最新《水文地质学》复习资料 (1)
水文地质复习资料
地下水:是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。
地表水:分别存在于河流、湖泊、沼泽、冰川和冰盖等地表水体中的水的总称。
大气降水:从云中降落到地面上的液态水或固态水，统称为大气降水，包括雨、雪、霰、冰雹等。
老窑水:积存于废弃矿井、采空区或巷道中的地下水。
正常涌水量：指矿井开采期间，单位时间内流入矿井的水量。
最大涌水量：是指矿井开采期间，正常情况下矿井涌水量的高峰值。
矿井水:指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水。
矿井突水：矿井突水是指煤矿在正常生产中突然发生的具有一定数量来势凶猛的涌水现象。
井下防治水措施有哪些？答：1）超前探放水；2）留设防水煤（矿）柱；3）构筑水闸门（墙）；4）注浆堵水1、井下防治水主要包括哪些内容?答：(1)探放水：包括老窑水、含水断层、强含水层、上层采空积水(2)煤矿酸性水防治：排放、冲淡、中和、改进排水设备耐酸行。
(3)井下防水煤柱的留设：防露头渗水、防断层导水、防导水陷落柱、防强含水层、防被淹井巷(4)井下截水建筑物设置：防水闸门、防水墙(5)含水层疏排：巷道排放、钻孔排放、疏放降压钻孔、吸水钻孔。
2、影响矿井水灾害的因素有哪些?答：影响矿井水灾害的因素包括自然因素和人为因素。
自然因素有：大气降水、地形、地表水、井巷围岩的性质、地质构造。
大气降水决定了整个矿区的水量丰富程度。
地形影响了水流和地下水的补给。
地表水是不仅会影响地下水的富水性也会直接溃入矿井。
井巷围岩的性质不同可以分为：含水层和隔水层，含水隔越厚、裂隙越发育，其富水性越强，含水层的水压力越大，其发生水害的可能性越大。
隔水层厚度越厚，岩层阻水性能越好，发生水害的可能性越小。
地质构造岩层中的断层、裂隙、节理等都是导水的优势面，导水岩溶陷落柱更是重要导水通道，易发生重大突水事故。
人为因素有：老空积水、导水钻孔、采掘破坏、长期排水。
老空水难以探查，容易突然溃水。
钻孔如封闭不良或在掘进过程中，在巷道周边会产生松动圈，会导致含水层的水进入巷道。
水文地质复习资料
1、工程地质学研究人类工程活动与地质环境之间的相互联系、相互制约的关系，以便科学评价、合理利用、有效改造和妥善保护地质环境的科学。
地质环境指的是受人类活动影响的地球表层的地质空间, 即大气圈、水圈和岩石圈相互交汇而成的地质空间。
2、工程地质条件（必考）：工程地质条件—指的是与工程建设有关的地质因素的综合，或是工程建筑物所在的地质环境的各项因素。
（教材P2）包括以下六个方面。
地形地貌条件地质结构和地应力岩土类型及其工程地质性质水文地质条件物理地质现象（工程动力地质作用）天然建筑材料第一章：1、隔水层、含水层的概念：隔水层；不能传输与给出相当数量水的岩土层称为隔水层。
含水层；饱水并能传输与给出相当数量水的岩土层称为含水层。
岩土传输水或其他流体（如油气）的性能称为渗透性。
表征渗透性的定量指标称渗透系数K岩石透水性的好坏，首先决定于岩石空隙的大小，同时与空隙的形状、多少、连通程度有关。
地表以下一定深度，岩土中的空隙被重力水所充满，形成地下水面。
地表到地下水面之间的部分—包气带地下水面以下—饱水带2、地下水的两种分类方法：按照埋藏条件分类（包气带水、潜水、承压水）；按照含水介质（空隙）类型（孔隙水、裂隙水、岩溶水）3、潜水的定义及特征潜水——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。
潜水的特征（1）潜水面以上一般无稳定的隔水顶板，具自由表面，为无压水。
（2）潜水在重力作用下，由潜水位较高处向潜水位较低处流动，流动速度取决于含水层的渗透性能和水力坡度。
（3）潜水通过包气带与地表连通，积极参与水循环，潜水的分布区和补给区是一致的。
（4）潜水的水位、流量和水质随地区和时间的不同而变化。
（5）潜水容易受到污染。
由于交替循环迅速，自净修复的能力也强。
4、承压水的定义及特征承压水——充满于两个隔水层之间的含水层中的水。
隔水顶板——上部的隔水层；隔水底板——下部的隔水层承压水特征(1) 承压水既有稳定的隔水顶板，又有稳定的隔水底板，具承压性。
水文地质学基础复习
第一章地球上的水及其循环1、水文循环的定义：大气水、地表水、地壳岩石空隙中地下水循环2 、水文循环的分类: 1、按循环路径不同：大循环（海－陆）与小循环（海-海、陆-陆)2、按时空尺度不同：全球水文循环，流域水文循环、水-土-生系统水文循环3 、水文循环的运动规律海洋的蒸发量大于降水量陆地的降水量大于蒸发量大陆输入水汽量与输出水汽量基本平衡4、影响水文循环的气象因素主要包括：气温、气压、湿度、蒸发、降水绝对湿度(m或e) 某一时刻空气中的水汽含量 g/m3相对湿度(r)：空气中水汽含量的饱和程度；r=(e/E)×100% 或 r=(m/M)×100%降水量(x)：单位时间内降落到地面的水量（mm)；降水强度：每分钟内的降水量，暴雨＞0.5mm/分；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。
