经典考研水文地质学重点第四章
- 格式:pdf
- 大小:2.29 MB
- 文档页数:7
序言学习目的和要求:通过绪言的学习,使学生掌握水文地质学的概念、研究对象及研究内容;了解水文地质学在国民经济建设中的作用及水文地质学的发展概况。
重点掌握地下水的主要作用(功能),使学生深刻理解学习本课程的意义。
明确水文地质学的研究对象和任务,了解水文地质学在国民经济建设中的作用,以及水文地质学的发展历史和学科分支。
水文地质学——是研究地下水的科学。
水文地质学从其构词上属于地质学的范围,同时也包括了许多水文学的问题。
它是研究地下水的形成和分布、物理的化学性质、运动规律、开发利用与保护的科学。
普通水文地质学是研究水文地质学的基本理论和基本概念的科学。
地下水:埋藏于地表以下的各种形式的重力水。
地下水仅是地球上水的一部分,大气水、地表水及地下水本来是密切联系的。
历来人们习惯上这样的划分:研究大气水是气象学的重点;研究地表水是水文学有重点;研究土壤水是土壤学的重点;水文地质学则将研究地下水作为其研究对象。
一水文地质学研究的对象和任务1水文地质学研究的对象研究岩石圈、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。
2水文地质学的任务从水文地质学定义可以看出,其任务是研究地下水的形成和分布、物理和化学性质、运动规律、开发利用和保护,同时还要研究有效防止并消除地下水危害的措施。
目的是:运用这些规律兴利除害,为人类服务。
从任务可以看出包含两个方面有意思:一是理论性问题,即要认识自然;二是技术方法问题,即在认识自然的基础上,要改造自然。
二水文地质学在国民经济建设中的作用水文地质学其所以能形成一门独立的科学,是因为它在国民经济建设中具有重要的作用。
水是人类赖以生存的不可缺少的宝贵资源。
地下水由于其水质良好,分布广泛,变化稳定及便于利用,因此是理想的供水水源。
在我国北方(华北、西北)地下水是主要的生活,以及工农业生产的供水水源。
1地下水是宝贵的水资源水资源包括地表水、地下水、大气水,地下水只是整个水资源的一个组成部分。
水文学与水文地质学第一章1、水文学概念:水文学是研究自然界中各种水体的形成、分布、循环和与环境相互作用的一门科学。
2、水文循环(1)水的这种既无明确的“开端”,有无明确的“终了”的无休止的循环运动过程称为水文循环。
(2)水分由海洋输送到大陆又回到海洋的循环称为大循环或外循环。
水分在陆地内部或海洋内部的循环称为小循环或内循环。
为区分这两种小循环,将前者叫做陆地小循环,后者叫做海洋小循环。
(3)内因——水的三态在常温条件下的相互转化外因——太阳辐射和地心引力(4)四个环节:水分蒸发—水汽输送—凝结降水—径流3、水文循环的时空分布变化特点(简答—扩展)(1)水循环永无止境(2)水文现象在时间上既有具周期性又具有随机性(3)水文现象在地区分布上既具有相似性又具有特殊性4、水量平衡原理概念:水量平衡是指在自然水循环过程中,任意区域在一定时间内,输入水量与输出水量之差等于该区域的蓄水变化量。
第二章1、河流基本特征(看透书P15—P17、小题)(1)河流长度(L)自河源沿主河道至河口的长度。
深泓线(中泓线):河槽中沿流向各最大水深点的连线。
(2)河流的弯曲系数(Φ)河流的弯曲系数等于河流长度与河源到河口之间的直线距离之比。
(3)河槽特征1)河流的断面河流横断面河谷河槽:基本河槽洪水河槽过水断面河流的纵断面2)河流平面形态(4)河流纵比降(J)河流纵比降指任意河段首尾两端的高程差与其长度之比河段纵断面近于直线:J=(Z1-Z2)/L河段纵断面呈折线:J=[(Z0+Z1)L1+(Z1+Z2)L2+…+(Z n-1+Z n)L n-2Z0L]/L2(5)河流分段一条河流按照河段不同的特征,沿水流方向可划分为河源、上游、中游、下游和河口5段。
2、流域的概念:流域是指汇集地表径流和地下径流的区域,是相对河流的某一端面而言。
闭合流域的概念:当流域的地面分水线与地下分水线相重合,则地面和地下集水区域也相重合,相邻的流域不发生水量交换,此种流域称为闭合流域。
地下水的概念P1:地下水是赋存于地表以下岩石(土)空隙中各种形态的水的总称。
既有液态的水液,也有气态的水汽,也包括固态的水冰,还有介于它们之间其他形态的水。
地下水的功能属性P2:地下水的资源属性,地下水是生态因子,地下水是环境(灾害)因子,地下水是一种重要的地质营力,地下水是地球深部的信息载体。
水文地质学的研究方法P4:野外调查,野外试验,室内试验,遥感,地球物理勘察,信息技术的应用。
第一章水循环与地下水赋存1、了解地球内部圈层构P7 地球圈层构造划分表地球外部圈层:由五个大致成层分布的自然子系统组成,按照性质可以分成3类。
即3个无机子系统———大气圈、水圈、岩石圈。
1个类有机子系统———土壤圈。
