水文地质学基本概念
水文地质学基础
水文地质学基础水文地质学是一门研究地下水的科学，它涉及到地下水的形成、运动、变化以及其与环境的关系等科学研究。
水文地质学的研究对象是地下水，它是由地下水的形成、分布、运动、变化等构成的复杂体系。
水文地质学不仅涉及地下水的物理特性，而且还涉及到地下水的化学特性、生物特性、地质特性以及地下水与环境的关系等方面的研究。
水文地质学的基本理论是构成地下水体系的物理、化学、生物和地质因素。
物理因素涉及到地下水的形成、分布、运动、变化等，包括水文地质系统的结构、地下水的形成、分布、运动、变化等；化学因素涉及到地下水的化学成分、水质变化等；生物因素涉及到地下水的生物特性；地质因素涉及到地下水的地质特性，如地下水的岩性、渗透性、温度、比重等。
地下水的形成是由地表水、地下水和地表气体的相互作用所形成的。
地表水的形成是由降水、潮汐、蒸发、植物蒸腾等作用所形成的，它是地下水形成的主要来源。
地下水的形成是由地表水向地下渗透而形成的，它受到地下岩石的渗透性影响，地下水的运动受到地下岩石的渗透性、温度、比重等特性影响。
地下水的变化是由地表水、地下水和地表气体的相互作用所形成的，它受到地下岩石的渗透性、温度、比重等特性影响，地下水的变化可能会对水文系统产生重要影响。
地下水与环境的关系是水文地质学研究的重要内容。
地下水是地表水的主要来源，它与地表水的循环有着密切的关系，地下水的变化会影响地表水的分布；地下水的变化也会影响地表植被的生长；地下水的变化也会影响地表土壤的特性，如水分、温度、有机质等；地下水的变化也会影响地表气体的分布，如二氧化碳、氧气等。
水文地质学的研究方法包括实验、理论、实地观测、数据分析、地质调查、水文地质模型等。
水文地质实验是指在实验室中进行的地下水实验，它可以获得地下水的物理、化学和生物特性；理论研究是指通过对水文地质学的理论进行研究，以探索地下水的形成、分布、运动、变化等规律；实地观测是指在实地进行的地下水观测，它可以获得地下水的物理、化学和生物特性；数据分析是指对地下水的实验数据和实地观测数据进行分析，以探索地下水的形成、分布、运动、变化等规律；地质调查是指对地下水的地质特性进行调查，以探索地下水的形成、分布、运动、变化等规律；水文地质模型是指利用计算机技术建立的地下水模型，以探索地下水的形成、分布、运动、变化等规律。
水文地质学基础知识
水文地质学基础知识水文地质学是研究地下水活动及其与地质形态结构、岩石、土壤和水文过程之间的相互关系的学科。
它的研究对象主要是地下水的成因、分布、流动、质量及地下水与地表水之间的关系。
水文地质学对于水资源的合理利用和保护具有重要意义。
本文将介绍水文地质学的基础知识，包括地下水的形成、分布、流动及调查方法。
地下水形成的过程主要有两种，一种是通过大气降水渗入土壤和岩石中，并逐渐下渗形成地下水；另一种是通过地表水与地下水之间的相互渗透转化而来。
降水经过土壤和岩石的渗透作用，一部分被植物吸收，一部分在地表径流或蒸发散失，剩余的部分则渗透到地下形成地下水。
地下水一般分布在岩石孔隙、裂隙和含水层中，形成了地下水系统。
地下水的分布主要受岩石性质、地形和降水条件等因素的影响。
岩石的孔隙度和渗透性是影响地下水分布的重要因素。
一般来说，孔隙度越大、渗透性越好的岩石，地下水分布越广泛。
地形也对地下水分布起着重要作用，一般来说，山地地下水资源丰富，而平原地区地下水资源较为匮乏。
地下水的流动是指地下水在地层中的运动。
地下水的流动速度受渗透性、渗透压、水头差和岩石压力等多种因素的综合影响。
一般来说，渗透性高的岩石地下水流动速度较快，而渗透性差的岩石地下水流动速度较慢。
渗透压是指地下水渗透的驱动力，它主要取决于水文梯度和水的分子运动能力。
地下水的流动方向一般是由高处向低处流动。
水文地质学对地下水资源的调查至关重要。
地下水调查包括地下水位、含水层厚度、地下水化学性质等指标的测定。
地下水位是指地下水面距离地表的高度，它反映了地下水的丰度。
含水层厚度是指地下水层的厚度，它是地下水资源的重要指标。
地下水化学性质是指地下水中溶解固体和溶解气体的性质，它对地下水的使用和利用具有重要影响。
地下水的有效开采和持续利用对于水资源的可持续发展具有重要意义。
为了合理利用地下水资源，需要进行有效的管理和保护。
合理的管理包括建立地下水观测网络，及时监测地下水资源的动态变化；制定科学合理的地下水开采方案，保证地下水资源的持续利用；加强地下水资源保护，防止地下水污染和过度开采等问题。
水文地质学基础
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。
它研究地下水与岩石圈、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在时空上的变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利避害，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。
1、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。
水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。
2、地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
3、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。
1、孔隙度：松散岩土中，某一体积岩土中孔隙体积所占的比例。
2、裂隙：各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。
3、溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。
