水文地质第七讲-华南理工大学 PPT课件
水文地质基础知识 ppt课件
空隙性
指岩石空隙的大小、多少、形状、分 布特点以及连通情况等。这些特性 对于地下水的埋藏、分布、运动有 重要的影响。
岩石中的空隙
松散岩层孔隙特点
孔隙率（度）：一定体积岩石（包括孔隙）中孔隙体积所占的比例。
n Vn 100% V
影响松散岩层孔隙度的因素
“理想土”模型
颗粒排列方式和密实程度 颗粒大小和形状 分选程度 土壤结构（单粒、团粒结构） 其他因素：次生裂隙、根孔、虫孔等
裂隙
成岩裂隙 构造裂隙 风化裂隙
裂隙性
裂隙的方向、宽度、延伸方向、充填情况等。 裂隙率
Kr Vr V
溶穴
发生在可溶性岩石之中 具有继承性 岩溶率（溶隙率）
岩石空隙的特性（均匀性、方向性、连通性）
松散岩类：空隙分布均匀、连通性好 基岩裂隙：不均匀、具方向性、不同方向裂隙可形成裂隙网
络 可溶岩溶隙：极不均匀、很强的方向性、容易形成各自的岩
溶水流系统。
按含水介质的地下水分类
层。
支持毛细带 中间带 土壤水带
水文地质学研究的重点是饱水带。但包气 带作为补给通道作用也不容忽视。
地下水赋存
含水层
定义：饱含水的透水层，或能够透过并给出相当数量水的岩 层。
辨异：饱含水的弱透水层（粘土、沿粘土等）；不含水的透 水层（沙漠、被疏干的含水层等）
隔水层
定义：不透水的岩层，或不能透过并给出一定水量的岩层。 辨异：隔水层的相对性，并非完全隔水－弱透水层
下可以进行三种状态的相互转化 全球水文循环是闭合系统，局部为开放系统 水文循环过程伴随着能量的转换和其他物质的运移和聚集
2024版水文地质学基础ppt课件
水文地质学基础ppt课件CONTENTS•水文地质学概述•岩石中水存在形式与性质•地下水流动系统与补给排泄条件•孔隙裂隙岩溶发育规律及其对渗透性影响•不同类型含水层特征及其富水性评价水文地质学概述01水文地质学定义与研究对象水文地质学定义研究地下水分布、运动、形成、变化及其与周围环境相互关系的科学。
研究对象以地下水为主要研究对象，同时涉及地表水与地下水的相互作用。
水文地质学发展历史及现状发展历史从19世纪中叶开始形成，经历了描述性、定量化和系统性三个阶段。
现状当前水文地质学已发展为一门综合性学科，广泛应用于水资源评价、环境保护、工程建设等领域。
水文地质学与其他学科关系与地质学的关系地质学为水文地质学提供基础理论和研究方法，水文地质学则是地质学的一个分支，专注于研究水与岩石圈的相互作用。
与水文学的关系水文学与水文地质学都研究水的循环和分布，但水文学更侧重于地表水的研究，而水文地质学则更关注地下水。
与环境科学的关系环境科学为水文地质学提供了宏观的研究视角和综合分析方法，水文地质学则为环境科学提供关于地下水环境的基础数据和理论支撑。
岩石中水存在形式与性质02岩石中水存在形式吸附水附着在岩石颗粒表面或矿物晶体内部的水分子，受固体表面吸附力作用。
毛细水存在于岩石毛细孔隙中的地下水，受毛细力作用上升。
重力水在岩石大孔隙或裂隙中，受重力作用自由运动的水。
岩石中水物理化学性质溶解性水能溶解多种物质，形成水溶液，改变水的化学性质。
密度与温度水的密度随温度变化，4°C时密度最大，具有热传导性。
粘滞性水的粘滞性随温度降低而增大，影响地下水的流动。
表面张力水的表面张力使水滴呈球形，影响毛细水的上升高度。
岩石中水运动规律达西定律描述水在孔隙介质中的渗流速度与水力梯度成正比的关系。
渗流基本方程描述非饱和带与饱和带地下水流运动的偏微分方程。
地下水流系统由补给区、径流区和排泄区组成的统一整体，具有层次性。
地下水资源评价根据水文地质条件、开采技术经济条件等，对地下水资源数量和质量进行评价。
《水文地质调查概述》PPT课件
15.02.2022
§3 水文地质调查工作阶段的划分
二、水文地质调查阶段的划分方案
水文地质勘察
15.02.2022
§3 水文地质调查工作阶段的划分
水文地质勘察
从上表可见，城市供水水文地质勘查，不同部门所划分的阶 段数和各阶段的任务基本一致，仅阶段的名称有所不同。
农田灌溉供水水文地质调查，一般划分为：普查、详查、开 采三个阶段。
15.02.2022
