基本概念第二节地下水运动的基本规律一、线性渗透定律——达西定律二、非线性渗透定律第三节结合水和毛细水的运动一、结合水的运动二、毛细水的运动第四章地下水的物理性质与化学成分第一节地下水的物理性质一、温度二、颜色三、透明度四、嗅（气味）五、味（口味）六、比重七、导电性八、放射性第二节地下水中的主要物质成分和化学性质一、地下水中的主要气体成分二、地下水中的主要离子成分三、地下水中的主要微量元素四、地下水中的其他成分（一）地下水中的胶体成分（二）地下水中的有机质（三）地下水中的细菌成分五、地下水的主要化学性质（一）酸碱度（pH）（二）硬度（三）总矿化度（M）第三节地下水化学成分的形成作用及其影响因素一、地下水化学成分的形成作用（一）溶滤作用（二）浓缩作用（三）混合作用（四）阳离子交替吸附作用（六）脱碳酸作用二、影响地下水化学成分形成的因素（一）地质因素（二）自然地理因素（三）人为因素第四节地下水化学成分的基本成因类型一、溶滤水二、沉积水三、内生水第五节地下水化学成分的表示方法及其分类一、地下水化学成分的表示方法（一）离子表示方法（二）库尔洛夫式表示法（三）图形表示法二、地下水化学分类（一）舒卡列夫分类（二）布罗德斯基分类第五章地下水类型及包气带地下水第一节地下水类型的划分一、地下水分类概述二、地下水类型的划分第二节包气带地下水一、土壤水二、上层滞水第六章潜水第一节潜水的概念和基本特征第二节潜水面的形状及其表示方法一、潜水面的形状二、潜水面的表示方法第三节潜水的补给、排泄和径流条件一、潜水的补给条件（一）降水补给（二）地表水补给（三）凝结水补给（四）承压水补给二、潜水的排泄条件三、潜水的径流条件第四节潜水的动态一、地下水动态的概念二、影响潜水动态的因素（一）自然因素（二）人为因素第七章承压水第一节承压水的特征及埋藏条件一、承压水的概念及特征二、承压水的埋藏条件第二节承压水的补给、排泄和径流一、承压水的补给二、承压水的排泄三、承压水的径流第三节承压水等水压线图第八章孔隙水第一节洪积物中的地下水一、深埋带二、溢出带三、下沉带第二节冲积物中的地下水一、河流上游山区河谷冲积层地下水二、河流中游丘陵、半山区河谷冲积层地下水三、河流下游平原冲积层地下水第三节湖积物中的地下水第四节黄土中的地下水一、黄土塬区地下水二、黄土梁峁区地下水第五节冰川堆积物中的地下水第六节沙漠地区的地下水第七节滨海三角洲及海岛沉积物中的地下水一、滨海三角洲沉积物中的地下水二、海岛沉积物中的地下水第九章裂隙水第一节风化裂隙水第二节成岩裂隙水第三节构造裂隙水一、层状裂隙水二、脉状裂隙水（一）断裂带裂隙水（二）侵入接触带裂隙水第四节裂隙水富集的一般规律一、不同岩性与富水性的关系二、不同力学性质结构面与富水性的关系三、不同构造部位与富水性的关系四、不同地貌部位与富水性的关系第十章岩溶水第一节岩溶发育的基本条件及其影响因素一、岩溶发育的基本条件二、影响岩溶发育的因素第二节岩溶水的特征一、岩溶水的埋藏特征二、岩溶水的分布特征（一）岩溶水的分带性（二）岩溶水分布的不均匀性三、岩溶水的补给、排泄和径流特征（一）岩溶水的补给（二）岩溶水的排泄（三）岩溶水的径流四、岩溶水动态特征第三节岩溶水富集的一般规律一、质纯、厚层可溶岩富集岩溶水二、褶皱形式不同，岩溶水富集规律也不同（一）开阔平缓的褶曲部富集岩溶水（二）紧密的高角度褶皱形成平行的富水带三、断裂破碎带富集岩溶水四、可溶岩与非可溶岩，强可溶岩与弱可溶岩接触部位富集岩溶水五、硫化矿床氧化带附近，富集岩溶水第十一章多年冻土区地下水第一节冻土的概述第二节多年冻土区地下水的类型及特征一、冻结层上水二、冻结层间水三、冻结层下水第三节多年冻土区找水方向与标志第十二章泉第一节泉的类型和形成条件一、根据泉补给来源的分类二、根据泉形成条件（出露成因）的分类第二节泉的动态第三节几种特殊类型的泉第四节泉对研究地下水的意义主要参考文献绪论一、水文地质学的研究对象与任务水文地质学是研究地下水的科学。