4、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。
5、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。
6、毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。
7、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。
8、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。
9、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。
1、包气带：地表以下一定深度的地下水面以上的部分称为包气带，其中存在气态水、结合水和毛细水。
2、饱水带：地表以下一定深度的地下水面以下的部分称为饱水带，其中的岩石空隙中充满了重力水。
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、潜水：埋藏于饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。
6、承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水。
7、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。
8、测压水位：揭穿隔水顶板的井中静止水位的高程。
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。
2024年水文地质学课件-(含)
水文地质学课件-(含附件)水文地质学课件一、引言水文地质学是研究地下水的科学，它涉及到地下水资源的形成、分布、运动、化学成分以及与岩石、土壤等地质体的相互作用。
水文地质学对于理解和管理地下水资源具有重要意义，特别是在干旱和半干旱地区。
本课件旨在介绍水文地质学的基本概念、原理和方法，以及其在实际应用中的重要性。
二、水文地质学的基本概念2.含水层和隔水层：含水层是指能够储存和传递地下水的岩石或土壤层，而隔水层则是指不能储存和传递地下水的岩石或土壤层。
含水层和隔水层的分布和性质对于地下水的流动和储存具有重要影响。
3.地下水流动：地下水流动是指地下水在岩石和土壤中的运动过程。
地下水的流动受到重力、压力差和地质构造等因素的影响，其流动速度较慢，通常以米/天或米/年为单位。
4.地下水循环：地下水循环是指地下水从地表水体、降水等水源进入地下，经过流动、储存和排泄等过程，最终返回地表水体的循环过程。
地下水循环对于维持水资源平衡和生态系统的健康具有重要意义。
三、水文地质学的研究方法1.地下水勘探：地下水勘探是指通过地质调查、地球物理勘探、钻探和试验等方法，了解地下水的分布、性质和储量等信息。
地下水勘探是水文地质学研究的基础，对于水资源开发和利用具有重要意义。
2.地下水模拟：地下水模拟是指利用数学模型和计算机技术，模拟地下水的流动、传输和化学反应等过程。
地下水模拟可以帮助预测地下水的动态变化，为水资源管理和决策提供科学依据。
3.地下水监测：地下水监测是指通过监测井、水位计、水质分析等手段，对地下水的水位、水质、水温等参数进行长期观测和分析。
地下水监测可以帮助了解地下水的现状和变化趋势，为水资源管理和保护提供依据。
四、水文地质学的应用1.水资源开发和管理：水文地质学可以为水资源开发和管理提供科学依据，包括确定水源的位置和储量、评估水资源的可持续性、优化水资源配置等。
2.环境保护和治理：水文地质学可以帮助解决环境污染问题，包括地下水污染的监测和治理、废物处置场的选择和管理等。
水文地质学
水文地质学水文地质学是研究地球表层水文和地质相互关系的学科。
它涉及了地下水的形成、流动、分布以及其对地层结构和地貌特征的影响。
本文将介绍水文地质学的基本概念、研究方法和应用领域。
水文地质学是地质学和水文学的交叉学科，它关注地下水的地质条件、地下水的运动规律及其与地质地貌之间的相互作用。
地下水是地表水和大气水通过渗漏和入渗进入地下并储存起来的水体，它在地质层中通过孔隙、裂隙和岩层间隙等储存和流动，与地质构造及其旋回系统有着密切关系。
研究地下水主要采用的方法包括地质钻探、水文地质剖面、地球物理勘测、遥感技术和数值模拟等。
地质钻探是通过地面钻探和井下钻探获取地下岩石和水文地质信息的主要手段。
水文地质剖面是利用地质钻探数据绘制的剖面图，可以揭示地下岩石的分布和特征。
地球物理勘测是通过对地球物理场的测量，如重力、磁力和电阻率等，来推断地下岩石和水文地质特征。
遥感技术则利用卫星或飞机获取的遥感影像进行解译，以提供地下水的分布和地质信息。
数值模拟是借助计算机模拟地下水和地质相互作用的过程，以加深对地下水循环和地质条件的理解。
水文地质学的研究内容主要包括地下水补给、地下水循环、地下水开采和地下水污染等。
地下水补给是指地下水的形成过程，通常是由降水、地表径流和入渗所补给的。
地下水循环是地下水在地下运动的过程，它受地下地质条件的制约，可以形成泉水和地下水流域等地下水流动的特殊形态。
地下水开采是指人为地利用地下水资源进行供水或工业用水等活动。
地下水污染是指地下水受到废水排放、化学物质渗漏和地表污染物渗入而导致的水质下降现象。
水文地质学的应用领域十分广泛。
它在地下水资源评价、水资源管理和环境保护等方面发挥着重要作用。
水文地质学可以帮助科学家和工程师判断地下水资源的可利用性，评估地下水对地表水和生态系统的影响，制定合理的水资源管理措施。
此外，水文地质学对于地质灾害的研究和预防也具有重要意义。
地下水的存在和流动往往与地滑、地陷和泉水涌出等地质灾害密切相关，水文地质学的研究成果可以提供准确的地质灾害风险评估和预防对策。