§ 4 水文地质调查所使用的主要手段
6．水文地质物探
物探包括：电法；地震等。
水文地质勘察
物探与水文地质测绘和钻探相配合，可以查明许多地质、水文 问题，节约工作量。
15.02.2022
§ 4 水文地质调查所使用的主要手段
7．遥感技术
水文地质勘察
它是根据电磁波理论，用装置在飞机和人造卫星等各种飞行器上的专门 仪器，接收地面上各种地质体发射或反射的各种波谱信息，从而解释判 定出被测地区的地貌、地质水文地质条件，并可绘制成各种图件。 优点：提高质量、加快进度、减少测绘和勘探工作量、减轻体力劳动等。 在自然条件复杂，交通困难的地区更显示出其优越性。
矿床水文地质调查，原则上应与矿床地质勘探的划分相一致， 划分为：普查、初勘、详勘三个阶段，对某些矿床，把详勘 又划分为详查与精查两个阶段。
15.02.2022
§3 水文地质调查工作阶段的划分
三、划分水文地质调查阶段的具体要求
水文地质勘察
表1-1所列调查阶段是针对水文地质条件较复杂的大型供水工程项目 而规定的，对某个具体工程项目应当根据当地水文地质条件的复杂程度， 项目规模、重要性，及已有水文地质研究程度等因素来划分勘查阶段。 （1）已有1﹕20万或1﹕10万比例尺的区域水文地质调查成 果，可不进 行前期论证，直接进行初步勘查。 （2）无不同水源地比较，初勘与详勘合为一个阶段。 （3）需水量较小的供水项目，当水文地质条件又不复杂时，只需打2-3个 钻孔即可满足要求时，可将勘探与开采相结合（探采结合），直接进入开 采阶段。
《水文地质学基础》ppt课件
工程设计中考虑因素及防范措施
地下水对工程影响预测
预测工程建设过程中可能出现的地下 水问题，如突水、涌水等，并制定相 应的防范措施。
工程降水与止水设计
根据工程需要，设计合理的降水或止 水方案，确保工程施工的顺利进行。
地基处理与加固措施
针对不良地基条件，采取地基处理或 加固措施，提高地基承载力和稳定性 。
渗透性对工程地质的影响
地基稳定性、边坡稳定性、地下工程涌水量等。
岩土中毛细现象和吸附作用
毛细现象的概念及产生条件
细小孔隙中的弯液面现象。
吸附作用的概念及分类
物理吸附和化学吸附。
毛细现象和吸附作用对岩土性质的影响
改变岩土含水量、强度和变形性质等。
地下水资源评价与
04
开发利用
地下水资源评价原则和方法
非稳定流数学模型
描述地下水在短时间尺度上由于各种因素引起的水位、流量等参数的变化规律，需采用 数值法进行求解。
数值模拟在解决复杂问题中应用
01
复杂地质条件下的地下水运动模拟
针对复杂地质条件，如断裂带、岩溶地区等，建立相应的数学模型进行
数值模拟，以揭示地下水的运动规律和特征。
02
人类活动对地下水影响的模拟
通过人工或机械挖掘方式揭露 地质体，观察和研究水文地质 现象。坑探方法包括试坑、浅 井、探槽等。
在水文地质勘察中，常需进行 各种试验以获取必要的参数和 数据。如抽水试验、注水试验 、压水试验等，用以确定含水 层的渗透性能、给水度、储水 系数等水文地质参数。
工程建设中水文地
07
质问题探讨
工程建设对水文地质条件影响分析
水资源保护措施
制定水资源保护方案，包括减少施工 废水排放、合理利用水资源等，确保 工程建设的可持续性。
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。
水文地质勘察PPT课件
第12页/共27页
6、水文地质物探 利用地球物理方法查明含水介质水文地质特征
的勘探叫水文地质物探。水文地质物探具有工作 方便、速度快、成本低、用途广等优点，是当前 水文地质调查中不可缺少的工作手段之一。
§1 水文地质勘察的目的与任Байду номын сангаас §2 水文地质勘察的基本方法
第1页/共27页
§1 水文地质勘察的目的与任务
一、 水文地质勘察的目的
通过一系列的现场观测、勘探、试验以及室 内实验研究：
1、查明地下水的形成、赋存和运移特征; 2、查明地下水水量、水质的变化规律; 3、为地下水资源评价、开发利用、管理和保 护以及环境问题防治提供所需的水文地质依据。
3、GIS技术 GIS(地理信息系统)是建立在计算机应用基础上，
