水文地质学基础教学
水文地质基础知识 ppt课件
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
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。
水文地质学基础第六版课程设计
水文地质学基础第六版课程设计
一、课程背景
水文地质学是地学和水利工程领域中的一门重要学科，它主要研究
地下水的分布、流动和水文地质条件对水资源开发、管理和环境保护
的影响。
本课程是一门基础课程，通过对水文地质学基本理论、方法
和应用进行系统讲解，旨在培养学生具备水文地质学的基本知识和能力，为从事相关工作打下坚实的基础。
本课程的第六版历经多年的教学实践和科学研究，已经在多所高校
得到广泛应用和好评。
因此，本次课程设计将以第六版的著作为基础，结合实际情况，进行具体应用和实践。
二、课程目标
1.理解水文地质学的概念、范畴和基本原理；
2.掌握水文地质学常用的调查、分析、计算和评价方法；
3.熟悉地下水的分布、流动、水质、水文地质条件和演化规
律；
4.能够应用水文地质学的理论和方法，对各种水文地质问题
进行分析、判断和解决。
三、教学安排
本课程设计共分为八个单元，每个单元包含一章或多章课程内容。
单元章节主要内容教学时间。
水文地质学基础教学目标
《水文地质学基础》课程教学大纲适用专业及对象：地质、岩土专业全日制三年中等专科学校学时：64 学时1、课程的教育目标《水文地质学基础》是水文与水资源工程和环境工程专业必修的重要专业基础课。
该课程的基本知识也是岩土工程、勘察技术、资源勘察、土木工程和建筑工程（岩土工程方向）等与地下水有关专业的必修内容。
通过本课程的教学，使学生系统地获得水文地质学的基本知识和地下水的形成、分布、运移的基本理论；初步掌握运用所学知识对与地下水有关问题进行水文地质分析的基本方法和技能。
2、课程的知识、能力、素质结构通过本课程的教学，使学生重点掌握以下几方面的知识：★了解课程的性质、任务、研究对象以及在所学专业的地位，对水文地质学有一个整体的认识。
★重点掌握水文地质学的基本概念，基本原理和基本研究方法。
★掌握地下水的形成、分布、运移特征和规律，学会运用水文地质学原理，科学分析和解决相关水文地质问题的思维方法。
★掌握简单的水文地质专业作业方法。
3、课程的内容、结构框架和基本要求、学时分配1)课程的内容、结构框架、学时分配2）基本要求绪言学习目的与要求：通过绪言的学习，使学生掌握水文地质学的概念、研究对象及研究内容；了解水文地质学在国民经济建设中的作用及水文地质学的发展概况。
重点掌握地下水的主要作用（功能），使学生深刻理解学习本课程的意义。
重点和难点：地下水和水文地质学的定义；地下水的主要作用。
第一章地球上的水及其循环学习目的与要求通过本章的学习，使学生了解自然界中水的形成和分布；掌握自然界的水循环过程；理解自然界水的统一性以及气象、水文、地质、人类活动等因素对地下水循环的影响，并深刻理解参与自然界水循环的地下水的含意。
重点和难点自然界的水循环（地质循环、水文循环、大循环、小循环）的概念；影响自然界水循环的气象、水文要素。
教学提示从自然界水的分布及其统一性来认识地下水，重点阐明地球水分的转化是通过循环而实现的道理；蒸发、降水和径流是自然界水循环过程中的主要环节。
地大水文地质学基础-课件
本专业的相关期刊
中文期刊 – 、水文地质工程地质 – 、工程勘察 – 、水利学报
外文期刊 –《Water Resources Research》 – 《Ground Water》
– 《Journal of Hydrology》
第2章 地球中水的分布与循环
1.1 水文地质学的研究对象（The scope of hydrogeology）
1. 水文地质学：是研究地下水及其流经岩石地层的科学。
hydrogeology
groundwater
2. 水文地质学的研究内容：它研究地下水与周围环境及人类活动的 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。
网； -30年代，马斯卡特(M.Muskat)等根据水流与电流的相似性，提出用电流模拟连续
介质中； –1912年，德国人凯尔哈克(K.Keilhnck)进行了地下水和泉的分类； – 二十世纪20年代至30年代，美国人迈因策尔(O.E.Meinzer)对美国地下水作了总
结性描述； 大致在二十世纪中叶，有关地下水赋存、运动、补给、排泄、起源、水化学以及 水量评价等方面，已有了一套比较完整的理论与研究方法，水文地质学已经确立 为一门成熟的学科
