水文地质学期末复习
水文地质期末复习重点讲解

⽔⽂地质期末复习重点讲解绪论1.⽔⽂地质学:⽔⽂地质学是研究地下⽔的科学。
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兴利除害,为⼈类服务的科学。
2.研究对象:地下⽔3.研究内容:地下⽔的形成与转化;地下⽔的类型与特征;饱⽔带及包⽓带中⽔分和溶质的运动;地下⽔动态与⽔均衡;地下⽔资源计算与评价;地下⽔资源系统管理;4.地下⽔的功能:宝贵的⾃然资源;重要的⽣态环境因⼦;灾害因⼦;活跃的地质营⼒;地球内部信息载体第⼀章地球上的⽔及其循环1.⽔循环: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。
⽔⽂循环:是指发⽣于⼤⽓⽔、地表⽔和地下⽔之间的⽔循环⽔⽂循环分类:路径不同:⼤循环(海-陆)和⼩循环(海-海或陆-陆);时空尺度:全球⽔⽂循环,流域⽔⽂循环,⽔-⼟-⽣系统2.⽔系:是指汇流于某⼀⼲流的全部河流所构成的地表径流系统。
流域:是指⼀个⽔系的全部集⽔⾯积,亦即地表⽔或地下⽔的分⽔岭所包围的集⽔区域。
分⽔岭(分⽔线):是指相邻两个流域之间地形最⾼点的连线。
3.径流模数:是流域内单位⾯积单位时间产⽣的径流量,单位为L/s·km2,计算公式M=Q/F×103。
径流深度:是某⼀时段内的径流总量均匀分布于整个流域⾯积上所得到的平均⽔层深度,单位为mm,计算公式R=W/F·10-3。
径流系数:是同⼀时段内流域⾯积上的径流深度R(mm)与降⽔量P(mm)的⽐值,表⽰为b=R/P。
第⼆章岩⽯中的空隙与⽔分1、空隙:岩⽯中没有被固体颗粒占据的那部分空间,是地下⽔赋存场所和运移通道。
类型:松散岩⽯中的孔隙;坚硬岩⽯中的裂隙;可溶岩⽯中的溶⽳空隙特征的表征指标:孔隙---孔隙度(n);裂隙---裂隙率(Kr);溶⽳(溶隙)---岩溶率(Kk)2、岩⽯的⽔理性质:是与⽔的储容、运移及释出有关的岩⽯性质的总称。
水文地质学期末复习要点

1.降雨的类型、特点;哪种类型的降雨对地下水贡献最大?细雨:持续时间长,雨势强度小,形成微弱的地表径流,无地下径流,可形成包气带水;暴雨:持续时间短,雨势强度大,对地表径流贡献较大,对地下径流贡献小;淫雨:持续时间长,雨势强度中等,能形成有效地地表和地下径流,是径流补给的主要来源;暴淫雨:持续时间长,雨势强度很大,易造成大面积的洪涝灾害。
2.重力水:固相表面结合水层以外的水分子,受重力的影响大于固相表面吸引力,在重力作用下发生运移。
3.结合水:固相表面由于分子引力而吸附的水分子,其固相表面引力大于自身的重力。
4.裂隙率的表征方式。
5.水理性质及其相互关系。
Page 21—22.6.含水层的形成条件。
(1)具有储存重力水的空间;(2)具有储存地下水的地质构造(透水—含水—隔水或隔水—含水—隔水);(3)具有充足的补给来源。
7.潜水和承压水的特点及其区别。
饱水带中第一个具有自由表面且有一定规模的含水层中的重力水,称为潜水。
充满于两个隔水层之间的含水层中的水,称为承压水。
8.稳定水位、初见水位、承压水位、含水层厚度的含义及其相互关系。
承压含水层上部的隔水层称为隔水顶板,下部的隔水层称为隔水底板,顶板和底板之间的垂直距离为承压含水层厚度;井孔揭露承压水含水层隔水顶板的底面时,瞬间测得的是初见水位;初见水位升到顶板底面以上一定稳定高度时测得的水位称为稳定水位;稳定水位的高程便是该点承压水的测压水位;稳定水位与隔水顶板高程之间的差值为承压高度,即该点承压水的测压高度。
9.天然地下水达西定律的表达方式;根据给出的图判断分水岭的位置等水文信息。