环境水文地质学第一章绪论
吉林市及郊区地下水氮污染机理研究，
北京市城近郊区地下水硝酸盐污染调查研究等。
• 90年代：
• 由定性研究转为定量研究， • 由单一研究进入综合研究，
• 由现状评价发展到趋势评价，
• 由统计分析发展到建立水质模型，
• 由警告性预测发展为目标导向性预测，
• 由事后治理变为预先防治， • 由短期行为转为考虑长期效应。
• 林年丰，李昌静曾认为，本学科研究内容可分为天然 的（原生的）和人为的环境水文地质问题两大部分。 • 前一部分，目前仅限于天然水文地质环境（包括地下 水环境及土壤环境）与地方病的关系，研究范围较窄， 但研究深度较深（指地下水质与人体健康关系方面）； • 后一部分研究范围较广，不仅包括地下水水质恶化引 起的环境质量问题，而且涉及地下水开采引起的环境 问题和废物排放的环境水文地质问题，但在污染物与 人类健康关系研究方面深度较浅。后一部分是环境水 文地质研究的主要内容。
研究方向
• 1．水资源短缺与供需矛盾及其出路的研究 • 2．三峡库区及长江下游地质环境变迁与可持续发展研究（陈梦 熊，1998） • 3．黄河下游地上“悬河”对人类生存环境影响的研究 • 4．跨流域调水的重大环境地质问题研究
• 5．城市化引起的环境地质与核废物地质处置
• 6．地质灾害防治与生态环境改良研究 • 7．重视矿山开采地质环境变化为矿山可持续发展做出贡献 • 8．重视元素的地球化学行为与地方病的关系研究 • 9．重视海平面变化及浅海海域的环境地质研究 • 10．水工环信息系统建设与开发
环境水文地质学的产生和发展
• 环境水文地质学的产生阶段
•
环境科学是20世纪五十年代以后逐渐发展起来的边缘学科虽然，环境 水文地质学形成较晚，但是我国古代就有了较多这方面的研究。世界 上最早发现地方性甲状腺肿与饮水有关的是唐朝的陆羽。而论环境， 水质与疾病的关系，要数《长白山江岗志略》阐述得最为明确，该志 写道:“按岗后山核桃树最能伤人，树叶花果根皮年久腐烂于山中，加以 雨雪滋浸，其毒气随水流于沟渠，灌入江河，印于井泉，居山中者年 不过十五六岁之男女，手足缩而短，指节生痛，腿亦如足，妇女中转 筋病死者不少。”前者指的是大骨节病，后者指的是克山病，病因是 有机物的腐烂分解。该志还指出了防病措施，在长白山病区“唯多凿 深井人即不至受害”。明代的汪颖论述了城镇对地下水的污染问题。 他指出“凡井水有远从地脉来着为上，有从江湖渗来者次之，其城市 近沟渠污水杂入者成咸。”这表明井水水质的好坏与补给来源，渗流 途径以及是否被污染等有关。
水文学与水文地质学(
2021/12/18
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水文的四大表现形式：
降水 渗流
蒸发 径流
（1）降水 ——指 雨 、 雪 、 雾 、雹、 霰。
降水的形式
下雪前降落 的小冰粒
（2）蒸发
截流蒸发
指：
地面蒸发
叶面蒸发
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水面蒸发
海洋蒸发
水上升为水 汽的五种
形式。
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（3）渗流
包含
入渗 地表水经过土壤表面进入土壤的过程。
c) 涨水时河道螺旋流：涨水时，河中央上涨较快，断面呈中高岸低的
“水2拱02”1/12形/18，且呈两螺旋流。
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2> 造成的后果：
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在过水断面上形成一封闭 的环流，与纵向水流结合 形成漩涡流，从而将冲刷 凹岸，淤积凸岸，影响取
