水文地质学
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水文地质学水文地质学是研究地下水在地质环境中的分布、流动和质量变化的学科。
它主要关注的是地下水的非饱和带、饱和带和地下水系统。
本文将从水文地质学的定义、研究对象、主要内容和应用领域等方面进行详细介绍。
水文地质学是地质学的一个分支学科,它研究的是地下水在地球内部岩石和土壤中的运动和变化规律。
地下水是指存在于地下的水资源,它是一种重要的自然资源,广泛应用于工农业生产和人类生活。
在水文地质学中,研究的对象主要包括地下水的形成与补给、地下水的动态过程、地下水和地面水的关系、地下水的化学性质和污染等。
通过研究这些对象,可以掌握地下水的分布、运动和质量变化的规律,为地下水资源的合理开发和管理提供科学依据。
水文地质学的主要内容包括地下水的水力学和地质学两个方面。
水力学是研究地下水流动规律的学科,它主要关注地下水在地下岩石和土壤中的流动速度、流动方向和流量等问题。
地下水的流动受到岩石裂隙、土壤孔隙度、压力梯度和水头差等因素的影响,因此需要利用水力学理论对其进行描述和分析。
地质学是研究地球内部岩石和土壤的形成、演化和变质的学科,它在水文地质学中主要用于解释地下水的成因和分布规律。
地下水的形成与补给主要与降水、地表径流、地下水补给和地下水补给之间的关系密切相关。
通过研究地质学,可以了解地下水的补给途径、补给量和补给速度等重要参数。
水文地质学在实际应用中有着广泛的领域,如地下水资源的勘探与评价、地下水污染与防治、地下水的灌溉利用和地下水的环境效应等。
它为地下水资源的保护、利用和管理提供科学依据。
为了更好地应用水文地质学知识,需要结合社会发展需求和其他学科成果,制定适合当地实际情况的水文地质调查方案和管理措施。
总之,水文地质学是研究地下水在地质环境中的分布、流动和质量变化规律的学科。
它的研究对象包括地下水的形成与补给、地下水的动态过程、地下水的化学性质和污染等。
水文地质学的内容主要包括地下水的水力学和地质学两个方面。
它在地下水资源的勘探与评价、地下水污染与防治、地下水的灌溉利用和地下水的环境效应等领域具有广泛的应用价值。
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。
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. 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。
学科是水文地质学,也称地下水水文学。
水文地质学,也称地下水水文学,是研究地下水在地球系统中的循环和分布规律以及与地下水有关的地质现象的学科。
它主要研究地下水的形成、储存、运动和补给,以及地下水与地质构造、地下水污染、地下水与地表水之间的相互作用等问题。
水文地质学的主要研究内容包括以下几个方面:
1. 地下水循环:研究地下水的形成、补给和排泄过程,以及地下水与大气、地表水和土壤水之间的相互作用关系。
2. 地下水储存:研究地下水在不透水层和含水层中的储存形式、储量和分布规律,以及地下水库的形成和演化过程。
3. 地下水运动:研究地下水的流动原理、流速和流向,以及地下水流动对地质构造和地表地貌的影响。
4. 地下水补给:研究地下水的补给源、补给途径和补给量,以及补给过程对地下水质量的影响。
5. 地下水污染:研究地下水受到污染的原因、途径和影响,以及地下水污染治理和保护的方法和技术。
水文地质学在水资源开发利用、环境保护和地质工程等方面具有重要的应用价值,对于维护地球上的水资源安全和生态环境的平衡起着重要作用。
◆赋存于岩石中的水有结合水、重力水、毛细水。
◆地下水按含水岩石空隙介质类型可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。
◆松散岩石的孔隙度定义为岩石中孔隙体积与包括孔隙在内岩石的体积之比。
◆含水层或含水系统从外界获得水量的过程称作补给。
◆地下水形成作用包括:溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用、混合作用、人类作用。
◆孔隙中毛细水存在形式有支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水。
◆从成因角度分析,粘性土空隙主要组成有原生孔隙、次生孔隙、次生裂隙。
◆地下水含水系统按岩石空隙特征可分为孔隙含水系统、裂隙含水系统、溶穴含水系统。
◆由地下水蒸发排泄作用,形成土壤盐碱化的条件干旱或半干旱气候、水位埋深浅、次生裂隙。