第二章岩石中的空隙和水空隙:岩、土中各种类型孔隙的总称。
孔隙:颗粒及颗粒集合体之间的空隙称为孔隙。
裂隙：是纵向延伸长、横向延伸短的“饼状空隙”，单个裂隙是独立的。
溶穴：溶蚀的裂隙，有溶孔、溶隙、溶洞等三种空隙的特征含水介质－－由各类空隙所构成的岩石称为含水介质，也称为介质场。
含水介质的空间分布与连通特征（孔隙含水介质、裂隙含水介质、溶质含水介质）不同，三种主要类型的含水介质比较：1 、连通性—孔隙介质最好，其它较差2、空间分布—孔隙介质分布均匀，裂隙不均匀，溶穴极不均匀孔隙大小均匀，裂隙大小悬殊，溶穴极悬殊3 、孔隙比率—孔隙介质最大，裂隙最小4 、空隙渗透性—孔隙介质－各向同性；裂隙与溶穴－各向异性造成空隙介质上述差异的主要原因是沉积物形成和空隙形成的环境与水有关的岩土性质：容水度：岩石完全饱水时所容纳的水的体积与岩石体积的比值。
给水度：当地下水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水的体积，称为给水度。
持水度：重力释水后单位体积岩石中所能保持的最大水体积岩石中水的存在形式如下：第三章 地下水的赋存广义地下水：地表以下岩石空隙中的水（包气带、饱水带中的水）。
水文地质学复习
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 学 复 习 资 料
水文地质学复习资料1.水文地质学——是研究地下水的科学。
它研究地下水与周围环境（岩石圈、水圈、生物圈、大气圈）及人类活动的相互作用下，其水质、水量的时空变化规律；并研究如何运用这些规律兴利除害，造福于人类。
2.水文循环是指发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中地下水之间的水循环。
大循环是指海洋或大陆之间的水分交换。
小循环是指海洋或大陆内部的水分交换。
3.湿度：表示空气中水汽含量或空气干湿程度的物理量，是大气中的水汽含量。
有绝对温度、相对湿度、饱和差和露点等多种表示方法。
4.绝对湿度：表示某一地区某一时刻中的水汽含量，即单位体积空气中所含水汽的质量。
用重量表示时，符号记为m，单位为g/m3；用压力表示时，符号记为e，为空气中所含水汽分压，相当于水银柱高度的mm数或mba（1mba=102Pa），表示空气中水分的不饱和程度。
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数量。
M或E随温度T升高而增大。
6.相对湿度：大气中实际水汽含量与饱和时水汽含量的比值，亦即绝对湿度与饱和水汽含量之比，数值上也等于实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比值，即r（%）=e/E×100%=m/M×100% 式中，f为相对湿度，以百分数表示，表示实际水汽压，单位为毫米隶柱；E为饱和水汽压、（同一温度下，水汽压的最大值）。
7.绝对湿度和饱和水汽含量之比即为相对湿度（r ），即r = (e / E)×100%，或r = (m/M)×100%。
相对湿度以百分比表示之。
相对湿度可通过计算求得。
若气温为20℃，绝对湿度e ＝4.6mm，则查表1—2 得E ＝17.5mm，相对湿度r (20℃)＝(e / E)×100% = (4.6 /17.5)×100% = 26.3%，气温下降到0℃，E ＝4.6mm，则r (0℃)＝100％。
8.空气中水汽达到饱和时的气温称为露点。
水文地质复习资料
⽔⽂地质复习资料1、淡⽔资源的主体是可再⽣的地球的⼤⽓层是⼀个庞⼤的，以太阳能为动⼒的蒸馏⽔⼯⼚。
它不断地从海洋和地⾯把⽔蒸发上天，再以降⽔的形式向⼈们居住的陆地提供淡⽔，淡⽔资源是在⾃然界循环系统中往复循环的，他的总量并没有减少，因此淡⽔资源的是永续不断的2、地下⽔是⽔资源组成部分，⽔资源组成天然⽔资源包括河川径流、地下⽔、积雪和冰川、湖泊⽔、沼泽⽔、海⽔。
按⽔质划分为淡⽔和咸⽔⼈⼯转化的⽔资源包括海⽔淡化，⼈⼯催化降⽔，南极⼤陆冰、修筑⽔库和地下⽔库来调蓄⽔源，或采⽤回收和处理的办法利⽤⼯业和⽣活污⽔3地下⽔的功能（1）地下⽔可作为重要的供⽔⽔源，在⼲旱、半⼲旱地区则是主要的甚⾄是唯⼀的可⽤⽔源（2）地下⽔在某些条件下也可以作为液体矿产，地下⽔中富含某些眼泪或稀有元素（如溴、碘、锶、钡等），具有⼯业开采价值，成为⼯业矿⽔（3）地下⽔是极其重要的⽣态环境因⼦，是复杂的⽣态换进系统中的⼀个敏感的⼦系统，地下⽔的变化往往会影响⽣态环境系统的天然平衡状态（4）地下⽔是灾害的因⼦，（具体的参考第三页）（5）地下⽔是⼀种很活跃的地质营⼒（具体的参考第四页）（6）地下⽔是重要的信息载体（具体的参考第四页）4,为什么说“⽔资源”既有⾃然属性,⼜有社会属性⽔作为基本组成⾃然界必不可少的部分，以及⽣物尤其是⼈类离不开的资源，这⼀⽅⾯是⾃然属性。
⽽随意社会的发展，经济的进步，⽔已经不光是满⾜让⼈饮⽤这⼀基本诉求了，它直接关乎整个地球，⼀个国家，⼀个民族和社会的稳定。
