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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。
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。
什么是水文地质水文地质（hydrogeology）是地球科学中的一门学科，研究地下水的分布、流动、储存和利用等方面的现象和规律。
水文地质是地质学、地下水学、岩石物理学等学科的交叉学科，旨在全面了解地下水资源的形成、演化和分布，以及对地下水的利用和保护。
首先，水文地质研究的对象是地球的地下水资源。
地下水是自然形成的水体，根据其出现的位置不同，可分为浅层地下水和深层地下水。
其存在于地下水层或岩性储层中，与地表水和大气中的水形成了自然水循环的重要组成部分。
水文地质的研究范围主要包括地下水的形成机制、地下水的储存和流动规律、地下水的化学性质等方面。
其次，水文地质研究的意义重大。
地下水是重要的水资源，广泛应用于生活用水、农业灌溉、工业生产等方面。
了解地下水资源的分布规律和变化趋势，对地下水的科学管理和合理利用具有重要意义。
水文地质还可以为水资源评价和开发提供科学依据，预测和防治地下水环境污染，保护地下水资源。
再者，水文地质研究方法多样。
研究地下水需要进行野外考察、取样和实验室分析等一系列工作。
常用的研究方法包括地质剖面观测、水位观测、泉眼观测、试井、水化学分析等。
此外，还可以利用地球物理探测技术、遥感技术、数学模型等手段，对地下水进行定量分析和预测。
最后，水文地质研究与环境保护密切相关。
随着人口的增加和工业化的发展，地下水环境受到越来越多的污染。
水文地质学家不仅需要了解并解决地下水污染问题，还要提出适当的保护措施，以确保地下水资源的可持续利用。
此外，水文地质还可以为自然灾害的预测和防治提供支持，例如地下水灾害和地面塌陷等。
总之，水文地质是一门研究地下水资源的学科，将地质学、地下水学和岩石物理学等学科知识相结合，旨在全面了解地下水的分布、流动、储存和利用等方面的现象和规律。
水文地质对于保护地下水资源、预测灾害和合理利用水资源等方面具有重要意义。
通过野外考察、实验室分析和数学模型等手段，水文地质为地下水资源的研究和利用提供了有效的方法与途径。
立志当早，存高远
一般矿山设计所需的水文地质资料
、补给量及对矿床开采的影响；
（八）区域和矿区附近地表水体的基本特征及其与各含水层地下水的水力联系程度和对矿床开采的影响；
（九）矿坑涌水量预测资料
（十）露天采矿场边坡稳定性评价资料；
（十一）矿体及其顶底板围岩的稳定性评价资料（包括矿石和围岩的物理力学性质资料）；
（十二）区域和矿区一般性的工程地质资料；
（十三）矿区主要水文地质及工程地质问题的结论性意见及对开采的防水、治水、排供结合、综合利用、防止污染等方面的建议。
二、图件
（一）区域水文地质图（比例尺1︰50000 或1︰25000，一般与区域地质图相同》；
（二）矿区水文地质图（比例尺1︰2000～1︰15000，一般与矿区地质圈相同）；
（三）矿区水文地质剖面图（比例尺1︰1000～1︰2000，一般与矿区地质剖面图相同）；
（四）抽水试验综合成果图；
（五）矿区钻孔简易水文地质观测成果综合对比图；
（六）坑道水文地质图（比例尺1︰200～1︰500，一段与坑道地质图相同）；
（七）矿坑涌水量计算图；。
水文地质水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。
水文地质学是研究地下水的科学。
它主要是研究地下水的分布和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。
随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。
近年来，水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透，又形成了若干新领域。
一、课程性质《水文地质学》是地质工程专业一门必修的专业基础课。
