水文地质学基础(第六版) 第1章_绪论
水文基础知识点总结
水文地质学复习资料§1 绪论1、水文地质学是一门研究地下水的科学2、水文地质学的研究内容：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 地球中水的分布与循环1、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。
2、地质循环是地球浅部层圈和深部层圈之间水的相互转化过程。
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、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）。
6、蒸发：是指常温下水由液态变为气态进入大气的过程，亦即温度低于沸点时，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。
7、径流是指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的现象。
为水流的重要环节和水均衡的基本因素。
分为地表径流和地下径流。
8、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。
9、流域是指一个水系的全部集水面积，亦即地表水、地下水的分水岭所包围的集水区域。
10、分水线（分水岭）是指相邻两个流域之间地形最高点的连线。
水文地质学基础试题库(新)
第一二章绪论与地球中的水及其循环一、名词解释：1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。
它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业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．地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。
3．矿水：含有某些特殊组分，具有某些特殊性质，因而具有一定医疗与保健作用的地下水。
4．自然界的水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。
5．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。
6．地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
7．大循环：海洋与大陆之间的水分交换。
8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。
9．绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。
10．相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。
11．饱和差：某一温度下，饱和水汽含量与绝对湿度之差。
12．露点：空气中水汽达到饱和时的气温。
13．蒸发：在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。
14．降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面。
14．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。
15．水系：汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。
16．水系的流域：一个水系的全部集水区域。
17．分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。
18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。
19．径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。
20．径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。
21．径流深度：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。
22．径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量二、填空1．水文地质学是研究地下水的科学。
它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈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。
2．地下水的功能主要包括：资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。
水文地质学基础-绪论
由此可见，地下水在国民经济上的应 用，应该在查明地下水分布和形成规律 的基础上，寻找和勘察地下水源，进行 水量水质评价。地下水应合理勘探和开 发，以达到兴利除弊。
三.现在世界水资源面临的问题
1.水资源危机；
2.地下水资源污染； 3.与地下水开发有关的环境问题。
地下水是一种宝贵的资源
六.水文地质学课程内容