古代的京杭⼤运河，美国的密西西⽐河，近代因⽔打的战争都体现了⾃然属性，但更多的是社会属性，总之⽔是⼈类必须珍惜的朋友。
5, 包⽓带与饱⽔带从出现重⼒⽔⾯开始，以下称为饱⽔带，⼟层的所有空隙都充满了⽔分，以上称为包⽓带，空隙中以⽓态⽔和结合⽔为主。
包⽓带可以分为⼟壤⽔带，中间带和⽑细⽔带。
6、33页3.2.1包%%⽓带的第⼀段是介绍这个图的8、含⽔系统的层次划分（P136第⼆节）含⽔系统的发育主要受到地质结构的控制。
水文地质学基础复习资料
第一章地球上的水及其循环组成地球水圈的水（包括地表水与地下水）是在原始地壳形成以后，在整个地质时期内从地球内部不断逸出而起源的。
地球物质的成分和分布是不均匀的，具有层圈构造。
地球固体表面以上的各层圈为外部构造（大气圈、水圈和生物圈）水圈主要是呈液态及部分呈固态出现的。
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。
水文循环的定义——地球浅层圈的水，即大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。
特点——水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。
水文循环的组成：蒸发、水汽输送、降水和径流水文循环的运动规律——海洋的蒸发量大于降水量；陆地的降水量大于蒸发量；大陆输入水汽量与输出水量基本平衡水文循环发生的动力条件——在太阳辐射和重力共同作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。
作用：通过循环——水的质量得以净化、水的数量得以再生。
水资源不断更新与再生，可以保证在其再生速度水平上的永续利用──也是可持续发展保证。
地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程影响水文循环的因素：1、气象因素：气温、气压、温度、蒸发、降水2、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。
分类：径流可分为地表径流和地下径流（3）人类活动等第二章：岩石中的空隙和水●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孔隙的定义：松散岩石（洪积物、冲积物、黄土等）中颗粒之间的空隙。
2.表示方法：孔隙度n Vn：空隙体积，V：岩石体积孔隙度：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。
裂隙定义：由于内外地质营力的作用，而使岩石发生破坏的现象的总称1）什么叫孔隙度？孔隙度大与孔隙大有区别吗？结合水：定义：由于静电引力而吸附在固体颗粒表面的水。
毛细力的方向：作用方向始终指向弯曲液面的凹侧凹凸弯液面是指相对于液相一侧而言的凹形弯液面—负的毛细压强---如同真空吸力凸形弯液面—正的毛细压强毛细力大小与弯液面的曲率成正比含水量松散岩石实际保：留水分的状况（是某岩样某时的含水状态）又称岩石的天然含水量给水度定义：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。
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2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．2．1 水文循环 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。水文循环是在太阳辐射和重力共同作用下，以蒸发、 降水和径流等方式周而复始进行的。平均每年有577 000km3 的水通过蒸发进入大气，通过降水又返回海洋和陆地。地表水、 包气带水及饱水带中浅层水通过蒸发和植物蒸腾而变为水蒸汽 进入大气圈。水汽随风飘移，在适宜条件下形成降水。落到陆 地的降水，部分汇集于江河湖沼形成地表水，部分渗入地下。 渗入地下的水，部分滞留于包气带中（其中的土壤水为植物提 供了生长所需的水分），其余部分渗入饱水带岩石空隙之中， 成为地下水。地表水与地下水有的重新蒸发返回大气圈，有的 通过地表径流或地下径流返回海洋。水文循环的过程参见图 1—1 中的7—10及图1—2。
地球深层圈的水和矿物结合水均与地球浅层圈中自由态的水相互转化，
地球各层圈中以各种形式存在的水是一个相互联系、相互转化的整体。 而且，在成岩、成矿、岩浆、变质等过程乃至地球形变过程中，深层 圈的水及矿物结合水都发挥着重要的不可忽视的作用。
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．2 自然界的水循环 自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水构成 一个系统。这一系统内的水相互联系、相互 转化的过程即是自然界的水循环。 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（图1—1）