1.4 当代水文地质学的特点(The features of modern hydrogeology)
水文地质学——水资源的核心课程 1）核心课题转移 2）研究视野扩展 3）研究目标改变 4）研究内容扩展 5）研究思路的改变 6）多学科交叉渗透成为主流 7）多技术手段的应用 8）学科性质的转变
1.5 本课程的主要内容
地球是个天然热库──可以供热，供取暖等用处
水文地质学基础第六版教学设计
水文地质学基础第六版教学设计课程背景水文地质学是研究地下水的成因、分布、流动和水文地质条件对水资源、环境和地质灾害的影响等问题的学科。
本课程面向地质学、水文学等相关专业学生，旨在培养学生掌握水文地质学的基本概念、理论和方法，在实践中解决地下水资源开发、保护和管理中的问题。
教学目标1.掌握水文地质学的基本概念、理论和方法；2.熟悉地下水的形成、分布、运动和保护等基本内容；3.能够使用水文地质学的方法解决地下水资源开发、保护和管理中的问题；4.培养学生的实践能力和团队合作精神。
教学安排第一周教学内容1.课程介绍和教学安排；2.水文地质学的概念和历史发展。
教学方式1.授课；2.PPT课件演示。
作业要求1.阅读教材第一章，理解水文地质学的概念和历史背景；2.组建小组，并完成小组自我介绍。
第二周教学内容1.地下水的分布和类型；2.水文地质学的地质基础和水文循环。
教学方式1.授课；2.PPT课件演示。
作业要求1.阅读教材第二、三章，并理解地下水分布和类型、水文地质学的地质基础和水文循环；2.完成小组作业：调查当地地下水的分布和类型，并撰写一份报告。
第三周教学内容1.地下水的运动和流域水文；2.地下水资源的评价和保护。
教学方式1.授课；2.PPT课件演示。
作业要求1.阅读教材第四、五章，并理解地下水的运动和流域水文、地下水资源的评价和保护；2.完成小组作业：对当地地下水资源进行评价和保护措施的提出建议。
第四周教学内容1.地下水的开采和利用；2.地质灾害与地下水。
教学方式1.授课；2.PPT课件演示。
作业要求1.阅读教材第六、七章，并理解地下水的开采和利用、地质灾害与地下水；2.完成小组作业：撰写一个地区水文地质学案例分析报告。
第五周教学内容1.重温课程主要内容；2.总结本课程的收获和不足。
教学方式1.授课；2.小组讨论。
作业要求1.复习本课程的主要内容；2.回顾学习过程，总结收获和不足，并提出建议和意见。
教学成果在本课程的授课过程中，预计可以达到以下教学成果：1.学生掌握水文地质学的基本概念、理论和方法；2.学生了解地下水的形成、分布、运动和保护等基本内容；3.学生能够使用水文地质学的方法解决地下水资源开发、保护和管理中的问题；4.学生培养实践能力和团队合作精神。
《水文地质学基础》课件
研究地下水的输送量 和水量平衡。
3 地下水流动模型
探讨地下水的数学模 型及其在水资源管理 中的应用。
《水文地质学基础》PPT 课件
欢迎来到《水文地质学基础》PPT课件！本课程将深入探讨水文地质学的各个 方面，帮助您全面了解这一重要领域的基础知识。
什么是水文地质学
水文地质学是研究地下水的形成、分布、运动及与地下环境的相互作用关系的学科。它涵盖了地 质学和水文学的知识，对于水资源管理和工程建设具有重要意义。
3
湖泊与地下水
探讨湖泊水体与地下水的相互影响 与水环境保护。
地下水的运动规律
地下水的运动受多种因素影响，包括渗透性、孔隙度、水位差、水力梯度等。 本节将深入研究地下水的流动规律，为水资源管理和水工程建设提供基础理 论支持。
地下水的流在地下层 中的流动速度和流向。
3
地下水的运动规律
探索地下水在地下层中的流动方式 与规律。
岩石和土壤的水力性质
1 渗透性与孔隙度
研究岩石和土壤的孔隙结构及水分运移特性。
2 导水性与密实性
分析岩石和土壤的水流速度、水分保持能力等性质。
3 水分特性曲线
探讨岩石和土壤中水分含量与毛细力之间的关系。
地下水赋存状态与地下水水文循环
地下水赋存状态
了解地下水在含水层中的存 储与赋存形式。
地下水水文循环
分析地下水与水循环的关系 及在全球水循环中的作用。
地下水的补给与排泄
探讨地下水的补给来源和表 层水与地下水的交换。
地面水与地下水水文联系
1
地面水与地下水关系
研究地表水与地下水的相互作用与
河流与地下水
2
影响。
分析河流水与地下水之间的相互关
《水文地质学基础》教学大纲