水文与地质专业知识点总结
水文与地质专业知识点总结水文学是研究水在地球上的循环、分布、地下水运动，以及水资源开发利用的学科。
而地质学则是研究地球的物质、结构、形态、地质变化和地球历史的学科。
两者都是地球科学的重要分支，在地球资源和环境管理中起着至关重要的作用。
本文将结合水文学和地质学的专业知识点，对这两个学科的理论和方法进行总结和分析。
一、水文学的基本概念与原理1.水文学的概念水文学是研究水在地球上的循环、分布、地下水运动，以及水资源开发利用的学科。
水文学主要包括水文观测、水文数据处理和水文模拟等内容。
2.水文循环水文循环是指水在地球大气圈、地表和地下的循环过程。
主要包括蒸发、降水、径流和蒸散发等过程。
水文循环是水资源形成、分布和转移的基础。
3.水文观测水文观测是指对水文要素如降水、蒸发、流量等进行实测和记录的过程。
水文观测是研究水文循环的基础。
4.地下水运动地下水是指地下岩石裂隙和孔隙中的水，地下水运动是指地下水在地下的流动过程。
地下水运动是水文学中的重要研究内容之一。
5.水文模拟水文模拟是指通过数学模型对水文循环、地下水运动等过程进行模拟和预测。
水文模拟是水资源开发利用和水灾风险评估的重要工具。
二、地质学的基本概念与原理1.地质学的概念地质学是研究地球的物质、结构、形态、地质变化和地球历史的学科。
地质学主要包括岩石学、构造地质学、地貌学、古生物学和地层学等内容。
2.地球结构地球结构是指地球的物质组成和层次结构。
地球主要包括地核、地幔和地壳三个层次，地球结构是地质学研究的基础。
3.地质过程地质过程是指地球表层和地球内部的各种地质作用和变化过程。
主要包括板块构造、火山喷发、地震活动和地貌演变等过程。
4.地层和地质年代地层是指地球表层的地质岩层序列，地质年代是指地球历史的时间序列。
地层与地质年代是地质学研究地球历史和演化的重要依据。
5.资源地质学资源地质学是研究地球资源形成、分布和开发利用的学科。
主要包括矿床成因、石油地质、矿产勘探和资源评价等内容。
水文地质学基础
毛细水在岩土体中上升的最大高度，与岩 土体的颗粒大小、形状和排列有关。
毛细管水
存在于岩土体毛细孔隙中的水，对岩土体 的工程性质有重要影响。
04
地下水动态与均衡
地下水动态变化规律
季节性变化
01
受气候、降水等因素影响，地下水位和水量呈现季节性波动。
年际变化
02
受长期气候变化、地质构造运动等因素影响，地下水位和水量
地下水的运动与排泄
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。
03
岩土体水理性质
岩土体渗透性
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。
影响因素
岩土体的颗粒大小、形状、排列、孔隙度 等因素都会影响其渗水，包括地下水的赋存 条件、分布规律、物理性质、化学性 质以及地下水的运动、补给、排泄等 。
任务
评价地下水资源，预测地下水动态， 防治地下水害，为水资源的合理开发 利用和保护提供科学依据。
与其他学科的关联
水文学
水文学与水文地质学在研究对象上有重叠 ，但水文学更注重地表水的研究，而水文
加强跨流域调水和海水淡化等非常规水源 的开发利用研究，拓展水资源来源。
谢谢您的聆听
THANKS
02
地下水基本知识
地下水的定义及分类
定义
地下水是指存在于地下岩土层中的水分，包括土壤水和岩石 水。
分类
根据埋藏条件，地下水可分为包气带水、潜水和承压水；根 据含水介质类型，可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
地下水的来源与补给
来源
水利二建知识点总结
水利二建知识点总结一、水文学1.1 水文学的基本概念水文学是研究水文现象的一门学科，包括了降水、蒸发、地表径流、地下水、冰雪和湖泊水文等内容。
水文学的研究对象是水文气象、水文地质和水文地貌等。
1.2 水文量的测定水文量是指在一定时期内，流经某一断面的水的总量。
水文量的测定包括了降水量、径流量、蒸发量、地下水量等。
1.3 水文分析方法水文分析方法包括了统计分析法、时序分析法、频率分析法和时空分析法等。
这些方法可以用来研究水文变化规律，进行水资源评价和水文预测。
二、水文地质学2.1 水文地质学的基本概念水文地质学是研究地下水形成、运动、分布和利用的一门学科。
它包括了地下水文地质调查、水文地质勘探和地下水资源评价等内容。
2.2 地下水的形成和运动地下水是地表水通过渗漏、渗流或渗透等方式进入地下形成的。
地下水的运动受到地层的渗透性和含水层的特性等影响。
2.3 地下水的开采和保护地下水的开采要根据地下水勘探的结果、地下水资源的分布和地下水的水质等情况来进行。
同时，要合理利用地下水资源，保护地下水环境。
三、水土保持与绿化工程3.1 水土保持的概念水土保持是指通过各种措施和方法，预防和减轻水土流失，改善水土环境的一种综合性工程。
包括了梯田、植被覆盖、护坡、集水、绿化等措施。
3.2 水土流失的原因和危害水土流失是由于人类活动或自然因素导致的土壤大量流失的现象。
它会导致土壤贫瘠、植被减少、水质恶化和生态环境恶化。
3.3 绿化工程的意义和方法绿化工程是指通过栽植树木、草坪、花卉等植物，改善环境、美化城市、调节气候和保护土壤水源等工程。
绿化工程的方法包括了绿化设计、植物配置、施工养护等。
四、水利工程建设4.1 水利工程建设的内容和分类水利工程建设包括了水库、堤坝、水闸、渠道、泵站和引调水工程等内容。
根据用途和功能不同，水利工程可以分为灌溉、供水、发电、防洪、排涝等类型。
4.2 水利工程的设计和施工水利工程设计要充分考虑地形、水文、水质、水量和环境等因素，进行合理的结构设计。
二建水利知识点汇总
二建水利知识点汇总
以下是二建水利考试的知识点汇总：