10.地下水的基本成因类型及其化学特征;地下水化学成分的形成作用。
地下水化学成分的形成作用包括:溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用、混合作用。
从形成地下水化学成分的基本组分出发,可将地下水分为三个主要成因类型:溶滤水、沉积水和内生水。
11.库尔洛夫式的应用。
水文地质学复习资料

第一章:地球上的水及其循环
1.3 与水文循环有关的气象、水文因素 1.3.1 气象因素
自然界中水循环的重要环节——蒸发、降水,都与大气的物理 状态密切相关;气象和气候因素对水资源的形成与分布具有重 要影响。 1.3.1.1 大气圈的结构 大气的主要成分是氮(78%)和氧(21%),此外还有二氧化 碳、臭氧、水汽及固态尘埃等。水汽在大气圈中分布不均匀。 以体积百分比表示,大气中水蒸汽的含量平均为:赤道带 2.6%,北纬70°处0.2%,90°纬度带0.9%。在大气层中水 汽的垂向分布也不均匀。大气圈最下部3.5km 范围内集中了其 全部水量的70%,下部5km 范围内含全部水量的90%,再往 高处水汽含量已十分稀少了。
2011年1月
第一章:地球上的水及其循环
(1) 浅部层圈水 从大气圈到地壳上半部属浅部层圈水。其中分布有大气水、地表水、 地液下态水为以 主及 ,生 也物 呈体 气中态的与水固,态这存些在水。均据以联自合由国态教科H2文O 组分织子资形料式,存不在包,括以 生物体中的水与矿物中的水,浅部层圈中水的总体积约为 13.86×108km3。若将这些水均匀平铺在地球体表面,水深约为 2718m。但其中咸水约占97.47%,淡水只占53%。地球浅部层圈 水的分布水 体 体积(km3) %
(3)本世纪中叶至今的发展时期。1946年起,雅可布和汉图什等论述了孔隙承压含
水层的越流现象。英国博尔顿和美国的纽曼分别导出了潜水完整井非稳定流方程。
2011年1月
绪言
5、水文地质学相关学科 地下水动力学、 水文地球化学、供水水文地质学、 矿床水 文地质学、农业水文地质学、区域水文地质学、古水文地质学 以地质学为基础,同时又与岩石学、构造地质学、地史学、地 貌学、第四纪地质学、地球化学等学科关系密切。工程地质学 是与水文地质学是同时相应发展起来的,因此两者有不少内容 相互交叉。 地下水积极参与水文循环,一个地区水循环的强度与频率,往 往决定着地下水的补给状况。因此,水文地质学与水文学、气 象学、气候学有密切关系,水文学的许多方法也可应用于水文 地质学。地下水运动的研究,是以水力学、流体力学理论为基 础的,并应用各种数学方法和计算技术。
水文地质学期末复习

⽔⽂地质学期末复习⽔⽂地质学期末复习第⼀章绪论1、⽔⽂地质学:⽔⽂地质学是研究地下⽔的科学。
2、地下⽔:赋存于地⾯以下岩⽯空隙中的⽔。
3、地下⽔的功能和作⽤:(1)基本功能:●宝贵的⾃然资源●重要的地质营⼒●不可忽视的灾害因⼦●活跃灵敏的⽣态环境因⼦●极有价值的信息载体(2)作⽤:作⽤根据地下⽔的功能⾃⼰解释即可。
4、⽔⽂循环:⽔⽂循环是⼤⽓⽔、地表⽔和地壳浅表地下⽔之间的⽔分交流。
5、地质循环:发⽣于⼤⽓圈到地幔之间的⽔分交换称为地址循环。
6、⽔圈:从地表到地幔带各个层圈所构成的具有⼀定⽔⼒联系的统⼀的含⽔整体。
第⼆章地下⽔的赋存条件⼩编有语:本章知识是重点。
讲述了地下⽔的赋存条件,赋存的空间类型(孔隙、裂隙、溶⽳),岩⼟中的⽔(结合⽔、重⼒⽔、⽑细⽔),同时还介绍了⼀些相关的参数,如给⽔度、含⽔量等,最后引出地下⽔的赋存(含⽔层和潜⽔等概念)。
1、岩⽯中的空隙总共分为三类:空隙、裂隙和溶⽳。
在此之前,我们先来看两个概念:(1)什么叫空隙:岩、⼟中各种类型的空洞的总称。