实现对各种地理信息进行获取、存储、检索、处理 和综合分析的技术系统。
它具有空间数据采集和编辑、数据库管理和制图、 空间查询和综合分析等多种功能。
第21页/共27页
3、GIS技术
(1) 建立地下水数据库及模拟系统
过去在水文地质调查和监测中获得大量的水文 地质现象的数据，一般是将它们用各种图表表示， 利用起来很不方便。
等，并可通过查明地表水体的污染来间接判断地下 水污染的线索。
第17页/共27页
2、同位素技术 地下水在形成和运移过程中，各种化学组分的
同位素成分都会进入水中.利用这些同位素踪迹可 以研究地下水及其与环境介质之间的关系。环境同 位素能对地下水起着标记和记时作用。因此被广泛 应用于水文地质调查工作中。
第18页/共27页
水文地质(PPT)
一、地下水的运动规律
岩层必须透水 必备条件 沿水流方向具有水位差
地下水的运动条件
运动速度及水量 水力坡度 =（H1-H2）/L
地表水防治
堵塞通道 河流改道 铺整河床
井下防治水 老容积水的探放 ：采空区，由于地表水和地下水的补给，充满了大量积水。
其特点： 一般积水范围不明（特别是一些老矿井），串联关系复杂、水量大、酸性 强、水头压力高、危害大。 要隔离积水需保留大量的安全煤柱，一方面影响资源的回收，另一方面， 由于资料不清、范围不确，可能引起积水的突然涌出，酿成灾害事故。 因此，探故老窑水是采矿工作中防患于未然的必要措施，是探明可采边界 和安全开来的主要手段。
程，称为水循环。
水循环包括内陆循环、海陆循环、海洋循环。
水的循环示意图
水循环意义 a.使大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间不断地进行着 能量交换和物质迁移。
b.使大气
降水、地表水、
地下水、土壤 水之间相互转
化，使水资源
形成不断更新 的统一系统。
二、含水层和隔水层
自然界中的岩层是在漫长的地质历史中形成，并经历了后期多次构造 运动与各种地质构造改造，因而发育了许多不同成因，不同方向，不同规 模的空隙。
二、井筒涌水量计算
潜水完整井涌水量计算: 系指井筒开凿在潜水含水层中，并打穿含水层到隔水底板； 自流水完整井涌水量计算： 系指井筒开凿在自流水含水层中，并全部揭露含水层；
巷道涌水量预测方法：
第三节 矿井水的防治
——以防为主，法治结合
水文地质勘察精品PPT课件
2021年7月13日9时48分
第15页/共40页
§2 水文地质钻孔的结构和钻孔设计
（2）钻孔的结构复杂 水文钻孔，为了分层取得不同
深度含水层的水质、水量及动态资 料，或为阻止非开采层以外含水层 中的劣质地下水进入水井之中，常 需对揭露的各个含水层采取分层止 水的隔离措施。变径下管止水则是 最有效的隔离方法（图3一1）。有 时，为减轻随钻进深度增加而加大 的钻机荷载或为节省井壁管材，也 需变径。
2021年7月13日9时48分
第2页/共40页
§1 水文地质钻探的重要性和基本任务
具体来讲： 1．揭露含水层，探明含水层的埋藏深度、厚度、岩性和水头
压力；查明含水层之间的水力联系。 2．借助钻孔进行各种水文地质试验，以确定含水层富水性和各
种水文地质参数，如：渗透系数(K)、导水系数(T)等 。 3．通过钻孔（或在钻进过程中）采集水样、岩土样，以确定含
水文地质钻探，设备复杂沉重、成本昂贵、施工技术复杂且 工期长，对整个勘查的完成、勘查项目的投资起决定作用。
2021年7月13日9时48分
第1页/共40页
§1 水文地质钻探的重要性和基本任务
三、水文地质钻探的基本任务
总体上讲： 在水文地质测绘、水文地质物探的基础上，进一步查明含
水层的岩性、层次、构造、厚度、埋深分布及水量、水质、水 温等水文地质条件、特征和参数，解决和验证水文地质测绘和 物探遥感工作中难以解决的水文地质问题，为评价和合理开发 利用地下水资源提供可靠的水文地质资料和依据。同时，在 “以探为主、探采结合”成井或专门打井后开采地下水，为工 农业生产、国防建设和城镇居民及干旱地区人民提供生产生活 用水或矿泉水饮料，直接为国民经济建设和人民生活服务。
2021年7月13日9时48分