水文地质基础知识、岩性描述27页PPT
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水文地质基础知识 ppt课件
孔隙－松散岩层 裂隙－基岩 溶隙（溶穴）－可溶性岩石
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
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
水文地质基础知识、岩性描述
雹） 存在于大气圈中的水。
2、地表水：以液态聚积在江、河、海、湖中以及以固态存 在于两极及高寒地带的水。 3、地下水：以各种不同状态（气、液、固）存在于岩石空 隙中的水。
水通过水圈、大气圈、岩石圈和生物圈处于连续不断地循环
运动的过程，称为水循环。 水循环包括内陆循环、海陆循环、海洋循环。
二、地下水的物理性质及化学性质
粘性土： a、简单定名 b、颜色 c、成分：以粘土矿物为主。 d、湿度：分干燥、稍湿、湿、饱和水 e、粘性：分强、稍强、稍弱、弱 f、可塑性：可塑、不可塑 砾状结构＞2mm，常见岩石为砾岩 巨粒结构＞2-1mm，常见岩石为砂砾岩 粗粒结构＞1-0.5mm，常见岩石为粗砂岩 中粒结构＞0.5-0.25mm，常见岩石为中砂岩 细粒结构＞0.25-0.1mm，常见岩石为细砂岩 微粒结构＞0.1-0.01mm，常见岩石为粉砂岩 泥质结构＜0.01mm，常见岩石为页岩
2、地下水的化学成分
地下水含有多种化学元素。
离子状态：H+、Na+、K+、Mg+、NH4+和OH-、SO42-、HCO3、CO32
等。
化合物状态：Fe2O3、Al2O3等。
气体状态：N2、CO2、O2、CH4、H2S等。
地下水中分布最广的7种离子：
Cl、SO42-、HCO3、Na+、K+、Ca2+、Mg2+
岩溶水：储存和运动于石灰岩、白云岩等可溶蚀裂隙和溶
洞 中的地下水，又称喀斯特水。 泉是地下水的天然露头，是地下水的一种重要排泄方式， 是蓄水构造水文地质特征的重要表现。
岩性描述：
日期 ╱ 班次 进 自 尺(米) 至 共 岩心(米) 长度 残留 深度 (米)
工程地质与水文地质PPT课件
水平时，以它为基准面，上游钻孔为坐标起点， 按裘布依微分方程，有著名的裘布依公式：
q K h12 h22 2L
（2）
• q—通过任一断面的单宽流量， • L—渗透路径， • h1、h2分别为潜水含水层在断面1、2处的厚度。
注意：如果分别给出了潜水含水层在断面1、2处 2021的的/3/12水标位高标 （高 或值 高程H1）、zH，2，则以h1及= 潜H1水-z含，水h2层=H隔2-水z 底板25
2
L
（4）
2021/3/12
28
第六章 地下水运动的基本规律—— 重点章
三、地下水向完整井的稳定运动
（一）潜水完整井出水量的计算
• 掌握著名的裘布依稳定井流潜水完整井出 水量计算公式：
Q
1.364K
H
2
h02 R
lg
r0
（5）
2021/3/12
29
第六章 地下水运动的基本规律—重点章
• 又 则因（h30）=变H成–：s0，则 H 2h0 2(2Hs0)s0 ，
第六章 地下水运动的基本规律—— 重点章
• 通过宽度为B的任一过水断面上的流量为：
Q=Bq KBh12 h22
（2）‘
2L
• 潜水水位线是实际存在的地下水面线，又
称为浸润曲线。
2021/3/12
26
第六章 地下水运动的基本规律—— 重点章
2．当隔水底板倾斜时，可用卡明斯基近似公 式求解： qKh1h2 H1H2 （3）
2021/3/12
7
第二章 岩石及其工程地质性质—— 重点章
一、根据岩浆岩中的SiO2含量，把岩浆岩分为四类： • 1．酸性岩类：SiO2含量65% • 2．中性岩类：SiO2含量为52%－65% • 3．基性岩类：SiO2含量为45－52% • 4．超基性岩类：SiO2含量45%
q K h12 h22 2L
（2）
• q—通过任一断面的单宽流量， • L—渗透路径， • h1、h2分别为潜水含水层在断面1、2处的厚度。
注意：如果分别给出了潜水含水层在断面1、2处 2021的的/3/12水标位高标 （高 或值 高程H1）、zH，2，则以h1及= 潜H1水-z含，水h2层=H隔2-水z 底板25
2
L
（4）
2021/3/12
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第六章 地下水运动的基本规律—— 重点章
三、地下水向完整井的稳定运动
（一）潜水完整井出水量的计算
• 掌握著名的裘布依稳定井流潜水完整井出 水量计算公式：
Q
1.364K