水口位置的选择。
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四、河流的分段 1、河流 —— 江、河、溪、沟统称河流。
流域面积小，径流相对剧烈 流域面积大，径流相对平缓
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（5）流域的植物被覆—— 由于植物被覆截留降水，从而将会延缓坡地漫流 的速度，增加渗流，减少蒸发。
（6）土壤及地质构造——
影响下渗，地下水对河流的补给，流域地表 的冲刷等。
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（7）湖泊和沼泽——
可以通过蓄水作用，调节径流变化，特别是蒸 发影响径流量的大小。
我国的河流大多以此为主。
（2）融雪径流Biblioteka 局部地区或地段的河流以此为主。
如：青海、 新疆
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二、影响径流的主要因素
1、各种自然地理因素对其的影响
（1）气候因素
地质大水文地质学课件第1章 绪论
为什么要学习《水文地质学》？
>>地质调查(Geological survey)泛指一切以地质现象(地形 地貌、地层岩性、地质构造、地质矿产、水文地质等)为对象 ，以地质学及其相关科学为指导，以观察研究为基础的调查 工作。
>>根据调查对象的不同，可分为区域地质调查、水文地质 调查、环境地质调查……等等。地质调查一般以不同比例尺 的填图为主要手段。国家对不同比例尺的填图精度有明确的 要求，因此不同比例尺的填图精度代表了该项地质调查的详 细程度。
1.2.4 重要的信息载体
由于地下水是应力传递者，同时又是在流动，所以地下水水 位，水量，水温，水化学等的变化或异常可以提供埋藏在地下的 许多信息，如找矿、地震预报、地质演变。
第一章 绪 论
1.1 水文地质学的任务及其与其它科学的关系 1.2 水文地质学在国民经济建设中的作用 1.3 水文地质学发展概况(自学) 1.4 本章小结
1.4 本章小结
1.4.1 学习要求 >>掌握水文地质学的研究任务； >>理解水文地质学在国民经济发展中的作用； >>了解水文地质学发展概况。
1.4.2 思考题 (1)水文地质学的研究任务是什么? (2)地下水的主要功能包括哪些? (3)哪些地质环境问题或地质灾害是由地下水引起的？
第一章 绪 论
1.1 水文地质学的任务及其与其它学科的关系 1.2 水文地质学在国民经济建设中的作用 1.3 水文地质学发展概况 1.4 本章小结
1.2 水文地质学在国民经济建设中的作用
水文地质学在国民经济发展中的作用是与地下水及其赋存介质 的功能有关。
地下水的主要功能有：宝贵的资源、敏感的环境因子、活跃的 地质营力、重要的信息载体。
水文地质学基础教程
自然界的水循环
2019/10/1
自然界的水循环
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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
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第一章 绪 论
1.1 地球上的水与水资源：存在形式
• 水存在于：
• 江、河、湖、海、渠、库、塘等洼地—地表水 水圈
•
大气层
—大气水 大气圈
•
生物体内
—生物水 生物圈
• 地壳浅部（十几km，主要1～2km） —地下水 岩石圈
•
矿物结晶格架
—地下水 岩石圈
•
岩浆源
—地下水
岩石圈
•
地幔带
赋存于地面以下岩石空隙中的水(包气带、饱水带中的水)