(2)什么叫岩⽯空隙:岩⽯空隙是地下⽔赋存场所和运移通道。
2、空隙特征的表征指标:(1)孔隙:孔隙是指颗粒及颗粒集合体之间的空隙,称为孔隙。
孔隙度(n )是描述松散岩⽯中孔隙多少的指标。
定义:某⼀体积岩⽯(包括颗粒⾻架与空隙在内)中孔隙体积所占的⽐例。
%100?=V Vnn影响因素:a. 与排列有关——紧密与疏松理想最疏松孔隙为47.64%(⽴⽅体排列),最紧密排列孔隙为25.95%(四⾯体排列)。
b. 与颗粒分选有关(颗粒均匀程度)c. 与颗粒形态(棱⾓)有关影响孔隙度⼤⼩的主要因素是试样的分选程度。
(2)裂隙:固结的坚硬岩⽯中存在的各种应⼒作⽤下产⽣的裂缝。
(3)溶⽳:可溶的沉积岩,在低下⽔溶蚀下形成的空洞。
3、岩⽯中岩⽯的⽔理性质指标及其影响因素(空隙度、持⽔度、给⽔度、含⽔量、储⽔系数;渗透性;)容⽔度:岩⽯完全饱⽔时,所能容纳的最⼤⽔体积与岩⽯总体积之⽐。
水文地质基础期末复习题

水文地质学复习题一、名词解释1、水文地质学研究的是:水文地质学是研究地下水的科学。
它研究地下水与岩石圈、地幔、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下,其水量与水质在时间和空间上的变化,以及对各个圈层产生的影响,从而服务于人类与自然相互协调的可持续发展。
2、岩土空隙:是地下水的储容空间和传输通道。
3、空隙的特征:多少、大小、形状、方向性、连通程度及空间变化。
4、孔隙:松散岩石中,颗粒或颗粒集合体之间的空隙5、孔隙度:是单位体积岩土(包括孔隙在内)中孔隙所占的比例。
6、给水度:是指地下水位下降单位体积时,释出水的体积和疏干体积的比值,记为μ。
7、有效应力:是岩土骨架所承受的应力。
8、含水层:是饱水并能传输与给出相当数量水的岩层。
9、隔水层:不能够透过并给出相当数量水的岩层10、潜水:饱水带中第一个具有自由表面且有一定规模含水层中的重力水。
11、承压水:充满于两个隔水层之间的含水层中的水。
12、渗流:地下水在岩土空隙中的运动,发生渗流的区域为渗流场。
13、层流运动:在岩层空隙中流动时,水的质点作有秩序的、互不混杂的流动。
14、紊流运动:在岩层空隙中流动时,水的质点作无秩序地、互相混杂的流动。
15、稳定流:水在渗流场内运动,各个运动要素(水位、流速、流向)不随时间改变。
16、非稳定流:水在渗流场中运动,各个运动要素随时间变化的水流运动。
17、水力梯度:沿渗透途径水头损失与相应渗透途径之比。
18、溶滤作用:在水与岩土相互作用下,岩土中一部分物质转入地下水中,就是溶滤作用。
19、入渗系数:大气降水量补给地下水的份额,采用降水补给系数。
20、泉:是地下水的天然露头,地下水面或地下水含水通道与地形面相切时,地下水呈点状或散点状涌出地表成泉.21、地下水动态:地下水各种要素(水位,水量,化学组分,气体成分等)随时间变化。
22、地下水均衡:某一时段,某一范围内地下水水量(盐量,热量等)的收支情况。
23、均衡区:进行均衡计算所选定的地区. 均衡期:进行均衡计算的时间段.24、正均衡:某一均衡区,在一定均衡期内地下水水量的收入大于支出,表现为地下水储存量增加,称为正均衡25、.负均衡:反之,支出大于收入,地下水储存量减少,称为负均衡二、简答题1、地下水中气体的意义:一方面,气体成分能够说明地下水所处的地球化学环境;另一方面,有些气体会增加地下水溶解某些矿物组分的能力。
水文地质学考试复习资料

01.地下水:指赋存和运动于地表以下土层中和岩石空隙中的水02.矿水:当地下水中的特殊的化学成分或气体含量达到一定指标时,称其为矿水。
