水文地质学-第3章地下水的赋存
地下水的赋存和分布
Ⅱ、不同埋藏条件的地下水：
2.冲积物中的地下水：
水平不足，恳请老师和各 位同学批评指正！
谢谢！！
Ⅰ 、地下水的赋存
3.含水系统：
Ⅱ、不同埋藏条件的地下水：
潜水：具有自由表面 最大特点：水质，水量变化大，因为与大气圈和地表水 圈联系紧密
承压水：两个隔水层之间 最大特点：受隔水层的限制，联系较弱，较稳定。
Ⅱ、不同埋藏条件的地下水：
二、不同地貌下的地下水分布 ——以洪积物和冲积物为例
1.洪积物中的地下水：
？ =孔隙度
透水性：岩石允许水透过的能力→渗透系数K（矢量） 区别：渗透率k(标量）
Ⅰ 、地下水的赋存 二、地下水的赋存：
1.岩石中的空隙：
松散岩石中的孔隙 坚硬岩石中的裂隙 可溶岩石中的溶隙 2.岩石中水的存在形式： 结合水：静电引力、固相表面、吸附水分子 毛细水：支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水 重力水：主研究对象
Ⅰ 、地下水的赋存
3.容水度： ①是个比值 ②水体积／岩石总体积 ③水体积源自岩石完全饱水时所能容纳的最大水体积
持水度： ①。。 ②。。 ③水体积→重力释水之后，岩石中 所保持的水的体积 ④结合水+毛细水
给水度： 地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石 柱体（高为地下水位到地表面）在重力作用下释 水体积。
地下水的赋存和分布
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Ⅰ 、地下水的赋存
一、一些概念
1.含水层： ①含有水 ②一般自然条件下允许大量水通过 隔水层： ①含有水 ②············不能通过大量水 弱透水层： ①虽允许，但速度慢 ②在大面积范围内，允许 不透水层：既不含水，也不允许水通过。
2.饱水带：所有空隙全被水占据 包气带：空隙被水和气体两种物质占据。
水文地质学基础课件中国地质大学武汉3地下水赋存
包气带水的特点
包气带水的来源：大气降水的入渗，地表水体的 渗漏，由地下水面通过毛细上升输送的水分，地 下水蒸发形成的气态水。 包气带水的赋存和运移受毛细力和重力的共同影 响：重力使得水分下移，毛细力则将水分输向空 隙细小的与含水量低的地方。 包气带的水、溶质的时空分布及迁移转化规律受 边界条件影响很大：气象因素，天然和人工植被、 人类的生活和生产。
水文地质学基础
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潜水含水层的给水度和承压含水层的给水度存在很大的区别， 你知道为什么吗？ 在地下水的补给、径流、排泄上，承压含水层具有哪些特点？ 在无入渗补给而有蒸发排泄的条件下，如果潜水含水层地下水 水位逐渐下降，其上部包气带的含水量将 ，而地下水 蒸发强度将 。
水文地质学基础
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这组地层是含水层还是隔水层？
A B
为布设引水、排水工程的 位置提供依据。
水文地质学基础 15
3.5 承压水(Confined Water)
3.5.1 定义： 充满于2个隔水层（弱透水层）之间含水层中的水。
承压水 水文地质学基础 16
3.5.2 基本要素
承压含水层：赋存承压水的岩层； 隔水顶板；
隔水底板；
承压含水层厚度(M)； 承压高度(H)：含水层某点的承压高度等于该点的测压高度； 测压水位线(面)：测压水位的连线(面)，此线是虚拟的； 补给区和排泄区；
理解不同埋藏条件的地下水的相互转化。
水文地质学基础
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(1)对比概念：
毛细水带与包气带； 隔水层与弱透水层； 排泄区与补给区； 上层滞水与潜水。 (2)辨析：
思考
在排泄区，地下水不接受大气降水的补给；
只有测压水位高于地面的地下水才叫承压水； 地面的污染物可以通过包气带扩散到潜水中，但不 会影响承压水。
《水文地质学基础》完整版
第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学.它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业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. 2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3．矿水:含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4．自然界的水循环:自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5．水文循环:发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环.6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
7．大循环:海洋与大陆之间的水分交换。
8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。
9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比.11．饱和差：某一温度下,饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。
13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。
14．径流:降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流.15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统.16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。
17．分水岭:相邻两个流域之间地形最高点的连线.18．流量:单位时间内通过河流某一断面的水量。
19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量.20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量.21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。
二、填空1．水文地质学是研究地下水的科学.它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈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。
2．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、或信息载体。
(完整word版)吉林大学水文地质学基础复习要点
《水文地质学基础》复习要点第一章地球上的水及其循环1、水文循环的定义：大气水、地表水、地壳岩石空隙中地下水之间的水分交换。
2 、水文循环的分类:错误!、按循环路径不同：大循环（海－陆）与小循环（海-海、陆-陆）错误!、按时空尺度不同:全球水文循环,流域水文循环、水-土-生系统水文循环3 、水文循环的运动规律海洋的蒸发量大于降水量陆地的降水量大于蒸发量大陆输入水汽量与输出水汽量基本平衡4、影响水文循环的气象因素主要包括:气温、气压、湿度、蒸发、降水绝对湿度（m或e）：某一时刻空气中的水汽含量g/m3相对湿度（r）：空气中水汽含量的饱和程度；r=(e/E）×100％或r=（m/M)×100%降水量(x):一定时间内，降落在平地上的降水所集成的水层厚度，(mm)；降水强度:每分钟内的降水量，暴雨＞0。
5mm/分；径流：指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
第二章岩石中的空隙和水空隙:岩、土中各种类型孔隙的总称。
孔隙：颗粒及颗粒集合体之间的空隙.裂隙：岩石在各种应力作用下破裂变形产生的空隙。
溶穴:可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空隙.有溶孔、溶隙、溶洞等三种主要类型的含水介质比较：1、连通性—孔隙介质最好，其它较差2、空间分布—孔隙介质分布均匀，裂隙不均匀，溶穴极不均匀孔隙大小均匀，裂隙大小悬殊，溶穴极悬殊3 、孔隙比率—孔隙介质最大,裂隙最小4 、空隙渗透性-孔隙介质，各向同性；裂隙与溶穴，各向异性。
造成空隙介质上述差异的主要原因是沉积物形成和空隙形成的环境岩石中水的存在形式如下：第三章 地下水的赋存广义地下水：地表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.地下水按综合特征分类分类依据：●埋藏条件(赋存部位)● 含水介质的类型（赋存空间） 分类类型：埋藏条件分三类，含水介质分三类，共九类.如下表1、潜水：饱水带中第一个具有自由表面且有一定规模的含水层中的重力水. 潜水等水位线图的作用:确定潜水的流向（即高水位—--低水位）；地壳岩 石中水结构水岩石空隙中水结晶水 沸石水岩石骨架中水结合水液态水 固态水 气态水重力水 毛细水(矿物表面结合水)强结合水 弱结合水● 判断地表水与潜水的补给关系(绘制河流附近潜水等水位线图）; ● 确定潜水的埋藏深度（某点地面标高－潜水位 ）;● 确定引水工程位置 (取水井应布置在地下水流汇集地方，截水沟布置在垂直流向方向） ； ● 推断含水层岩性和厚度变化（透水性越弱，等水位线越密;含水层厚度越大，等水位线越疏)； ● 确定泉水出漏点和沼泽化的范围（出现在潜水位和地形等高线相等处）● 确定水力坡度 2、承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水.等水压线图：某一承压含水层测压水位相等的各点的连线构成的图. 等水压线图的作用❖ 确定承压水的流向（即高水位à低水位) ❖ 确定水力坡度（水头差比水流距离） ❖ 定性判断含水层的厚度与渗透性的变化❖ 确定潜水与承压水的相互关系(与潜水等水位线绘在一张图上判断）贮水系数：承压含水层测压水位下降一个单位深度，单位水平面积含水层释出水的体积。
水文地质学基础第三章
水文地质学§3.1包气带与饱水带§3.1包气带与饱水带§3.1包气带与饱水带§3.2 含水层含水层、、隔水层与弱透水层区别区别：：含水层与透水层、隔水层与弱透水层含水层、§3.2 含水层含水层、、隔水层与弱透水层§3.2 含水层含水层、、隔水层与弱透水层§3.3地下水分类§3.3地下水分类§3.3地下水分类§3.3地下水分类表3－1 地下水分类表组成构造盆地、向斜构造或单斜断块的被掩覆的岩溶化岩层中的水组成构造盆地、向斜构造或单斜断块的被掩覆的各类裂隙岩层中水山间盆地及平原松散沉积物深部的水承压水裸露于地表的岩溶化岩层中的水裸露于地表各类裂隙岩层中的水各类松散沉积物浅部的水潜水裸露岩溶化岩层上部岩溶通道中季节性存在的重力水裂隙岩层潜部季节性存在的重力水及毛细水土壤水，局部粘性土隔水层上季节性存在的重力水（上层滞水）、过路重力水及悬留毛细水包气带水岩溶水裂隙水孔隙水含水介质类型埋藏条件§3.4上层滞水二、形成上层滞水的条件二、形成上层滞水的条件§3.4上层滞水§3.4上层滞水§3.5潜水潜水示意图§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.5潜水§3.6 承压水§3.6 承压水图3—6 基岩自流盆地中的承压水2005.5.3趵突泉胜景§3.6 承压水潜水和承压水对比潜水承压水1、基本定义在饱水带中第一个具有自由水面的含水层中的地下水的含水层中的地下水。
充满于两个隔水层之间含水层中的地下水的地下水。
2、要素一个隔水底板一个隔水底板一个隔水底板，，一个隔水顶板一个隔水顶板。
潜水面测压面潜水位测（承）压水位含水层厚度含水层厚度：：水面水面～～隔水底板含水层厚度含水层厚度：：隔水顶底板之间距离。
《水文地质学》 地下水的赋存-图片