狭义地下水：地表以下饱水带岩层空隙中的水—重力水 地下水分类：
主要依据——含水介质的类型（赋存空间） 、 埋藏条件（赋存部位）
1.3 水文地质学的发展——趋势
核心课题转移：找水水文地质学→资源…→生态环境… 视野扩展：含水层→地下水系统→水文-生态环境→技术-社 会系统。 目标改变：由当前的问题转向长期的可持续发展… 内容扩展：从地下水的水量为主，转向水量与水质的研究并 重；从狭义地下水，扩大到广义地下水,乃至地下水圈… 思路的改变：从成生角度，加强过程与机理研究… 多学科交叉渗透成为主流：地下水科学与其它自然科学以及 社会科学交叉渗透，以多学科方式研究与处理问题
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水文地质学基础第1章_水文地质学基础_绪论
二次运移
地下水与岩土体稳定性
膨胀岩的崩解（Zhang，2012）
边坡失稳（CGS）
护坡
边坡排水管道（Alden）
地下水与地震
印度洋地震致广东出现井喷 (2004)
水库诱发地震：广东河源 （水信息网, 2012）
不可忽视的致灾因子 地面沉降
不均匀沉降：比萨斜塔
抽水沉降：墨西哥城 1891~1973年老城区下沉8.7m
水文地质学基础
第一章 绪论
杨峰田 讲师 吉林大学环境与资源学院 yangfengtian@
2012年11月7日
苏联学者： 水文地质学是研究地下水圈的科学
地下水的功能
宝贵的资源：地下水的特点 生产生活用水：占总供水量的~20%
西北、华北：主要供水水源
矿水、地热水
储能、热源
地下水与板块构造
大气降水
安山火山 -2 0 ‰
加积楔
-2 0 ‰ 水热系统
陆壳 岛弧岩浆
1 0 0 0O 地幔楔
洋中脊 水热系统
0‰
1 0 0 0O
-60‰
地幔对流
-60‰ 沉
含积 水物
蚀变洋玄武岩+孔隙水 壳 -60-3‰0‰
安山水的形成机制
地下水与油气成藏
油气聚集
初次运移
运载岩 生油岩 运载岩
20世纪中叶，理论研究方法框架完备，我国开始引入
发展时期：环境水文地质学
地下水系统概念的提出，新技术的应用
Darcy
Bear
Neuman
Theis
William B. White
Elizabeth L. White Witherspoon
国外著名水文地质学家（部分)
水文地质学基础--1.绪论
四个时期：1856年前的萌芽时期，1856年至20世纪中叶的奠 基时期，20世纪中叶至末的发展时期， 21世纪的转变时期。
萌芽时期：由逐水而居到凿井取水——重大转折；
奠基时期：1856年，达西定律，标志可进行地下水渗流的 定量计算—— 奠定了水文地质学的基础；
信息，可以重塑历史时期及地质历史时期的气候变化，是全 球变化的新方向。
1.2 研究内容
研究地下水的形成、演化、分布及运移规律，掌握地下水水量 和水质的时空变化特征； 研究地下水在自然状态及人工干扰下对周围环境的影响及其变 化趋势，并运用所发现的规律合理调控地下水，达到兴利除害， 为人类服务的目的。
普查勘探水文地质学
专门水文地质学
水 文 地 质 学 基 础
地水 下文 水地 动球 力化 学学
区 域 水 文 地 质 学
物
钻
制
遥
同
农
探
探
图
感
位
业
水 文 地 质
水 文 地 质
水 文 地 质
水 文 地 质
素 水 文 地 质
水 文 地 质
学
学
学
学
学
学
城 市 水 文 地 质 学
矿 区 水 文 地 质 学
水资源水文地质学
➢ 利用地下水水位、水温、水化学、气体等的变化或异常，可 以预测地震；
➢ 地下水及其沉淀物的化学组分（常量组分、微量组分、痕量 组分、同位素组分、气体组分、现代元素等），能够提供不 同时空尺度的环境信息，重塑一个地区的水文地质历史；
➢ 水文地球化学找矿； ➢ 利用同位素和现代元素对地下水及其沉淀物测年并提取气候