1. 水文学基本概念：降水、蒸发、径流、地下水、水文循环等。
2. 水文观测与数据处理：降水观测方法、蒸发观测方法、径流观测方法、水位观测方法等；数据处理方法、频率分析等。
3. 水文地质学基本概念：地下水形成与分布、地下水的运动、地下水的补给与排泄等。
4. 降水量计算方法：雨量站计算、等效降水量计算、降水量等值线的勾画等。
5. 水量计算方法：径流计算、水位流量关系曲线的建立、洪水频率计算等。
6. 水库工程基本知识：水库规划与布置、水库防洪、水库设计洪水等。
7. 水利水电工程基本知识：水泵站、水电站、水利发电机组等。
8. 水利工程勘察设计基础：水利工程项目勘察设计报告编写、水利工程勘察设计规范、水利工程勘察设计计划等。
9. 水资源规划与管理：水资源调查与评价、水资源规划、水资源管理等。
10. 水环境保护与治理：水污染控制、水环境保护政策法规、水环境治理技术等。
以上是二建水利考试的主要知识点，考生需要全面了解并掌握这些知识才能顺利通过考试。
水文地质学基础目录
水文地质学基础目录
一、水文地质学基础
1、水文地质学的定义
2、水文地质学的基本原理
3、水文地质学的分类
4、水文地质学的研究领域
5、水文地质学的研究方法
6、水文地质学的应用
二、水文地质学的相关理论
1、水文地质学的基本概念
2、水文地质学的地质构造
3、水文地质学的地层构成
4、水文地质学的地质环境
5、水文地质学的沉积地质学
6、水文地质学的水文地球物理
7、水文地质学的水文水质学
8、水文地质学的水文气象学
9、水文地质学的水文生态学
10、水文地质学的水文化学
三、水文地质学的实验技术
1、水文地质学的野外调查技术
2、水文地质学的实验室测试技术
3、水文地质学的地下水测试技术
4、水文地质学的土壤测试技术
5、水文地质学的水文地质测试技术
6、水文地质学的水文水质测试技术
7、水文地质学的水文气象测试技术
8、水文地质学的水文生态测试技术
9、水文地质学的水文化学测试技术
四、水文地质学的计算机应用
1、水文地质学的地质数据库
2、水文地质学的地质信息系统
3、水文地质学的地质分析软件
4、水文地质学的地质模拟软件
5、水文地质学的地质可视化软件
6、水文地质学的地质图像处理软件
7、水文地质学的地质数据分析软件
8、水文地质学的地质数据挖掘软件。
学习地球科学中的水文地质学
学习地球科学中的水文地质学地球科学是指研究地球内部和表面结构、构造、岩石组成、水文地质等方面的学科。
其中，水文地质学是一门关注地球内部、地表和地下水的学科，对于地球环境、人类活动等方面有着非常重要的作用。
在学习地球科学中的水文地质学时，需要了解一些基本概念和方法。
首先，水文地质学的基本概念主要包括水文地质体系、地下水域、地下水资源、地下水流系统等方面。
水文地质体系是指在地质环境下，水在地下域中的流动、储藏、分布和变化过程所构成的系统。
地下水域是指地表下的含水层。
地下水资源是指由地下水域所形成的水资源。
地下水流系统是指地下水的流动和扩散规律所形成的水文地质体系。
其次，学习水文地质学需要了解的方法主要有地球物理探测法、水文地质调查法和数值模拟方法。
地球物理探测法是指通过地球物理勘探仪器对地表和地下信息进行探测，从而获得地下储水情况、岩性、构造、厚度等方面的数据。
水文地质调查法是指通过地面、井口、孔口等处的水样分析、水文地质实地观测等方法，求出地下水位、含水层的厚度、孔隙度、渗透系数等参数。
数值模拟方法是指利用数学模型，模拟地下水流动、储存和排泄等水文地质过程。
另外，学习水文地质学还需要了解几个重要问题。
首先，地下水有较大的迁移性和统一性。
地下水和其他水资源相比，具有较大的迁移性，可以通过地下通道和地下流水系统与其他水体进行交换，同时，地下水也具有较为统一的性质，地下水质变化缓慢，常常在一个较大的范围内保持一致。
其次，地下水的循环和再生速度不够快。
地下水的循环和再生速度通常较慢，同一含水层永久性的减水或降低含水量，往往需要数十年乃至几百年的时间。
因此，地下水的再生周期往往是比较长的。
总之，学习地球科学中的水文地质学，需要深入了解其基本概念和方法，同时也需要注意地下水的迁移性、统一性和循环再生速度等问题。
在现代科技不断进步的时代，水文地质学正在成为维护地球环境、保障人类生存的重要学科，我们应该学好这门学科，为未来的地质环境保护和水资源管理做出应有的贡献。
水文地质学基本概念
•潜水特征 潜水面为一自由水面：季节性的升降变化导致包气带厚度变化 靠重力作用由高水位向低水位流动：天然条件下基本与地形起伏 一致 潜水的分布区与补给区一致 积极参与水循环，受人类活动影响较大 包气带防污性能相对较弱
承压水特征 分布区与补给区分布范围有限且不一致 动态受季节变化、人为因素影响较小 包气带防污性能相对较强
F= m a
水力梯度
水力梯度（I）（hydraulic gradient）
v 水力学中水力坡度（J）:单位距离上的水头损失 v 是沿渗流途径上的水头损失与相应的渗流长度之比
I H1 H2 ΔH h
L12
LL
渗透系数
渗透系数 K（coefficient of permeability）
在有些教科书中也称为水力传导率 （hydraulic conductivity）
Q=KωI=ωV
❖ 过水断面与水力学中的水流过断面是否一致？否
▪ 过水断面——ω，假想的断面（Critical Point for Darcy)
▪ 实际孔隙断面——ω n 孔隙度 ▪ 实际水流断面——ω e 有效孔隙度
❖ 关系：地下水渗透流速 V= u ne (u为平均实际流速) ❖ 渗透流速V：是假设水流通过整个岩层断面（骨架+空隙）时
达西定律（Darcy’s law）
Q Kω h L