水文地质学基础教学大纲课程编号：05004-5 学时：50 学分：2.5一、课程性质和目的本课程是水文学及水资源工程专业的专业基础课，主要阐述地下水形成、赋存和运动的一般规律，目的是建立起水文地质学的一些基本概念、原理和基本方法，为后续的专业课奠定基础。
二、课程的基本内容《水文地质学基础》课程主要讲授地下水科学的基本概念、基本原理和基本方法，课程内容是构建学生专业知识体系的基础框架。
通过《水文地质学基础》的学习，学生能深入理解地下水赋存空间的特征，地下水的形成与分布，地下水的埋藏条件，运动机制与规律，地下水物理化学成分的基础理论，地下水系统的基本概念，地下水补给径流与排泄，地下水的动态与均衡，以及地下水资源与环境等基本概念与基本原理，在此基础上初步掌握分析与解决水文地质问题的方法与思路，并为后续的专业课奠定基础。
基本内容1. 序言：了解课程研究内容和学科发展历史和趋势；掌握地下水功能。
2. 自然界的水循环：了解地球上的水与量的分布，简介我国的水循环状况与水量分布特征；掌握水文循环与地质循环的概念。
3. 岩石中的空隙：掌握岩土中空隙的三种类型孔隙、裂隙和溶穴；重点掌握孔隙的大小、多少（空隙率）的表征及其影响因素；了解不同空隙的特征与他们之间的差异。
4. 空隙中的水与水理性质：掌握空隙中水的存在形式，了解结合水、重力水、毛细水的特点；重点掌握岩土孔隙度、给水度、持水度的概念和他们的关系，以及影响因素；了解容水度、含水量、透水性的概念。
5. 地下水的赋存与分类：掌握包气带与饱水带，含水层、隔水层与（弱）透水层的定义，地下含水系统的概念；了解地下水划分依据与划分类型；掌握潜水、承压水与上层滞水的概念、划分与表示方法，以及其相互转化条件。
6. 地下水运动基本规律：重点掌握达西定律及其表示方法，并理解渗透流速、过水断面、水力梯度、渗透系数的概念和物理含义；掌握均质各向同性介质中定性流网的绘制方法，学习流网在水文地质问题分析中的应用。
《水文地质学基础》教案
内蒙古工程学校公开课《水文地质学基础》教案班级：矿产地质2006－5班教师：王宁辉时间：二OO七年十一月二十六号第九章地下水动态与均衡教学课题：§9－2 地下水均衡教学目的：1、知识目标：（1）掌握水均衡方程式的书写方式。
（2）掌握水均衡方程式中各个符号的含义。
2、能力目标：（1）会写出不同条件、不同地段的天然状态下的水均衡方程式。
（2）会分析人为因素对地下水均衡的影响。
3、德育目标：（1）培养学生独立分析问题、解决问题的能力。
（2）加强学生的逻辑思维能力。
（3）培养学生理论与实际联系分析问题的能力。
教学重点：掌握天然状态下水均衡方程式的书写，并能够准确的分析出人为因素对地下水均衡的影响。
教学难点：1、水均衡方程式的书写。
2、分析外界环境影响下地下水各要素（如水位、水温、水量等）的变化。
教具准备：多媒体课件教学方法：讲授法、图示法、启发联想法教学流程：（Ⅰ）回忆——使学生温故而知新：1、地下水均衡的概念：地下水均衡：某一时间段内某一地段内地下水水量（盐量、热量、能量）的收支状况称作地下水均衡。
2、水均衡方程式：某一时段，某一地区各补给量与各消耗量的差值，等于均衡期始末水的储存量的变化量的关系式。
一般格式：补给量之和－消耗量之和＝变化量3、陆地上某一地区天然状态下的水均衡方程式：（X＋Y1＋W1＋Z1）－（Y2＋W2＋Z2）＝V＋m＋μ△h＋μ*△h′（Ⅱ）引入一、某一地区潜水均衡方程式的一般形式：【师】前面大家回忆了陆地上某一地区天然状态的水均衡方程式，研究范围较大，包括了地表水、包气带水、潜水与承压水，现在我们将范围缩小研究一下潜水的水量变化。
大家看图9－1（潜水均衡示意图），在均衡区范围内有两条河流，河中水的水位从白色三角下降到黑色三角，潜水水位发生了△h变化；我们假设是承压水通过其间的弱透水层给予潜水水量补给。
含水层弱透水层潜水位图9－1 潜水均衡示意图【提问】分析一下此图中潜水含水层的补给来源与排泄方式，写出潜水的水均衡方程式。
水文地质学基础教学目标
2）基本要求绪言学习目的与要求：通过绪言的学习，使学生掌握水文地质学的概念、研究对象及研究内容：了解水文地质学在国民经济建设中的作用及水文地质学的发展概况。
重点掌握地下水的主要作用（功能），使学生深刻理解学习本课程的意义。
重点和难点：地下水和水文地质学的左义；地下水的主要作用。
第一章地球上的水及其循环学习目的与要求通过本章的学习，使学生了解自然界中水的形成和分布：掌握自然界的水循环过程：理解自然界水的统一性以及气象、水文、地质、人类活动等因素对地下水循环的影响，并深刻理解参与自然界水循环的地下水的含意。
重点和难点自然界的水循环（地质循环、水文循环、大循环、小循环）的槪念；影响自然界水循环的气象、水文要素。
