水文地质学基本概念汇总
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。
水文地质学概念
第一章：地球上的水及其循环泄流概念：地下水呈带状以流向河流等地表水体的方式进行排泄。
越流：具有一定水头差的相邻含水层通过其间的弱透水层发生的水力联系动态：地下水的各要素（水位、水量、水质、水温、流速、流向等）在自然和人为因素的综合影响下随时间作有规律的变化。
湿度：表示大气干燥程度的物理量。
在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。
空气的干湿程度叫做“湿度”。
小循环与大循环：海洋与大陆之间的水分交换为大循环。
海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。
自然界的水循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文循环和地质循环两类。
地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
上地幔软流圈对流运动时的水分循环在成岩、变质和风化作用过程中水分子的分解与合成转换及分子态水进入矿物或从矿物中脱出形成再生水的转换水文循环：是发生于大气水、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。
主要气象要素包括：降水、蒸发、 湿度、气温和气压水文要素包括：流量、径流总量、径流模数、径 流深度和径流系数降水量和降水方式：降水量越大，蒸发量越大，同量的降水量，降水强度越小蒸发量越大径流：指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。
可分为地表径流和地下径流 。
径流特征值：流量：系指单位时间内通过河流某一断面的水量，单位为m 3/s 。
流量Q 等于过水断面面积F 与通过该断面的平均流速V 的乘积，即：Q=V·F径流总量:系指某一段T 内,通过河流某一断面的总水量,单位为m 3。
可由下式求得：W=Q•T径流模数：指单位流域面积F(km 2)上平均产生的流量,以L/s•km 2为单位，计算式为：径流深度：指计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度,单位为mm ，计算式为:径流系数：为同一时段内流域面积上的径流深度Y(mm)与降水量X(mm)的比值：以小数或百分数表示。
水文地质学基础.doc
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。
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。
(完整版)《水文地质学基础》要点-吉林大学
1 13
度
中所含水汽的质量.absolute humidity
大气中实际水汽含量14
对湿度与饱和水汽含量之比，数值上也等于实际水气压
度
与同温度下饱和水气压的比值.relative humidity
地 下 水 研究地下水在孔隙岩石，裂隙岩石和岩溶（喀斯特）岩 1 15
2 35
隙
（沉积岩）而产生的裂隙.如玄武岩中的柱状节理.
构 造 裂 指岩石在构造变动中受力而产生的裂隙.其特点是具有
2 36
隙
方向性，大小悬殊，分布不均匀. structural fissure
风 化 裂 是指岩石在风化营力作用下发生破坏而产生的裂隙，主
2 37
隙
要分布于地表附近.weathering fissure
1 29
数
值.runoff coefficient
2 30 空隙
是指岩石中没有被固体颗粒占据的空间.是岩石中孔 隙，裂隙和溶隙（溶洞）的总称.void space
2 31 孔隙
是指组成松散岩石的物质颗粒或其集合体之间的空隙. 其多少可以用孔隙度表示.pore/pore space
孔隙度
2 32
是指某一体积岩石中孔隙体积所占的比例.porosity
度，以毫米数表示.precipitation
是指水由常温下由液态变为气态进入大气的过程，亦即
1 18 蒸发
温度低于沸点时，水分子从液态或固态水的自由面逸出 而 变 成 气 态 的 过 程 或 现 象 .通 常 用 蒸 发 皿 观
测.evaporation
水面蒸
1 19
发生于河流，湖泊，水库等自由水面的蒸发.
flow rate/ flux
水文地质学重点
第一节：水文地质学基础1．地下水：地下水是赋存于地面以下土层和岩石空隙中的水。
地下水起源渗入水：降水渗入地下形成的水，是地下水形成的主要形式凝结水：空气中的水汽在颗粒和岩石外表凝结形成地下水初生水：岩浆中别离出来的气体冷凝形成的水埋藏水：与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水径流的定义：径流是指一个流域内的降水除去消耗于蒸发以外的全部水流。
径流流量决定于流域面积规模和降水量等。
第二节：地下水的赋存〔体积〕裂隙率：裂隙的体积〔Vr〕与包含裂隙在内的岩石的总体积〔V〕之比。
面裂隙率：裂隙的总面积与岩层面总面积之比线裂隙率：裂隙的总宽度与岩芯总长度之比。
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。
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〕〔注意与释水率的区别透水性：透水性指岩石可以被水透过的性能。
渗透系数〔水力传导系数〕：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。
渗透率〔内在透水率〕：衡量岩石透水性大小的指标称渗透率。
与渗透液体的性质无关。
一般情况下，地下水的容重和粘滞性改变不大，可用渗透系数近似当作岩层的透水性指标。
含水层：能透过水并给出相当数量水的岩层。
1.含水层形成的条件岩层具有储存重力水的空间〔孔隙、裂隙、溶隙〕2.具备储存地下水的地质结构〔透水-含水-隔水、隔水-含水-隔水〕3.具有充足的补给水源含水层与透水层的区别：含水层首先应该是透水层，是透水层中位于地下水位以下经常为地下水所饱和的部分上部未饱和的部分则是透水不含水层。
故一个透水层可以是含水层，如冲击沙砾含水层，也可以是透水不含水层，如坡积亚砂土层，还可以是一部分为位于水面以下的是含水层，另一部分位于水面以上的为透水不含水层含水带：是指空间延伸长度较大，而宽度有限的狭长带状地带。
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。
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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
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
网上应能下载 到 相应资料
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
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
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
在有些教科书中也称为水力传导率 （hydraulic conductivity）
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
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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
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
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）
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）
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。
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 Logo 岩溶承压水
水位与埋深
潜水埋深 (m) 承压水水头 (m) 潜水
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（ຫໍສະໝຸດ arcy’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
潜水与潜水含水层图
6 3 8 4 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