Darcy's law (an expression of conservation of momentum) was originally determined experimentally by Henry Darcy (during 1855–1856) 法国工程师达西（Henri Darcy)在 1852至1855年利用沙质土壤进行了 大量实验，得到线性渗流定律。即 达西定律。Q=JKA
水文地质学课件ppt版3
有利于岩溶发育。
岩溶地区水文地质特征分析
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地下水的赋存状态
岩溶地区地下水以溶洞水、裂隙水和孔隙水等形 式赋存，具有动态变化大、水力联系复杂等特点 。
水文地质结构
岩溶地区水文地质结构复杂，包括溶蚀裂隙、溶 洞、暗河等，对地下水的运动、储存和排泄具有 重要影响。
水文地球化学特征
岩溶地区地下水化学成分复杂，受岩石成分、气 候、地形和人为活动等因素影响，具有水平分带 和垂直分带的特点。
化肥的使用量，同时加强农田排水系统的建设和维护，降低农业活动对
地下水的污染风险。
04
工程地质问题中的水文地质因素
工程地质概述及与水文地质关系
工程地质学定义及研究内容 工程地质与水文地质的密切关系 水文地质对工程地质的影响
工程建设中遇到的主要水文地质问题
01
地下水对工程 建设的影响
02
渗透变形问题
VS
措施
加强地下水监测网络建设，掌握动态变化 情况；推广节水技术和设备，提高用水效 率；加强污染源治理和生态修复工作，改 善水环境质量。
03
地下水污染与防治技术
地下水污染来源及途径
工业污染源
包括工业废水、废气、废渣的排放，以及化工、 冶金等行业的渗漏。
农业污染源
农药、化肥的过量使用，以及畜禽养殖产生的废 水。
新技术在水文地质领域应用前景
新技术种类及特点
包括遥感技术、GIS技术、数值模 拟技术等，具有获取信息快速、 处理数据高效、模拟过程逼真等 特点。
新技术在水文地质领 域应用现状及挑战
目前新技术在水文地质领域已有 广泛应用，如遥感技术用于获取 区域水文地质信息、GIS技术用于 空间数据管理和分析等，但仍面 临数据获取精度、模型验证等方 面的挑战。
水文地质学的基本概念与应用
水文地质学的基本概念与应用水文地质学是一个涵盖水文学、地质学和化学等学科的综合性学科。
它研究的是地下水在岩石、土壤和地下贯通水道等地下结构中的分布、流动和储存等基本特性。
水文地质学在环境保护、资源管理、农业生产和城市规划等方面具有重要的应用价值。
今天我们将探讨水文地质学的基本概念和应用。
一、水文地质学的基本概念1.地下水地下水是地球表面以下的水体，分布在岩石、土壤、沉积物和矿物之间的孔隙和裂隙中。
它是地球上最大的淡水资源之一，在全球淡水资源中占比很大。
2.渗透性渗透性是指岩石、土壤等地质材料对水流的通透性，是衡量水文地质体内水分运移能力的重要指标。
高渗透性的地质体能够容纳较多的地下水，而低渗透性的地质体水分运移速度较慢。
3.地下水流量地下水流量指单位时间内通过某一地下土建或地质体的水量，是衡量地下水资源量和水文地质条件的重要指标。
它受地下水流动速度、地下水的渗透性、地下水的储量以及水文地质体的厚度和面积等影响。
4.地下水储量地下水储量指储存在地下水层或地下水体中的地下水总量。
地下水的储量分为自然补给和人类人为开采两方面。
自然补给是指降雨、融雪和地下水补给等自然水循环过程中的补给，而人类人为开采包括水井、水塘、水库、地下水压等方式。
二、水文地质学的应用1.地下水资源管理地下水资源是人类的重要生活、生产和生态保障资源，因此对于地下水的管理与保护就显得尤为重要。
水文地质学手段可以通过水文地质勘探、地下水流示踪、数值模拟等方式解决地下水资源评估、地下水开采和保护问题。
2.城市规划与建设城市规划和建设需要考虑一系列的地质水文条件。
水文地质学可以在城市规划中提供有关地下水资源利用、地下水环境保护、地质灾害防治等方面的依据。
例如，在城市建设中，对地下水体进行水文地质勘探和数值模拟，将帮助确定建筑物的地基类型，同时，为城市水资源的保护和管理工作提供依据。
3.环境保护与水资源管理环境保护和水资源管理也是水文地质学应用的重要方向之一。
水文地质学基础概念
水文地质学基础概念1、水文地质学（Hydrogeology）：研究地下水的形成和分布、物理及化学性质、运动规律、开发利用和保护的科学。
2、地下水水文学（Groundwater hydrogeology）：是主要研究地下水的形成和运动、地下水与河流、湖泊的相互补给、地下水资源的评价和开发利用的科学。
3、水文地质学原理（Principles of hydrogeology）：又称为普通水文地质学，研究水文地质学的基础理论和基本概念的学科。
4、地下水（Groundwater）：广义是指赋存于地面以下岩石空隙中的水，狭义是指赋存于地下水水面以下饱和含水层中的水。
5、饱和水汽含量（符号为M或E）：是指某一温度下空气容纳的最大水汽量.M或E。
随温度T升高而增大。
6、水循环（Hydrologic cycle/ Water cycle）：是地球上或某一地区，内在太阳辐射和重力作用下，水分通过蒸发、水汽输送、降水、入渗、径流等过程不断变化、迁移的现象。
亦即地球上各个层圈系统内的水相互联系、相互转化的过程。
包括水文循环和地质循环。
7、水文循环（Hydrologic cycle）；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。
大循环是指海洋和大陆之间的水分交换。
小循环是指海洋内部或大陆内部的水分交换。
8、天气（Weather）：是在一定地区一定时间内各种气象因素综合影响所决定的大气物理状态。
9、气候（Climate）：是某一区域天气的平均状态。
10、气象（Meteorology）：是大气中的冷、热、干、湿、风、云、雪、霜、雾、雷电、光等各种物理状态和现象的统称。
11、气温（Air temperature）：即大气的温度。