H
2
h02 R
lg
r0
（5）
2021/3/12
29
第六章 地下水运动的基本规律—重点章
• 又 则因（h30）=变H成–：s0，则 H 2h0 2(2Hs0)s0 ，
第六章 地下水运动的基本规律—— 重点章
• 通过宽度为B的任一过水断面上的流量为：
Q=Bq KBh12 h22
（2）‘
2L
• 潜水水位线是实际存在的地下水面线，又
称为浸润曲线。
2021/3/12
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第六章 地下水运动的基本规律—— 重点章
2．当隔水底板倾斜时，可用卡明斯基近似公 式求解： qKh1h2 H1H2 （3）
2021/3/12
7
第二章 岩石及其工程地质性质—— 重点章
一、根据岩浆岩中的SiO2含量，把岩浆岩分为四类： • 1．酸性岩类：SiO2含量65% • 2．中性岩类：SiO2含量为52%－65% • 3．基性岩类：SiO2含量为45－52% • 4．超基性岩类：SiO2含量45%
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
2024版《水文地质学基础》ppt课件
受地形、地貌、岩性、构造、气候等因素控制，不同地区地下水的分布和富集 程度有很大差异。
地下水循环过程及补给排泄关系
地下水的循环过程
大气降水、地表水、土壤水等通过入渗、径流等方式转化为地下水，地下水再通过 蒸发、泉流、人工开采等方式排泄到大气或地表。
地下水的补给与排泄关系
地下水的补给来源主要有大气降水、地表水和凝结水等，排泄方式主要有泉流、蒸 发和人工开Байду номын сангаас等。在天然条件下，地下水的补给和排泄处于动态平衡状态。
研究人类活动（如开采、灌溉、排水等）对地下水运动的影响，通过数
值模拟预测和评价其可能产生的后果。
03
地下水污染运移模拟
针对地下水污染问题，建立污染物运移的数学模型，通过数值模拟预测
污染物的扩散范围、速度和浓度变化，为污染治理提供依据。
水文地质勘察方法与
06
技术手段
水文地质勘察任务和内容
查明区域水文地质条件，包括地形地 貌、气候、水文、植被等自然地理条 件及地质构造、地层岩性、地下水分 布与埋藏条件等地质状况。
改变地下水流场
工程建设可能改变地下水的补给、 径流和排泄条件，导致地下水位 下降或上升，影响地下水动态平 衡。
破坏含水层结构
工程开挖、填筑等活动可能破坏含 水层的连续性，导致地下水渗流路 径改变，影响地下水的赋存状态。
引起地面沉降
抽取地下水或工程降水等行为可能 导致土层压密，引发地面沉降，对 地面建筑和基础设施造成威胁。
开发利用现状
全球范围内，地下水资源开发利用程 度不断提高，但存在过度开采、污染 等问题。
前景展望
随着科技进步和环保意识提高，未来 地下水资源开发利用将更加注重可持 续性，采用先进技术和管理手段，实 现资源的高效利用和环境保护。
地下水循环过程及补给排泄关系
地下水的循环过程
大气降水、地表水、土壤水等通过入渗、径流等方式转化为地下水，地下水再通过 蒸发、泉流、人工开采等方式排泄到大气或地表。
地下水的补给与排泄关系
地下水的补给来源主要有大气降水、地表水和凝结水等，排泄方式主要有泉流、蒸 发和人工开Байду номын сангаас等。在天然条件下，地下水的补给和排泄处于动态平衡状态。
研究人类活动（如开采、灌溉、排水等）对地下水运动的影响，通过数
值模拟预测和评价其可能产生的后果。
03
地下水污染运移模拟
针对地下水污染问题，建立污染物运移的数学模型，通过数值模拟预测
污染物的扩散范围、速度和浓度变化，为污染治理提供依据。
水文地质勘察方法与
06
技术手段
水文地质勘察任务和内容
查明区域水文地质条件，包括地形地 貌、气候、水文、植被等自然地理条 件及地质构造、地层岩性、地下水分 布与埋藏条件等地质状况。
改变地下水流场
工程建设可能改变地下水的补给、 径流和排泄条件，导致地下水位 下降或上升，影响地下水动态平 衡。
破坏含水层结构
工程开挖、填筑等活动可能破坏含 水层的连续性，导致地下水渗流路 径改变，影响地下水的赋存状态。
引起地面沉降
抽取地下水或工程降水等行为可能 导致土层压密，引发地面沉降，对 地面建筑和基础设施造成威胁。
开发利用现状
全球范围内，地下水资源开发利用程 度不断提高，但存在过度开采、污染 等问题。
前景展望
随着科技进步和环保意识提高，未来 地下水资源开发利用将更加注重可持 续性，采用先进技术和管理手段，实 现资源的高效利用和环境保护。
水文地质学基础ppt课件