课程的主要任务是培养大家从水文循环的基本原理出发，获得水文地质学的基础知识和基本研究方法，能初步运用所学知识解决工程地质工作中与地下水有关的问题，要求大家掌握地下水形成、分布和运移规律，地下水的动态与均衡以及水化学相关问题；了解该领域目前研究状况及与其他学科的关系。
为今后从事与地下水有关的实际工作或科学研究打下基础。
《水文地质学》是地质学的一个分支，是研究地下水(Groundwater)的一门学科，它是对地质环境中地下水的发生、运动及其水化学特性上的研究。
主要研究与岩石圈、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。
二、课程研究对象1.概念地下水（groundwater）：赋存并运移于地下岩土空隙中的水。
含水岩土分为两个带，上部是包气带，即非饱和带，在这里，除水以外，还有气体；下部为饱水带，即饱和带，饱水带岩土中的空隙充满水。
狭义的地下水是指饱水带中的水。
2.地下水利：①分布广泛，便于就地开采使用；②洁净、不易被污染，水质普遍较优；③不占用地表空间；④动态比较稳定；⑤供水量受气候变化影响较小，具有较大到调蓄能力等。
害：①不合理的灌溉可造成次生盐碱化；②过量开采，可造成：在沿海地区，海水入侵，水质恶化；地面沉降，使区内建筑物失去稳定；不同含水层之间诱发水力联系，产生水的混合作用，使水质恶化；岩溶区地面塌陷；③其它，如矿坑涌水、基础及边坡的稳定问题等。
《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。
石家庄市水文地质情况资料
1、供水：本扩建工程附近地下水含量非常丰富，通过打水源深
井，可以满足扩建工程生产、生活及消防用水量要求。
2、降水量：年平均降雨量 522.4mm
年最大降雨量 864.7mm
24小时最大降雨量 422.3mm
1小时最大降雨量 133.4mm
3、地下水位：5m以下。
4、宜安镇东焦一带水文地质情况说明
宜安镇东焦一带水文地质情况比较复杂，根据已掌握的资料
看，此处为碳酸盐岩类裂隙岩溶水，第四系覆盖层5-10米厚。
一般10-95米左右以竹叶状和柴红灰岩为主，为主要含水段，100-130米为燧石灰岩夹硅质灰岩，节里发育，有白蚀洞穴，破碎为含水段，200米以下无资料，经过电测找好井位，每小时出水量可达80立方米。
4.4.1区域水文地质条件调查1、区域地形地貌项目所在的鹅埠镇地处汕尾市海丰县西南角，区域地貌单元主要由低山丘陵及山前冲积平原，区域内的丘陵山体呈浑圆状，丘陵高程一般20~40m，坡面多数较缓，坡角多为20～30°。
2、区域地层、构造及地震区域内出露的地层主要为第四系全新统冲积（Q al）和残积层（Q el），局部区域分布有第四系全新统人工堆积层（Q ml），下伏基岩主要为燕山第四期（γ52(3)）黑云母花岗岩、少量二长花岗岩。
区域主要有莲花山深断裂带，该断裂时一条强烈的挤压破碎带，由120多条断裂组成，主断裂两侧多发育断裂束。
拟建厂区距莲花山断裂带最近断裂束约5km，断裂对工程影响较小，主要表现为小地震。
根据《中国地震动参数区域图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.10g，抗震设防烈度为Ⅶ度。
3、区域水文地质概况本区域地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系孔隙潜水，基岩裂隙水赋存于岩石的裂隙中，受大气降水补给。
在沟谷或低洼处以泉水排出地表。
孔隙潜水主要赋存于阶地，漫滩的第四系冲洪积层和山麓的残坡层中，由大气降水及地表补给，排泄于河流或沟谷之中。
区域水文地质状况见图4.4-1。
4、地下水类型及特征①松散堆积物类孔隙水该类地下水主要分布于低山丘陵凹地或沟谷及边溪河冲积平原土层中，含水层为第四系冲积层的砂土层，地下水富水性较贫乏，单井涌水量15～80m3/d，水质类型属HCO3-Na或SO4 -Na型水，矿化度0.47～0.69g/L。
②块状岩类裂隙水2图4.4-1 项目所在区域水文地质图本项目所在地年风向玫瑰图(C:8.0%)51015NNNENEENE E ESESE SSE SSSWSWWSWW WNWNW NNW该类地下水分布在区域内的绝大部分地段，赋存于燕山期侵入岩，含水岩带以风化较强烈的强风化岩层下部和中或微风化岩为主，含裂隙水，其富水性取决于裂隙的发育程度。