教学提示从自然界水的分布及其统一性来认识地下水，重点阐明地球水分的转化是通过循环而实现的道理：蒸发、降水和径流是自然界水循环过程中的主要环节。
第二章岩石中的空隙和水分学习目的与要求通过本章的教学，使学生了解岩石空隙（孔隙、裂隙、溶穴）的概念，并掌握相应空隙度的求法：了解岩石中水的各种存在形式：牢固掌握与水分的储容及运移有关的岩右的性质（岩石的水文地质性质）及其相应的立量表达式。
深刻理解由抽水引起的地下水位下降所导致的松散岩虫的固结压密现象，使岩石的孔隙度、给水度、渗透系数等参数减小的作用机理一有效应力原理。
垂点和难点岩石的空隙性：有效应力原理。
教学提示本章应着重阐明岩石的空隙性与水的储容和运移Z间的辨证关系，为含水层和隔水层概念的理解打下基础；结合地下水位下降导致的松散土层固结压密现象阐明有效应力原理（太沙基有效应力原理），为以后学习开发利用地下水引起的地面变形问题准备理论基础。
授课时应配合实验及各种直观教学方式，加深学生对课程内容的理解。
第三章地下水的赋存学习目的与要求通过本章的教学，使学生掌握地下水在地质剖而中的分布；掌握含水层、隔水层与弱透水层的概念及它们之间的辨证关系（相对性）：深刻理解地下水賦存特征对水量、水质时空分布的影响。
水文地质学基础教学
⑦测压水位线（面）：测压水位的连线（面）—此线是 虚拟的；
⑧ 补给区；⑨ 承压区；⑩ 排泄区
⑾ 自溢区—测压水位线与地形等高线的交点连接区
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基岩自流盆地中的承压水
①承压含水层 ②隔水顶板 ③隔水底板 ④承压含水层
厚度（M） ⑤承压高度（H） ⑥测压水位线
地下水含水系统：
❖ 是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系 的含水岩系
❖ 含水系统：包含多个含水层和弱透水层，或局部隔水层 ❖ 含水系统：可以进行子系统划分 含水系统的划分
❖ 含水系统的定义是从大的空间尺度研究含水层、隔水层 、 与弱透水层的组合关系，是从地质成因角度对岩层 的水文地质特征进行划分的分析方法(或给出的概念)
岩石中水的存在形式
2.2 岩土中的水
（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。
（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
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）
水文地质学基础(2024)
2024/1/29
1
2024/1/29
CONTENTS
• 水文地质学概述 • 地下水基本知识 • 岩土体水理性质 • 地下水动态与均衡 • 水文地质调查与评价方法 • 水资源开发与保护策略
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2024/1/29
01
水文地质学概述
3
定义与发展历程
定义
水文地质学是研究地下水分布、运动 、形成、性质以及与周围环境相互关 系的科学。
运动
地下水的运动遵循达西定律，受水力梯度控制，由高水位向低水位流动。
排泄
地下水的排泄方式主要有泉排泄、向河流泄流、蒸发排泄和人工排泄等。
2024/1/29
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2024/1/29
03
岩土体水理性质
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岩土体渗透性
2024/1/29
渗透系数
表示岩土体渗透性能的重要指标，反映流 体通过岩土体的难易程度。
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水文地质试验与观测技术
抽水试验
通过抽水设备从地下含水层中抽取一定量的水，观测水位、水量、 水质等参数的变化，评价含水层的富水性和渗透性。
注水试验
向地下注水以观测水位、水量等参数的变化，了解地下水的运动规 律和补给来源。
长期观测
对地下水水位、水质、水温等参数进行长期连续的观测，掌握地下水 动态变化规律。
分析水文地质条件。
水文地质物探
2024/1/29
借助地球物理勘探方法，探测地下水 的分布、埋藏条件以及含水层的空间
结构。
水文地质钻探
利用钻探设备在地下不同深度获取岩 心、水样等实物资料，揭示地下水的 赋存状态和运动特征。
