专门水文地质学(第四版)(梁秀娟等)思维导图
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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
专门水文地质学PPT课件(共12章)第一章地下水资源与地下水系统
水有关的资源、环境、地下水危害等实际问题的能力。 ❖ 地下水资源的特性是——
（1）系统性； （2）可恢复性； （3）调节性。
——地下水资源的分类
地下水资源的分类
❖ 地下水资源的分类考虑两方面因素
▪ 地下水自身的特性 （贮水与运动）
▪ 从供水的要求——持续而均衡地供应一定的水量
❖ 含水系统—有着两类水量：
流 量
输出—利用
流 量
地下水库 —储存
时间
时间
地下水库——调蓄补给量
思考题：比较两含水层的供水意义
补给区
5 、探讨现代新技术方法在地下水研究中的应用
介绍遥感及GIS技术在地下水资源调查中的应用、 同位素技术解决地下水实际问题的理论和方法、最新 地下水模拟软件的特点及应用技术。
《专门文地质学》内容-使用教材
➢ 地下水资源调查技术方法（1-6） ➢ 地下水资源评价的理论与方法（7-8） ➢ 地下水资源开发、管理和保护（9-10） ➢ 矿床水文地质及地下热水的调查评价（11-15） ➢ 探讨现代新技术方法在地下水研究中的应用（16）
3000
industrial use domestic use
2000
1000
0
1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020
Year
地下水资源与地下水系统
地球上的水资源
中国的水资源
地下水资源的特点及分类 地下水系统
——水资源概况
中国水资源总量大、人均少
人均径流量（立方米/人）
▪ 图示条件：比较哪个含水系统更优？？
❖ 一个恢复性很差的含水系统，其规模再大，储备水量 再多，也会被用完（枯竭）——而“无以为继”。 因此，可恢复性是供水水源的必需条件。
（1）系统性； （2）可恢复性； （3）调节性。
——地下水资源的分类
地下水资源的分类
❖ 地下水资源的分类考虑两方面因素
▪ 地下水自身的特性 （贮水与运动）
▪ 从供水的要求——持续而均衡地供应一定的水量
❖ 含水系统—有着两类水量：
流 量
输出—利用
流 量
地下水库 —储存
时间
时间
地下水库——调蓄补给量
思考题：比较两含水层的供水意义
补给区
5 、探讨现代新技术方法在地下水研究中的应用
介绍遥感及GIS技术在地下水资源调查中的应用、 同位素技术解决地下水实际问题的理论和方法、最新 地下水模拟软件的特点及应用技术。
《专门文地质学》内容-使用教材
➢ 地下水资源调查技术方法（1-6） ➢ 地下水资源评价的理论与方法（7-8） ➢ 地下水资源开发、管理和保护（9-10） ➢ 矿床水文地质及地下热水的调查评价（11-15） ➢ 探讨现代新技术方法在地下水研究中的应用（16）
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1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020
Year
地下水资源与地下水系统
地球上的水资源
中国的水资源
地下水资源的特点及分类 地下水系统
——水资源概况
中国水资源总量大、人均少
人均径流量（立方米/人）
▪ 图示条件：比较哪个含水系统更优？？
❖ 一个恢复性很差的含水系统，其规模再大，储备水量 再多，也会被用完（枯竭）——而“无以为继”。 因此，可恢复性是供水水源的必需条件。
专门水文地质学PPT课件(共12章)第三章水文物探
水文物探
水文地质物探方法的基本原理 物探方法在水文地质调查中的应用
水文地质人员在物探工作中的任务
水文地质人员在物探工作中的任务
1．掌握物探方法的使用条件
物探方法是一种先进的地质调查技术。但它能否取得好效果， 还取决于一系列自然与人为因素。当能满足下列使用条件时， 才能有较好的效果。