区域内多数地段由于历次构造运动及岩浆岩侵入的影响，原生和次生裂隙较发育，浅部岩石较破碎，故总体上富水性中等。
③层状岩类裂隙水该类地下水主要分布于上侏罗系下统沉积岩中，含水岩带以风化较强烈的强风化岩层下部和中风化岩为主，含裂隙水，其富水性取决于裂隙的发育程度，岩石较破碎～较破碎，故总体上富水性中等。
5、补径排条件和动态特征区域属亚热带季风性气候区，雨量充沛，降雨量大于蒸发量，总体上雨季地下水位升高，旱季地下水位降低，具有明显的季节性变化特征。
区域内地貌单元包含低山丘陵及赤石河入海口冲海积平原，其中低山丘陵区补给来源为大气降雨，补给来源较单一，为区域上地下水补给区，由于地形起伏较大，低山丘陵区内地下水径流途径较短，属地下水循环交替较强烈的环境，地下水有矿化度较低、水质类型较单一的特点，水位年变幅2～8m；赤石河入海口冲海积平原区补给来源除大气降雨外，同时接受低山丘陵区径流补给或上游河流同一含水层渗透补给，为区域上地下水径流及排泄区，由于地形起伏不大，平原区内地下水径流途径较长，属地下水循环交替较弱的环境，地下水有矿化度低～较低的特点，水位年变幅1～2m。
区域内低山丘陵区浅部地下水主要向附近沟谷、水库排泄，一部分通过裂隙转为埋藏型基岩裂隙水，并通中深部基岩裂隙向外围边溪河冲积平原区径流、排泄。
地下水排泄的另一途径为地表蒸发和植物叶面蒸腾。
4.4.2拟建项目厂区水文地质条件调查一、场地包气带岩性、结构、厚度场地包气带水地层为人工填土层及耕植土，分布于全场地表，由粘土及砂质粘土组成，旱季期间包气带厚度约2.80～5.10m，高程约+6.25～+8.60m，经验渗透系数为1.0×10-6～1.0×10-5cm/s。
二、含水层及隔水层状况根据本次钻孔揭露的土层，厂区内岩土层根据成因、地质年代、岩性和工程特性等可分第四系人工素填土层（Q4ml）和耕植土层（Q4pd）、第四系冲洪积层（Q4al+pl）、第四系残积层（Q4el）及燕山第三期花岗岩基岩（γ52(3)），各岩土层的分布如下：①第四系人工素填土（Q ml，①1层）：分布广泛，红褐色，黄褐色，灰黄色，稍湿，松散，主要由砂质粘土组成，含10~20%，为新近填土。
厚度为0.60～3.50m，平均厚度为2.46m；层底标高为10.15～11.52m，平均层底标高为10.95m。
②第四系耕植土（Q pd，①2层）：部分分布，灰色，灰黄色，软可塑，很湿，主要由砂质粘土组成，含植物根系及有机质，为新近填土。
厚度为0.50～0.90m，平均厚度为0.70m；层底标高为7.55～8.95m，平均层底标高为8.25m；层顶埋深为2.50～2.60m，平均层顶埋深为2.55m。
③第四系冲洪积层粉质粘土（Q al+pl，②1层）：仅分布于ZK3号孔处，灰黄色，黄褐色，可塑，湿，粘性较好，干强度中，下含砂。
厚度为2.30m；层顶标高为6.65m；层顶埋深为3.50m。
④第四系冲洪积层淤泥质粘土（Q al+pl，②2层）：大部分分布，灰黑色，软塑，饱和，含大量有机腐植质及树根等杂物，具腐臭味。
厚度为2.40～4.30m，平均厚度为3.12m；层底标高为7.80～9.02m，平均层底标高为8.25m；层顶埋深为2.50～3.50m，平均层顶埋深为3.02m。
⑤第四系冲洪积层粉细砂（Q al+pl，②3层）：局部分布，灰色，灰白色，稍密，饱和，石英质，均匀，遇水易崩解。
厚度为1.20～4.72m，平均厚度为2.60m；层顶标高为4.76～8.60m，平均层顶标高为6.03m；层顶埋深为2.80～6.50m，平均层顶埋深为5.20m。
⑥第四系冲洪积层砾砂（Q al+pl，②4层）：局部分布，灰黄色，中密，饱和，石英，均匀，遇水易崩解。
厚度为2.50～3.00m，平均厚度为2.75m；层顶标高为3.52～4.35m，平均层顶标高为3.93m；层顶埋深为5.80～7.80m，平均层顶埋深为6.80m。
⑦第四系残积土层砂质粘性土（Q el，③层）：局部分布，灰白色，黄白色，可塑，下部多为硬塑，湿，系花岗岩风化残积而成，含砂，遇水易软化。
厚度为3.30m；层顶标高为6.62m；层顶埋深为4.90m。
⑧燕山二期花岗岩基岩全风化花岗岩（γ52(3)，④1层）：广泛分布，灰黄色，黄白色，原岩结构尚可辨认，除石英外，其余矿物已风化成粘土，岩芯呈坚硬土柱状和砂土状。