通常指的是离地面1.5米左右、处于通风防辐射条件下温度表读取的温度。
12、气压（Air pressure）：是与大气接触的表面上，由于空气分子的碰撞在单位面积上所受到的力，亦即大气的质量施加在地表或地表物体上的压力。
水文地质学
04
工程地质问题中水文地质作用
工程地质问题概述
1
工程地质问题是指在工程建设过程中，由于地质 条件与工程活动相互作用而产生的各种地质现象 和问题。
2
工程地质问题涉及多个领域，如岩土工程、水利 工程、交通工程等，对工程建设的安全、经济和 可持续性具有重要影响。
3
工程地质问题的表现形式多样，包括滑坡、崩塌 、泥石流、地面沉降、地震等。
06
未来发展趋势与展望
新技术新方法在水文地质领域应用前景
地球物理探测技术
利用地球物理方法对地下水资源 进行非破坏性探测，提高勘查效
率。
遥感技术
通过卫星、无人机等遥感平台获取 大范围、高分辨率的水文地质信息 。
数值模拟技术
运用计算机模拟技术，再现和预测 地下水流动、溶质运移等过程。
大数据时代下水文地质信息挖掘与利用
水文地质学
contents
目录
• 水文地质学基本概念与原理 • 地下水资源评价与开发利用 • 地下水污染与防治技术 • 工程地质问题中水文地质作用 • 区域性水文地质条件分析 • 未来发展趋势与展望
01
水文地质学基本概念与原理
水文地质学定义及研究对象
水文地质学是研究地下水的科学，主 要研究地下水在岩石圈中的分布、运 动、形成、性质以及与人类活动的关 系。
数据整合与共享
建立水文地质数据共享平台，实现多源数据的整 合与共享。
数据挖掘与分析
运用大数据技术对海量数据进行挖掘和分析，提 取有价值的信息。
决策支持
基于大数据分析，为水资源管理、环境保护等提 供决策支持。
跨学科融合推动水文地质学创新发展
水文学与地质学融合
01
水文地质学课件ppt课件
影响地下水的赋存状态、分布规律、运动特征以及地下水资源评价和开发利用等。
达西定律是描述地下水运动的基本定律，它表明地下水的运动速度与水力梯度成正比，而与地下水的粘滞性成反比。
地下水运动基本规律
包括含水层的渗透性、地下水的粘滞性、地形地貌、地质构造和气候条件等。
地下水运动的影响因素
生物性污染
加强污染源监管，减少污染物排放。
源头控制
采取工程措施，如截污沟、防渗墙等，防止污染物进入地下水。
过程阻断
对已污染的地下水进行治理，如抽出处理、原位修复等。
末端治理
04
CHAPTER
水文地质调查方法与技术
03
研究地下水与环境的相互作用，为生态环境保护提供科学依据。
01
查明区域水文地质条件，为水资源评价、开发利用和规划管理提供依据。
生态环境保护
随着全球生态环境问题的日益严重，水文地质学将在生态环境保护中发挥更大作用，如地下水生态修复、土壤污染治理等。
多学科交叉融合
未来水文地质学将与更多学科进行交叉融合，形成更为综合的研究领域和应用方向。
国际化合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对全球性的水资源和环境问题，推动水文地质学的国际化发展。
02
预测人类活动对地下水环境的影响，提出防治措施和建议。
水文地质测绘
通过野外实地观察和测量，收集地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象等资料，编制水文地质图件。
遥感技术应用
利用卫星、航空等遥感技术获取大范围、多时相的地表信息，提取与水文地质相关的特征信息，为区域水文地质调查提供重要手段。
利用地球物理勘探方法（如重力、磁法、电法、地震等）探测地下岩层的物理性质差异，推断地下水的赋存状态和运移规律。
水文地质学课件pdf
目录
• 水文地质学基本概念与原理 • 地下水资源评价与开发利用 • 地下水污染与防治技术 • 岩溶地区水文地质特征与工程问题 • 裂隙岩体水文地质特性与工程应用 • 专门性话题讨论与前沿动态分享
01
水文地质学基本概念与原理
Chapter
水文地质学定义及研究对象
水文地质学定义
研究地下水分布、运动、形成、 变化及与周围环境相互关层、隔水层、地下水流、水质、 水温等。
地下水赋存条件与分类
赋存条件
地下水的赋存需要具备一定的地质构 造、岩性、地貌、气候等条件。
分类
根据埋藏条件可分为上层滞水、潜水 、承压水；根据含水层性质可分为孔 隙水、裂隙水、岩溶水。
06
专门性话题讨论与前沿动态分 享
Chapter
海量数据处理在水文地质领域应用前景
大数据技术在水文地质领域的应用
利用大数据技术对海量水文地质数据进行处理、分析和挖掘，揭示地下水运动规律和水资 源分布特征。
数据驱动的水文地质模型
基于海量数据，构建高精度、高分辨率的水文地质模型，为地下水资源的评价、管理和保 护提供科学依据。
岩溶地区地下水水质一般较好， 但易受污染，且污染后治理难度 较大。
工程建设中遇到的岩溶问题探讨
01
02
03
地基稳定性问题
岩溶地区的溶洞、溶蚀裂 隙等导致地基承载力降低 ，易引发地基失稳问题。
渗漏问题
岩溶地区的溶蚀裂隙、管 道等构成地下水的运移通 道，易引发工程渗漏问题 。
突水突泥问题
在隧道、矿井等地下工程 中，岩溶地区的突水突泥 问题严重威胁施工安全。
地下水污染与防治技术
Chapter
地下水污染来源及途径
《水文地质学》大学笔记
《水文地质学》大学笔记第一章：水文地质学概述一、水文地质学的定义与意义1. 定义水文地质学是研究地下水的科学，它涉及地下水的起源、分布、流动、质量和管理与保护。
它是一门跨学科领域，结合了地质学、环境科学、水文学、化学和物理学等多个学科的知识。
2. 意义水文地质学的研究对于人类社会的可持续发展具有重要意义，它不仅关系到水资源的合理开发利用，还与环境保护、灾害防治、城市建设、农业灌溉等众多领域紧密相关。
二、水文地质学的研究内容1. 地下水的形成与循环- 地下水的起源：降水、地表水渗入、岩石水等。