1个有机子系统———生物圈。
2、地球水圈可以划分为地质水圈和水文水圈。
P93、地球上的水循环P10:地球各个圈层中的水相互联系、相互转化的过程统称为大气水的水循环,又叫做自然界的水循环。
按其循环途径的长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围,可分为地质循环和水文循环两类。
4、岩石(土)介质中水的存在形式P17页5、赋存介质的水理性质P19-20:指与水的储容和运移有关的赋存介质的性质,主要包括空隙的大小、多少、连通程度及其分布的均匀程度,这些性质的差异,会使其储容、滞留、释放以及透过水的能力不同。
表征介质水理性质的指标有容水度,给水度,持水度。
容水度:指介质能够容纳一定水量的性质。
给水性:指饱水介质在重力作用下,能够自由给出一定水量的性质持水性:指重力释水后,介质能够保持一定水量的性能。
二、地下水的基本类型及其特征1、包气带和饱水带:P212、越流P22:把两个含水层透过该弱透水层发生垂直水量交换的现象称为地下水的越流。
按照地下水的埋藏条件,可以把地下水分为潜水、承压水、与上层滞水。
其中潜水和承压水在一定条件下是可以相互转化的。
P233、潜水的概念P26:潜水是地表一下埋藏在饱水带中第一个稳定隔水层智商的具有自由水面的重力水。
第一章地球上的水及其循环一、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。
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。
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。
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。
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的比值。
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。
3.自然界的水循环分为水文循环和地质循环。
4.水文循环分为大循环和小循环。
5.水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。
6.水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。
7.主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水。
8.在水文学中常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。
四、简答题1.水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期?1856年以前的萌芽时期,1856年至本世纪中叶的奠基时期,本世纪中叶至今的发展时期。
3.水文循环与地质循环的区别?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;地质循环发生于地球浅层圈和深层圈之间,常伴有水分子的分解与合成,转换速度缓慢。
第一章绪论1、研究对象:地下水(与岩石圈、水圈、大气圈以及人活动相互作用的地下水水量和水质的时空变化规律。
)2、研究内容:1)地下水的形成、埋藏、赋存、分布;2)地下水的运动;3)地下水的补给、径流、排泄;4)物理化学性质、成份及形成原因;5)地下水的起源、循环、转化规律。
3.与地下水有关的问题1、地下水水位变动破坏原有的岩土与地下水的力学平衡系统,以及产生的各种效应。
最典型的是斜坡稳定问题。
2.土壤盐渍化。
3、矿坑涌水、充水问题。
4、土壤盐渍化或沼泽化等导致的农业生产问题。
5.沙漠化、荒漠化面积不断扩大,草地退化和沙化面积逐年增加。
6、地下水和地表水水质问题河湖萎缩、干涸、水质遭受严重污染。
7、地下水水资源保护、管理、合理开发利用问题。
4,水文地质学在国民经济建设中作用1、地下水是一种宝贵的资源;2、地下水是重要的液体矿产和矿水资源;3、地下水是良好的载热介质和能源;4、是有效的找矿标志,预报地震的手段;5、是地下矿坑和地下工程突水的重要因素;6、地下水是有些工程效益降低的主要原因:溶解作用;润滑作用;侵蚀作用。
7、地下水是破坏土壤肥力的重要因素;8、地下水是某些地方性疾病的致病原因;9、地下水引起的公害:地面沉降,地下水污染等。
第二章地球上的水及其循环1.1 地球上的水存在空间:浅部层圈水,深部层圈水。
1.2 自然界的水循环水循环:自大气圈到地幔的地球各个圈层中的水构成的系统中水相互联系、相互转化的过程叫做自然界的水循环。