厚度为 2.50～9.70m，平均厚度为5.28m；层顶标高为-3.18～9.80m，平均层顶标高为1.92m；层顶埋深为0.60～14.50m，平均层顶埋深为8.96m。
⑨强风化花岗岩（γ52(3)，④2层）：分布广泛，灰黄色，结构清晰，成分以长石、石英为主，岩芯呈半岩半土状、碎块状，岩石破碎。
厚度为1.00～11.80m，平均厚度为5.86m；层顶标高为-11.24～6.60m，平均层顶标高为-4.02m；层顶埋深为3.80～22.50m，平均层顶埋深为14.99m。
⑩中风化花岗岩（γ52(3)，④3层）：分布广泛，灰白色夹黄褐色，中粒花岗结构，块状构造，裂隙发育，裂隙面见铁锰质渲染，岩芯呈块状、短柱状，石质较硬。
厚度为0.80～4.00m，平均厚度为2.19m；层顶标高为-16.04～3.20m，平均层顶标高为-9.32m；层顶埋深为7.20～27.30m，平均层顶埋深为20.30m。
○11微风化花岗岩（γ52(3)，④4层）：局部分布，灰白色，中粒花岗结构，块状构造，裂隙不甚发育，岩石完整，岩芯呈柱状，石质坚硬、完整。
厚度为1.10～1.50m，平均厚度为1.33m；层顶标高为-1.26～2.40m，平均层顶标高为0.22m；层顶埋深为8.00～12.00m，平均层顶埋深为10.50m。
为更好的了解地层的渗透系数状况，进行了抽水实验，抽水试验钻孔（ZK3）开孔直径φ160mm，采用φ130mm钢管套管或滤管护壁。
为了确定井的实际出水量，洗井结束后，对厂区中粗砂层进行抽水试验。
试验方法采用带有一个观测孔的稳定流抽水试验，对抽水孔进行两个降深的抽水试验。
在整个抽水试验过程，均安排水文地质技术人员轮值班，按规范要求对抽水孔的水位降深、流量等进行观测记录，在抽水稳定延续时间里，取连续观测资料，水位、涌水量波动相对误差，达到规范要求，各种观测数据准确可靠。
有关抽水试验数据见表4.4-1、表4.4-2。
表4.4-1 第一次降深数据一览表表4.4-2 第二次降深数据一览表本次抽水试验主要采用带有一个观测孔的稳定流抽水试验，根据井管结构及含水层类型，根据试验过程实际情况，选用了潜水非完整井计算模型来计算渗透系数K 。
（1）公式的选用①采用潜水完整井计算公式ww w r r s s s s H Qk 111lg ))(2(732.0---=（4.5-1）②影响半径选用如下公式：)2)((lg )2(lg )2(lg 11111s s H s s r s H s r s H s R w w ww w ------=（4.5-2）式中：K —渗透系数(m/d)；Q —流量(m 3/d)；S w —抽水孔水位降深(m)； S 1—观测孔水位降深(m)； H —含水层厚度(m)； R —影响半径(m)； r w —管井半径(m)；r 1—抽水孔与观测孔距离(m)。
将表4.4-1及表4.4-2数据代入上述公式，联解方程，计算结果详见表4.4-3抽水试验成果汇总表。
表4.4-3 抽水实验成果汇总表根据岩土工程勘察报告土样室内渗透试验结果，并结合抽水试验及地区经验，项目厂区浅部土层渗透系数建议值见表4.4-4。
表4.4-4 岩土层渗透系数建议值综上所述，厂区内由地面往下各含水层及相对隔水层分布状况见表4.4-5。
表4.4-5 厂区含水层及相对隔水层一览表三、地下水类型及其补给、径流、排泄条件1、厂区地下水类型按赋存介质的差异可分为松散岩类孔隙水和块状岩类裂隙水。
厂区松散岩类孔隙水赋存于第四系土层中，其中②3层粉细砂、②4层砾砂为孔隙水的主要含水层，含孔隙潜水，其孔隙较大，透水性中～强，富水性中等。
厂区内的第四系土层弱含水层为②1层粉质粘土、②2层淤泥质粘土层，中等透水性含水层为②3层粉细砂和③层砂质粘性土，中强透水性含水层为②4层砾砂，总体上厂区内富水性中等，为潜水型孔隙水。
第四系松散岩类孔隙水补给来源主要为大气降水补给。
块状岩类裂隙水主要赋存于花岗岩裂隙中，其中④2层强风化花岗岩及④3层中风化花岗岩为裂隙水的主要含水层。
厂区内弱含水层为④1层全风化花岗及④4层微风化花岗岩，中等含水层为④2层强风化花岗岩及④3层中风化花岗岩，裂隙水具一定承压性，为承压水。
厂区内基岩破碎，裂隙发育，故部分风化较强烈的岩带透水性较好，总体上富水性中等，其补给来源主要为同一含水层渗透补给，同时也接受上部孔隙水的少量补给。