•地下水的来源•岩石中的空隙和水分•包气带和饱水带•含水层与隔水层•地下水分类•潜水和承压水(层间水)的基本特点地壳岩石中的水岩石“骨架”中的水沸石水结晶水结构水岩石空隙中的水结合水强结合水弱结合水液态水重力水毛细水固态水气态水孔角毛细水地下水面以上，分为土壤水带、中间带和毛细水带地下水面以下上层滞水---当包气带中存在局部隔水层时，在局部隔水层上积聚只有自由水面的自由水，这便是上层滞水。
砂含水砂粘土泉HM承压水含水层厚度变化不明显，主要表现为侧压水位变化在接受补给和排泄时，潜水主要表现为潜水位和含水层厚度的变化对水量增减的反映承压水等侧压水位面是一个虚构的面，钻孔打到该高度上取不到水，必须打到含水层顶面才能见到水潜水等水位线表示了潜水面及含水层顶面等水位线与大气圈、地表水的联系较弱，动态较稳定潜水与大气圈、地表水联系密切，积极参与水循环，动态变化显著与大气圈地表水的联系潜水不易恢复补充，但含水层厚度一般较大，往往具有良好的多年调节性潜水积极参与水循环，资源易恢复补充，但由于受气候影响大，含水层厚度有限，资源缺乏多年调节性资源补充与调节性承压水只有一种排泄方式：径流潜水有两种排泄方式：径流与蒸发排泄承压水由补给区流向排泄区潜水面不承压，在重力作用下由高水位处流向低水位处径流承压水只能在其出露的补给区获得补给潜水含水层能在其全部分布范围内通过包气带获得补给补给条件上部有连续稳定的隔水顶板位置浅，上部没有连续隔水层埋藏条件承压水（层间水）潜水（1）广义地下水：赋存于地面以下岩石空隙中的水；（2）狭义地下水：赋存于饱水带岩石空隙中的水；（3）地下水埋藏条件：含水岩层在地质剖面中所处的部位及受隔水层限制的情况。
组成构造盆地的，向斜构造或单斜断块被掩覆的各类岩溶化岩层中的水向斜构造或单斜断块的被掩覆的各类裂隙岩层中的水山间盆地及平原松散沉积物深部的水承压水裸露于地表的岩溶化岩层中的水裸露于地表的各类裂隙岩层中的水各类松散沉积物浅部的水潜水裸露岩溶化岩层上部岩溶通道中季节性存在的重力水裂隙浅部岩层季节性存在的毛细水及重力水土壤水局部粘性土隔水层上季节性存在的重力水（上层滞水）过路及悬留毛细水及重力水包气水带岩溶水裂隙水孔隙水类型。
3.水文地质学基础-地下水的赋存
孔隙水
裂隙水
岩溶水
包气带水
潜水 承压水
土 壤 水 、 上 层 滞 裂隙岩层浅部季节性存 裸露岩溶化地层上部 水、过路、悬留毛地下在水的分类重表力水及毛细水 岩溶通道中季节性存
细水及重力水
在的重力水
各 类 松 散 层 浅 部 裸露裂隙岩层中的水 裸露岩溶化岩层中的
的水
水
山 间 盆 地 及 平 原 构造盆地、向斜、单斜 构造盆地、向斜、单
3.4 潜水
4.潜水面形态：潜水面形状受地形影响，潜水水位与地 形的起伏相一致而较缓和。
400
390
磨盘山
大椅子山
380
永宁河
磐
水
石
孤顶子
370
位
挡石河
仙人洞
河
七七 个个顶顶子 子
360
标
磐石市
高
350
（ m)
挡石河
340
拐子炕河
330
320
310
N
300
图 1-4
磐石市地势立体图
3.4 潜水
3.3地下水
3.3.1地下水 地下水（groundwater）广义上是指赋存于地面以
下岩石空隙中的水；狭义上仅指赋存于饱水带岩土空隙 中的水。
3.3.2地下水埋藏条件 地下水的埋藏条件是指含水层在地质剖面中所处的
部位及受隔水层（弱透水层）限制的情况。
3.3地下水
含水介质类型 埋藏条件
地下水分类表
裂隙发育的砂岩、岩溶发育的碳酸岩……
3.2含水层、隔水层与弱透水层
3.2.2隔水层 隔水层（Aquiclude ）是指不能传输与给出相当数
量水、或者透过与给出的水量微不足道的岩层。具有相 对性，以含有结合水为主。 3.2.3弱透水层
水文地质学基础练习及答案 (2)
第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：2．地下水：3．矿水：4．自然界的水循环：5．水文循环：6．地质循环：7．大循环：8．小循环：9．绝对湿度：10．相对湿度：11．饱和差：12．露点：13．蒸发：14．降水：14．径流：15．水系：二、填空1．水文地质学是研究的科学。
它研究、、、及人类活动相互作用下地下水和的时空变化规律。
2．地下水的功能主要包括：、、、、或。
3．自然界的水循环分为循环和循环。
4．水文循环分为循环和循环。
5．水循环是在和作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。
6．水循环是在太阳辐射和重力作用下，以、和等方式周而复始进行的。
7．主要气象要素有、、、、。
8．在水文学中常用、、、和等特征值说明地表径流。
三、判断题1．地下水是水资源的一部分。
（）2．海洋或大陆内部的水分交换称为大循环。
（）3．地下水中富集某些盐类与元素时，便成为有工业价值的工业矿水。
（）4．水文循环是发生于大气水和地表水之间的水循环。
（）5．水通过不断循环转化而水质得以净化。
（）6．水通过不断循环水量得以更新再生。
（）7．水文循环和地质循环均是H2O分子态水的转换。
（）8．降水、蒸发与大气的物理状态密切相关。
（）9．蒸发是指在100℃时水由液态变为气态进入大气的过程。
（）10．蒸发速度或强度与饱和差成正比。
（）四、简答题1．水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期？2．水文地质学已形成了若干分支学科，属于基础性的学科分支有哪些？3．水文循环与地质循环的区别？4．简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？5．大循环与小循环的区别？6．水循环的作用？五、论述题自然界水循环的意义？第二章岩石中的空隙与水分一、名词解释1．岩石空隙：2．孔隙：3．孔隙度：4．裂隙：5．裂隙率：6．岩溶率：7．溶穴：8．结合水：9．重力水：10．毛细水：11．支持毛细水：12．悬挂毛细水：13．容水度：14．重量含水量：15．体积含水量：16．饱和含水量：17．饱和差：18．饱和度：19．孔角毛细水：20．给水度：21．持水度：22．残留含水量：23．岩石的透水性：24．有效应力：二、填空1．岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。
水文地质学---地下水的赋存
干旱气候下，由细颗粒组成的盆地平原，潜水的蒸发排泄为主， 常形成含盐高的咸水。
④易污染 ⑤埋藏浅，易于开发，重要水源
第三章 地下水的赋存
6）水文地质剖面图
第三章 地下水的赋存
6）水文地质剖面图
2）补给
3）排泄：
①径流排泄
②蒸发排泄 4）动态变化 潜水与大气圈及地表水圈的密切联系性，潜水与大气 圈及地表水圈的联系通道是包气带，影响包气带水分的因
素都影响潜水。气象、水文因素对潜水影响显著。
第三章 地下水的赋存
5）潜水特征
①没有隔水顶板，具有自由的水面
②潜水分布区与补给区常常一致 ③潜水的水位、水量、水质等动态 变化与气象水文、地形等因素密切 相关，动态变化明显。
第三章 地下水的赋存
3.1.2 饱水带 特征：
岩石空隙全部为液态水所充满。 饱水带中的水体是连续分布的，能够传递静水压力， 在水头差的作用下，可以发生连续运动。 饱含水 渗透性 岩层 不透水层 隔水层 透水层 含水层
饱水带岩层按其透过和给出水的能力，可分为含水层 和隔水层。
第三章
地下水的赋存
3.2 含水层、隔水层（弱透水层）
第三章 地下水的赋存
含水层、隔水层概念的相对性（岩层渗透性能的相对性） ①利用地下水的工作——供水水源（需要水量） A）在利用地下水供水时，某一岩层能够给出的水量 较小，对于水源丰沛、需水量很大的地区，由于远不能满 足供水需求，而被视为隔水层；
B）在水资源匮乏、需水量较小的地区，就可以被视 为含水层。
一方面，滞留地表坡流，有利于降水入渗；另一方面， 植物蒸腾消耗包气带水。 ④人类活动：灌溉、人工抽取地下水
水文地质学---地下水的赋存 包气带与饱水带
第三章 地下水的赋存
④岩石的各向异性：
以沉积岩为例，由于不同岩性层的互层，有的层次发 育裂隙或溶穴，垂直方向上是隔水的，但在顺层的方向上 都是透水的。 例如，薄层页岩和石灰岩互层时，页岩中裂隙接近闭
合，灰岩中裂隙与溶穴发育，便成为典型的顺层透水而垂 直层面隔水的岩层。
下为示意图
第三章 地下水的赋存
第三章 地下水的赋存
2）包气带水的成分
①空隙壁面吸附的结合水
②细小空隙中含有毛细水
③未被液态水占据的空隙 中包含空气及气态水
第三章 地下水的赋存
3）包气带水的补给与排泄
大气降水补给 地表水体的渗漏
补给
地下水面（饱水带）通过毛 细上升输送的水分
地下水蒸发形成的气态水
包气带水的赋存与运移受毛细力与重力的共同影响。
第三章 地下水的赋存
3.3 地下水分类
地下水概念的从“狭义”→“广义” 狭义：指赋存于饱水带岩土空隙中的水——重力水 广义：指赋存于地面以下岩土空隙中的水 包括：包气带及饱水带中所有含于岩石空隙中的水
从只研究“重力水”→研究“包气带水&重力水” 水文地质学从研究“地壳浅层地下水”→研究“地下水 圈”
第三章 地下水的赋存
埋藏条件：指含水岩层在地质剖面中所处的部位及受隔 水层（弱透水层）限制的情况。包气带水、潜水、承压水
第三章 地下水的赋存
含水介质（空隙）特征：孔隙水、裂隙水、岩溶水
第三章 地下水的赋存
含水层、隔水层概念的相对性（岩层渗透性能的相对性） ①利用地下水的工作——供水水源（需要水量） A）在利用地下水供水时，某一岩层能够给出的水量 较小，对于水源丰沛、需水量很大的地区，由于远不能满 足供水需求，而被视为隔水层；
工程地质与水文地质-第3章 水的地质作用--地下水
纯水无臭味，但当水中含有某些气体或有机质时就有了某种气味 （5）口味
主要决定于水中化学成分
三 地下水的物理性质和化学性质
（6）比重
地下水比重决定于水温和溶解盐类。溶解的盐分越多，比重就 越大。地下淡水比重常常接近于1 盐水的比重可用波美度来表示，即一升水含有10克氯化钠，则 盐度相当于1波美度。波美度与地下水比重之间的关系如下表：
量）
Vg
V
4 透水性
定义：透水性是岩石允许水透过的性能。
影响透水性的因素
孔隙大小的影响：当孔隙度一定而孔隙直径愈大，则圆管通道的数量愈 少，但有效渗流断面愈大，透水能力就愈强；
理想圆管状空隙中重力水流速分布 （阴线部分代表结合水，箭头长度代表重力水质点实际流速）
理想化孔隙介质
4 透水性
影响透水性的因素
水的波美度与比重的关系
三 地下水的物理性质和化学性质
（7）导电性 地下水的导电性取决于溶解于地下水中的盐量 Ke=1/R Ke为水的导电率； R为水的电阻率。 地下淡水的导电率为33×10-5至33×10-3之间
（8）放射性 由地下水中的气态镭射气（氡）及少量放射性盐量引起的
三 地下水的物理性质和化学性质
5 包气带
包气带分三带 中间带 过渡带，介于土壤水带和 毛细水带之间。厚度变化 大，从零米到几百米不等。 •中间带的土壤含水量，随 深度逐步降低。
5 包气带
包气带分三带
毛细带 由于空气和水界面上的表
面张力作用，水可沿地下水 面上升形成支持毛细水，在 包气带底部构成毛细水带。 毛细带内颗粒物大小不同， 毛细上升高度也各不相同， 因此毛细水带上缘常成不规 则形状。
水文地质学基础练习及答案