（1）探测对象（岩层或含水带）与围岩之间存在比较显著的物性差异； （2）这种物性差异，要有一定的异常幅度，并能在所探测的深度内能 被目前使用的物探仪器测量出来； （3）探测对象呈现的异常现象，能与其他自然和人为干扰因素引起的 异常现象很好地区别开来； （4）还要求探测对象有一定的规模（厚度或范围），埋藏不能太深， 其他自然和人为干扰因素（地形坡度、切割程度、浮土厚度、工业地电、 地下金属管道等）的影响不能太强烈。
物探方法在水文地质调查中的应用
（1）电阻率法 岩石的电阻率与岩石的矿物成分、结构、孔隙度、含
水量及地下水的矿化度有关。主要应用: ① 确定含水层的分布、厚度及埋深、寻找古河道、古冲洪
积扇等； ② 寻找断裂破碎带和岩溶发育带的分布、位置、圈定富水
带，确定覆盖层及风化层的厚度等； ③ 划分咸淡水界面，寻找淡水透镜体； ④ 估算水文地质参数等。
物探方法在水文地质调查中的应用
地面物探方法，已被证明是探测地下岩性、划分地层和确定 构造的有效手段之一，几乎所有地面物探方法均可用于寻找地 下水和判定某些水文地质特征。但是，绝大多数物探方法并不 是直接地测定出地下水的物性显示，而是通过测定出岩石或裂 隙、空洞的物性显示，去判断是否有含水层和富水带的存在。 当然，岩石本身的物性显示在一般情况下又比水强烈得多，因 此，准确地说，多数的物探方法均是间接的找水方法。
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》PPT课件
承压水初见水位（H1）
承压水位（测压水位）(H2) ➢承压水位埋深（H）
承压水（层间水）主要特点
特点： • a、有稳定的隔水顶板和底板，没有自由水
面，水体承受静水压力； • b、与外界联系较差，水位、水量、水质等
2、有关空隙的几个基本概念
孔隙：组成松散岩石的颗粒或颗粒集合体之间的空隙； 裂隙：应力作用下坚硬岩石破裂变形产生的。可分为成岩裂隙、
构造裂隙和风化裂隙； 溶孔（洞）：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞； 孔隙度φ：某一体积V岩石中孔隙体积Vn所占的比例
φ = Vn / V 裂隙率Kr ：裂隙体积Vr与包括裂隙在内的岩石体积V的比值
径流与大气圈地表水的联系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较弱动态较稳定精选ppt55潜水潜水承压水层间水承压水层间水等水位等水位潜水等水位线表示了潜潜水等水位线表示了潜水面及含水层顶面水面及含水层顶面承压水等侧压水位面是承压水等侧压水位面是一个虚构的面钻孔打一个虚构的面钻孔打到该高度上取不到水到该高度上取不到水必须打到含水层顶面才必须打到含水层顶面才能见到水能见到水对水量对水量增减的增减的反映反映补给和排泄时主要表补给和排泄时主要表现为潜水位和含水层厚现为潜水位和含水层厚度的变化度的变化厚度变化不明显主要厚度变化不明显主要表现为侧压水位变化表现为侧压水位变化资源补资源补潜水积极参与水循环资潜水积极参与水循环资源易恢复补充但由于受源易恢复补充但由于受气候影响大含水层厚度气候影响大含水层厚度有限资源缺乏多年调节有限资源缺乏多年调节不易恢复补充但含不易恢复补充但含水层厚度一般较大往水层厚度一般较大往往具有良好的多年调节往具有良好的多年调节精选ppt56本章完精选ppt57已知一个钻孔已知一个钻孔aa井底含水层的深度为井底含水层的深度为960960米
水文地质学基础_梁杏_第九章地下水的动态与均衡
在与环境相互作用下，含水层（含水系统）各要素（如 水位、水量、水化学成分、水温等）随时间的变化， 称之。
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9.1.1地下水动态的形成机制
与环境的相互作用 降水——补给地下水系统——水位上升 (出现变化）
激励—脉冲式的降水
响应—波状信号的信息
云南喷水洞地下暗河流量动态曲线
岩溶水动态
山西广胜寺岩溶泉流量动态曲线
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9.1.3 地下水天然动态类型
潜水、承压水由于排泄方式、交替程度不同，两者 的动态特征也不同
1、潜水的动态类型——三种类型