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。
9
岩石中水运动规律
2024/1/28
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。
水文地质学基础ppt课件
2024/1/28
1
2024/1/28
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
2
2024/1/28
01
水文地质学概述
3
水文地质学定义与研究对象
2024/1/28
评价方法
包括水量评价、水质评价、开采技术条件评价等。水量评价可采用解析法、数值 法等；水质评价可采用单项组分评价、综合评价等；开采技术条件评价可考虑含 水层厚度、渗透性、水位降深等因素。
实例分析
以某地区为例，通过收集资料、野外调查、室内分析等手段，对该地区地下水资 源进行评价。首先分析地下水的补给、径流、排泄条件，然后采用适当的评价方 法对地下水资源进行定量和定性评价，最后提出合理的开发利用建议。
孔隙度与渗透率关系
孔隙度与渗透率之间存在一定 的正相关关系，但并非线性关
系。
16
裂隙发育规律及其对渗透性影响
裂隙类型
根据成因和形态，裂隙可分为构造裂 隙、风化裂隙和溶蚀裂隙等，不同类 型的裂隙对渗透性影响不同。
水的表面张力使水滴呈球形，影响毛细水 的上升高度。
9
岩石中水运动规律
2024/1/28
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。
水文地质学基础ppt课件
2024/1/28
1
2024/1/28
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
2
2024/1/28
01
水文地质学概述
3
水文地质学定义与研究对象
2024/1/28
评价方法
包括水量评价、水质评价、开采技术条件评价等。水量评价可采用解析法、数值 法等；水质评价可采用单项组分评价、综合评价等；开采技术条件评价可考虑含 水层厚度、渗透性、水位降深等因素。
实例分析
以某地区为例，通过收集资料、野外调查、室内分析等手段，对该地区地下水资 源进行评价。首先分析地下水的补给、径流、排泄条件，然后采用适当的评价方 法对地下水资源进行定量和定性评价，最后提出合理的开发利用建议。
孔隙度与渗透率关系
孔隙度与渗透率之间存在一定 的正相关关系，但并非线性关
系。
16
裂隙发育规律及其对渗透性影响
裂隙类型
根据成因和形态，裂隙可分为构造裂 隙、风化裂隙和溶蚀裂隙等，不同类 型的裂隙对渗透性影响不同。
水文地质(PPT)
正确的计算未来井巷及采区的涌水量大小，是一项重要而复杂的工作。 它对煤田的技术经济评价有很大的影响，并且也是开采设计部门选择采掘 方案，制定疏于措施，确定排水设备的主要依据。
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
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》课件
● 06
第六章 总结与展望
水文地质的基本 概念
水文地质是研究地下水运动规律和地下水与地质环境关系 的学科，通过对地下水系统的深入了解，可以更好地应用 于环境保护和工程建设中。地下水的开发利用也是未来的 重要方向。
地下水运动规律
地下水循环
描述地下水在地球 中的循环方式
地下水排泄
解释地下水的排泄 方式
01 矿区地下水的运动规律
地下水在矿区中的流动特点
02 矿产开采影响
矿产开采对地下水资源的影响
03
矿产开采对地下水的影 响
矿产开采活动可能导致矿区地下水位下降，地下水紧缺，地 下水质污染等问题。矿产开采对周边环境和生态系统的影响 较大，需要进行科学评估和合理控制，以保护地下水资源的 可持续利用。
学习方法
结合理论与实 践
多进行案例分析
加强动手能力
多进行田野调查和 实验
评估方式
课堂测验
考察学生对课程内容的掌握程 度
作业与实验报告
加强学生的实践能力和独立思 考能力
参考书目
《水文地质学》
深入了解水文地质 领域的理论知识
《水文地质与 水文地质工程》
应用水文地质知识 解决实际工程问题
● 02
第2章 地下水的形成与分布
● 04
第4章 地下水与地质环境
岩溶地质特点
岩溶地质是一种特殊的地质构造，其特点包括岩溶溶蚀作用 强烈、地下水流动通道复杂等。岩溶地质景观丰富多样，例 如溶洞、溶岩地貌等，对地下水运动有重要影响。
岩溶地下水运动规律
溶蚀作用影响
溶蚀作用形成的裂 隙是地下水流动通
道
水文特性
地下水水位波动大， 水质多变
能够运用水文地质知识解决实际问题