水文地质学基础试题库及参考答案目录第一章地球上的水及其循环 (1)第二章岩石中的空隙与水分···········································4服第三章地下水的赋存..................................................9暗室逢第四章地下水运动的基本规律.........................................15收复失第五章毛细现象与包气带水的运动. (20)第六章地下水的化学成分及其形成作用 (22)第七章地下水的补给与排泄...........................................29QWDD 第八章地下水系统 (35)第九章地下水的动态与均衡 (37)第十章孔隙水.......................................................40是多少第十一章裂隙水.....................................................42三分法第十二章岩溶水.....................................................45we福娃第十三章地下水资源. (48)第十四章地下水与环境 (49)第二章岩石中的空隙与水分一、名词解释1．岩石空隙：地下岩土中的空间;2．孔隙：松散岩石中,颗粒或颗粒集合体之间的空隙;3．孔隙度：松散岩石中,某一体积岩石中孔隙所占的体积;4．裂隙：各种应力作用下,岩石破裂变形产生的空隙;5．裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值;6．岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值;7．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞;8．结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水;9．重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力,因而能在自身重力作影响下运动的那部分水;10．毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水;11．支持毛细水：由于毛细力的作用,水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带,此带中的毛细水下部有地下水面支持;12．悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用,在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水;13．容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值;14．重量含水量：松散岩石孔隙中所含水的重量与干燥岩石重量的比值;15．体积含水量：松散岩石孔隙中所含水的体积与包括孔隙在内的岩石体积的比值; 16．饱和含水量：孔隙充分饱水时的含水量;17．饱和差：饱和含水量与实际含水量之间的差值;18．饱和度：实际含水量与饱和含水量之比;19．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水;20．给水度：地下水位下降一个单位深度,从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体,在重力作用下释出的水的体积;21．持水度：地下水位下降一个单位深度,单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量;22．残留含水量：包气带充分重力释水而又未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量;23．岩石的透水性：岩石允许水透过的能力;24．有效应力：实际作用于砂层骨架上的应力;二、填空1．岩石空隙是地下水储存场所和运动通道;空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律,对地下水的分步和运动具有重要影响;2．岩石空隙可分为松散岩石中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、和可溶岩石中的溶穴; 3．孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况,另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度;4．岩石裂隙按成因分为：成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙;5．地下水按岩层的空隙类型可分为：孔隙水、裂隙水、和岩溶水;6．毛细现象是发生在固、液、气三相界面上的;7．通常以容水度、含水量、给水度、持水度和透水性来表征与水分的储容和运移有关的岩石性质;8．岩性对给水度的影响主要表现为空隙的大小与多少;9．松散岩层中,决定透水性好坏的主要因素是孔隙大小；只有在孔隙大小达到一定程度,孔隙度才对岩石的透水性起作用;三、判断题1．松散岩石中也存在裂隙; √2．坚硬岩石中也存在孔隙; √3．松散岩石中颗粒的形状对孔隙度没有影响; ×4．两种颗粒直径不同的等粒圆球状岩石,排列方式相同时,孔隙度完全相同; √5．松散岩石中颗粒的分选程度对孔隙度的大小有影响; √6．松散岩石中颗粒的排列情况对孔隙度的大小没影响; ×7．松散岩石中孔隙大小取决于颗粒大小; √8．松散岩石中颗粒的排列方式对孔隙大小没影响; ×9．裂隙率是裂隙体积与不包括裂隙在内的岩石体积的比值; ×10．结合水具有抗剪强度; √11．在饱水带中也存在孔角毛细水; ×12．在松散的砂层中,一般来说容水度在数值上与孔隙度相当; √13．在连通性较好的含水层中,岩石的空隙越大,给水度越大; √14．松散岩石中,当初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时,地下水位下降后,给水度偏小; √15．对于颗粒较小的松散岩石,地下水位下降速率较大时,给水度的值也大; ×16．颗粒较小的松散岩石中,重力释水并非瞬时完成,往往滞后于水位下降,所以给水度与时间有关; √17．松散岩石中孔隙度等于给水度与持水度之和; √18．松散岩石中,孔隙直径愈小,连通性愈差,透水性就愈差; √19．在松散岩石中,不论孔隙大小如何,孔隙度对岩石的透水性不起作用; ×20．饱含水的砂层因孔隙水压力下降而压密,待孔隙压力恢复后,砂层仍不能恢复原状; ×21．粘性土因孔隙水压力下降而压密,待孔隙压力恢复后,粘性土层仍不能恢复原状; √22．在一定条件下,含水层的给水度可以是时间的函数,也可以是一个常数; √23．在其它条件相同而只是岩性不同的两个潜水含水层中.在补给期时,给水度大,水位上升大,给水度小,水位上升小; ×24．某一松散的饱水岩层体积含水量为30％,那么该岩层的孔隙度为; √四、简答题1．简述影响孔隙大小的因素,并说明如何影响影响孔隙大小的因素有:颗粒大小、分选程度、和颗粒排列方式;当分选性较好时,颗粒愈大、孔隙也愈大;当分选性较差时,由于粗大颗粒形成的孔隙被小颗粒所充填,孔隙大小取决于实际构成孔隙的细小颗粒的直经;排列方式的影响：立方体排列比四面体排列孔隙大;2．简述影响孔隙度大小的主要因素,并说明如何影响影响孔隙度大小的因素有：颗粒排列情况、分选程度、颗粒形状及胶结程度;排列方式愈规则、分选性愈好、颗粒形状愈不规则、胶结充填愈差时,孔隙度愈大；反之,排列方式愈不规则、分选性愈差、颗粒形状愈规则、胶结充填愈好时,孔隙度愈小; 3．裂隙率一般分为哪几种各自的定义裂隙率分为面裂隙率、线裂隙和体积裂隙率;面裂隙率：单位面积岩石上裂隙所占比例;线裂隙率：与裂隙走向垂直方向上单位长度内裂隙所占的比例;体积裂隙率：单位体积岩石裂隙所占体积;4．地壳岩石中水的存在形式有哪些地壳岩石中水的存在形式：1 岩石“骨架”中的水沸石水、结晶水、结构水;2 岩石空隙中的水结合水、液态水、固态水、气态水;5．结合水、重力水和毛细水有何特点结合水束缚于固体表面,不能在自身重力影响下运动,水分子排列精密、密度大,具抗剪强度；重力水在自身重力下运动,不具抗剪强度；毛细水受毛细力作用存在于固、液、气三相界上;6．影响给水度的因素有哪些,如何影响影响给水度的因素有岩性、初始地下水位埋深、地下水位降速;岩性主要表现为决定空隙的大小和多少,空隙越大越多,给水度越大；反之,越小;初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时,地下水下降后给水度偏小;地下水位下降速率大时,释水不充分,给水度偏小;7．影响岩石透水性的因素有哪些,如何影响影响因素有：岩性、颗粒的分选性、孔隙度;岩性越粗、分选性越好、孔隙度越大、透水能力越强；反之,岩性越细、分选性越差、孔隙度越小,透水能力越弱;8．简述太砂基有效应力原理在松散沉积物质构成的饱水砂层中,作用在任意水平断面上的总应力Ｐ由水和骨架共同承担;及总应力Ｐ等于孔隙水压力Ｕ和有效应力Ｐ' 之和;因此,有效应力等于总应力减去孔隙水压力,这就是有效应力原理;9．简述地下水位变动引起的岩土压密地下水位下降后,孔隙水压力降低,有效应力增加,颗粒发生位移,排列更加紧密,颗粒的接触面积增加,孔隙度降低,岩土层受到压密;五、论述题1．岩石空隙分为哪几类,各有什么特点岩石空隙分为：孔隙、裂隙和溶穴;孔隙分布于颗粒之间,连通好,分布均匀,在不同方向上孔隙通道的大小和多少都很接近；裂隙具有一定的方向性,连通性较孔隙为差,分布不均匀；溶穴孔隙大小悬殊而且分布极不均匀;2．为什么说空隙大小和数量不同的岩石,其容纳、保持、释出及透水的能力不同岩石容纳、保持、释出及透水的能力与空隙的大小和多少有关;而空隙的大小和多少决定着地壳岩石中各种形式水所占的比例;空隙越大,结合水所占的比例越小,则容纳、释出及透水能力越强,持水能力越弱；反之,空隙度越小,结合水所占的比例越大,则容纳、释出及透水能力越弱,持水能力越强;所以说空隙大小和数量不同的岩石其容纳、保持、释出及透水的能力不同;3．地下水位的埋藏深度和下降速率,对松散岩石的给水度产生什么影响初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时,地下水位下降,重力水的一部分将转化为支持毛细水而保持于地下水面以上,给水度偏小；在细小颗粒层状相间分布的松散岩石,地下水位下降时,易形成悬挂毛细水不能释放出来,另外,重力释水并非瞬时完成,而往往迟后于水位下降,给水度一般偏小;第三章地下水的赋存一、名词解释1．包气带：地下水面以上称为包气带;2．饱水带：地下水面以下为饱水带;3．含水层：能够透过并给出相当数量水的岩层;4．隔水层：不能透过与给出水,或者透过与给出的水量微不足道的岩层;5．弱透水层：指那些渗透性相当差的岩层;6．潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水;7．潜水面：潜水的表面;8．潜水含水层厚度：从潜水面到隔水底板的距离;9．潜水埋藏深度：潜水面到地面的距离;10．潜水位：潜水面上任一点的高程;11．潜水等水位线图：潜水位相等的各点的连线构成的图件;12．承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水;13．隔水顶板：承压含水层上部的隔水层;14．隔水底板：承压含水层下部的隔水层;15．承压含水层厚度：隔水顶底板之间的距离;16．承压高度：揭穿隔水顶板的钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离;17．测压水位：揭穿隔水顶板的井中静止水位的高程;18．等水压线图：某一承压含水层测压水位相等的各点的连线构成的图件;19．贮水系数：测压水位下降或上升一个单位深度,单位水平面积含水层释出或储存的水体积;20．上层滞水：当包气带存在局部隔水层时,局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水;二、填空1．包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带;2．岩层按其透水性可分为透水层和不透水层;3．地下水的赋存特征对其水量、水质时空分布有决定意义,其中最重要的是埋藏条件和含水介质类型;4．据地下水埋藏条件,可将地下水分为包气带水、潜水和承压水;5．按含水介质空隙类型,可将地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水;6．潜水的排泄除了流入其它含水层以外,泄入大气圈与地表水圈的方式有两类,即：径流排泄和蒸发排泄;7．潜水接受的补给量大于排泄量,潜水面上升,含水层厚度增大,埋藏深度变小;8．潜水接受的补给量小于排泄量,潜水面下降,含水层厚度变小,埋藏深度变大;9．承压含水层获得补给时测压水位上升,一方面,由于压强增大含水层中水的密度加大；另一方面,由于孔隙水压力增大,有效应力降低,含水层骨架发生少量回弹,空隙度增大; 10．