- 地下水循环：补给、流动、储存、排泄等过程。
2. 地下水的分布规律- 地下水类型：孔隙水、裂隙水、岩溶水等。
- 地下水层位的分布特征：水位、水质、水温等。
3. 地下水的物理性质和化学性质- 物理性质：颜色、味道、透明度、密度、导电性等。
- 化学性质：溶解离子、气体、有机物、微生物等。
4. 地下水的运动规律- 达西定律：描述流体在多孔介质中流动的规律。
- 地下水流动方程：质量守恒、能量守恒等。
5. 地下水资源的评价与开发利用- 资源量评价：储量、补给量、可开采量等。
- 开发利用技术：钻井、抽水、地下水处理等。
6. 地下水环境问题及其防治- 污染源：工业、农业、生活污染等。
- 防治措施：污染源控制、地下水修复、环境监测等。
7. 地下水与地质灾害的关系- 地面沉降、岩溶塌陷、滑坡等地质灾害的地下水因素。
三、水文地质学的研究方法1. 实地调查- 地表水系调查- 钻井与水文地质剖面- 水文地质试验：抽水试验、渗透试验等。
2. 实验室测试- 水样分析：化学成分、微生物含量等。
- 岩石样品分析：孔隙度、渗透性等。
3. 数值模拟- 地下水流动模拟- 污染物迁移模拟- 降水-径流模拟4. 遥感技术- 地下水资源的遥感监测- 地下水循环过程的遥感分析5. 地球物理勘探- 电法勘探- 地震勘探- 重力勘探6. 社会经济调查- 水资源需求调查- 水资源利用与管理现状调查四、水文地质学的发展历程1. 萌芽阶段（19世纪末至20世纪初）- 地下水理论的初步形成- 达西定律的提出2. 形成阶段（20世纪初至50年代）- 水文地质学作为独立学科的确立- 地下水流动方程的建立3. 发展阶段（20世纪50年代至今）- 计算机技术在水文地质学中的应用- 遥感、地球物理勘探技术的发展- 可持续发展和环境保护理念下的水文地质学研究五、水文地质学在国民经济建设中的应用1. 水资源规划与管理- 水资源调查与评价- 水资源合理分配与调度2. 城市供水与排水- 水源地的勘查与评价- 城市地下水管理与保护3. 农业灌溉- 地下水灌溉系统的设计与优化- 农田地下水位控制4. 矿产资源开发- 矿井水文地质条件的勘查- 矿井涌水预测与防治5. 环境保护与治理- 地下水污染调查与评价- 污染场地修复与风险管理6. 地质灾害防治- 地下水诱发地质灾害的预测与防治- 地下水动态监测与预警系统第二章：地质基础一、地质作用与地质现象1. 地质作用- 内动力地质作用地壳运动板块构造理论：板块的划分、板块边界的类型（离散边界、汇聚边界、转换边界）。
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μe
承压含水层中当测压水位下降(或上升)1个单位，单位水平 面积含水层所释放(或储存)的水量
测压水位降低导致
1) 含水层孔隙中水的压力降低—水体积膨胀释水，水的膨胀系 数约为 1/20000 2) 孔隙水压力降低，岩层颗粒间承受压力增加—骨架被压缩 • 颗粒不变—骨架压缩 = 空隙体积减小（排列改变）
h Q Kω L
水力梯度
水力梯度（I）（hydraulic gradient）
v 水力学中水力坡度（J）:单位距离上的水头损失 v 是沿渗流途径上的水头损失与相应的渗流长度之比
H1 H 2 ΔH h I L1 2 L L
渗透系数
渗透系数 K（coefficient of permeability）
潜水与潜水含水层图
6 3 4 8 7 1 M 5 D
2
1-潜水含水层 2-隔水层 3、4 潜水面 潜水位 M-含水层厚度(可变） Company Logo D-潜水埋深 5-大气降水入渗 6-蒸发 7-流向 8-泉
•潜水特征 潜水面为一自由水面：季节性的升降变化导致包气带厚度变化 靠重力作用由高水位向低水位流动：天然条件下基本与地形起伏 一致 潜水的分布区与补给区一致 积极参与水循环，受人类活动影响较大 包气带防污性能相对较弱
地下水环境基本概念
地下水与水循环
地下水是水循环的环节之一、 入渗过程中可过滤降解部分地表污染物，
但其防污能力是有限的。
含水层、隔水层、弱透水层
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
Company Logo
地下水分类——按埋藏条件分
潜水：饱水带中第一个具有自由水面的含水层中的水 承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水
地下水污染难治理
地下水有机物污染治理难度大、费用高、 时间长 美国某空军基地一有机污染场地 （200×300米）治理，10多年，2亿美元 美国污染场地治理费用平均每个3000万美元， 全国污染场地治理需要1万亿美元以上。
日本全国有40万处污染地点，治理费用高达
10兆日元以上。
地下水环境基本概念（水文地质学、地下水科学）
V 100 % V总
当水位下降一个单位，土层孔隙中是否所有的水都流出来？ 在土层中会保留什么形式的水？ 结合水(膜)，孔角毛细水，有时悬挂毛细水与支持毛细水
岩石的水理性质
持水度（specific retention）__Sr
岩石的持水能力——最大保持水分的能力 岩石的持水量（持水体积）与岩石总体积之比(饱水的岩土释 水后，单位体积内保持的水量) 原因：毛细力（及分子力）
2. 裂隙（fissure）-- hard rock 3. 溶穴（cavity）-- dissoluble rock
地下水分类——按含水介质分
孔隙水：储存于松 散层中的地下水。
裂隙水：储存于基岩 裂隙中的地下水
岩溶水：储存于可溶性 岩石溶穴中的地下水
孔隙
对地下水储存和运移具有重大影响的是：
－－孔隙的多少 －－孔隙的大小
35-50% 40-70%
？ 砂子与粉砂的孔隙度超过最疏松排列的47.64%
粘土的孔隙度达到了70%
岩土颗粒形状愈不规 则，棱角愈明显，通 常排列就愈松散，孔 隙度也愈大。