第1章 绪言(Preface)
水文地质学基础-绪论
3.研究趋势 综观水文地质学的发展，其研究趋势为： 1）从研究天然状态下的地下水—更重视研究 人类活动影响下的地下水； 2）从局限于研究饱水带的含水层—扩展到包 气带及隔水层的研究； 3）由只研究地壳表层地下水—扩展到研究地 球深部圈层中的地下水。 理论研究、实验研究与技术方法的应用是水文 地质学赖以发展的三个重要方面，尤其要重视 加强理论指导下的实验研究。
水文学——研究液体平衡与运动规律的应用科学，其研究对象是 以水为主的液体。
广义地说： 两者都是研究地球与水的科学，具体：研究地球上各 种水体的形成、循环和分布，探讨水体的化学和物理性质以及它 们对环境的反应，与生物的关系。 广义水文学分支——基础理论、应用。 基础理论——水文学原理。 研究对象——河流、湖泊、河口海岸、冰川，地下水文学等 应用——工程水文学，农业、森林、城市、环境水文学等
综上所述，地下水一方面作为宝贵的自 然资源，要充分合理地加以利用，另一 方面，在很多工农业生产和建设上又是 不利因素，要有效防治它，因此，必须 对地下水进行研究，这是水文地质学基 础课程的研究目的。
四.水文地质学的发展与展望
1.水文地质学的发展（四个时期） 1）1856年以前的萌芽时期：由逐水而居到凿井取水----一大转 折：远古人类逐水而居，开始时只是利用地表水与泉水作为供水 水源，后来才打井取用地下水。由逐水而居到凿井取水是人类文 明史的一大转折，从此人类活动的范围更为广阔。 a.我国发现最古老的水井是浙江余姚河姆渡井，成井距今约5700 年。河姆渡井虽然深度只有1.35m，但却用200多根圆木支撑保护， 结构精巧。可以推知，更原始的井出现得还要更早些。 b.在公元前7 世纪，亚美尼亚就有了坎儿井。坎儿井是一种规模 宏大的截取地下水流并将其传输到用水地点的地下水平廊道，并 有竖井通向地面。修建坎儿井之前必须对地下水的赋存条件有清 晰的概念。 c.在公元前约200 年的我国汉代，在四川为开采卤水，在坚硬基 岩中开凿了深逾百米的自流井。 由此可见，水文地质学是作为一门实用性的技术科学而萌芽的。
绪论水文地质学和工程地质学研究的内容
绪论一、水文地质学和工程地质学研究的内容水文地质学是研究地下水的专门科学。
它研究地下水在周围环境(岩石围、大气圈、。
水圈、生物圈以及人类活动)影响下，数量和质量在时间劝空间上的变化规律；主要包括地下水的分布与形成规律、化学成分、运动规律及动态变化等问题，其目的在于如何运用这些规律，更合理地利用地下水资源和更有效地防治地下水的危害。
地下水存在并运动于地哀以下的岩土空隙中,因此，地下水的各种特性与运动条件都与所在地区的地质情况——岩性、构造、地貌等密切相关。
此外,由于地下水是整个自然界水体的一部分，它与大气降水、地表水之间又有密切的联系，因此，水文地质学是一门综合性的自然科学，它与岩石学、第四纪地质学、地貌学、构造地质学、气象学、水文学及水力学等关系密切。
’‘水文地质学是一门新兴的科学，它是在最近几十年中，随着生产的发展而形成的独立科学。
目前，在水资源利用与开发，与矿床开采、地下建筑物有关的地下水研究方面得到了迅速的发展。
工程地质学是一门和水文地质学紧密联系的地质学科，它专门研究与工程建筑有关的地质问题，如地面建筑与井筒建筑中的地质问题。
其空要研究内容是各种建筑物建造的地质条件，建筑物修建后自然地质条件的改变和可能发生的不良地质问题，以及保证建筑物稳定和正常使用的工程地质措施。
因此，工程地质学的任务是阐明岩土的工程地质性质和影响岩土强度及变化的地质因素，以及保证岩土稳定性的工程地质措施。
工程地质学和水文地质学一样，也是以地质学为基础，应用数学、力学和胶体化学等学科的知识，来解决与工程建筑有关的各种地质问题。
工程地质学与水文地质学的关系尤其密切，在研究工程地质问题时，，往往必须考虑地下水的影响。
