水文地质学讲义

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一、 潜水
1、潜水：饱水带中第一个具有自由 表面的含水层中的水称作潜水。潜水没 有隔水顶板，或只有局部的隔水项板。
2、潜水面：潜水的水面为自由水面， 称作潜水面。
3、潜水含水层厚度：从潜水面到隔 水底板的距离为潜水含水层厚度。
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四、化学成分表示式
总矿化度：地下水中所含各种离子、分 子与化合物的总量称为总矿化度。
库尔洛夫式：（毫克当量百分数小于 10的离子不予表示）
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五、地下水化学成分形成作用
1、溶滤作用
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2、脱碳酸作用
3、脱硫酸作用：
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一、含水层的形态及分类
1、含水层的形态 层状、脉状、带状、块状．
2、根据含水介质空隙类型划分 3、根据含水层的埋藏条件及水 力学状态划分 4、根据渗透性的空间变化划分
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二、蓄水构造概念及要素
1、蓄水构造的概念 是含水层与隔水层相互结合而构成
的能够富集和储藏地下水的地质构造． 2、 蓄水构造组成要素 含水层、隔水层、阻水体
《普通水文地质学》
绪言
一、 水文地质学： 二、地下水： 三、地下水的功能： 1、是一种宝贵资源 2、生态环境因子 3、灾害因子 4、地质营力 5、信息载体
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第一章 地球上的水及其循环
第一节 地球上的水
水的起源：地球内部逸出。 浅部层圈水：大气水、地表水、地下水。 深部层圈水：地壳下部水。
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第三章 地下水的赋存
第一节 包气带与饱水带 第二节 含水层、隔水层与弱透水层 第三节 地下水分类 第四节 潜水 第五节 承压水 第六节 上层滞水
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第一节 包气带和饱水带
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土壤水带
中间层带
包气带
毛细水带 地下水位
饱水带
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第二节 含水层、 隔水层与弱透水层
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第七章 地下水的补给与排泄 第一节 地下水的补给
一、大气降水的补给 二、地表水补给 三、凝结水补给 四、含水层之间的补给 五、人工补给
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大气降水补给
大气圈
蒸
降水
地表径流
发
地面
地下径流
入渗
包气带
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含水层
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二、沉 积 水
在封闭的地质结构中，各类沉积物都 有可能将沉积时所包含的水分长期埋藏 保存下来，因此沉积水又称埋藏水。
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三、内生水

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七、地下水化学成分分类
＞25%
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二、承压水
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潜水与承压水主要区别
1、水面压力 2、埋藏条件 3、动态 4、污染难易程度 5、含水层的厚度
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第四章 地下水运动的基本规律 第一节 重力水运动的基本规律
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2．单斜蓄水构造 岩性变化 含水层尖灭 断层阻水
岩体阻水
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3．褶皱型蓄水构造 ①向斜蓄水构造
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②背斜蓄水构造
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4．断裂型蓄水构造． ①断层蓄水构造
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②断块蓄水构造
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第二章 岩石中空隙与水分
第一节 岩石中空隙
一、孔隙
1、孔隙度：单位体积岩石中孔隙体积所
占的比例。
n=Vn/V 或 n=(Vn/V)x100%
2、影响孔隙度大小的因素：
分选、排列、颗粒形状、胶结充填；
粘性土结构及次生孔隙。
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二、裂隙
1、按裂隙成因分类： 成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙。
2、评价指标：体裂隙率(Kr=Vr/V)、面 裂隙率(Ka=∑bi·li/F)、线裂隙率 (kl=∑bi/l)。 三、溶隙
评价指标：岩溶率(Kk=Vk/V)
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《水文地质学基础（水文地质及工程地质专业用）》 , 第9页
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第二节 岩石中水存在的形式

一、岩石矿物内部结合水
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第八章 地下水系统
地下水系统的概念
1、地下水含水系统：由隔水层或相对隔 水层圈闭的，具有统一联系的含水岩系。
2、地下水流动系统：由源到汇的流面群 构成的，具有统一时空变化过程的地下水体。
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地表水对地下水的补给
1、河床透水性 2、过水断面 3、过水时间 4、水力坡度
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含水层之间的补给
1、潜水补给承压水 2、承压水补给潜水
通过天窗、导水断层、 钻孔发生水力联系。 3、越流补给
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第三节 岩石的水理性质
1．容水性 容水度：容水度是指岩石完全饱
水时所能容纳的最大的水体积与岩石 总体积的比。
含水量：松散岩石孔隙中所含水
的重量(G w)与干燥岩石重量(G)的比 值，称为含水量。
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2．持水性
持水度：饱水岩石在重力作用下释 水后岩石中保持的水的体积与岩石体 积之比，
渗流场内可以作出一系列 等水头面和流面。
在渗流场的某一典型剖面 或切面上，由系列等水头线与 流线组成的网格称为流网。
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流线是按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其一水质 点的运动轨迹。流线可看作水质点运动 的摄影,迹线则是对水质点运动所拍的 电影。
一、影响因素 1、气象 2、水文 3、地质 4、人类活动
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二、地下水天然动态类型
在稳定流条件下，流线与迹线重合。
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流网图
水体
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分水岭
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第六章 地下水的化学成分
一、地下水中主要气体成分 二、地下水中主要离子成分 三、地下水中其它成分 四、矿化度 五、化学成分表示方法 六、地下水的温度 七、地下水化学成分的形成作用
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5．接触型蓄水构造． ①侵入接触蓄水构造 ②岩脉蓄水构造 ②不整合接触蓄水构造 6．风化壳蓄水构造．
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三、蓄水构造类型
1．水平岩层蓄水构造
（1）承托式蓄水构造 所谓承托式蓄水构造，是指没有侧向隔水边界，只
靠水平隔水岩层把地下水托住而形成的蓄水构造。