孔隙度与粒径的关系
岩石的水理性质
给水度（specific yield）—— (e d) (water drained from soil under gravity flow) 定义： 当地下水位下降一个单位高度时，单位水平面积岩石 柱体，在重力作用下释放出来的水体积，称为给水度。
水文地质学基本概念
目
1 2
录
自然地理概况
水文地质条件
地下水质量现状评价 地下水污染预测与评价 地下水污染防治措施
3
4 5 1 6
参考资料
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水文地质学基础
地下水污染与防治 地下水动力学 Visual Modflow (软件及说明）
地下水的重要性
Water Life
———发生释水（挤出来）水
这两部分水很有限，所以 μe 很小 ；
与重力给水度 μd相比要 小10-1 ~ 10-3
Company Logo
Storage Terms
h
h b
Unconfined aquifer Specific yield = Sy
S=V/Ah S = Ss b
Confined aquifer Storativity = S
名称 K(m/d) 亚粘土 0.001~0.1 亚砂土 0.1~0.5 粉砂 0.5~1.0 细砂 1.0~5.0
名称 中砂 粗砂 砾石 卵石
K(m/d) 5~20 20~50 50~150 100~500
5
20 50 150 500
5.8E-03
2.3E-02 5.8E-02 1.7E-01 5.8E-01
构造裂隙
特点：常形成密集均匀、无明显 方向性，连通良好的裂隙网络。 通常，风化壳规模相当有限，风 化裂隙含水层水量不大，就地补 给就地排泄，旱季泉流量变小或 干涸。地形控制富水性
特点：不均匀性和各向异性
岩溶水系统
具有地上、地下双层空间结构； 地表水与地下水转化频繁； 岩溶地下水空间分布极不均； 管道化、水系化、易污染。
承压水特征 分布区与补给区分布范围有限且不一致 动态受季节变化、人为因素影响较小 包气带防污性能相对较强
补给区
广义地下水： 地表以下岩石空隙中的水(包气带、饱水带中的(液、气态 水) ) subsurface-water,under groundwater, groundwater 狭义地下水：地表以下饱水带岩层空隙中的水—重力水
基本概念 地下水的广义概念： 赋存于地表以下土壤 与岩石空隙中的水
饱 水 带
地下水的狭义概念： 赋存于地表以下土壤 与岩石空隙中的重力 水
包气带与饱水带 包气带与饱水带
岩石中的空隙
岩石——水文地质学中指坚硬的岩石及松散的土层 空隙——岩、土中各种类型的空洞的总称
空隙分为
1. 孔隙（pore）--unconsolidated soil
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 称作残留含水量，数值上相当于最大的持水度。
当初始水位埋深足够大时，水位下降十分缓慢时，释水才 比较充分，给水度才能达到其理论最大值。 给水度、持水度与孔隙度的关系是：
Sr n
承压含水层的储水与释水
承压含水层的储水与释水
弹性给水度
(u为平均实际流速)
渗透流速V：是假设水流通过整个岩层断面（骨架+空隙）时 所具有的虚拟的平均流速。 意义：研究水量时，只考虑水流通过的总量与平均流速，而不 去追踪实际水质点的运移轨迹——简化的研究
Company Logo
孔隙
松散岩石孔隙度参考数值
岩石名称
孔隙度
砾石
砂
粉砂
粘土
25-40% 25-50%
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） 含水介质三类，埋藏三分，组合共分为9类
孔隙水 包气带 潜水 承压水 上层滞水 孔隙潜水 孔隙承压水 裂隙水 上层滞水 裂隙潜水 裂隙承压水 岩溶水 上层滞水 岩溶潜水
Company 岩溶承压水 Logo
水位与埋深
潜水埋深 (m) 承压水水头 (m) 潜水
舟曲泥石流灾后 --打井取地下水 为应急饮用水源
地下水污染的复杂性
污染物进入含水层，不仅污染地下水，而且污染 含水介质。其迁移、转化受地质条件的控制。
地下水污染具隐蔽性
地下水流速：几个厘米~几个公里/天
补给区
排泄区
污染 源
污染
源 数天级 数年级
污染检出
数十年级
数百年级
1.污染现象难以发现 2. 污染源和污染途径难以查明
承压水 承压水隔 水顶板埋 深(m)
潜水水位 (m)
海平面（Z=0m）
达西定律（Darcy’s law）
F=ma
Darcy's law (an expression of conservation of momentum) was originally determined experimentally by Henry Darcy (during 1855–1856) 法国工程师达西（Henri Darcy)在 1852至1855年利用沙质土壤进行了 大量实验，得到线性渗流定律。即 达西定律。Q=JKA
Ss = specific storage
From Wisconsin Uni.
Figures from Hornberger et al. (1998)
中文名称： 弥散系数 英文名称： dispersion coefficient 定义： 因弥散作用引起的单位时间内，单位浓度梯度下通过单 位土壤截面的溶质量。
孔隙的多少直接影响着其储存地下水的能力，孔隙越多，
储容的地下水便越多。
孔隙的大小影响着地下水地孔隙中运移和循环的能力，
孔隙越大，地下水的运动便越畅通。
裂隙水分类
风化裂隙
特点：（1）最常见、分布范围最 广；（2）岩性不同，构造裂隙的 水文地质意义也不同；（3）富水 部位。随深度的增加，裂隙的张开 性变差，其透水性随深度的增加而 减弱；（4）可以导通深部含水层