二、水文地质学及工程地质学在国民经济建设中的作用及其与煤矿律设和生产的关系水是人类生活和生产中不可缺少的物质。
人每天需要饮用水，现代的大城市和大工矿区集中了数十万或数百万、以致上千万人口，不但在数量上需要大量的饮用水，同时在质量上也有严格的要求。
《水文学与水文地质学》总复习
一般要求高水部分不应超过当年实测流量所占水位 变幅的30%，低水部分延长不应超过10%。
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水文上常采用幂函数、指数函数两种曲线，基本作法是将其转 换为直线，再进行直线回归分析。
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第4章 河川径流情势特征值分析与计算
一、年径流及其特性
一年内通过河流某一断面的水量，称为该断面以上流域 的年径流量。
1、径流的年际变化和年内变化 径流过程的不重复
径流的年际变化：丰水年、平水年和枯水年。
径流的年内变化：丰水期（或洪水期）和枯水期，或汛 期与非汛期。 2、设计年径流量：
设计（频率）标准下的年径流量。
23
3、年径流分析计算的目的和内容
目的：推求不同保证率的年径流量及其分配过程。 内容：搜集和审查资料；年径流量的频率分析计算；提供 设计年径流的时程分配；对分析成果进行合理性检查
（1）流量Q 单位时间通过河流某过水断面的水量，单位为 m3/s、 L/s 。
（2）径流总量 指一定时段内通过河流某一过水断面的总水 量。常用单位为m3 ，万m3 ，亿m3 等。 W QT
（3）径流深Y 将计算时段内的径流总量平铺在整个流域面
积上所求得的水层深度，以mm为单位。 Y W
1000F
第一章绪论第二章水文学基本知识第三章水文统计基本原理与方法第四章河川径流情势特征值分析与计算第五章小流域暴雨洪峰流量的计算第八章地下水基本知识第十章地下水的渗流运动1水文学的含义水文学是研究自然界中各种水体的形成分布循环和环境相互作用规律的一门科学
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（3）水文地质学科分类
水文地质学基础 水文地球化学 地下水动力学 专门水文地质学 工程水文地质专题
相关学科：
水文学、水力学、地质学、构造地质学、地貌学
等。
林学钰,<现代水文地质学>
（3）水文地质学的学科分类
水文地质学是从寻找和利用地下水源开始发展的，围绕实 际应用，逐渐开展了理论研究。目前已形成了一系列分支。 地下水动力学是研究地下水的运动规律，探讨地下水量、 水质和温度传输的计算方法，进行水文地质定量模拟。这 是水文地质学的重要基础。 水文地球化学是水文地质学的另一个重要基础。研究各种 元素在地下水中的迁移和富集规律，利用这些规律探讨地 下水的形成和起源、地下水污染形成的机制和污染物在地 下水中的迁移和变化、地下水与矿产形成和分布的关系， 寻找金属矿床、放射性矿床、石油和天然气，研究矿水的 形成和分布等。
水文学研究内容
水汽输送
气流运动
蒸发
降水
蒸 发
降水
植物蒸腾
湖
下 渗
地表径流
地下径流
海洋
研究存在于大气层中、地球表面和地壳内部各种形态 水在水量和水质上的运动、变化、分布，以及与环境及人 类活动之间相互的联系和作用
地质学研究内容
主要研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、 各圈层间的相互作用和演变历史。
现代研究
地下水的形成和分布与地质环境有密切联系。
水文地质学以地质学为基础，同时又与岩石学、构造地 质学、地史学、地貌学、第四纪地质学、地球化学等学科 关系密切。工程地质学是与水文地质学是同时相应发展起 来的，因此两者有不少内容相互交叉。