水文地质化探
通过采集地下水、地表水等样品进行 化学分析，了解水化学特征及其与地 质环境的关系。
1水文地质学基础教学大纲
《水文地质学基础》教学大纲一、大纲说明1．课程性质和地位《水文地质学基础》是水文与水资源工程和地质工程专业必修的重要专业基础课。
该课程的基本知识也是与地下水有关专业的选修内容。
通过本课程的教学，使学生系统地获得水文地质学的基本知识和地下水的形成、分布、运移的基本理论；初步掌握运用所学知识对与地下水有关问题进行水文地质分析的基本方法和技能。
2．教学目的和要求本课程在公共基础课与地质基础课的基础上进行教学。
它既作为一门专业基础课阐述其本身的理论，又为后继课程《地下水动力学》、《水文地球化学》、《岩土工程勘察》、《专门水文地质学》及《工程地质学》等专业课的教学准备必要的基础知识。
通过本课程的教学，使学生重点掌握以下几方面的知识：了解课程的性质、任务、研究对象以及在所学专业的地位，对水文地质学有一个整体的认识。
★ 重点掌握水文地质学的基本概念，基本原理和基本研究方法★ 掌握地下水的形成、分布、运移特征和规律，学会运用水文地质学原理，科学分析和解决相关水文地质问题的思维方法。
★ 掌握简单的水文地质专业作业方法。
二、主要教学环节安排课程的主要内容应以地下水的形成、赋存、分布和运移规律及各类地下水的特征为中心进行选材，并注意与本专业其它课程的配合与衔接。
教学内容共分十五章，一至九章阐述地下水形成的理论和有关概念，为本课程的基本理论部分。
十至十二章进一步阐述各类地下水的埋藏、分布、交替循环等特征，是前一部分理论的应用和深化。
十三、十四章介绍地下水的资源特征及其供水意义，并介绍人类开发利用地下水资源过程中出现的某些环境问题。
十五章介绍地下水研究的基本内容和方法。
课程总学时为72，其中讲授50学时，课程实习12学时，综合课程设计（实习）10学时。
在大纲基本内容和总学时不变的前提下，部分教学内容、体系和课时分配，可根据本学科的发展和具体条件以及专业所需，适当灵活掌握。
学时分配见下表。
课程教学学时分配表三、选用教材及教学参考书目1．课程教材《水文地质学基础》王大纯张人权等编著地质出版社 1995年6月2．主要参考书《水文地质学》李正根等编著《工程地质与水文地质》王家鼎惠泱河编著陕西人民出版社1997年《水文地质学概论》区永和等中国地质大学出版社，1998.《水文地质学》，于开宁等，石家庄经济学院，1998.四、课程内容体系绪言教学目的与要求通过绪言的学习，使学生掌握水文地质学的概念、研究对象及研究内容；了解水文地质学在国民经济建设中的作用及水文地质学的发展概况。
水文地质学基础课件
03
严格执法
加强地下水管理执法 力度，严厉打击非法 开采、污染地下水等 行为。
04
监测与预警
建立地下水动态监测 体系，及时掌握地下 水变化情况，发布预 警信息。
06
水文地质灾害及其防治对策
Chapter
水文地质灾害类型及成因机制
地面沉降
由于过量开采地下水导致土层压密，引起地 面下沉的现象。
地裂缝
通过钻探揭露含水层，获取地下 水文地质参数，如水位、水温、 水质等，同时可进行抽水试验和 长期观测。
水文地质勘察报告编写要求
报告内容应全面、准确、客观 地反映勘察工作成果，包括勘 察目的、任务、方法、工作量
及质量评述等。
对勘察区的水文地质条件进行 深入分析，提出合理的地下水 资源评价、开发利用和管理建
水文地质灾害防治对策与措施
加强地下水管理
合理规划地下水开采布局和开采量，防止过量开 采导致地质灾害。
地质灾害监测与预警
建立地质灾害监测网络，实时监测地质灾害动态 变化，及时发布预警信息。
ABCD
工程地质勘察与评价
在工程建设前进行详细的工程地质勘察和评价， 查明地质条件和潜在地质灾害风险。
地质灾害治理与修复
04
水文地质勘察技术与方法
Chapter
水文地质勘察目的与任务
目的
查明区域水文地质条件，为地下水资源评价、开发利用和管理提供基础资料；为工程建设提供水文地 质依据，防止和减轻地质灾害。
任务
基本查明区域水文地质条件，包括含水层与隔水层的岩性、厚度、分布及埋藏条件；地下水类型、补 给、径流、排泄条件及动态变化规律；地下水水质、水量及开发利用条件等。
由于地质构造运动、地下水开采或地表水渗 透等因素导致地面出现裂缝。
水文地质学基础课程第一讲
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2、从水基与相邻学科的联系来看，它是一门十 分重要的专业基础课：