本课主要内容 一、水文地质学基本概念 概念、名词与术语 二、水文地质学基本原理 地下水形成基本规律——赋存、分布、运动 三、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 四、应用分析——概念与原理的掌握
地下水利用产生的环境问题：沙化荒漠化加重
地下水利用产生的环境问题：上海地面沉降
地下水利用产生的环境问题：地下水污染
地下水是一种很活跃的地质营力
地下水是一种很活跃的地质营力 ─地壳内能量、热量的传输者 传递应力：水为诱发地震，地质灾害是地下水 作用 人工地震预报──观测地下水 地球是个天然热库——在地质循环和水文循环 中传输地壳内部的能（热）量的传输者
地下水是极其重要的生态环境因子
地下水是影响生态与环境的重要因素之一 地下水的变化往往会打破原有的生态平衡，使环境发 生变化──即可以有益，也可以是有害的。 有害的例子：农业用水不当的次生盐渍化、不统一开 采，河西走廓的民勤县，绿州变沙漠、过量开采地下 水──地面沉降（上海、天津）、海水入侵，地面塌 陷，地下水污染等。 地下水与其周围的环境，人、水、热、动是个相互依 存的有着内在联系的生物生存链，打破一个环节就会 引起或正或负的反馈（报复）。
(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
水文地质学基础
附件2
2012年度省级精品课程建设项目申报书
（本科）
推荐单位长安大学
课程学校长安大学
课程名称水文地质学基础
课程类型专业基础课
所属一级学科名称水利工程
所属二级学科名称水文与水资源工程
课程负责人马致远
填报日期2012.11.05
陕西省教育厅制二○一二年九月
填写要求
一、以word文档格式如实填写各项。
二、表格文本中外文名词第一次出现时，要写清全称和
缩写，再次出现时可以使用缩写。
三、有可能涉密和不宜大范围公开的内容不可作为申
报内容填写。
四、课程团队的每个成员都须在“2．课程团队”表格中
签字。
五、“8．承诺与责任”需要课程负责人本人签字，课程
建设学校盖章。
1．课程负责人情况
2．课程团队
3．课程建设
4．课程内容
8．承诺与责任
9．学校推荐意见
—21 —。
水文地质学基础习题库及答案
《水文地质学基础》习题库[第1章](1)一个地区的年降水量，是用什么表示的，包括哪些组成部分？答：以 雨量计降雨量，以某一地区某一时期的降水总量平铺于地面得到的水层高度mm 数表示。
(2)某山区的地表水系如下图所示，由分水岭圈闭的流域面积为24 km 2, 在8月份观测到出山口A 点的平均流量为8.0104 m 3/d ，而8月份这个地区的总降水量是700 mm 。
试求出该流域8月份的径流深度和径流系数，并思考以下问题：为什么径流系数小于1.0；A 点的平均流量中是否包括地下径流。
解：Q= 8.0⨯104m3/d , F=24km2, X=700mm(3)空气湿度和风速如何影响蒸发量？答：水面蒸发的速度和量取决于气温、气压、湿度、风速等因素。
主要决定于气温和饱和差（饱和差＝饱和水汽的含量－绝对湿度）饱和差愈大，蒸发速度也愈大。
风速是影响水面蒸发的另一重要因素。
(4)地球上水的循环包括水文循环和地质循环，它们有哪些区别？水循环的大气过程属于其中哪一种？ 答：水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环。
水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O 分子态水的转换，通常更替较快。
水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显著，与人类的生存环境有直接的密切联系。
水的地质循环常发生于地球深部层圈水与表层圈水之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。
(4)地下径流与地表径流的特征有哪些不同点？答：径流可分为地表径流和地下径流，两者具有密切联系，并经常相互转化。
降落到地表的水通过下渗环节，对降水进行地表与地下径流的分配。
(5)沙漠地区降雨量很少，但是也能发现大量的地下水或者泉水，为什么？(P14)答：它们或者是从周围高山冰雪融水获得补充，实际仍是固他体降水的转化补给；或者是在长期地质历史时期积聚起来的，是多年水文循环的积累。
[第2章](1) 对比以下概念：空隙和孔隙；孔隙度和孔隙比；孔隙和裂隙；(2) 在一个孔隙度为30%的砾石堆积体中，充填了孔隙度为60%的粉质粘土，试估算该堆积体的实际孔隙度。
地质大水文地质学课件第1章 绪论
为什么要学习《水文地质学》？
>>地质调查(Geological survey)泛指一切以地质现象(地形 地貌、地层岩性、地质构造、地质矿产、水文地质等)为对象 ，以地质学及其相关科学为指导，以观察研究为基础的调查 工作。
>>根据调查对象的不同，可分为区域地质调查、水文地质 调查、环境地质调查……等等。地质调查一般以不同比例尺 的填图为主要手段。国家对不同比例尺的填图精度有明确的 要求，因此不同比例尺的填图精度代表了该项地质调查的详 细程度。
1.2.4 重要的信息载体
由于地下水是应力传递者，同时又是在流动，所以地下水水 位，水量，水温，水化学等的变化或异常可以提供埋藏在地下的 许多信息，如找矿、地震预报、地质演变。
第一章 绪 论
1.1 水文地质学的任务及其与其它科学的关系 1.2 水文地质学在国民经济建设中的作用 1.3 水文地质学发展概况(自学) 1.4 本章小结
1.4 本章小结
1.4.1 学习要求 >>掌握水文地质学的研究任务； >>理解水文地质学在国民经济发展中的作用； >>了解水文地质学发展概况。