地下水积极参与水文循环，一个地区水循环的强度与频 率，往往决定着地下水的补给状况。因此，水文地质学与 水文学、气象学、气候学有密切关系，水文学的许多方法 也可应用于水文地质学。地下水运动的研究，是以水力学、 流体力学理论为基础的，并应用各种数学方法和计算技术。
教学目的：
（1）掌握水文地质学的研究对象、内容；
（2）掌握地下水的作用； （3）了解水文地质学科发展现状 （4）了解水文地质与工程地质的关系
（1）水文地质学的概念 ——Hydrogeoloy
水文学+地质科学
水文学(hydrology) 是地球物理学和自然地理学的分 支学科。研究存在于大气层中、地球表面和地壳内部各种 形态水在水量和水质上的运动、变化、分布，以及与环境 及人类活动之间相互的联系和作用 地质学(geology) ：地质学是对地球的起源、历史和 结构进行研究的学科。主要研究地球的物质组成、内部构 造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史。在现阶 段，由于观察、研究条件的限制，主要以岩石圈为研究对 象，并涉及水圈、大气圈、生物圈。
向家坝水电站
地热开发利用工程
邦腊掌大滚锅
向家坝电站 坝顶高程线
大峡谷 温泉
深埋隧道、矿井等地下工程涌突水
地基工程中的地下水
2008-6-17，连天暴雨后，重庆 市内环高速上界立交高管处外，一 片汪洋。高速路除防护栏等在水面 上画出一条条优美弧线外，数百米 长的一段路已藏身水底。过往车辆 在“湖”两端排出两道长线。
通过观测地下水动态监测预报地震
地下水的作用会加剧地质灾害的发生，如滑坡
地下水是地球内部地质演变的信息载体 由于是应力传递者，同时又在流动—— 地球是个天然热库——在地质循环和水文循环中传输地壳内 部的能（热）量的传输者，地下水水位、水量、水温、水化 学等的变化或异常可以提供埋藏在地下的许多信息
天坑
The answer is:
水文地质
与
工程地质、岩土工程 密不可分！
Question 2：水文地质是什么？
Question 3：如何应用水文地质理 论分析问题？
Question 4：
Question 5：
？
？
0. 绪
言
（1）水文地质学的概念、研究内容 （2）水文地质学的发展简史 （3）水文地质学的学科分类 （4）水文地质学的发展趋势
强的溶剂：在地质循环和水文循环中化学组分 溶解，传递到适宜的部位沉淀（沉积）： 这一结果（和信息）可以指导找矿、找油，或研究地震 和地质演变
（1）水文地质学的概念
水文地质学是一门研究地下水的科学。研究地下水的 形成、分布、埋藏和运动规律，研究地下水与自然界水 体间的相互关系，及地下水的物理性质、化学成分、气 体成分和水量等内容；同时还研究如何合理开发利用地 下水，以及如何有效地防治和消除地下水的危害。
水文地质学的研究对象
地下水：埋藏和运动于地表以下不同深度的土层和岩石
空隙中的水（地表以下约10Km范围）。
地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因
子、地质营力与信息载体。
地下水是一种很活跃的地质营力 地下水是一种很活跃的地质营力 ——地壳内能量、热量及化学组分的传输者
传递应力
水库诱发地震等
采矿用水
地下水 用途
农业用水
公共用水
新观点：Virtual Water Trade（世界水贸易）
供水工程
浙江余姚河姆渡古文化
自贡盐井
新疆 吐鲁 番坎 儿井
中 国 汉 代 凿 龙 首 渠
抗旱涝工程
抗旱涝工程
从2009年开始，云南已经遭遇三年连旱。严重干旱已经造成云南 235万亩农作物受旱，144.1万人、82.7万头大牲畜饮水困难，其中昆 明约有48万人、23万头大牲畜饮水困难、30条河道断流、89座水库干 涸、95万机电井出水不足。 滇南的红河哈尼族彝族自治州蓄水总量目前仅约3.7亿立方米，占计 划蓄水量的51.13%，全州农作物受旱面积超过100万亩，因旱直接经 济损失达5.93亿元。