若矿水以泉的形式出露地表,称为矿泉水03.潜水:潜水是埋藏在地表以下,第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重力水04.承压水:埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水05.渗透系数:水力坡度为1时,渗透系数在数值上等于渗流速度,渗透系数不仅取决于岩石的性质,而且与渗透液体的物理性质有关06.渗透率(内在透水率):衡量岩石透水性大小的指标称渗透率07.含水层:能透过水并给出相当数量水的岩层08.隔水层:不能透过并不能给水或只能透过与给出极少量水的岩层09.给水性:饱水岩石在重力作用下,能自由给出一定水量的性能10.给水度:地下水下降1个单位深度时,单位水平面积的岩石柱体在重力作用下释放出水的体积(单位体积在重力作用下释放出水量)11.渗透:地下水在岩石空隙中的运动称为渗透12.渗流:不考虑渗流途径的迂回曲折,不考虑岩层的颗粒骨架,假想地下水充满整个岩石空间并只向整体水流方向流动的水流称为渗流13.永久硬度:水加热沸腾后,仍留在水中的Ca2+、Mg2+的含量14.暂时硬度:水加热沸腾后,由于脱碳酸作用,从水中析出的那部分Ca2+、Mg2+含量14.静止水位(测压水位):在承压水的承压区,如果施工钻孔或水井,其内稳定的水的位置称为静止水位15.水头:渗流场中某一点位置至基准面的高度Z,称为位置水头;该点压强的液柱高度,称为压强水头;二者之和称为测压水头16.包气带:土壤中重力水水面以上部分称包气带17.饱水带:地下重力水水面以下部分称为饱水带。
18.入渗率:单位时间内通过单位地表面积入渗的水量称为入渗率18.入渗系数:是年降水入渗量与年降水量的比值,是影响大气降水入渗补给多种因素的综合体现19.含水岩段:某一厚度较大的含水层内,由于不同层段的含水性差异较大,而划分出的不同强、弱含水层段或相对隔水层段20.含水岩组:指具有统一的水力联系和一定的水化学特征的多层含水层的空间组合21.流网:地下水中水流的方向总是指向水头变化最大的方向,即等水头线和流线垂直,一系列流线和等水头线组成的网格称为流网22.强径流带:在某些发育不均一的泾流场中,强径流区段往往成不规则的带状展布,故称之为强径流带或集中径流带23.线裂隙率:裂隙的总宽度与岩芯总长度之比24.总矿化度:指地下水中所含各种离子分子及化合物的总量,包括所有溶解状态和胶体状态的成分,不包括游离状态的气体成分,它表示地下水中含盐量的多少,是表征水矿化程度的指标01.影响地下水动态的因素a气候因素:主要是降雨、蒸发及气压等因素。
水文学与水文地质复习资料

水文学与水文地质复习资料一、名词解释潜水:埋藏于地表以下第一个稳定隔水层以上,具有自由水面的重力水。
年径流:一年内通过河流某一断面的水量。
设计洪水:根据设计标准确定的按一定频率出现的洪水。
累积频率率:等于及大于某水文特征值出现的频率。
二、填空题野外识别断层的根据有构造标志、岩层标志、水文地质标志与地貌标志。
在河流中游的低山丘陵区,以侧方侵蚀作用为主,河床内横向环流冲刷凹岸,使粗大的砂卵石被搬运到凸岸一边河底沉积下来,逐渐形成滨河浅滩。
在洪水期滨河浅滩被淹没,沉积一些粉细砂和粘土物质,便形成了河漫滩下粗上细的二元结构。
三、选择题C越大,概率密度曲线越(A )va、矮胖、离散b、尖瘦、集中c、对称d、不对称倾斜岩层是由( C )(a)原来呈水平状态的岩层,经大区域内的均匀抬升形成的。
(b)原来呈水平状态的岩层,经大区域内的均匀下降形成的。
(c)原来呈水平状态的岩层,经大区域内的不均匀抬升或下降形成。