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） ％
(2)深层圈水
地球深层圈水分布于地壳下部直到下地幔这一范围内。在地壳下部深 约15—35km 处，地温达400℃以上，压力也很大，这里的水不可能 以普通液态水或气态水形式存在，而成为被压密的气水溶液。
2011年1月
绪言
11 课程内容 本课主要内容:
(1)、水文地质学基本概念 概念、名词与术语
(2)、水文地质学基本原理 地下水形成基本规律——赋存、分布、运动
(3)、地下水科学的分析方法 微观——以概念为基础的分析方法 宏观——地下水系统理论为基础的综合分析
(4)、应用分析——概念与原理的掌握 思考题: 1、为什么说“水资源”是可再生的资源？ 2、为什么说“水资源”既有自然属性，又有社会属性
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
(1) 浅部层圈水
(2)
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，、以地液下 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
包括生物体中的水与矿物中的水，浅部层圈中水的总体积约为
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1.1地球上的水
地球是一个富水的行星。地球上的水不仅存在于大 气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中，也存在于地 球深部的地幔乃至地核中。关于地球上水的起源， 曾有多种假说。目前普遍接受的看法是：组成地球 水圈的水（包括地表水与地下水）是在原始地壳形 成以后，在整个地质时期内从地球内部不断逸出而 起源的。 地球各个层圈水的分布状况及其存在状态都有很大 差别，可以区分为浅部层圈水与深部层圈水两大部 分
《水文地质学》复习资料 (1)
绪言
1、水文地质学是一门研究地下水的科学。它研究岩石 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 运用这些规律去兴利除害为人类服务。
2、水文地质学的任务 (1). 正确地预测在人类活动干预下地下水的变化 (2). 正确地评价、开发、管理与保护地下水资源 (3). 保护与地下水有关的生态环境，成为当务之急 (4). 正确地预测矿产开发的地下水问题，避免地下 水害
2011年1月
绪言
10 发展趋势 水文地质学的发展趋势是：由主要研究天然状态下的 地下水，转向更重视研究人类活动影响下的地下水； 由局限于饱水带的含水层，扩展到包气带及“隔水 层”；由只研究地壳表层地下水，扩展到地球深层的 水。 预计今后的水文地质研究，在下列方面将有突破：裂 隙水与岩溶水运动机制和计算方法；地下水中污染物 和温度运移机制和计算方法；粘性土的渗透机制；包 气带水盐运移机制；水文地球化学和同位素水文地质 学，地下水数学模型；地球深层水文地质。
2011年1月
绪言
9 水文地质学（hydrogeology） 主要研究地下水的分布、运动和形成规律，地下水的物 理性质和化学成分，地下水资源评价、开发及其合理利 用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治 等。随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又 分为区域水文地质学、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、土壤改良水文地质 学等分支学科。近年来，水文地质学与地热、地震、环 境地质等方面的研究相互渗透，又形成了若干新领域， 如环境水文地质学、地下水资源管理、同位素水文地质 学等。
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
2011年1月
第一章：地球上的水及其循环
1．2．2 地质循环
地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程称为水的 地质循环。上地幔的高温熔融的塑性物质（软流圈）的 大规模对流，驱动着地壳板块的不断运移。在软流圈上 升流区，上地幔熔融物质进入地壳或喷出地表时，地幔 岩中的水分也随之上升与分异，转化为地球浅层圈的水。 这种由地幔熔岩物质直接分异出来的水称为初生水（图 1—l 中1），据E·K·马尔欣宁（1967）利用千岛群岛 火山研究成果，推算出全球所有岛弧由火山喷发作用、 水热作用和喷气作用，每年溢出地表的初生水2×108t。 在下降流区，含有大量水的地壳岩块俯冲沉入地幔，使 地幔得到浅层圈水的补充。
2011年1月
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