1.4.2 思考题 (1)水文地质学的研究任务是什么? (2)地下水的主要功能包括哪些? (3)哪些地质环境问题或地质灾害是由地下水引起的？
第一章 绪 论
1.1 水文地质学的任务及其与其它学科的关系 1.2 水文地质学在国民经济建设中的作用 1.3 水文地质学发展概况 1.4 本章小结
1.2 水文地质学在国民经济建设中的作用
水文地质学在国民经济发展中的作用是与地下水及其赋存介质 的功能有关。
地下水的主要功能有：宝贵的资源、敏感的环境因子、活跃的 地质营力、重要的信息载体。
水文地质学基础第一章
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水文循环示意图
水汽输送
降水
降水
水汽输送
蒸发
蒸发
入
径流
渗
水文循环尺度——全球、流域（区域）、水-土-生
思考：水文循环发生的动力条件是什么？
1.2 自然界的水循环
地质循环
（1）定义：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
（2）过程：初生水的形成；在地幔下降流区，含有大量水 的地壳岩块沉入地幔，使地幔得到浅层圈水的补充；此外 ，地质循环还发生在成岩、变质、风化等作用过程中。
km3，占地球水的99.98%。
地球浅部层圈水
矿物结合水：矿物结晶内部及其间的水。如沸石水、结晶水 、结构水等。其在一定温度下从矿物中释出成为自由态的水（ H2O ），与其它水体相互转换。
1.1 地球上的水
1.1 地球上的水
深部层圈水：分布于地壳下部直到下地幔这一范围内。 地壳下部（深约15~35km):地温高、压力大，水不能以普通液
1 气象因素
（1）大气圈结构 a.空气组成：氮78%；氧21%；水汽及其它1% b.水汽分布不均匀：赤道2.6%（v/v）;北纬70度0.2%；90度 0.9%；垂向分布，3.5km以内 70%，5km以内 90%。 c.分5层：对流层、平流层、中间层、热层、外层 （2）大气热源 a.太阳辐射：8.16 J /(cm2 Min)
露点与凝结, 温度露点差
1.3 与水文循环有关的气象、水文因素
1.3 与水文循环有关的气象、水文因素
1 气象因素
（3）主要气象要素 d.蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 影响因子：气温、气压、相对湿度、风速； 测量仪器：蒸发皿，强度mm/a； 包括水面蒸发、土面蒸发、叶面蒸发，通常以水面蒸发 量的大小表征一个地区的蒸发强度。
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二、地下水的功能
2.重要的地质营力
地下水承受载荷，应力传递者，热量、化学组分的传输 者——水是良好的溶剂与润滑剂
水库诱发地震
指在原来没有或很少地震的地 方，由于水库蓄水引发的地震 称水库地震，是诱发地震的一 种类型。水库蓄水是引起岩体 中应力集中和能量释放而产生 地震的直接原因。水库地震一 般是在水库蓄水达一定时间后 发生，多分布在水库下游或水 库区，有时在大坝附近
水文地质学基础 General Hydrogeology
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第1章 绪 论
一、水文地质学概念
水文地质学(Hydrogeology)是研究地下水的科学。 地下水(Groundwater)即是赋存于地面以下岩土体空 隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水—存储空间。 包气带、饱水带—存储形式。 研究内容：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，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。
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二、地下水的功能
1. 地下水是一种宝贵的资源。
供水水源：生活用水、工农业生产用水，找水； 矿产资源：地下水含有某些盐类和元素——液体矿产； 矿水：具有医疗保健作用的地下水，矿泉水； 地热资源：地下水本身不是，但它是一种载体，将深层热 带到上，咸水入侵； 地下水位下降引起地面沉降.。
（1）核心课题转移 找水水文地质学→资源水文地质学→生态环境水文地质学
初期的水文地质学实际上是找水水文地质学，只关心水井周围含 水层的局部——“影响半径”；20世纪初叶，随着取用地下水的规模增 大，发觉某一范围内可供利用的地下水的数量是有限的，探明地下水 资源成为核心课题，进入了资源水文地质学阶段。随着人类活动对包 括地下水在内的自然环境的改造异常强烈，产生了一系列生态环境问 题，水文地质学进入了生态环境水文地质学的阶段。
天津市首个大规模集中的 供热地源热泵项目2013年12 月在宝坻经济开发区正式投 入使用。跟传统燃煤、燃气 供热相比，新的供热项目综 合节能可达到一半以上。
该地源热泵项目将地下水 热量提取出来并通过压缩机 升温到60℃后，通过管道将 热量传导到用户端进行制热。
过去采用燃煤锅炉，满足 5000户家庭一年的取暖需求， 要烧一万吨煤，花费800万元； 现在采用地源热泵系统，只 需要300万元电费，费用省了， 污染物排放少了。
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（2） 研究视野扩展