①上层滞水

②承托潜水
（2）淹没式水平岩层蓄水构造

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第二节 自然界水循环
自然界水循环：地球各
个层圈内的水相互联系相 互转化的过程。
1、水文循环 2、地质循环
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水文循环

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小循环
大循环
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地质循环
洋壳 岩石圈 软流圈
洋壳 岩石圈 软流圈
海沟
火山弧
海沟
陆壳
岩石圈 部分熔融
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4、阳离子交留吸附作用
不同的阳离子，其吸附于岩土表面的 能力不同，按吸附能力，自大而小顺序 为：
5、浓缩作用
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6、混合作用
7、人类活动在地下水化学成分形成 中的作用
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六、地下水化学成分的 基本成因类型
一、溶 滤 水
岩土中可溶成分被溶解，这是溶滤水 化学成分的基本来源。受岩性、气候、 地貌等因素的影响。
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一、地下水中主要气体成分
1、氧气 2、氮气 3、硫化氢 、甲烷 4、二氧化碳
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二、地下水中主要离子成分
地下水中分布最广、含量较 多的离子共7种，即；氯离子、硫 酸根离子、重碳酸根离子、钠离 子、钾离子、钙离子及镁离子
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三、地下水中其它成 分
3．给水性
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，在重力 作用下释放的水的体积称为给水度。
4．透水性：岩石的透水性是指岩 石允许水透过的能力。
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孔隙
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第四节 有效应力
有效应力(PZ)：作用于骨架上的应力。
▲
P
A
B
P＝PZ＋u
PZ
u
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第三节 地下水分类
介质 埋藏 包气带水
潜水
承压水
孔隙水
土壤水、上层滞水 毛细水、 过路重力水
各类堆积物中 浅部的水
各类堆积物中 深部的水
裂隙水
毛细水、 过路重力水
裸露于地表的 各类裂隙岩层 中的水 被掩覆的各类 裂隙岩层中的 水
岩溶水
过路重力水
裸露于地表的 岩溶化岩层中 的水 被掩覆的岩溶 化岩层中的水
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第二节地下水的排泄
一、泉排泄 二、泄流排泄 三、蒸发排泄 四、蒸腾排泄 五、人工排泄
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泉的类型
根据补给源性质分类 1、下降泉 2、上升泉 下降泉根据出露原因分类 A、侵蚀泉 B、接触泉 C、溢流泉 上升泉根据出露原因分类 A、侵蚀泉 B、接触泉 C、断层泉

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第九章地下水的动态与均衡
第一节 概念
1、地下水动态：地下水各要素随时间
的变化。
2、地下水均衡：某一时间段内某一地段 内地下水量的收支状况。
1）正均衡 2）负均衡 第二节 均衡方程式
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第九章 地下水的动态与均衡
第一节 地下水的动态
含水层各要素（水位、水量、水质 水温等）随时间的变化称作地下水动 态。
水量。Q＝m 3／s
5、径流总量：系指一时段(T)内，通过河流某一
断面的总水量。W＝Q×T
6、径流模数：系指单位流域面积上平均产生的
流量。M＝Q／F
7、径流深度：系指一时段内单位流域面积上的
平均水层厚度。Y＝W／F
8、径流系数：同一时段内径流深度(W)与降水量 (X)的比值。a＝W／X
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1、沸石水 2、结晶水 3、结构水 二、岩石空隙中的水
1、薄膜水(矿物表面结合水) 2、重力水 3、固态水 4、气态水
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表面结合水的形成
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毛 细水
支持毛细水 悬挂毛细水 孔角毛细水
地 下 水 位 下 降
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岛弧
岩石圈 部分熔融 山脉
陆壳
软流圈
岩石圈 软流圈 2005-12-6
陆壳
陆壳
岩石圈
洋壳
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第三节 与水文循环有关的 气象、水文因素
一、气象常识 1、气温：对流层内随高度增加而递减0.5 ／100m 。 2、气压：大气质量对物体的压力。 3、湿度：绝对湿度（e）、饱和水气含量（E）
相对湿度：r＝ e／E 4、天气与气候 5、降水与蒸发
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二、水文常识
1.径 流：地表或 地下的水流。
2.水系： 汇注于其一干流的全部河 流的总体构成个地表径流系统，称为水 系。
3.流域：一个水系的全水区域称为该 水系的流域。
4.分水岭：相邻两个流域之间地形最 高点的连线。
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4、流量：系指单位时间内通过河流某一断面的
达西定律
Q＝KMI I ＝△H/L △H
L
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第二节 毛细水
PC
HC
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毛细水上升高度 HC≈0.03／D
土名
粗纱 中砂 细纱 粉砂 粉质黏土
毛细上升高度（cm）
2—5 12—35 35—70 70—150 ＞200—400
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第二节 流 网
4、潜水埋藏深度：潜水面到地面的 距离为潜水埋藏深度。
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潜水等水位线图
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潜水等水位线图能解决下列问题
潜水面的形状 流向 水力坡度 含水层的厚度及透水性 地下水埋深 地下水与地表水的补排关系
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