蒸发型——
主要出现在干旱半干旱地区地形切割微弱的平原或盆 地。
Hale Waihona Puke Company Logo
思考题
1、一个地区，如何依据地下水动态变化特征，分析地下水 均衡状况（或特点）。
2、强烈人工开采条件下，抽水井的水有哪些来源？潜水均 衡方程式将有哪些变化。
--第九章结束 Company Logo
2
进行水均衡研究或计算，切忌避免重复；否则会人为地夸
大地下水的可利用量，造成不可挽回的损失和后果
Company Logo
本章小节
地下水动态主要是含水系统水量（盐量、热量等） 收支平衡状况的综合表现。
影响地下水动态的因素有：气象、水文、地质条 件和人类活动。 地下水均衡计算，应从系统角度遵循质量守恒定 律来分析。 地下水量均衡方程式的一般表达式为： 收入项 — 支出项 = 系统储存量的变化
分区（三段均衡区）分析：
山前丘陵潜水 冲积平原潜水 冲积平原承压水 X X f1 f2 W Y Y W Z Q W f1 1 u1 d 2 Q Z f2 t u2
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9.1.1地下水动态的形成机制
与环境的相互作用 降水——补给地下水系统——水位上升 (出现变化）
激励—脉冲式的降水
响应—波状信号的信息
云南喷水洞地下暗河流量动态曲线
岩溶水动态
山西广胜寺岩溶泉流量动态曲线
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9.1.3 地下水天然动态类型
潜水、承压水由于排泄方式、交替程度不同，两者 的动态特征也不同
1、潜水的动态类型——三种类型
蒸发型——
主要出现在干旱半干旱地区地形切割微弱的平原或盆 地。
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思考题
1、一个地区，如何依据地下水动态变化特征，分析地下水 均衡状况（或特点）。
2、强烈人工开采条件下，抽水井的水有哪些来源？潜水均 衡方程式将有哪些变化。
--第九章结束 Company Logo
2
进行水均衡研究或计算，切忌避免重复；否则会人为地夸
大地下水的可利用量，造成不可挽回的损失和后果
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本章小节
地下水动态主要是含水系统水量（盐量、热量等） 收支平衡状况的综合表现。
影响地下水动态的因素有：气象、水文、地质条 件和人类活动。 地下水均衡计算，应从系统角度遵循质量守恒定 律来分析。 地下水量均衡方程式的一般表达式为： 收入项 — 支出项 = 系统储存量的变化
分区（三段均衡区）分析：
山前丘陵潜水 冲积平原潜水 冲积平原承压水 X X f1 f2 W Y Y W Z Q W f1 1 u1 d 2 Q Z f2 t u2
专门水文地质学PPT课件(共12章)第四章水文地质试验
为提高水文地质参数的计算精度和预测更大水位降深时井 的出水量，稳定流抽水试验，一般要求进行三次不同水位降 深的抽水，要求各次降深的抽水连续进行。
三次降深值的确定，一般根据含水层的透水性和抽水设 备能力确定，降深尽可能大些，以便能充分揭露含水层性质。
稳定流抽水试验的主要技术要求
1、水位降深 （1）对于富水性较差的含水层或非开采含水层，可只做
抽水试验的目的和任务
抽水试验的概念
抽水试验是通过钻孔或水井抽水，定量评价含水层富 水性，测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件 的一种野外试验方法。
随着水文地质勘查阶段由浅入深，抽水试验在整个勘 查阶段中都占有重要比重，其成果质量直接影响着对调查 区水文地质条件的认识和水文地质成果的精确程度。在整 个勘查费用中，抽水试验的费用仅次于钻探工程费用；有 时，整个钻探工程主要是为了抽水试验而进行。
7、抽水孔附近应有较好的排水条件，即抽出的水能 无渗漏地排到抽水孔影响半径区以外，特别应注意抽水量 很大的群孔抽水的排水问题；
观测孔的布置要求
布置抽水试验水位观测孔的意义：