承压含水层获得补给时,增加的水量通过水的密度加大及含水介质空隙的增大容纳; 11．承压含水层排泄时,减少的水量表现为含水层中水的密度变小及含水介质空隙缩减;三、判断题1．在包气带中,毛细水带的下部也是饱水的,故毛细饱水带的水能进入井中; ×2．地下水位以上不含水的砂层也叫含水层; ×3．渗透性较差的同一岩层,在涉及某些问题时被看作透水层,在涉及另一问题时被看作隔水层; √4．当我们所研究的某些水文地质过程涉及的时间尺度相当长时,任何岩层都可视为可渗透的; √5．潜水含水层的厚度与潜水位埋藏深度不随潜水面的升降而发生变化; ×6．潜水主要接受大气降水和地表水的补给; √7．潜水位是指由含水层底板到潜水面的高度; ×8．潜水的流向是垂直等水位线由高水位到低水位; √9．潜水积极参与水循环,资源易于补充恢复; √10．潜水直接接受大气降水补给,不论什么条件下,潜水的水质都比较好; ×11．当不考虑岩层压密时,承压含水层的厚度是不变的; √12．测压水位是指揭穿承压含水层的钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离; ×13．承压高度是指揭穿承压含水层的钻孔中静止水位的高程; ×14．承压水由于受顶、底板的限制,故承压水的资源不易补充恢复; √15．承压含水层受隔水顶板的阻挡,一般不易受污染,故承压水的水质好; ×16．承压含水层接受其它水体的补给时,只需具备其它水体与该含水层之间有水力联系的通道即可; ×17．水位下降时潜水含水层所释放出的水来自部分空隙的疏干; √18．测压水位下降时承压含水层所释放出的水来自含水层水体积的膨胀及含水介质的压密;√19．除构造封闭条件下与外界没有联系的承压含水层外,所有承压水都是由潜水转化而来;√20．上层滞水属于包气带水; √21．地下水在多孔介质中运动,因此可以说多孔介质就是含水层; ×22．对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上; √23．潜水含水层的给水度就是贮水系数; ×四、简答题1．简述包气带特征1包气带一般含有结合水、毛细水、气态水、过路重力水；2包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带；3包气带水来源于大气降水的入渗、地面水渗漏和地下水通过毛细上升输入的水分,以及地下水蒸发形成的气态水;4包气带水的运移受毛细力和重力的共同影响;2．简述饱水带特征1 饱水带一般含有重力水和结合水;2 饱水带的水体是连续分布的,能传递静水压力;3 饱水带水在水头差的作用下可以发生连续运动;3．潜水的水位动态一般随季节如何变化丰水季节或年份,潜水接受的补给量大于排泄量,潜水面上升、含水层厚度增大、水位埋深变浅;干旱季节排泄量大于补给量,潜水面下降、含水层厚度变小、水位埋深变大;4．影响潜水面的因素有哪些,如何影响影响潜水面因素有：地形、水文网、含水层渗透性和厚度以及人为因素;地形缓、含水层厚且渗透性好,则潜水面缓；反之,地形陡、含水层渗透性差且厚度小,则潜水面坡度大;水文网与地下水有直接联系时,地表水体高于地下水面时,潜水面背向地表水体倾斜,潜水面高于地表水体时潜水面向地表水体倾斜;5．承压水等水位线图可以揭示哪些水文地质信息1 反应虚构的侧压水面的形状;2 确定承压水的流向;3 确定承压水的水力坡度;4 定性判断含水层的厚度与渗透性的变化;6．任一承压含水层接受其它水体的补给必须同时具备哪两个条件1 存在水头差;2 有水力联系;7．一般承压水是由什么转化而来,其转化形式有哪几种除了构造封闭条件下和外界没有联系的承压含水层外,所有承压水最终都是由潜水转化而来；或由补给区的潜水侧向流入,或通过弱透水层接受潜水的补给;8．上层滞水的特点1 分布近地表;2 接受大气降水补给,排泄为蒸发和向隔水底板边缘下渗;3 动态变化显着;4 极易受污染;9．绘制简单水文地质剖面图,分别反映并表示地下水面、饱水带、包气带土壤水带、中间带、毛细水带10．绘制一水文地质剖面图,使之反映并表示出含水层、隔水层、潜水、承压水、上层滞水1—隔水层；2—透水层；3—饱水部分；4—潜水位；5—承压水测压水位；6—泉上升泉；7—水井,实线表示井壁不进水；a—上层滞水；b—潜水；c—承压水五、论述题1．为什么说含水层与隔水层的划分是相当的2．潜水有哪些特征1 潜水与包气带直接相通;2 潜水的补给为大气降水和地表水,排泄以泉、泄流、蒸发等;3 潜水的动态受季节影响大;4 潜水的水质取决于地形、岩性和气候;5 潜水资源易于补充恢复;6 潜水易受污染;3．潜水等水位线图可以揭示哪些水文地质信息1 潜水面形状;2 潜水流向;3 潜水面坡度;4 潜水面的埋藏深度,判断地表水、泉与潜水等的关系;5 定性反映潜水含水层的厚度和渗透性;4．承压水有哪些特征5．水量增、减时,潜水与承压水的区别第四章地下水运动的基本规律一、名词解释1．渗流：地下水在岩石空隙中的运动;2．渗流场：发生渗流的区域;3．层流运动：在岩层空隙中流动时,水的质点作有秩序的、互不混杂的流动;4．紊流运动：在岩层空隙中流动时,水的质点作无秩序地、互相混杂的流动;5．稳定流：水在渗流场内运动,各个运动要素水位、流速、流向不随时间改变;6．非稳定流：水在渗流场中运动,各个运动要素随时间变化的水流运动;7．渗透流速：地下水通过某一过水断面的平均流速;8．有效空隙度：重力水流动的孔隙体积与岩石体积之比;9．水力梯度：沿渗透途径水头损失与相应渗透途径之比;10．渗透系数：水力坡度等于1时的渗透流速;11．流网：在渗流场的某一典型剖面或切面上由一系列流线和等水头线组成的网;12．流线：流场中某一瞬时的一条线,线上各水质点的流向与此线相切;13．迹线：渗流场中某一段时间内某一质点的运动轨迹;14．层状非均质：介质场内各岩层内部为均质各项同性,但不同岩层渗透性不同;二、填空1．据地下水流动状态,地下水运动分为层流和紊流;2．据地下水运动要素与时间的关系,地下水运动分为稳定流和非稳定流;3．水力梯度为定值时,渗透系数愈大,渗透流速就愈大;4．渗透流速为定值时,渗透系数愈大,水力梯度愈小;5．渗透系数可以定量说明岩石的渗透性能;渗透系数愈大,岩石的透水能力愈强;6．流网是由一系列流线与等水头线组成的网格;7．流线是渗流场中某一瞬时的一条线,线上各水质点在此瞬时的流向均与此线相切; 迹线是渗流场中某一时间段内某一水质点的运动轨迹;8．在均质各向同性介质中,地下水必定沿着水头变化最大的方向,即垂直于等水头线的方向运动,因此,流线与等水头线构成正交网格;9．流线总是由源指向汇;10．如果规定相邻两条流线之间通过的流量相等,则流线的疏密可以反映径流强度,等水头线的疏密则说明水力梯度的大小;三. 判断题1．在岩层空隙中渗流时,水作平行流动,称作层流运动; ×2．达西定律是线性定律; √3．达西定律中的过水断面是指包括砂颗粒和空隙共同占据的面积; √4．地下水运动时的有效孔隙度等于给水度; ×5．渗透流速是指水流通过岩石空隙所具有的速度; ×6．实际流速等于渗透流速乘以有效空隙度; ×7．水力坡度是指两点间的水头差与两点间的水平距离之比; ×8．决定地下水流向的是水头的大小; √9．符合达西定律的地下水流,其渗透速度与水力坡度呈直线关系,所以渗透系数或渗透系数的倒数是该直线的斜率; √10．渗透系数可定量说明岩石的渗透性;渗透系数愈大,岩石的透水能力愈强; √11．水力梯度为定值时,渗透系数愈大,渗透流速就愈大; √12．渗透流速为定值时,渗透系数愈大,水力梯度愈小; ×13．渗透系数只与岩石的空隙性质有关,与水的物理性质无关; ×14．流网是等水头线与迹线组成的网格; ×15．流线是渗透场中某一时间段内某一水质点的运动轨迹; ×16．在均质各向同性介质中,流线与等水头线构成正交网格; √17．在隔水边界附近,平行隔水边界为流线; √18．地下水分水岭是一条流线; √19．如果我们规定相邻两条流线之间通过的流量相等,则流线的疏密可以反映地下径流强度,等水头线的疏密则说明水力梯度的大小; √20．在渗流场中,一般认为流线能起隔水边界作用,而等水头线能起透水边界的作用; √21．两层介质的渗透系数相差越大,则其入射角和折射角也就相差越大; √22．流线越靠近界面时,则说明介质的K值就越小; ×23．当含水层中存在强渗透性透镜体时,流线将向其汇聚; √24．当含水层中存在弱渗透性透镜体时,流线将绕流; √四、简答题1．叙述达西定律并说明达西定律表达式中各项物理意义式中：Q——渗透流量；w——过水断面；h——水头损失h=H1－H2,即上下游过水段面的水头差；I——水力坡度；L——渗透途径；K——渗透系数;2．何为渗透流速渗透流速与实际流速的关系如何水流通过整个岩石断面包括颗粒和孔隙的平均流速;渗透流速等于实际流速乘以有效孔隙度;3．有效孔隙度与孔隙度、给水度有何关系1 有效孔隙度小于孔隙度;2 由于重力释水时孔隙中还保持结合水和孔角毛细水乃至悬挂毛细水,所以有效孔隙度大于给水度;3 对于孔隙大的岩石三者近似相等;4．影响渗透系数大小的因素有哪些如何影响影响渗透系数的因素：岩石的孔隙性和水的物理性质;岩石孔隙越大、连通性越好、孔隙度越高渗透系数越大；水的粘滞性越小、渗透系数越大;5．简述汇制流网图的一般步骤1 根据边界条件绘制容易确定的等水头线和流线;2 流线总是由源指向汇;3 根据流线和等水头线正交在已知流线和等水头线间插入其它部分;6．流网图一般能够反映什么信息7．在层状非均质中,流线与岩层界线以一定角度斜交时,发生折射,试写出折射定律,并说明各项的物理意义8．叙述粘性土渗透流速V与水力梯度I主要存在的三种关系1 V-I关系为通过原点的直线,服从达西定律;2 V-I曲线不通过原点,水力梯度小于某一值I0时无渗透；大于I0时,起初为一向I轴凸出的曲线,然后转为直线;3 V-I曲线通过原点,I小时曲线向I轴凸出,I大时为直线;。
水文地质试题及答案 三
水文地质试题及答案三第一章地球上的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业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。
2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。
8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。
9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。
11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。
13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。
14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。
15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。
16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。
17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。
18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。
19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。
20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。
21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。
22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值。
二、填空1．水文地质学是研究地下水的科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈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。
水文地质学 第三章__地下水的赋存.