◆上层滞水是指分布在包气带中,局部隔水层之上,积聚在岩石空隙中的重力水。
◆导水断层具有独特的水文地质意义,它可以起到贮水空间、积水廊道、导水通道。
◆控制岩溶发育最活跃最关键的因素是水的流动性。
◆水文循环按循环途径可分为大循环和小循环。
◆地下水含水系统补给来源大气降水、地表水、凝结水、含水层之间补给、人工补给。
a◆岩石中的空隙是地下水的储存场所和运动通道。
◆岩石中的空隙可分为孔隙、裂隙和溶穴。
◆上升泉按其出露原因可分为侵蚀泉、断层泉、接触带泉。
◆地下水中主要阴离子有阳离子主要有◆地下水用于供水资源有以下优点:空间分布广、水质洁净、时间可挥复性。
◆岩石的水理性质包括容水度、持水度、给水度、透水度。
◆地下水动态指地下水与环境相互作用下,含水层各要素随时间变化的总量。
◆地下水流速V与实际流速U之间关系V<U V=neU。
◆达西定律的数学表达式为:Q=Kωh/L=KωI各项代号含义Q—渗透流速ω—过水断面h--水头损失、L--渗透途径、I--水力梯度、K—渗透系数弹性给水度Me(承压含水层贮水系数)指其测压水位下降(或上升)一个单位深度,单位水面积含水层释放出(或储存)的水的体积.溶滤作用:在水与岩土相互作用下,岩土中一部分物质转入地下水中,这就是溶滤作用。
第一章地球上得水及其循环一、名词解释:1水文地质学:水文地质学就是研究地下水得科学。
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与水质得时空变化规律,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:地下水就是赋存于地面以下岩石空隙中得水。
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得地下水。
4。
自然界得水循环:自大气圈到地幔得地球各个层圈中得水相互联系、相互转化得过程、5。
水文循环:发生于大气水、地表水与地壳岩石空隙中得地下水之间得水循环。
6、地质循环:地球浅层圈与深层圈之间水得相互转化过程。
7. 大循环:海洋与大陆之间得水分交换、8. 小循环:海洋或大陆内部得水分交换。
9. 绝对湿度:某一地区某一时刻空气中水汽得含量。
10. 相对湿度:绝对湿度与饱与水汽含量之比。
11。
饱与差:某一温度下,饱与水汽含量与绝对湿度之差。
12、露点:空气中水汽达到饱与时得气温。
13 .蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气得过程。
14。
降水:当空气中水汽含量达饱与状态时,超过饱与限度得水汽便凝结,以液态或固态形式降落到地面、14。
径流:降落到地表得降水在重力作用下沿地表或地下流动得水流。
1 5 .水系:汇注于某一干流得全部河流得总体构成得一个地表径流系统。
16。
水系得流域:一个水系得全部集水区域、17。
分水岭:相邻两个流域之间地形最高点得连线。
18 .流量:单位时间内通过河流某一断面得水量。
19。
径流总量:某一时间段内,通过河流某一断面得水量。
20。
径流模数:单位流域面积上平均产生得流量。
2 1.径流深度:计算时段内得总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到得平均水层厚度、22 .径流系数:同一时段内流域面积上得径流深度与降水量得比值。
二、填空1.水文地质学就是研究地下水得科学。
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与水质得时空变化规律。
专门⽔⽂地质学《专门⽔⽂地质学》⼀、名词解释1)地下⽔允许开采量:是指在技术上可能、经济上合理,并在整个开采期内出⽔量不会减少,动⽔位不超过设计要求,⽔质和⽔温在允许范围之内变化,不影响已建⽔源地正常开采,不发⽣危害性环境地质问题等前提下,单位时间内从含⽔系统或取⽔地段开采含⽔层中可以取得的⽔量,常⽤单位为3/m d 或3/m a 。
简⾔之,允许开采量就是⽤合理的取⽔⼯程,单位时间内能从含⽔系统或取⽔地段取出来,并且不发⽣⼀切不良后果的最⼤出⽔量。
2)地下⽔系统:由边界围限的、具有统⼀⽔⼒联系的含⽔地质体,是地下⽔资源评价的基本单位,包括地下⽔含⽔系统和地下⽔流动系统。
3)抽⽔试验:通过从钻孔或⽔井中抽⽔,定量评价含⽔层富⽔性,测定含⽔层⽔⽂地质参数和判断某些⽔⽂地质条件的⼀种野外试验⼯作⽅法。
4)综合⽔⽂地质图:把区域地下⽔调查⼯作中所获得的各种⽔⽂地质现象和资料,⽤各种代表符号的⽅式,反映在按⼀定⽐例尺缩⼩的图纸上所编制的⼀种具综合内容的地质⼀⽔⽂地质图件。