(d)原来就呈倾斜状态下列说法不正确的是(D)(a)承压水的水压面是一个势面(b)潜水面是实际存在的(c) 承压水补给区与分布区一致(d)潜水的补给区与分布区一致30年一遇的洪水,是指 ( B ) 。
a.大于等于这样的洪水每隔30年必然会出现一次;b.大于等于这样的洪水平均30年可能出现一次;c.小于等于这样的洪水正好每隔30年出现一次;d.小于等于这样的洪水平均30年可能出现一次上、下岩层的产状彼此平行,岩层间有关侵蚀特征,其接触关系为(B)(a)整合接触 (b)平行不整合接触(c)角度不整合接触(d)火成接触四、简答题:推导地下水流向潜水完整井的稳定运动的公式答:地下水向流向潜水完整井的稳定运动如图所示,围绕井轴取一过水断面,该断面距井轴的距离为r ,该处的过水断面高度为h ,从而,其过水断面积为rh πω2=水力坡度dr dh I = 则当地下水遵循直线渗透定律运动时,穿过该断面的流量为rh dr dh K KI Q πω2== 分离变量,r dr K Q hdh ⋅=π2并在r0到R ,h0到H 间积分,⎰⎰=Rr H h r dr K Q hdh 002π整理后得 0202lg 364.1r R h H K Q -= 上式即为潜水完整井稳定流运动时的出水量计算公式,也称裘布依公式写出暴雨强度公式并注明各项的意义答:写出暴雨强度公式nb t T C A q )()lg 1(1671++=各字母的意义式中 q –设计暴雨强度,L/(s .hm2)t –降雨历时,min ;T –设计重现期,a 。
《水文地质学》期末考试复习资料

第一章自然界的地下水1、自然界的水循环:自然界的水,包括大气水、地表水和地下水,彼此密切联系,经常不断互相转化。
这种彼此转化的过程就是自然界的水循环。
与地下水的关系:水循环的一部分渗入地下,转换成地下水。
2、水循环的主要环节:蒸发,降水和径流。
3、岩石是空隙性:松散岩石中的孔隙,坚硬岩石中的裂隙和可溶性岩石中的溶隙。
孔隙:松散岩石是由大小不等、形状各异的颗粒组合而成的,颗粒之间或颗粒集合体之间的空隙。
空隙:固结的坚硬岩石(沉积岩、岩浆岩和变质岩)受力破裂形成的空隙。
溶隙:可溶性岩石(石灰岩、白云岩等)中的裂隙经水流长期溶蚀扩展而形成的空隙4、松散岩石孔隙率的大小有关的因素:①岩石的分选性②岩石的密实程度③岩石颗粒形状④岩石的胶结程度;通常情况下颗粒越小,岩石越疏松,分选性越好,磨圆度和胶结度越差,孔隙度就越大。
5、岩石中各种形式的水及其特点:①气态水:即水汽存在于未饱水的岩石空隙中。
②结合水:在岩石颗粒的静电吸附能力的作用下,水分子能牢固地吸附在颗粒表面,形成水分子薄膜,这层水膜就是结合水。
③毛细水:赋存在地下水面以上毛细空隙中的水。
④重力水:重力影响大于吸引力,能在自身重力影响下运动的水。
⑤固态水:当岩石的温度低于水的冰点时,储存于岩石空隙中的水便冻结成冰,从而形成固态水。
6、持水性越强的岩石,给水性与透水性不一定越强。
7、容水性指岩石空隙能容纳一定水量的性能,理论上等于孔隙度。
持水性指在重力作用下仍能保持一定水量的性能,颗粒越小持水度越大。
给水性指饱水岩石在重力作用下能自由排出一定水量的性能,容水度减去持水度。
透水性指岩石允许水透过的性能,主要与岩石的孔隙大小有关。
8、粘土的孔隙度比粗砂大,但粘土是不透水层粗砂是很好的透水层,为什么?因为粘土属细颗粒土,细颗粒土由于结合水占据了大部分空隙,粒间孔隙极小,地下水流动阻力极大,所以透水能力差。
9、为什么岩石颗粒越大,越均匀,透水性越强?因为岩石颗粒越大,越均匀,颗粒之间的空隙便越大,地下水流受阻力较小,水从中透过的能力就越强。