第三章地下水的赋存3.1 包气带与饱水带地下水面以上称为––––包气带,或非饱和带(unsaturated zone。
地下水面以下称为––––饱水带,或饱和带(saturated zone 。
包气带水主要通过大气降水,毛细作用从地下水面输送水分,获得补给。
雨季,包气带中的水以下渗为主,雨后,通过蒸发与植物蒸腾向大气圈排泄。
包气带是饱水带与大气圈联系的必经之路。
饱水带通过包气带获得大气降水和地表水的补给,又通过包气带蒸发与蒸腾排泄到大气圈→参与水循环。
饱水带岩石空隙全部为液态水所充满。
水体是连续分布的,能够传递静水压力,在水头差的作用下,可发生连续运动。
饱水带中的重力水––––是开发利用或排除的主要对象。
研究水的运动规律––––土壤水动力学研究水的运动规律––––地下水动力学大气3.2 含水层、隔水层与弱透水层岩层按渗透性分为:透水层––––含水层;不透水层––––隔水层。
1.含水层(aquifer––––饱含水的透水层。
既含水又透水。
2.隔水层(aquifuge 既不含水也不透水;aquiclude 含水不透水––––不透水层。
构成含水层的条件:a. 岩层发育有储水空隙;b. 有隔水层阻挡;c. 有水的补给来源;d. 适当的地形地貌条件。
含水层与隔水层是相对的。
含水层与隔水层的定义取决于运用它们的具体条件: 1同一岩层,在有些地方作为含水层,而在另外一些地方作为隔水层(用水量不同;2同一岩层,当涉及某一问题时作为含水层,而涉及另外一些问题时作为隔水层(涉及问题不同。
如:大型供水与小型供水:亚砂土;矿山排水与小型供水:相对于O岩溶水,C-P砂页岩作为隔水层;在缺水地区,C-P中的砂岩可作为含水层。
3.弱透水层(aquitard––––渗透性较差的岩层,相邻含水层通过其发生越流时,进行水量交换。
在相当长一个时期内,人们把隔水层看作是绝对不透水的,20世纪40年代雅可布(C.E. Jacob提出越流概念后,人们才逐渐认识到性质上介于隔水层与透水层之间的–––弱透水层。
地下水赋存
地下水分类表
含水介 质类型 埋藏条件
孔隙水
裂隙水
岩溶水
包气带水
上层滞水孔隙承压水
裂隙潜水
裂隙承压水
岩溶潜水
岩溶承压水
承压水
包气带与饱水带
包气带（Zone of Aeration）
空隙中并没有完全被水充满，空隙 中含有空气，固、液、气三相介质 并存。 赋存形式：结合水、各种毛细水、 气态水、重力水。 分带性：土壤水带、毛细水带、中 间带 包气带是连接大气水、地表水、饱 水带水的桥梁和纽带，是饱水带中 地下水参与水文循环的一个重要通 道；是农业和环境保护研究的重点 对象之一。 饱水带 岩石空隙被水完全充满，是固、液 二相介质； 赋存形式：结合水、重力水。 饱水带中的重力水是开发或利用的 主要对象。
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承压水的主要特点
埋藏特点：上部受到隔水层或弱透水层的隔离，埋藏较深， 具承压性； 补给：出露于地表的补给区。 排泄：排泄区范围有限，以泉或其它径流方式向地表或地 表水体排泄。 动态：比较稳定，气象、水文因素的变化对其影响较小； 水质： 取决于埋藏条件以及与外界联系的程度； 不易受到污染，但一旦污染则很难净化； 水循环：与大气圈、地表水圈联系较差，水循环缓慢。
问题？
在储水与释水时，承压含水层厚度是不变的，承压 含水层的储水与释水是如何进行的？
承压含水层的储水与释水原理
承压含水层的储水与释水原理 排泄时：P不变，u↓，则Pz↑，含水层骨架压缩，空隙↓；同时，水压力 ↓，测压水位↓，水体积膨胀（水的膨胀系数约为 1/20000），水密度 ↓。 补给时：P不变，u↑，则Pz↓，含水层骨架膨胀，空隙↑；同时，水压力↑， 测压水位↑，水被压密，水密度↑。
《水文地质学基础》试题库及参考答案
第一章地球上的水及其循环一、名词解释：2．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水;3．矿水：含有某些特殊组分,具有某些特殊性质,因而具有一定医疗与保健作用的地下水;4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程; 5．水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环;6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程;7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换;8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换;9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量;10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比; 11．饱和差：某一温度下,饱和水汽含量与绝对湿度之差;12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温; 13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程;14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时,超过饱和限度的水汽便凝结,以液态或固态形式降落到地面;14．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流;15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统;16．水系的流域：一个水系的全部集水区域; 17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线;18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量;19．径流总量：某一时间段内,通过河流某一断面的水量;20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量;21．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度;22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值;二、填空1．水文地质学是研究地下水的科学;它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈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; 2．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、或信息载体;3．自然界的水循环分为水文循环和地质循环;4．水文循环分为大循环和小循环;5．水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的;6．水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的; 7．主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水;8．在水文学中常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流;三、判断题1．地下水是水资源的一部分; √2．海洋或大陆内部的水分交换称为大循环;×3．地下水中富集某些盐类与元素时,便成为有工业价值的工业矿水; √4．水文循环是发生于大气水和地表水之间的水循环; ×5．水通过不断循环转化而水质得以净化; √6．水通过不断循环水量得以更新再生; √四、简答题1．水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期1856年以前的萌芽时期,1856年至本世纪中叶的奠基时期,本世纪中叶至今的发展时期;2．水文地质学已形成了若干分支学科,属于基础性的学科分支有哪些水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、水文地质调查方法、区域水文地质学;3．水文循环与地质循环的区别水文循环通常发生于地球浅层圈中,是H2O分子态水的转换,通常更替较快；地质循环发生于地球浅层圈和深层圈之间,常伴有水分子的分解与合成,转换速度缓慢;4．简述水文循环的驱动力及其基本循环过程水文循环的驱动力是太阳辐射和重力;地表水、包气带水及饱水带中浅层水通过蒸发和植物蒸腾而变为水蒸气进入大气圈;水汽随风飘移,在适宜条件下形成降水;落到陆地的降水,部分汇聚于江河湖沼形成地表水,部分渗入地下,部分滞留于包气带中,其余部分渗入饱水带岩石空隙之中,成为地下水;地表水与地下水有的重新蒸发返回大气圈,有的通过地表径流和地下径流返回海洋;5．大循环与小循环的区别海洋与大陆之间的水分交换为大循环;海洋或大陆内部的水分交换为小循环;6．水循环的作用一方面,水通过不断转化而水质得以净化；另方面,水通过不断循环水量得以更新再生;第二章岩石中的空隙与水分1．岩石空隙：地下岩土中的空间;2．孔隙：松散岩石中,颗粒或颗粒集合体之间的空隙;3．孔隙度：松散岩石中,某一体积岩石中孔隙所占的体积;4．裂隙：各种应力作用下,岩石破裂变形产生的空隙;5．裂隙率：裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值;6．岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值;7．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞;8．结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水;9．重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力,因而能在自身重力作影响下运动的那部分水;10．毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水;11．支持毛细水：由于毛细力的作用,水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带,此带中的毛细水下部有地下水面支持;12．悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用,在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水;13．容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值;14．重量含水量：松散岩石孔隙中所含水的重量与干燥岩石重量的比值;15．体积含水量：松散岩石孔隙中所含水的体积与包括孔隙在内的岩石体积的比值;16．饱和含水量：孔隙充分饱水时的含水量;17．饱和差：饱和含水量与实际含水量之间的差值;18．饱和度：实际含水量与饱和含水量之比;19．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水;20．给水度：地下水位下降一个单位深度,从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体,在重力作用下释出的水的体积;21．持水度：地下水位下降一个单位深度,单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量;22．