（1）可以提高井流公式所计算出的水文地质参数的精度； （2）利用观测孔的水位，可用多种作图方法求解稳定流和 非稳定流的水文地质参数； （3）利用观测孔水位，可绘制出抽水的人工流场图，可分 析判明含水层的边界位置与性质、补给方向、补给来源及强 径流带位置等水文地质条件。
在影响半径范围内，两个或两个以上钻孔同时进行的抽水试验。 通过 干扰抽水试验确定水位下降与总涌水量的关系，从而预测一定降深下的开 采量或一定开采定额下的水位降深值，同时为确定合理的布井方案提供依 据。 试验性开采抽水试验
是模拟未来开采方案而进行的抽水试验。一般在地下水天然补给量不 充沛或补给量不易查清，或者勘察工作量有限而又缺乏地下水长期观测资 料的水源地，宜进行试验性开采抽水试验，并用钻孔实际出水量作为评价 地下水可开采量的依据。
三次降深值的确定，一般根据含水层的透水性和抽水设 备能力确定，降深尽可能大些，以便能充分揭露含水层性质。
稳定流抽水试验的主要技术要求
1、水位降深 （1）对于富水性较差的含水层或非开采含水层，可只做
抽水试验的目的和任务
抽水试验的概念
抽水试验是通过钻孔或水井抽水，定量评价含水层富 水性，测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件 的一种野外试验方法。
随着水文地质勘查阶段由浅入深，抽水试验在整个勘 查阶段中都占有重要比重，其成果质量直接影响着对调查 区水文地质条件的认识和水文地质成果的精确程度。在整 个勘查费用中，抽水试验的费用仅次于钻探工程费用；有 时，整个钻探工程主要是为了抽水试验而进行。
7、抽水孔附近应有较好的排水条件，即抽出的水能 无渗漏地排到抽水孔影响半径区以外，特别应注意抽水量 很大的群孔抽水的排水问题；
观测孔的布置要求
布置抽水试验水位观测孔的意义：
（1）可以提高井流公式所计算出的水文地质参数的精度； （2）利用观测孔的水位，可用多种作图方法求解稳定流和 非稳定流的水文地质参数； （3）利用观测孔水位，可绘制出抽水的人工流场图，可分 析判明含水层的边界位置与性质、补给方向、补给来源及强 径流带位置等水文地质条件。
在影响半径范围内，两个或两个以上钻孔同时进行的抽水试验。 通过 干扰抽水试验确定水位下降与总涌水量的关系，从而预测一定降深下的开 采量或一定开采定额下的水位降深值，同时为确定合理的布井方案提供依 据。 试验性开采抽水试验
是模拟未来开采方案而进行的抽水试验。一般在地下水天然补给量不 充沛或补给量不易查清，或者勘察工作量有限而又缺乏地下水长期观测资 料的水源地，宜进行试验性开采抽水试验，并用钻孔实际出水量作为评价 地下水可开采量的依据。
《水文地质学》ppt课件(2024)
01
02
03
04
水均衡法
通过计算区域水均衡要素，评 估地下水资源量。
解析法
利用数学物理方程描述地下水 运动，通过解析解计算资源量
。
数值法
建立地下水数值模型，模拟地 下水运动过程，评估资源量。
综合法
结合多种方法，综合考虑地质 、水文、气象等因素，进行综
合评价。
2024/1/29
16
地下水资源开发利用现状及问题
定义
研究地下水的分布、形成、运动 、化学和物理性质及其与周围环 境的相互关系的科学。
特点
综合性、区域性、实践性、预测 性。
4
水文地质学研究意义
水资源评价与合理开发
为水资源评价提供科学依据，指导水资源的合 理开发和利用。
工程地质问题
研究地下水对工程建筑物的影响，预测和防治 工程地质问题。
环境地质问题
物探
2024/1/29
应用地球物理勘探方法，如电法、磁 法、重力法等，间接推断地下水的分
布和埋藏条件。
钻探
利用钻探设备向地下钻进，获取岩芯 、水样等资料，揭示地下水的赋存状 态。
化探
通过采集和分析地下水、地表水、土 壤和岩石等样品中的化学元素和化合 物，了解水文地球化学特征。
21
水文地质图编制和成果表达
2024/1/29
8
地下水循环过程
01
02
03
地下水的补给
大气降水、地表水、凝结 水等通过包气带下渗，成 为地下水的补给来源。
2024/1/29
地下水的径流
在重力作用下，地下水由 高处向低处流动，形成地 下径流。
地下水的排泄
通过泉、人工开采、蒸发 等方式排泄到地表或大气 中。