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水文地质学期末复习第一章 绪论1、水文地质学:水文地质学是研究地下水的科学。
2、地下水:赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3、地下水的功能和作用:(1)基本功能:● 宝贵的自然资源● 重要的地质营力● 不可忽视的灾害因子● 活跃灵敏的生态环境因子● 极有价值的信息载体(2)作用:作用根据地下水的功能自己解释即可。
4、水文循环:水文循环是大气水、地表水和地壳浅表地下水之间的水分交流。
5、地质循环:发生于大气圈到地幔之间的水分交换称为地址循环。
6、水圈:从地表到地幔带各个层圈所构成的具有一定水力联系的统一的含水整体。
第二章 地下水的赋存条件小编有语:本章知识是重点。
讲述了地下水的赋存条件,赋存的空间类型(孔隙、裂隙、溶穴),岩土中的水(结合水、重力水、毛细水),同时还介绍了一些相关的参数,如给水度、含水量等,最后引出地下水的赋存(含水层和潜水等概念)。
1、岩石中的空隙总共分为三类:空隙、裂隙和溶穴。
在此之前,我们先来看两个概念:(1)什么叫空隙:岩、土中各种类型的空洞的总称。
(2)什么叫岩石空隙:岩石空隙是地下水赋存场所和运移通道。
2、空隙特征的表征指标:(1)孔隙:孔隙是指颗粒及颗粒集合体之间的空隙,称为孔隙。
孔隙度(n )是描述松散岩石中孔隙多少的指标。
定义:某一体积岩石(包括颗粒骨架与空隙在内)中孔隙体积所占的比例。
%100⨯=V Vnn影响因素:a. 与排列有关——紧密与疏松理想最疏松孔隙为47.64%(立方体排列),最紧密排列孔隙为25.95%(四面体排列)。
b. 与颗粒分选有关(颗粒均匀程度)c. 与颗粒形态(棱角)有关影响孔隙度大小的主要因素是试样的分选程度。
(2)裂隙:固结的坚硬岩石中存在的各种应力作用下产生的裂缝。
(3)溶穴:可溶的沉积岩,在低下水溶蚀下形成的空洞。
3、岩石中岩石的水理性质指标及其影响因素(空隙度、持水度、给水度、含水量、储水系数;渗透性;)容水度:岩石完全饱水时,所能容纳的最大水体积与岩石总体积之比。
反映岩石最大含水能力。
注意:除粘土外,岩石容水度一般与空隙度相当。
含水量:是松散岩土孔隙中所包含的水与岩土的比值。
反映岩石样实际保留水分的状况给水度: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。
持水度(Sr)定义: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。
储水系数:测压水位下降(或上升)一个单位深度,单位水平面积含水层释出(或储存)的水体积。
渗透性:渗透性是指岩体传输水或者其他流体(如油气)的性能。
4、包气带与饱水带概念及地下水存在形式地下水面(水位):地下一定深度岩石中的空隙被重力水所充满,形成一个自由水面,以海拔高度表示称之地下水位。
地下水面之上称为包气带。
地下水面之下为饱水带。
●水的存在形式:包气带:结合水、毛细水(各种)、重力水、气态水饱水带:①重力水②结合水5、含水层、隔水层、弱透水层;地下水的分类依据;含水层(Aquifer):能够透过并给出相当数量水的岩层。
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。
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。