残留含水量：包气带充分重力释水而又未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量;23．岩石的透水性：岩石允许水透过的能力;24．有效应力：实际作用于砂层骨架上的应力二、填空1．岩石空隙是地下水储存场所和运动通道;空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律,对地下水的分步和运动具有重要影响;2．岩石空隙可分为松散岩石中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、和可溶岩石中的溶穴;3．孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况,另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度;4．岩石裂隙按成因分为：成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙;5．地下水按岩层的空隙类型可分为：孔隙水、裂隙水、和岩溶水;6．毛细现象是发生在固、液、气三相界面上的;7．通常以容水度、含水量、给水度、持水度和透水性来表征与水分的储容和运移有关的岩石性质;8．岩性对给水度的影响主要表现为空隙的大小与多少;9．松散岩层中,决定透水性好坏的主要因素是孔隙大小；只有在孔隙大小达到一定程度,孔隙度才对岩石的透水性起作用;三、判断题1．松散岩石中也存在裂隙; √2．坚硬岩石中也存在孔隙; √3．松散岩石中颗粒的形状对孔隙度没有影响;×4．两种颗粒直径不同的等粒圆球状岩石,排列方式相同时,孔隙度完全相同; √5．松散岩石中颗粒的分选程度对孔隙度的大小有影响; √6．松散岩石中颗粒的排列情况对孔隙度的大小没影响; ×7．松散岩石中孔隙大小取决于颗粒大小; √8．松散岩石中颗粒的排列方式对孔隙大小没影响; ×9．裂隙率是裂隙体积与不包括裂隙在内的岩石体积的比值; ×10．结合水具有抗剪强度; √11．在饱水带中也存在孔角毛细水; ×12．在松散的砂层中,一般来说容水度在数值上与孔隙度相当; √13．在连通性较好的含水层中,岩石的空隙越大,给水度越大; √14．松散岩石中,当初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时,地下水位下降后,给水度偏小; √15．对于颗粒较小的松散岩石,地下水位下降速率较大时,给水度的值也大; ×16．颗粒较小的松散岩石中,重力释水并非瞬时完成,往往滞后于水位下降,所以给水度与时间有关; √17．松散岩石中孔隙度等于给水度与持水度之和; √18．松散岩石中,孔隙直径愈小,连通性愈差,透水性就愈差; √19．在松散岩石中,不论孔隙大小如何,孔隙度对岩石的透水性不起作用; ×20．饱含水的砂层因孔隙水压力下降而压密,待孔隙压力恢复后,砂层仍不能恢复原状; ×21．粘性土因孔隙水压力下降而压密,待孔隙压力恢复后,粘性土层仍不能恢复原状; √22．在一定条件下,含水层的给水度可以是时间的函数,也可以是一个常数; √23．在其它条件相同而只是岩性不同的两个潜水含水层中.在补给期时,给水度大,水位上升大,给水度小,水位上升小; ×24．某一松散的饱水岩层体积含水量为30％,那么该岩层的孔隙度为0.3; √四、简答题1．1．简述影响孔隙大小的因素,并说明如何影响影响孔隙大小的因素有:颗粒大小、分选程度、和颗粒排列方式;当分选性较好时,颗粒愈大、孔隙也愈大;当分选性较差时,由于粗大颗粒形成的孔隙被小颗粒所充填,孔隙大小取决于实际构成孔隙的细小颗粒的直经;排列方式的影响：立方体排列比四面体排列孔隙大;2．简述影响孔隙度大小的主要因素,并说明如何影响影响孔隙度大小的因素有：颗粒排列情况、分选程度、颗粒形状及胶结程度;排列方式愈规则、分选性愈好、颗粒形状愈不规则、胶结充填愈差时,孔隙度愈大；反之,排列方式愈不规则、分选性愈差、颗粒形状愈规则、胶结充填愈好时,孔隙度愈小;3．裂隙率一般分为哪几种各自的定义裂隙率分为面裂隙率、线裂隙和体积裂隙率; 面裂隙率：单位面积岩石上裂隙所占比例;线裂隙率：与裂隙走向垂直方向上单位长度内裂隙所占的比例;体积裂隙率：单位体积岩石裂隙所占体积;4．地壳岩石中水的存在形式有哪些地壳岩石中水的存在形式：1 岩石“骨架”中的水沸石水、结晶水、结构水2 岩石空隙中的水结合水、液态水、固态水、气态水;5．结合水、重力水和毛细水有何特点结合水束缚于固体表面,不能在自身重力影响下运动,水分子排列精密、密度大,具抗剪强度；重力水在自身重力下运动,不具抗剪强度；毛细水受毛细力作用存在于固、液、气三相界上;6．影响给水度的因素有哪些,如何影响影响给水度的因素有岩性、初始地下水位埋深、地下水位降速;岩性主要表现为决定空隙的大小和多少,空隙越大越多,给水度越大；反之,越小;初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时,地下水下降后给水度偏小;地下水位下降速率大时,释水不充分,给水度偏小;7．影响岩石透水性的因素有哪些,如何影响影响因素有：岩性、颗粒的分选性、孔隙度;岩性越粗、分选性越好、孔隙度越大、透水能力越强；反之,岩性越细、分选性越差、孔隙度越小,透水能力越弱;8．简述太砂基有效应力原理在松散沉积物质构成的饱水砂层中,作用在任意水平断面上的总应力Ｐ由水和骨架共同承担;及总应力Ｐ等于孔隙水压力Ｕ和有效应力Ｐ' 之和;因此,有效应力等于总应力减去孔隙水压力,这就是有效应力原理;9．简述地下水位变动引起的岩土压密地下水位下降后,孔隙水压力降低,有效应力增加,颗粒发生位移,排列更加紧密,颗粒的接触面积增加,孔隙度降低,岩土层受到压密;第三章地下水的赋存一、名词解释1．包气带：地下水面以上称为包气带;2．饱水带：地下水面以下为饱水带;3．含水层：能够透过并给出相当数量水的岩层; 4．隔水层：不能透过与给出水,或者透过与给出的水量微不足道的岩层;5．弱透水层：指那些渗透性相当差的岩层; 6．潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水;7．潜水面：潜水的表面;8．潜水含水层厚度：从潜水面到隔水底板的距离;9．潜水埋藏深度：潜水面到地面的距离; 10．潜水位：潜水面上任一点的高程;11．潜水等水位线图：潜水位相等的各点的连线构成的图件;12．承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水;13．隔水顶板：承压含水层上部的隔水层; 14．隔水底板：承压含水层下部的隔水层; 15．承压含水层厚度：隔水顶底板之间的距离;16．承压高度：揭穿隔水顶板的钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离;17．测压水位：揭穿隔水顶板的井中静止水位的高程;18．等水压线图：某一承压含水层测压水位相等的各点的连线构成的图件;19．贮水系数：测压水位下降或上升一个单位深度,单位水平面积含水层释出或储存的水体积;20．上层滞水：当包气带存在局部隔水层时,局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水;二、填空1．包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带;2．岩层按其透水性可分为透水层和不透水层;3．地下水的赋存特征对其水量、水质时空分布有决定意义,其中最重要的是埋藏条件和含水介质类型;4．据地下水埋藏条件,可将地下水分为包气带水、潜水和承压水;5．按含水介质空隙类型,可将地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水;6．潜水的排泄除了流入其它含水层以外,泄入大气圈与地表水圈的方式有两类,即：径流排泄和蒸发排泄;7．潜水接受的补给量大于排泄量,潜水面上升,含水层厚度增大,埋藏深度变小;8．潜水接受的补给量小于排泄量,潜水面下降,含水层厚度变小,埋藏深度变大;9．承压含水层获得补给时测压水位上升,一方面,由于压强增大含水层中水的密度加大；另一方面,由于孔隙水压力增大,有效应力降低,含水层骨架发生少量回弹,空隙度增大;10．承压含水层获得补给时,增加的水量通过水的密度加大及含水介质空隙的增大容纳;11．承压含水层排泄时,减少的水量表现为含水层中水的密度变小及含水介质空隙缩减;三、判断题1．在包气带中,毛细水带的下部也是饱水的,故毛细饱水带的水能进入井中; ×2．地下水位以上不含水的砂层也叫含水层; ×3．渗透性较差的同一岩层,在涉及某些问题时被看作透水层,在涉及另一问题时被看作隔水层;√4．当我们所研究的某些水文地质过程涉及的时间尺度相当长时,任何岩层都可视为可渗透的;√5．潜水含水层的厚度与潜水位埋藏深度不随潜水面的升降而发生变化; ×6．潜水主要接受大气降水和地表水的补给; √7．潜水位是指由含水层底板到潜水面的高度;×8．潜水的流向是垂直等水位线由高水位到低水位; √9．潜水积极参与水循环,资源易于补充恢复;√10．潜水直接接受大气降水补给,不论什么条件下,潜水的水质都比较好; ×11．当不考虑岩层压密时,承压含水层的厚度是不变的; √12．测压水位是指揭穿承压含水层的钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离; ×13．承压高度是指揭穿承压含水层的钻孔中静止水位的高程; ×14．承压水由于受顶、底板的限制,故承压水的资源不易补充恢复; √15．承压含水层受隔水顶板的阻挡,一般不易受污染,故承压水的水质好; ×16．承压含水层接受其它水体的补给时,只需具备其它水体与该含水层之间有水力联系的通道即可; ×17．水位下降时潜水含水层所释放出的水来自部分空隙的疏干; √18．测压水位下降时承压含水层所释放出的水来自含水层水体积的膨胀及含水介质的压密;√19．除构造封闭条件下与外界没有联系的承压含水层外,所有承压水都是由潜水转化而来;√20．上层滞水属于包气带水; √21．地下水在多孔介质中运动,因此可以说多孔介质就是含水层; ×22．对含水层来说其压缩性主要表现在空隙和水的压缩上; √23．潜水含水层的给水度就是贮水系数; ×四、简答题1．简述包气带特征1包气带一般含有结合水、毛细水、气态水、过路重力水；2包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带；3包气带水来源于大气降水的入渗、地面水渗漏和地下水通过毛细上升输入的水分,以及地下水蒸发形成的气态水;4包气带水的运移受毛细力和重力的共同影响;2．简述饱水带特征 1 饱水带一般含有重力水和结合水;2 饱水带的水体是连续分布的,能传递静水压力3 饱水带水在水头差的作用下可以发生连续运动;3．潜水的水位动态一般随季节如何变化丰水季节或年份,潜水接受的补给量大于排泄量,潜水面上升、含水层厚度增大、水位埋深变浅;干旱季节排泄量大于补给量,潜水面下降、含水层厚度变小、水位埋深变大;4．影响潜水面的因素有哪些,如何影响影响潜水面因素有：地形、水文网、含水层渗透性和厚度以及人为因素;地形缓、含水层厚且渗透性好,则潜水面缓；反之,地形陡、含水层渗透性差且厚度小,则潜水面坡度大;水文网与地下水有直接联系时,地表水体高于地下水面时,潜水面背向地表水体倾斜,潜水面高于地表水体时潜水面向地表水体倾斜;5．承压水等水位线图可以揭示哪些水文地质信息1 反应虚构的侧压水面的形状;2 确定承压水的流向; 3 确定承压水的水力坡度; 4 定性判断含水层的厚度与渗透性的变化;6．任一承压含水层接受其它水体的补给必须同时具备哪两个条件1 存在水头差;2 有水力联系;7．一般承压水是由什么转化而来,其转化形式有哪几种除了构造封闭条件下和外界没有联系的承压含水层外,所有承压水最终都是由潜水转化而来；或由补给区的潜水侧向流入,或通过弱透水层接受潜水的补给;8．上层滞水的特点1 分布近地表;2 接受大气降水补给,排泄为蒸发和向隔水底板边缘下渗; 3 动态变化显着; 4极易受污染;9．