自然界的水循环分为水文循环和地质循环两类。
(水在循环过程中与地球表面圈层之间发生相互作用的水资源、生态与环境、水旱灾害等都与水循环有关。
)地质循环图示与图解1—来自地幔岩的初生水;2—返回地幔的水;3—岩石重结晶脱出水(再生水);4—沉积成岩时排出的水5—和沉积物一起形成的埋藏水;6—与热重力和化学对流有关的地内循环7—蒸发和降水(小循环);8—蒸发和降水(大循环);9—地下径流;10—地表径流。
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 —。
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。
《水文地质学》课程笔记第一章绪论1.1 水文地质学的研究对象一、水文地质学的定义水文地质学是地球科学的一个分支,它主要研究地下水的性质、分布、运动、质量以及地下水与地质环境之间的相互作用。
它涉及地下水文、地质学、水化学、环境科学等多个领域,是解决水资源问题、地质灾害防治和环境保护的重要学科。
二、研究对象的具体内容1. 地下水:研究地下水的起源、形成条件、化学成分、物理特性、动态变化等。
- 地下水类型:如孔隙水、裂隙水、岩溶水等。
- 地下水运动:研究地下水的流动方向、速度、流量等。
2. 含水层与隔水层:研究含水层的分布、结构、渗透性、储水性能等。
- 含水层特性:包括含水层的岩性、厚度、连续性等。
- 隔水层特性:研究隔水层的分布规律和隔水性能。
3. 地下水循环:研究地下水的补给、径流、排泄等过程。
- 补给:降水、河流、湖泊等对地下水的补给。
- 径流:地下水在含水层中的流动路径和速度。
- 排泄:地下水以泉、井、河流等形式排出地表。
4. 地下水与环境:研究地下水与环境因素的相互作用,如地下水与土壤、植被、气候等的关系。
- 地下水与生态:研究地下水对生态系统的影响。
- 地下水与污染:研究污染物质在地下水中的迁移和转化。
1.2 地下水的功能一、水资源供给1. 生活用水:地下水作为饮用水源,其水质和水量对人类健康至关重要。
- 饮用水标准:研究地下水的质量标准,确保饮用水安全。
- 供水系统:探讨地下水开采、输送和分配的技术和设施。
2. 工业用水:地下水在工业生产中的应用,如冷却、洗涤、工艺用水等。
- 用水要求:不同工业对水质的不同要求。
- 废水处理:研究工业废水对地下水的影响及其处理技术。
3. 农业灌溉:地下水灌溉对农业生产的影响。
- 灌溉需求:研究作物对地下水的需求量。
- 土壤盐碱化:探讨地下水灌溉引起的土壤盐碱化问题。
二、生态环境调节1. 维持地表水与地下水的平衡:研究地表水与地下水的相互转化关系。
- 水量平衡:探讨降水、蒸发、地表径流和地下径流之间的平衡。
《水文地质学》课程笔记第一章绪论一、水文地质学的研究对象1. 地下水- 定义:地下水是指在地表以下岩石空隙和土壤孔隙中储存的水。
- 特点:地下水具有隐蔽性、循环性、动态性、可再生性和不可替代性。
- 研究内容:地下水的水位、流量、水质、水温、化学成分、运动规律等。
- 分类:根据埋藏条件,地下水可分为潜水、承压水等类型。
2. 岩土- 定义:岩土是指地球表层及其内部的岩石和土壤。
- 特性:岩土的物理性质(如密度、孔隙度、渗透性)、化学性质(如酸碱度、氧化还原性)和力学性质(如抗压强度、抗剪强度)。
- 研究内容:岩土的结构、组成、分布、成因、水文地质特性等。
3. 水资源- 定义:水资源是指地球表层可供人类利用的水。
- 特点:水资源具有时空分布不均、可再生性和有限性。
- 研究内容:水资源的评价、开发、利用、管理和保护。
4. 水文地质环境- 定义:水文地质环境是指地球表层地下水、岩土、气候、生态等因素相互作用的综合体。
- 研究内容:水文地质环境的调查、评价、监测、预测和调控。
二、地下水的功能1. 供水- 地下水是重要的饮用水源,尤其在干旱和半干旱地区。
- 地下水供水稳定,受气候变化影响较小。
2. 农业灌溉- 地下水灌溉可以提高作物产量,保障粮食安全。
- 地下水灌溉系统简单,易于管理。
3. 生态保护- 地下水维持河流、湖泊、湿地等生态系统的稳定。
- 地下水是许多生态系统的重要补给来源。
4. 灾害防治- 地下水可以调节地表水循环,减轻洪水和干旱灾害。
- 地下水开采可以降低地面沉降和海水入侵的风险。
5. 工业生产- 地下水用于冷却、洗涤、制造等多种工业用途。
- 地下水的水质稳定,适合特定工业需求。
6. 科研价值- 地下水研究为地质学、气候学、生态学等领域提供重要信息。
- 地下水是研究地球历史和地质作用的天然实验室。
三、水文地质学发展简史1. 古代阶段- 早期人类对地下水的利用主要限于井、泉等自然出露点。
- 古代文明(如古埃及、美索不达米亚)已有简单的地下水开发利用技术。