⏹地下水分类依据:主要依据——含水介质的类型(赋存空间:孔隙水、裂隙水、和岩溶水)、埋藏条件(赋存部位:潜水承压水和上层滞水)含水介质三类,埋藏三分,组合共分为9类6、潜水、承压水的基本概念与特征:潜水:埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具自由表面的重力水。
◆特征:(1)补给来源:潜水直接与大气相通,可通过包气带接受降水、地表水等补给◆(2)动态特征:受气象、水文因素影响明显,变化快(水量、水位季节性变化)。
受人为因素影响也显著,易污染。
◆(3)循环交替:水循环周期短,更新恢复速度快。
◆(4)潜水面形态:潜水面形状受地形影响,潜水水位与地形的起伏相一致而较缓和。
◆(5)水化学特征:水的矿化度与地形、水的交替有关。
湿润气候区,地形切割强烈、水交替强烈地区地下水矿化度低。
干旱气候区细颗粒组成的盆地平原易形成咸水。
承压水:充满于2个隔水层(或弱透水层)之间的含水层中的水。
特征:(1)承压性:承压性-承压含水层水头高于隔水顶板(2)补给与排泄条件有隔水顶板,参与水循环不积极(补给、排泄),超采后不易恢复有限区域与外界联系,水循环迟缓些,水交替慢,平均滞留时间长(年龄老或长)——恢复性差。
(3)水化学特征不易受污染,水质变化大,矿化度一般要高点,可以保留―古老‖水。
(4)动态特征:动态随季节不变化明显,比潜水要稳定些,如果分布面积大,厚度稳定则调节能力很强。
(5).储水与释水特征:增加的水量通过水的密度加大及含水介质空隙的增加而容纳。
承压含水层排泄时,减少的水量表现为含水层中水的密度变小及含水介质空隙缩减。
第三章地下水运动的基本规律1.渗透: 地下水在岩石空隙中的运动,水质点运动途径多变;流速多变。
2.渗流: 对实际的地下水进行概化,概化后的地下水流称为渗流3.层流: 在岩石空隙中渗流时,水质点作有秩序的、互不混杂的流动。
4.紊流: 水质点无秩序地、互相混杂的流动。
5.稳定流: 地下水的各个运动要素(水位、流速、流向等)不随时间改变。
6.非稳定流: 地下水的各运动要素随流程、时间等不断发生变化的水流。
7.均质岩层: 渗流场中所有点都具有相同参数(K)的岩层。
8.非均质岩层: 渗流场中所有点不都具有相同参数的岩层。
9.各向同性岩层:渗流场中某一点的渗透系数不取决于方向,即不管渗流方向如何都具有相同渗透系数的岩层。
10.各向异性岩层:渗流场中某一点的渗透系数取决于方向,渗透系数随渗流方向不同而不同的岩层。
11.达西实验: H.Darcy—法国水力学家,1856年(以实验为基础研究时期)通过大量的室内实验得出了达西定律。
1)等径圆筒装入均匀砂样,断面为ω;2)上(下各)置一个稳定的溢水装置——保持稳定水流;3)实验时上端进水,下端出水——示意流线;4)砂筒中安装了2个测压管,相距L5)下端测出水量(outflow)—Q达西定律: Q = K ω I = ω V应用:A. 已知某均质含水层,含水层渗透系数为K,沿径流方向有两个水位观测孔,孔间距为L,两观测孔观测水位分别为Ha和Hb,求:沿地下水流方向的单宽流量。
B. 求水平等厚承压含水层流量和承压水头线。
承压含水层由均质等厚的砂组成,隔水底板水平,地下水做水平稳定运动。
砂层中的渗流是缓慢的,属层流,符合达西定律:设x (0,L), 并对应的测压水位为h,根据上式可写成如下两式:结论:均质水平等厚承压含水层的测压曲线是直线。
C. 计算潜水含水层流量和潜水位曲线有一潜水含水层由均质的砂组成,隔水底板水平,在平面上水流呈稳定平行流动。
由达西定律的单宽流量:同样设x (0,L), 并对应的潜水位为h,可通过流量相等推导出潜水位曲线公式:12渗透流速: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。