绘制简单水文地质剖面图,分别反映并表示地下水面、饱水带、包气带土壤水带、中间带、毛细水带10．绘制一水文地质剖面图,使之反映并表示出含水层、隔水层、潜水、承压水、上层滞水1—隔水层；2—透水层；3—饱水部分；4—潜水位；5—承压水测压水位；6—泉上升泉；7—水井,实线表示井壁不进水；a—上层滞水；b—潜水；c—承压水第四章地下水运动的基本规律一、名词解释1．渗流：地下水在岩石空隙中的运动;2．渗流场：发生渗流的区域;3．层流运动：在岩层空隙中流动时,水的质点作有秩序的、互不混杂的流动;4．紊流运动：在岩层空隙中流动时,水的质点作无秩序地、互相混杂的流动;5．稳定流：水在渗流场内运动,各个运动要素水位、流速、流向不随时间改变;6．非稳定流：水在渗流场中运动,各个运动要素随时间变化的水流运动;7．渗透流速：地下水通过某一过水断面的平均流速;8．有效空隙度：重力水流动的孔隙体积与岩石体积之比;9．水力梯度：沿渗透途径水头损失与相应渗透途径之比;10．渗透系数：水力坡度等于1时的渗透流速; 11．流网：在渗流场的某一典型剖面或切面上由一系列流线和等水头线组成的网;12．流线：流场中某一瞬时的一条线,线上各水质点的流向与此线相切;13．迹线：渗流场中某一段时间内某一质点的运动轨迹;14．层状非均质：介质场内各岩层内部为均质各项同性,但不同岩层渗透性不同;二、填空1．据地下水流动状态,地下水运动分为层流和紊流;2．据地下水运动要素与时间的关系,地下水运动分为稳定流和非稳定流;3．水力梯度为定值时,渗透系数愈大,渗透流速就愈大;4．渗透流速为定值时,渗透系数愈大,水力梯度愈小;5．渗透系数可以定量说明岩石的渗透性能;渗透系数愈大,岩石的透水能力愈强;6．流网是由一系列流线与等水头线组成的网格;7．流线是渗流场中某一瞬时的一条线,线上各水质点在此瞬时的流向均与此线相切; 迹线是渗流场中某一时间段内某一水质点的运动轨迹; 8．在均质各向同性介质中,地下水必定沿着水头变化最大的方向,即垂直于等水头线的方向运动,因此,流线与等水头线构成正交网格; 9．流线总是由源指向汇;10．如果规定相邻两条流线之间通过的流量相等,则流线的疏密可以反映径流强度,等水头线的疏密则说明水力梯度的大小;三. 判断题1．在岩层空隙中渗流时,水作平行流动,称作层流运动; ×2．达西定律是线性定律; √3．达西定律中的过水断面是指包括砂颗粒和空隙共同占据的面积; √4．地下水运动时的有效孔隙度等于给水度; ×5．渗透流速是指水流通过岩石空隙所具有的速度; ×6．实际流速等于渗透流速乘以有效空隙度; ×7．水力坡度是指两点间的水头差与两点间的水平距离之比; ×8．决定地下水流向的是水头的大小; √9．符合达西定律的地下水流,其渗透速度与水力坡度呈直线关系,所以渗透系数或渗透系数的倒数是该直线的斜率; √10．渗透系数可定量说明岩石的渗透性;渗透系数愈大,岩石的透水能力愈强; √11．水力梯度为定值时,渗透系数愈大,渗透流速就愈大; √12．渗透流速为定值时,渗透系数愈大,水力梯度愈小; ×13．渗透系数只与岩石的空隙性质有关,与水的物理性质无关; ×14．流网是等水头线与迹线组成的网格; ×15．流线是渗透场中某一时间段内某一水质点的运动轨迹; ×16．在均质各向同性介质中,流线与等水头线构成正交网格; √17．在隔水边界附近,平行隔水边界为流线; √18．地下水分水岭是一条流线; √19．如果我们规定相邻两条流线之间通过的流量相等,则流线的疏密可以反映地下径流强度,等水头线的疏密则说明水力梯度的大小; √20．在渗流场中,一般认为流线能起隔水边界作用,而等水头线能起透水边界的作用; √21．两层介质的渗透系数相差越大,则其入射角和折射角也就相差越大; √22．流线越靠近界面时,则说明介质的K值就越小; ×23．当含水层中存在强渗透性透镜体时,流线将向其汇聚; √24．当含水层中存在弱渗透性透镜体时,流线将绕流; √四、简答题1．叙述达西定律并说明达西定律表达式中各项物理意义式中：Q——渗透流量；w——过水断面；h——水头损失h=H1－H2,即上下游过水段面的水头差；I——水力坡度；L——渗透途径；K——渗透系数;2．何为渗透流速渗透流速与实际流速的关系如何水流通过整个岩石断面包括颗粒和孔隙的平均流速;渗透流速等于实际流速乘以有效孔隙度;3．有效孔隙度与孔隙度、给水度有何关系1 有效孔隙度小于孔隙度;2 由于重力释水时孔隙中还保持结合水和孔角毛细水乃至悬挂毛细水,所以有效孔隙度大于给水度;3 对于孔隙大的岩石三者近似相等;4．影响渗透系数大小的因素有哪些如何影响影响渗透系数的因素：岩石的孔隙性和水的物理性质;岩石孔隙越大、连通性越好、孔隙度越高渗透系数越大；水的粘滞性越小、渗透系数越大;5．简述汇制流网图的一般步骤1 根据边界条件绘制容易确定的等水头线和流线;2 流线总是由源指向汇;3 根据流线和等水头线正交在已知流线和等水头线间插入其它部分;6．流网图一般能够反映什么信息7．在层状非均质中,流线与岩层界线以一定角度斜交时,发生折射,试写出折射定律,并说明各项的物理意义8．叙述粘性土渗透流速V与水力梯度I主要存在的三种关系1 V-I关系为通过原点的直线,服从达西定律;2 V-I曲线不通过原点,水力梯度小于某一值I0时无渗透；大于I0时,起初为一向I轴凸出的曲线,然后转为直线;3 V-I曲线通过原点,I小时曲线向I轴凸出,I大时为直线;;第五章毛细现象与包气带水的运动一、名词解释1．毛细压强：凹形弯液面产生的附加压强;2．毛细饱和带：在潜水面之上有一个含水量饱和的带;二、填空1．由于表面张力的作用,弯曲的液面对液面以内的液体产生附加表面压强,而这一附加表面压强总是指向液体表面的曲率中心方向；突起的弯液面,对液面内侧的液体,附加一个正的表面压强；凹进的弯液面,对液面内侧的液体,附加一个负的表面压强;2．拉普拉斯公式的涵义是：弯曲的液面将产生一个指向液面凹侧的附加表面压强；附加表面压强与张力系数成正比,与表面的曲率半径成反比;3. 包气带毛细负压随着含水量的变小而负值变大;渗透系数随着含水量降低而迅速变小;三、判断题1．毛细现象是在固、液两相界面上产生的; ×2．突起的弯液面,对液面内侧的液体附加一个正的表面压强; √3．凹进的弯液面,对液面内侧的液体附加一个正的表面压强; ×4．弯曲的弯液面将产生一个指向液面凹侧的附加表面压强,附加表面压强与表面张力系数成正比,与表面的曲率半径成反比; √5．包气带中毛细负压随着含水量的变小而负值变大; √6．包气带中渗透系数随着含水量的降低而增大;×7．包气带水的运动也可以用达西定律描述; √8．颗粒较粗时,由于渗透性好,所以毛细上升高度大; ×9．颗粒较细时,由于渗透性差,所以毛细上升高度小; ×四、简答题1．附加表面压强的方向如何凸起和凹进的弯液面,对液面内侧的液体,附加一个什么样的表面压强附加表面压强总是指向液体表面的曲率中心：凸起的弯液面,对液面内侧的液体,附加一个正的表面压强；凹进的弯液面,对液面内侧的液体,附加一个负的表面压强;2．当液面为凸形、凹形和水平时,实际表面压强各如何计算液面为凸形时,P=Po+Pc；液面为凹形时,P=Po-Pc ；液面水平时,P=Po ;式中：Po--为大气压强；Pc--为附加表面压强;3．为什么包气带中毛细负压随着含水量的变小而负值迅速变小随着含水量的降低,毛细水退缩到孔隙更加细小处,弯液面的曲率增大,造成毛细负压的负值更大;4．为什么包气带中渗透系数随着含水量的降低而迅速变小1 含水量降低,实际过水断面随之减小2 含水量降低,水流实际流动途径的弯曲程度增加；3 含水量降低,水流在更窄小的孔角通道及孔隙中流动,阻力增加;5．毛细饱水带与饱水带有哪些区别毛细饱水带是在表面张力的支持下饱水的,不存在重力水,打井时打到毛细饱水带时,没有水流入井内；饱水带的水主要是重力水,井打到饱水带时,在重力作用下,水能流入井内;6．包气带水与饱水带水运动的区别是什么1 饱水带只存在重力势,包气带同时存在重力势与毛细势2 饱水带任一点的压力水头是个定值,包气带的压力水头则是含水量的函数；3 饱水带的渗透系数是个定值,包气带的渗透系数随着含水量的降低而变小;第六章地下水的化学成分及其形成作用一、名词解释1．总溶解固体：地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量;2．变温带：受太阳辐射影响的地表极薄的带;3．常温带：变温带以下,一个厚度极小的温度不变的带;4．增温带：常温带以下,随深度增大而温度有规律地升高的带;5．地温梯度：指每增加单位深度时地温的增值;6．溶滤作用：在水与岩土相互作用下,岩土中一部分物质转入地下水中,这就是溶滤作用;7．浓缩作用：由于蒸发作用只排走水分,盐分仍保留在余下的地下水中,随着时间延续,地下水溶液逐渐浓缩,矿化度不断增大的作用;8．脱碳酸作用：地下水中CO2的溶解度随温度升高或压力降低而减小,一部分CO2便成为游离CO2从水中逸出,这便是脱碳酸作用;9．脱硫酸作用：在还原环境中,当有有机质存在时,脱硫酸细菌能使硫酸根离子还原为硫化氢的作用;10．阳离子交换吸附作用：一定条件下,颗粒将吸附地下水中某些阳离子,而将其原来吸附的部分阳离子转为地下水中的组分,这便是阳离子交。
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第三章 地下水的赋存
11
§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
六、含水层概念的回顾 1、孔隙含水层称为含水层比较符合实际。 2、裂隙称为含水带，因不同部位裂隙的成因不 同，裂隙发育情况不同。 3、岩溶称为含水系统较为合适。因其不均匀性 比裂隙带更严重。
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第三章 地下水的赋存
12
§3.3
chd-qw 第三章 地下水的赋存 31
§3.5
潜水
五、 等水位线的实 际用途： 1、确定地下水的流 向 2、确定潜水面的坡 度（水力梯度） 3、确定潜水的埋藏 深度
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第三章 地下水的赋存
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§3.5
潜水
五、潜水等水位线的实际用途 4、确定流量
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第三章 地下水的赋存
33
§3.5
chd-qw 第三章 地下水的赋存 20
二、形成上层滞水的条件
2.在裂隙发育、透水性好的基岩下有裂隙发育程 度较差的相对隔水层. 3.在岩溶发育的岩层中夹有局部非岩溶化的岩层. 4.在黄土中夹有钙质板层时，其上形成上层滞水。 5.在酷寒地带有永久冻土层时，夏季地表解冻后 永冻层起到局部隔水层的作用。
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第三章 地下水的赋存
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第三章 地下水的赋存
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§3.4 上层滞水
三、 上层滞水的特征 1、 补给：接受大气降水的补给 2、 排泄：通过蒸发或向隔水底板(弱透水层底板) 的边缘下渗排泄 3、 基本特征： 1） 一般水量小，动态不稳定，水量、水位季节 性变化明显。 2） 一个局部隔水层上的上层滞水与其他含水层 之间无水力联系，无统一水位。 3） 埋藏浅，径流短，矿化度低，容易污染。
图3—6 基岩自流盆地中的承压水
1—隔水层；2—含水层；3—潜水位及承压水测压水位； 4—地下水流向；5—泉； 6—钻孔，虚线为进水部分；7—自喷孔；8—大气降水 补给；H—承压高度；M—含水层厚度
chd-qw 第三章 地下水的赋存 38
§3.6 承压水
