水文地质基础概述
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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。
1.3.2水在岩石中存在的形式岩石空隙中的水可以分为两大类,岩土骨架中的水以及岩土空隙中的水。
存在于岩石空隙中的水按其物理性状的不同,有结合水、重力水、毛细水、气态水、固态水。
岩石骨架中尚有矿物中的水。
水文地质学着重研究的是岩石空隙中的水。
1. 结合水松散岩石中的颗粒表面及坚硬岩石空隙壁面均带有电荷。
水分子是偶极体,由于静电吸引,固相表面具有吸附水分子的能力。
因此,离固相表面很近的水分子,受到强大的吸力,排列十分紧密。
随着距离增大,吸引力减弱,水分子排列较稀疏。
受到固相表面的吸引力大于其自身重力的那部分水便是结合水(图1-12)。
它束缚于颗粒表面及裂隙壁上,不能在自身重力影响下运动。
根据固相表面对水分子吸引作用的强弱,把结合水分为强结合水(或吸着水)和弱结合水(或薄膜水)。
a b图1-12 结合水与重力水a—椭圆形小颗粒代表水分子,结合水部分的水分子带正电荷一端朝向颗粒。
b—箭头代表水分子所受合力方向最接近固相表面的水称为强结合水。
根据不同研究者的说法,其厚度相当于几个、几十个或上百个水分子直径,其吸引力可相当于101325×104Pa,,密度平均为2g/cm3左右,不能流动,但可以转化为气态水而移动。
结合水的外层,称作弱结合水。
其厚度说法不一,相当于几十、几百或上千个水分子直径。
固相表面对它吸引力减弱,水分子排列不如强结合水规则和紧密,溶解盐类的能力较低。
弱结合水的外层水膜能被植物的根系吸收。
结合水与普通液态水的最大区别就是具有抗剪强度,即必须施一定的力方能使其发生变形。
结合水的抗剪强度由内层向外层减弱。
当施加的外力超过其抗剪强度时,外层结合水可发生流动。
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。
张人权水文地质学基础第七版引用《张人权水文地质学基础第七版》述评引言作为一本经典的水文地质学参考书籍,《张人权水文地质学基础》以其深度和广度的内容取得了广泛的认可和应用。
本文将从简到繁,由浅入深地探讨该书的主要内容,以便读者能更加全面地理解和深入学习水文地质学。
第一章:水文地质学概述1.1 水文地质学的定义和内容张人权教授在《张人权水文地质学基础第七版》中对水文地质学进行了简明扼要的定义,同时介绍了其研究的内容和目标。
水文地质学作为地质学的一个分支,研究地下水的分布、赋存形态、运动规律等,对于地下水资源的合理开发利用和水环境保护至关重要。
1.2 水文地质学的发展历程本章详细阐述了水文地质学的发展历程,从古代人们对地下水的观察开始,到现代水文地质学的形成和发展,展示出水文地质学作为一门学科的逐渐成熟和演进。
第二章:水文地质学的基础概念和理论2.1 地下水的概念地下水是地球表层岩石孔隙和裂隙中填充的水体,其分布受到多种因素的影响。
水文地质学的研究对象主要是地下水,因此对地下水的概念和特点有着深入的讲解。
2.2 水文地质学的基本理论张人权教授在该书中详细介绍了水文地质学的基本理论,包括水文地质学与地质学、水文地质学与水文学的关系,以及水文地质学的基本原理和方法。
这些理论知识有助于读者全面理解水文地质学并应用于实践。
第三章:地下水的运动规律3.1 地下水的运动形式地下水的运动可以分为水平流、垂直流和弥散流等多种形式。
本章从这些不同的运动形式出发,解析了地下水在不同地质环境下的运动规律和特点。
3.2 地下水的运动方程通过引入地下水流动的守恒方程和达西定律,张人权教授阐述了地下水的运动方程。
这些方程式为地下水运动规律的数学描述提供了基础,并为后续章节的研究奠定了理论基础。
第四章:地下水的水文地质特征4.1 地下水的储量和补给条件地下水的储量和补给是水文地质学的重要研究内容之一。
张人权教授详细介绍了地下水的储量计算方法以及补给条件的判别和评价指标,帮助读者了解和评估地下水资源的量和质。
《水文地质学基础》知识点资料整理总结地表水环境地表水存在于陆地表面的河流(江河、运河及渠道)、湖泊、水库等地表水体以及入海河口和近岸海域。
水环境保护目标饮用水水源保护区、饮用水取水口,涉水的自然保护区、风景名胜区,重要湿地、重点保护与珍稀水生生物的栖息地、重要水生生物的自然产卵场及索饵场、越冬场和洄游通道,天然渔场等渔业水体,以及水产种质资源保护区等。
水污染当量根据污染物或者污染排放活动对地表水环境的有害程度以及处理的技术经济性,衡量不同污染物对地表水环境污染的综合性指标或者计量单位。
控制单元综合考虑水体、汇水范围和控制断面三要素而划定的水环境空间管控单元。
生态流量满足河流、湖库生态保护要求、维持生态系统结构和功能所需要的流量(水位)与过程。
安全余量考虑污染负荷和受纳水体水环境质量之间关系的不确定因素,为保障受纳水体水环境质量改善目标安全而预留的负荷量。
地下水环境地下水地面以下饱和含水层中的重力水。
水文地质条件地下水埋藏和分布、含水介质和含水构造等条件的总称。
包气带地面与地下水面之间与大气相通的,含有气体的地带。
饱水带地下水面以下,岩层的空隙全部被水充满的地带。
潜水地面以下,第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水。
.承压水充满于.上下两个相对隔水层间的具有承压性质的地下水。
地下水补给区含水层出露或接近地表接受大气降水和地表水等入渗补给的地区。
地下水排泄区含水层的地下水向外部排泄的范围。
地下水径流区含水层的地下水从补给区至排泄区的流经范围。
集中式饮用水水源进入输水管网送达用户的且具有一定供水规模(供水人口一般不小于1 000人)的现用备用和规划的地下水饮用水水源。
分散式饮用水水源地供水小于一定规模(供水人口一.般小于1 000人)的地下水饮用水水源地。
地下水环境现状值建设项目实施前的地下水环境质量监测值。
地下水污染对照值调查评价区内有历史记录的地下水水质指标统计值,或调查评价区内受人类活动影响程度较小的地下水水质指标统计值。