水文学(Hydrology) 地质学(Geology) 水文地质学(Hydrogeology)
地下水动力学 水文地球化学 专门水文地质学 工程水文地质学 环境水文地质学 水文地质学基础
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五、 “水基”课的特点及学习方法
医疗或健身功能的矿水(natural mineral water) 。 疗养院、天然矿泉水厂、啤酒厂等需特殊功能的水资源。
地下热能利用 地球是个天然热库──可以供热，发电等。
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8
2、地下水是极其重要的生态环境因子
地下水的变化会影响生态环境的天然平衡
地下水与其周围的环境相互依存，打破一个环节就会引起或 正或负的反馈（报复），打破原有生态平衡 ，会使环境发 生变化（可以有益，或有害）。有害的例子：
城市，一半存在不同程度的缺水；华北、西北水资源短缺问 题更严重,1995年以来，我国开始在西北一些边远地区找水。 水资源紧缺严重制约着国民经济的可持续发展。
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7
1、地下水是一种宝贵的资源（resources）
b) 液体矿产:
地下水高含盐类或稀有元素，具工业开采价值。 如四川自贡三叠纪岩层中的卤水，每升水含盐300g之多。
传递应力： – 水库诱发地震等（通过观测地下水动态监测预报地震） – 有地下水的作用会加剧地质灾害的发生，如滑坡 强的溶剂： – 某些油田及金属矿带的形成是由于地下水对化学物质的
溶解及摄取，然后迁移到适宜的部位沉淀或聚集下来， 可作为找油、找矿的标志。
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4、地下水是重要的信息载体
由于地下水是应力传递者，又在流动；地下水位、水 量、水温、水化学成分等的变化或异常可以反映地下 的许多信息，为找矿、找油、地震火山滑坡预报、地 质演变等的研究提供依据。
水文地质学基础ppt课件
02
岩石中水存在形式与性质
岩石中水存在形式
吸附水
附着在岩石颗粒表面或矿物晶体内部的水 分子，受固体表面吸附力作用。
毛细水
存在于岩石毛细孔隙中的地下水，受毛细 力作用上升。
重力水
在岩石大孔隙或裂隙中，受重力作用自由 运动的水。
岩石中水物理化学性质
溶解性
水能溶解多种物质，形成水溶液，改变水 的化学性质。
01
可溶岩类含水层主要分布在石灰 岩、白云岩等可溶岩地区。
02
这类含水层的富水性受岩溶发育 程度、溶洞规模、地下暗河等因 素绘、地球物理勘探、钻孔揭露、 示踪试验等。
04
注意：以上内容仅为示例，实际 课件内容应根据具体需求和教学 目标进行设计和编写。
06
水文地球化学基础知识
对流、扩散、弥散等作用。
地下水化学成分转化
氧化还原、酸碱中和、络合等反应。
地下水化学类型划分和命名方法
地下水化学类型划分
01
根据地下水中主要离子成分进行划分，如Ca-HCO3型、Na-Cl
型等。
地下水化学类型命名方法
02
采用舒卡列夫分类法，根据地下水中6种主要离子成分进行命名。
地下水化学类型与水文地质条件关系
类型划分
根据地下水的赋存条件、运动特征等因素，可将地下水流动系统划分为孔隙水 流动系统、裂隙水流动系统和岩溶水流动系统等类型。
补给排泄条件分析
补给条件
指地下水获得补给的来源和方式，包括大气降水、地表水、其 他含水层等。补给条件的好坏直接影响地下水的数量和质量。
排泄条件
指地下水向外界排泄的途径和方式，包括泉、人工开采、蒸发 等。排泄条件的差异会导致地下水位、水质等发生变化。
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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
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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
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
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
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我国西北缺水剪影
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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 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。
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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。
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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/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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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。
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
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；
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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℃
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：
（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
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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）
的比值
⑵ 面积裂隙率（Ka）
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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
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2.2 岩土中的水
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（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；
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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
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/
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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
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
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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
2019/12/28
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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
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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