5)⽔动⼒弥散系数:(D)是表征地下⽔中溶质迁移的重要⽔⽂地质参数,是表征在⼀定流速下,多孔介质对某种溶解物质弥散能⼒的参数6)地下⽔资源评价:对地下⽔资源的质量、数量的时空分布特征和开发利⽤条件作出科学的、全⾯的分析和估计,称为地下⽔资源评价。
地下⽔资源评价包括⽔质评价和⽔量评价,⽔质评价是⽔量评价的前提,⽔量评价是地下⽔资源评价的核⼼。
7)矿床充⽔因素:矿体尤其是围岩中赋存有地下⽔的现象称矿床充⽔。
这些地下⽔及与之有联系的其他⽔源,在开采状态下造成矿坑的持续涌⽔。
把⽔源进⼈矿坑的途径称为充⽔通道。
⽔源与通道构成了矿床充⽔的基本条件,其他各种因素只是通过对⽔源和通道的作⽤来影响矿坑涌⽔量的⼤⼩,称为充⽔强度影响因素。
⽔源、通道、充⽔强度影响因素统称为矿床充⽔因素,它们在充⽔过程中的不同组合,形成了不同的充⽔条件。
其中,充⽔⽔源的规模、充⽔通道的导⽔性以及导致采矿后发⽣变化的采矿因素,是矿床充⽔因素分析的重点。
《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。
什么是水文地质学?
狭义:研究地下水的科学。
地下水是指赋存于地面以下岩石空隙中的水。
广义:研究地下水圈的科学。
地下水圈包括地壳浅部岩石空隙中的水以及地球深部层圈中的水。
具体:研究与岩石圈、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。
水对人类生活与生产起着不可或缺的重大影响,地下水是水资源组成部分,其主要功能为:
(1)地下水是一种宝贵的资源
(2)地下水是极其重要的生态环境因子
(3)地下水是一种很活跃的地质营力
(4)地下水是地球内部地质演变的信息载体
当代水文地质学发展趋势:
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
2.视野扩展:含水层→地下水系统→水文-生态环境→技术-社会系统
3.目标改变:由当前的问题转向长期的可持续发展
4.内容扩展:从地下水的水量为主,转向水量与水质的研究并重;从狭义地下水,扩大到广义地下水,乃至地下水圈
5.多学科交叉渗透成为主流:地下水科学与其它自然科学以及社会科学交叉渗透,以多学科方式研究与处理问题
地球上的水及其循环
1.地球上的水:
地球是个富水行星。
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。
地球各层圈水的分布状况及其存在状况差别很大。
深部层圈:地壳下部直到下地幔范围内的总水量为现代海洋的35-50倍。
地壳下部深约15-35km范围,压力很大,400OC,水以压密的气水溶液存在;地幔物质的5-7%为水。
浅部层圈:大气圈到地壳上半部。
包括大气水、地表水、地下水及生物体水。
浅层圈中水的总体积约为13.86亿Km3;平铺地球表面水深约为2718m。
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。
这个系统内的水相互联系、相互转化的过程称为自然界的水循环。
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: (1)水文循环—发生于大气水、地表水和岩石空隙中的地下水之间的水循环。
(2)地质循环—地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。
与水文循环有关的气象、水文因素:
气象因素
气温:对流层每升高100m,气温下降0.5℃;从低纬度到高纬度温度降低。
气压:大气质量施加在地表或地表物体的压力。
湿度:大气中水分含量,绝对湿度(mm, 毫巴=100Pa)、相对湿度(%)—绝对湿度与饱和水气含量之比。
蒸发:水由液态变为气态进入大气的过程。
降水:空气中水汽含量达到饱和状态时,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。
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,是水文循环的重要环节和均衡要素。
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。
分水岭:相邻两个流域之间地形最高点的连线。
流量:单位时间内通过河流某一断面的水量。
径流总量:某一时间段内,通过河流某一断面的水量。
径流模数:单位流域面积上平均产生的流量。
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。
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。