大量的地下水冒出地面涌入真武山 隧道中，冲出两米多高
2011-7-3“欢迎到成都来看海”
山区地质灾害： 崩、滑、流
地下水开发引起的环境问题
70年代以来，由于城市的迅速发展，城市供水量的日益 增加，因过量开采地下水产生的环境地质问题(或负环境效 应、或地质灾害 ) ，如水量枯竭 ( 表现为地下水位持续下降、 大泉流量日减等 ) ，地面变形 ( 如地面沉降、岩溶塌陷、地 裂缝等)、水质恶化(如海水入侵等)以及生态环境恶化等， 引起人们广泛的重视，促进了水文地质学的发展，成为环 境水文地质工作中的重要内容。
四个时期：1856年以前的萌芽时期，1856年至20世纪中叶的奠基 时期，20世纪中叶至今的发展时期，21世纪的转变时期。
萌芽时期：由逐水而居到凿井取水——大转折
坎儿井
奠基时期：1856年，达西定律出现，标志可进行地下水渗流的定 量计算（奠定了水文地质学的基础）
发展阶段：二次世界大战后，科学技术推动生产迅猛发展及人口 急剧增长
古雅典－坎尔井 1509－1589普莱西（B.Palissy)-井泉与河水
1608－1680帕劳尔特(P.Perrault) 马里奥特(Mariotte)(1602-1684)－井泉与大气降水的关系 裘布依（J. Dupuit) 达西(Henry Darcy) 地下水起源、运动、水质、水量 1856-地下水定量计算 1863－地下水稳定流理论 莱恩（ne)&戈登（W.C.Gordon) 鸠斯(E. Suess) 1902－地下水起源－岩浆起源 1908－地下水起源－埋藏水 1907－1919－水汽冷凝（列别捷夫A. ф.лебедев ） 1912凯尔哈克（K.Keihack)—地下水和泉分类 1923迈因策尔（O.E.Meinzer)－总结美国地下水描述 1930－潜水化学分带（伊里因B.C. илЬин) 伊格纳托维奇（H.K. игнатοвич ）－自流盆地水化学分带 奥弗琴尼科夫（A.M. Οвчинников )－水文地球化学 近代研究1935－泰斯（C.V.Theis)热传导理论－地下水向井的非稳定流 1940‘-1960’－雅可比(C.E.Jacob)与汉什图(M.S.Hantush)－承压含水层越流现象 1960‘－华尔顿(W.C.Walton)计算机数值模拟
岩溶塌陷
海水入侵
沿海地区海水入侵问 题，在辽宁的大连、山东 的莱州、龙口、烟台和青 岛以及广西的北海等地开 展了详细的勘查研究。 在治理对策方面，提 出了调整开采量、人工回 灌、设置隔水帷幕等措施， 除了调整滨海含水层地下 水的开采量外，其它治理 措施在国内付诸实践的并 不多见。
天
津 市 地 面 沉 降
地下水污染
0.5年
1年
5年
沼泽化与盐渍化
地裂缝
肃宁
沧州市深层水位降落漏斗
1972 1972-1975 1975-1980
1980-1995
沧州 9.21
黄骅
1995-2000
48.66
69.99
90.41 95.69
地 面 沉 降
地下水动力学课程组
在我国无论是在北方还是在南方，对岩溶塌陷都进行了深入的研究，对岩溶 塌陷的类型、特征、形成条件与形成机制进行了系统的分析和总结，提出了具 体的防治措施，个别研究者还对岩溶塌陷的预测进行了尝试性研究。
水文地质学是一门年青的科学，来源于地质学，直到 二十世纪初，由于近代自然科学的发展，促使水文地质 学向前发展为一门多分支的综合性科学。水文地质学在 中国的发展也就是五十来年，最初在中国武汉的中国地 质大学、西安的长安大学、长春的吉林大学、华北大学， 成都地质学院等五所高校中有此学科。
（2）水文地质学的发展简史
教 材 及 参 考 书 目
教学目的
《水文地质学》是工程地质、水文地质、土木工程和建筑工程