水力梯度:单位距离上的水头损失,是沿渗流途径上的水头损失与相应的渗流长度之比渗透系数: 水力梯度为I =1 时的渗透流速(V=KI)流线: 渗流场中某一瞬间的一条曲线,曲线上各水质点在此瞬间的流向均与此线相切。
迹线: 渗流场中某一段时间内某一质点的运动轨迹。
流网: 在渗流场的某一典型剖面或切面上由一系列等水头线和流线所组成的网络。
13均质各向同性介质中的流网:(一)流网形态:地下水沿水头变化最大的方向运动(垂直于等水头线方向),流线与等水头线构成正交网格。
(二)流网绘制方法(1)确定分流线:流线由源指向汇,流线趋向可初步确定;分流线相当于隔水边界。
(2)根据边界条件绘制容易绘制的流线或等水头线a. 定水头边界:相当于等水头线,等水头面。
b. 隔水边界:相当于流线。
c. 潜水面边界:无入渗补给时为流线有入渗补给时,水面即不是流线也不为等水头线(3)按照“正交”原则,等间距内插其它的流线或等水头线。
14.河间地块地下流网:水文地质信息:1.由分水岭到河谷,流向从由上向下到接近水平再向上;2.在分水岭地带打井,井中水位随井深加大而降低;河谷地带井水位则随井深加大而抬升;3.由分水岭到河谷,流线愈密集,流量增大,地下径流加强;4.由地表向深部,地下径流减弱;5.由分水岭出发的流线,渗透途径最长,平均水力梯度最小,地下径流交替最弱,近流线末端河谷下方,地下水的矿化度最高。
15.流线与流网的性质:(1)流线跟等水头线正交;(2)注意流场的边界类型和补给排泄特征;(3)等水头线越密说明水力梯度越大;流线越密说明地下水径流越强;(4)潜水面可能是流连,也可能不是流线流线的性质: a. 流线不能相交(同一时刻不可能有两个流向)b. 流线光滑不能有急转折(若有转折,在转折点有两个流向)c. 流线相当于隔水边界(只能在其间运动,不能穿过流线运动)d. 流线的形状受控于边界的性质和形状(平行于隔水边界,垂直于供水边界)流网的用途与性质(一)用途a. 根据流线方向可以看出任一点的流向;b. 根据等水头线可以看出任一点水位的变化;c. 流线的密疏可以反映地下径流的强弱;d. 等水头线的密疏则说明水力梯度的大小。
e. 追踪污染物质的运移f. 判断水文地质条件(含水层条件;边界条件;与地表水关系)(二)性质a. 在各向同性介质中,流网为正交网格。
(水沿水力梯度最大的方向运动)b. 对于稳定流,流线与迹线重合;对于非稳定流可以划分为多个小单元,每个小单元可以看作稳定流。
c. 对于稳定流,流网不随时间变化。
第四章地下水的理化性质及形成作用1、地下水的物理性质指标地下水的物理性质是地下水的比重、温度、透明度、颜色、味、嗅味、导电性、放射性等物理特性的总和。
2、地下水温度的控制因素;地下水的温度受其赋存与循环所处的地温控制。
主要和其深度有关。
根据地热梯度可以计算某一深度地下水的水温,引入两个概念:☐地热梯度r:在增温带,深度每增加100m,所增高的温度值。
单位为o C/100m。
☐地热增温级G:温度每升高1℃所需增加的深度(m)称为地热增温级(单位:m /oC)。
例:已知年平均气温(t)、年常温带深度(h)、地温梯度(r)时,可估算某一深度(H)的地下水水温(T):T= t+ (H-h).r。
3、地下水中的离子与气体等成分特点、来源;地下水中常见的气体成分有O2、N2、H2S 、CH4和CO2等。
来源:●O2、N2是氧化环境(开放、与大气相通)的标志;●H2S 、CH4是还原环境(封闭、与大气隔绝)的标志;●CO2的来源:生物化学作用;地壳深处灰岩遇热分解地下水中分布最广、含量较多的离子共七种:Cl-, SO42-,HCO3-,Na+, K+, Mg2+, Ca2+。