二、特征 1、承压性 2、要素：上下各一个隔水板。 3、补给：补给区(潜水分布区)获得补给，越流 补给。 4、排泄：通过范围有限的排泄区，以泉或其它 径流方式向地表或地表水体泄出 ，越流排泄。 5、径流：主要受构造控制。
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第三章 地下水的赋存
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潜水和承压水对比
潜 1、基本定义 水 承压水
充满于两个隔水层之间含水层中 的地下水。 一个隔水底板，一个隔水顶板。 测压面 测（承）压水位 含水层厚度：隔水顶底板之间距 离。 在饱水带中第一个具有自由水面 的含水层中的地下水。 一个隔水底板 潜水面
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第三章 地下水的赋存
8
§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
三、含水层和隔水层的相对性 1、隔水层的相对性 1）没有绝对隔水的岩层； 2）粘土层也可以含水； 3）石英岩在多数地区是富水的，但是在华北震 旦系的石英岩又是隔水的。 4）不同岩性组合时，隔水层是相对的。如细砂 层。
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第三章 地下水的赋存
水文地质学
第三章 地下水的赋存
§3.1
包气带与饱水带
一、包气带、饱水带定义 二、包气带与饱水带界面的划分标准 以初见地下水水位为依据。 三、包气带形态、分带以及研究意义 1、形态：不同部位、不同时间运动方向、速度都在变 化，是x、y、t的函数，受到气象因素影响严重。 2、分带： 1）土壤水带 2）中间带 3）毛细水带
第三章 地下水的赋存
潜水
承压水
组成构造盆地、 向斜构造或单斜 断块的被掩覆的 岩溶化岩层中的 水
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图3—3 潜水、承压水及上层滞水 1—隔水层；2—透水层；3—饱水部分；4—潜水位；5—承压水 测压水位；6—泉(上升泉); 7—水井，实线表示井壁不进水； a—上层滞水；b—潜水；c—承压水
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第三章 地下水的赋存
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§3.6 承压水
三、形成条件 1、常形成承压水的岩层组合：不透水层覆盖在 透水性好的岩层上，且含水层下部还应有稳定 的隔水底板。 2、适宜形成承压水的地质构造 （1） 向斜盆地
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第三章 地下水的赋存
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§3.6 承压水
2、适宜形成承压水的地质构造 （2）单斜构造（承压斜地） a、 透水层和隔水层相间分布的承压斜地
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第三章 地下水的赋存
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§3.5
潜水
二、 特征 1、要素： 2、补给：在潜水的全部分布范围都可以通过包气带接受大气降 水、地表水的补给 。 3、排泄：流入其它含水层，径流排泄（泉、泄流），蒸发排泄。 4、径流：在重力作用下由高水头向低水头流动，主要受到地形 控制。 5、水质：主要取决于气候、地形及岩性条件，容易受到污染 三、 潜水面形状 潜水面形状的意义：反映外界因素对潜水的影响，和潜水自身 的特征如流向、水力梯度、含水层厚度等。
chd-qw 第三章 地下水的赋存 36
§3.6 承压水
5、测压水位面：承压含水层各点的测压水位所 连成的面即该含水层的测压水位面。 6、承压水位埋藏深度：地面向下距测压水位的 铅直距离叫做承压水位埋藏深度。 7、承压水头：由隔水顶板到测压水面之间的垂 直距离。h
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第三章 地下水的赋存
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地下水分类
一、地下水定义 1、广义地下水:指赋存于地面以下岩土体空隙中 的水；包气带及饱水带中所有含于岩土体空隙 中的水均属之。 2、狭义地下水:仅指赋存于饱水带岩土体空隙中 的水。
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第三章 地下水的赋存
13
§3.3
地下水分类
二、地下水的赋存特征：
埋藏条件与含水介质类型
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第三章 地下水的赋存
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§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
一、含水层、隔水层的定义。 1、按照渗透性可以分为透水层和不透水层。 2、含水层：能够透过并给出相当数量水的饱水 岩层。 3、隔水层：不能透过与给出水，或者透过与给 出的水量微不足道的岩层。不透水层通常称为 隔水层。 4、弱透水层：在越流场很.3
地下水分类
三、按照含水介质分类： 1、孔隙水 2、裂隙水 3、岩溶水
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第三章 地下水的赋存
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§3.3
地下水分类
四、按照埋藏条件分类。 1、潜水 2、承压水 3、上层滞水 五、综合两种条件分类：
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第三章 地下水的赋存
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表3－1 地下水分类表
含水介质类型
孔隙水 埋藏条件 裂隙水 岩溶水
chd-qw 第三章 地下水的赋存 25
潜水示意图
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第三章 地下水的赋存
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§3.5
潜水
一、基本定义 6、潜水湖与潜水流
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第三章 地下水的赋存
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§3.5
潜水
一、基本定义 7、潜水的水力梯度：在潜水流的渗透途径上， 任意两点的水位差除以该两点的水平渗透 距离叫做潜水水力梯度。 8、潜水的分布区：潜水含水层的分布范围。 潜水的补给区：大气降水入渗补给潜水的 地区。 潜水的排泄区：潜水出流的地区。
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第三章 地下水的赋存
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第三章 地下水的赋存
3
§3.1
包气带与饱水带
3、研究意义： 1）降水要经过包气带下渗，地下水蒸发排泄也 必然经过包气带。 2）包气带水盐的形成及其运动规律对饱水带水 的形成有重要意义。 4、包气带中水的几种形式：结合水、毛细水、 气态水、过路重力水
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§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
2、含水层划分的相对性 1）释出多少水就是含水层并无定量绝对指标。 要根据供水意义和研究目的来区别。 2） 地表的亚粘土覆盖在砂砾石层上，两种情况。 3）供水意义：
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第三章 地下水的赋存
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§3.2 含水层、隔水层与弱透水层
四、含水层、隔水层、透水层的相互转化 五、野外如何判断含水层 1、仔细研究岩性，不同岩性的储水空间也不同。 2、研究岩层的组合关系。 3、地质构造条件的分析。 4、地貌条件分析 。
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第三章 地下水的赋存
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2、适宜形成承压水的地质构造 （2）单斜构造（承压斜地） b、 含水层相变或尖灭形成的承压斜地
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第三章 地下水的赋存
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2、适宜形成承压水的地质构造 （2）单斜构造（承压斜地） c、 含水层被断层阻隔形成的承压斜地
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第三章 地下水的赋存
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2、适宜形成承压水的地质构造 （2）单斜构造（承压斜地） d、 含水层被侵入体阻截形成承压斜地
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第三章 地下水的赋存
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2005.5.3
趵突泉胜景
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第三章 地下水的赋存
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§3.6 承压水
四 、 承压 水 的测 压水位面和等 水压线图 1、测压水位面 （注意事项） 2、等水压线图
chd-qw 第三章 地下水的赋存 18
§3.4 上层滞水
一、定义 1、狭义：包气带中局部隔水层（弱透水层）上 面积聚的具有自由水面的重力水。 2、广义：同包气带水，包括有毛细水，结合水 和过路重力水。
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第三章 地下水的赋存
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二、形成上层滞水的条件
1.较厚砂层 中夹有粘 土或亚粘 土透镜体 时，降水 或下渗的 地下水受 到透镜体 阻挡而滞 留于其上。
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第三章 地下水的赋存
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§3.5
潜水
四、 潜水面的 表示方法 1、 剖面图表 示法 2、 平面图表 示法—潜水 等水位线图
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