含水层的局部→整个含水层→地下水系统→水文系统→生态 环境系统→技术—社会系统
找水水文地质学，只关心水井周围含水层的局部——“影响半径”。 泰斯公式的应用，扩展到整个含水层。 越流概念的提出，使得包括含水层与弱透水层在内的地下水含水系统，成 为研究的基本单元。 托特的地下水流动系统理论，指出一定条件下地下水可以穿越“隔水层” 而形成统一的地下水流动系统。 英格伦提出将区域地表水和地下水整合在一起的水文系统的概念 。 人为活动对地下水造成一系列复杂的物理、化学与生态效应，形成地下水 生态系统。 人们进行地下水管理，认为地下水纯粹的自然科学技术问题，实际上，其 管理涉及人们的价值判断活动，产生了技术—社会系统。
水文地质学已形成了若干分支学科，其学科体系可分为： ➢ 基础学科
水文地质学基础，地下水动力学，水文地球化学 ➢ 应用学科
供水水文地质学，矿床水文地质学，农田供水水文地 质学，油田水文地质学，工程水文地质学…… ➢ 技术学科
计算水文地质，同位素水文地质，RS、GIS……
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四、开发利用地下水资源的未来
1856年以前的萌芽时期，1856 年至20世纪中叶的奠 基时期，20世纪中叶至今的发展时期。
萌芽时期 远古人类由“逐水而居”到“凿井取水”。 我国发现最古老的水井是浙江余姚河姆渡井。
公元前7世纪，亚美尼亚就有了坎儿井。修建坎儿井对 地下水的赋存条件有清晰的概念。
公元前约200年的我国汉代，在四川为开采卤水，在坚
• 地下水是（地球内部地质演变的）信息载体 由于是应力传递者，同时又是在流动—— 所以地下水水位，水量，水温，水化学等的变化或异 常可以提供埋藏在地下的许多信息。
• 强的溶剂：在地质循环和水文循环中化学组分 溶解，传递到适宜的部位沉淀（沉积）：成矿 如找矿、找油、地震预报、地质演变
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三、水文地质学的发展的三个阶段
20世纪30年代起，马斯卡特(Muskat)提出用电流模拟连续 介质中地下水的运动。
20世纪中叶，地下水赋存、运动、补给、排泄、起源、水 化学以及水量评价等方面，已有了一套比较完整的理论与研究 方法，水文地质学已经为一门成熟的学科（形成时期）。
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发展阶段 二战后，出现地下水水位深降、水资源枯竭、 地面沉降、海水与咸水入侵淡含水层、地下水污染等问题。人 们意识到，正确地评价、开发、管理与保护地下水资源及保护 生态环境。
国内：
1）实现地下水资源的可持续开发； 2）加强地下水资源的科学管理； 3）加强与地下水资源开发有关的环境保护；（当今世界 面临的三大问题：人口、资源、环境） 4）一些重大研究课题：
地下水过量开采的对策； 地下水污染防治； 相关的环境质量评价； 研究水资源的管理模式。
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五、水文地质学的特点及发展趋势
硬基岩中开凿了深逾百米的自流井。
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地下水的利用——坎儿井，近3000年历史
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余姚河姆渡井
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奠基时期
1856年，法国达西Darcy，进行了水透过砂试验，得出著 名的达西定律。
1863年，法国裘布依Dupuit提出了地下水稳定井流公式。
1935年，美国泰斯(Theis)得出了地下水非稳定井流方程— —泰斯公式。
我国大华北和华东地区地裂缝“遍地开花”,达1000余条， 造成数百亿元的经济损失。
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4.活跃灵敏的生态环境因子 土壤盐渍化，沼泽化，沙化，咸水入侵； 地下水位下降引起地面沉降。
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地下水利用产生的环境问题：沙化荒漠化加重
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地下水利用产生的环境问题：地下水污染
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5.信息载体 通过剖析地下水水位、水质变化来预报地震，寻找矿床。
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二、地下水的功能
3. 不可忽视的致灾因子
地方病：天然地下水缺乏某种人体必需元素或过量富集某 种元素而导致；
矿坑水：采矿或地下工程，地下水涌入，造成施工困难， 甚至造成事故——矿床水文地质学；
滑坡，岩崩，岩溶塌陷，基础及边坡的地质稳定问题
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地面沉降
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全球地裂缝分布
美国
美国
埃塞俄比亚
沙特
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墨西哥 泰国