水文地质学基础教学
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2019/12/28
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
ww2w0.1th9e/m12e/g2a8llery.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
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2019/12/28
物结合紧密。
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。
淡水 2.5%
河湖水
咸水
2019/12/28
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：
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
2019/12/28
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
69.0
地下水百度文库
0.2370
1.71
0.1083
30.92
土壤水
0.00016
0.001
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 ww2w0.1th9e/m12e/g2a8llery.com
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自然界的水循环
2019/12/28
自然界的水循环
2019/12/28
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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● 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
2019/12/28
2000年
地下水开采利用产生的环境问题：地下水污染
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。
成因：入渗重力水；由支持毛细水转 化而成。 2019/12/28
（4）矿物水
水。
存在于矿物结晶内部及其间的
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
Fundamentals of Hydrogeology
水文地质学基础
2019/12/28
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
2019/12/28
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
的比值
⑵ 面积裂隙率（Ka）
2019/12/28
单位面积岩石上裂隙面积
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
Kk V/rV
溶穴（隙）。
岩溶率（Kk）：
岩石中水的存在形式
2019/12/28
2.2 岩土中的水
2019/12/28
（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；
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
2019/12/28
我国西北缺水剪影
2019/12/28
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
2019/12/28
2019/12/28
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
2019/12/28
3.1 包气带与饱水带
包气带与饱水带的划分
地下水面（水位）：地下一定深度岩石中的空隙被重力水
2019/12/28 有一定的粘滞性和抗剪强度
（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 。
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。
2019/12/28
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。
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；
2019/12/28
有较大的粘滞性、弹性和抗剪强度；
（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℃
（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
2019/12/28
2019/12/28
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）
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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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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物结合紧密。
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。
淡水 2.5%
河湖水
咸水
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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：
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
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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
69.0
地下水百度文库
0.2370
1.71
0.1083
30.92
土壤水
0.00016
0.001
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 ww2w0.1th9e/m12e/g2a8llery.com
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自然界的水循环
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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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● 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
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0 10 20km
苏州市
苏州市
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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
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2000年
地下水开采利用产生的环境问题：地下水污染
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。
成因：入渗重力水；由支持毛细水转 化而成。 2019/12/28
（4）矿物水
水。
存在于矿物结晶内部及其间的
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
Fundamentals of Hydrogeology
水文地质学基础
2019/12/28
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
2019/12/28
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
的比值
⑵ 面积裂隙率（Ka）
2019/12/28
单位面积岩石上裂隙面积
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
Kk V/rV
溶穴（隙）。
岩溶率（Kk）：
岩石中水的存在形式
2019/12/28
2.2 岩土中的水
2019/12/28
（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；
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
2019/12/28
我国西北缺水剪影
2019/12/28
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
2019/12/28
2019/12/28
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
2019/12/28
3.1 包气带与饱水带
包气带与饱水带的划分
地下水面（水位）：地下一定深度岩石中的空隙被重力水
2019/12/28 有一定的粘滞性和抗剪强度
（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 。
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。
2019/12/28
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。
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；
2019/12/28
有较大的粘滞性、弹性和抗剪强度；
（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℃
（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
2019/12/28
2019/12/28
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）