水文地质学知识点整理.docx

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水文地质学知识点整理

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。

P9

3、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

岩石（土）介质中的水

矿物中的水

沸石水、结晶水、结构水

空隙中的水

结合水

强结合水、弱结合水

液态水

重力水、毛细水

固态水

气态水

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：

P21

包气带

土壤水带

中间带

毛细水带

饱水带

2、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。

P23

3、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。

4、潜水的特征：

基本特征是与大气水和地表水密切联系，积极参与水循环、潜水与包气带直接相通、潜水的补给为大气降水和地表水，排泄以泉、蒸发、泄流等方式、潜水的动态受季节影响大、水质取决于地形、性和气候。

潜水资源易补充和恢复。

易受污染。

P27

5、地下水可以根据含水介质的不同分为孔隙水、裂隙水、和岩溶水。

P32孔隙水包括：

洪积物中的地下水、冲积物中的地下水、湖积物中的地下水、滨海沉积物中的地下水、黄土中的地下水、冰川沉积物中的地下水。

第三章地下水的物理性质及化学成分

1、地下水的物理性质主要有温度、透明度、颜色、气味、口味等。

P44

2地下水的温度主要受大气温度及埋藏深度的控制。

地下水的温度随温度的增加而递增。

P44

地下水计算公式：

T（H）=t（B）+（H-h）/GH和B为下标

T（H）——H深度处的地下水温度℃T（B）——年平均温度℃H——地下水的埋藏深度mh——年常温带深度mG——地热增温级m/℃

同时也可以根据水温求出该温度下地下水循环的深度，即：

H=G（TH—Tb）/h

3、地下水的主要离子成分有氯离子，硫酸根离子，碳酸氢根离子，钾离子，钠离子，钙离子，镁离子。

P47

4、地下水的主要化学性质：

P50

（1）地下水的酸碱性：

主要取决于地下水中的氢离子浓度

（2）侵蚀性：

矿区地下水的侵蚀性，可表现在对矿山机械设备的侵蚀和对碳酸盐类物质的侵蚀能力。

可以分为碳酸性侵蚀，硫酸盐性侵蚀和镁侵蚀性。

（3）总矿化度：

表明水中含盐量的多少，即水的矿化程度。

（4）硬度：

主要是由地下水中的钙、镁离子组成。

包括总硬度（指水中钙离子和镁离子的总含量），暂时硬度（将水加热煮沸后，形成碳酸盐沉淀的这部分钙离子、镁离子的含量），永久硬度（将水煮沸后，仍然残留在水质的钙离子和镁离子的含量）。

5、溶滤及溶解作用：

溶滤作用是指矿物中部分元素进入水中而没有破坏矿物晶格的作用。

溶解作用是指组成矿物的全部元素进入水中而矿物的晶格被破坏的作用。

因此，溶滤作用实质上是一种部分的溶解作用。

P53

6、浓缩作用：

指地下水由于蒸发而产生盐分浓度增加的作用。

P54

7、地下水水质评价具有如下特征：

（1）系统中污染物质之间存在复杂关系，各种污染物对水质量的影响程度不一。

（2）水质分级标准难以统一。

（3）对水体质量的综合评判存在模糊性。

P69

8、不同供水目的的水质评价标准（了解哪几类水质需要评价）p75

（1）工业锅炉用水

（2）其他工业用水水质评价（3）农田灌溉用水，渔业用水水质评价

第四章地下水系统和地下水动态

1、地下水系统概念：

地下水系统是地下水含水系统和地下水流动系统的综合p78

2、地下水含水系统：

指地下水由形成、运动到消失的一个渗流场所，即水文地质构成单元，其发育主要受地质构造控制，自然界的含水系统可以分为松散沉积物含水系统和基含水系统两大类。

P78

3、地下水流动系统：

地下水流动系统是相互联系和相互影响的流动的地下水体的总体，其驱动力主要是地形高差形成的势能。

P79

4、控制地下水含水系统发育的主要是地质构造（沉积、构造、地质发展史），而控制地下水流动系统发育的主要是水势场。

P83

5、地下水动态与均衡的概念P84地下水动态：

是含水层对环境施加的激励所产生的响应，也可理解为含水层将输入信息变换后产生的输出信息。

影响地下水动态的因素：

气候因素、水文因素、地质因素。

地下水均衡：

一个地区水均衡的实质就是应用质量守恒定律去分析参与水循环的各要素的质量关系。

地下水均衡是以地下水为研究对象的均衡研究，目的是阐明某个地区在一段时间，地下水的水量收入与支出之间的数量关系。

第五章：

地下水的运动

1、渗流的概念：

地下水在岩石空隙中的运动称为渗流或渗透。

发生渗流的区域称为渗流场。

P90

2、地下水的水头和水力坡度P91（容和概念过多，请自己总结）

3、地下水运动特征的分类：

表征渗流运动特征的物理量称为渗流的运动要素。

主要有渗流量Q、渗流速度、压强p、水头H等。

P92

4、地下水的运动基本定律P95达西定律Q=KA（H2-H1）/L

Q：

渗流量H1、H2：

通过砂样前后（即上下游过水断面）的水头L：

砂样沿水流方向的长度（即上下游断面的距离）A：

实验圆筒的横截面积，包括砂粒和孔隙两部分面积在K：

比例系数，称为渗透系数。

H2-H1/L即为水力坡度J，因此，上式可改写为：

v=Q/A=KJ达西定律微分形式：

v=KJ=-KdH/ds-dH/ds为水力坡度。

5、掌握渗透系数的概念P96

第六章水文地质调查

1.水文地质调查工作的类型阶段划分？

水文地质调查工作中，按其目的，任务和调查方法可分为三种类型

（1）区域性水文地质调查

（2）专门性水文地质调查（3）地下水动态和均衡的监测。

2.水文地质调查方法？

水文地质测绘，水文地质钻探，水文地质物探，水文地质野外试验，室分析，测定，模拟实验，地下水动态与均衡研究。

3.水文地质调查工作的程序？

（1）接受调查任务

（2）编制水文地质调查工作设计书（3）开展野外调查工作（4）编制调查工作成果报告书和图件（5）按照规定程序组织调查成果的验收和鉴定工作。

4.钻探过程中的水文地质观测工作？

（1）水位观测

（2）水温观测（3）冲洗液消耗观测（4）钻具陷落观测（5）钻孔涌水现象的观测

5.水文地质钻探的布孔原则？

（1）布置钻孔时要考虑水文钻探的主要任务，应明确是查明区域水文地质条件，还是确定含水层水文地质参数，寻找基岩富水带，评价地下水资源或进行地下水动态观测。

主要任务不同，钻孔布置方案必然有所区别。

（2）布置钻孔时要考虑“一孔多用”如既是水文地质勘探孔，又可保留作为地下水动态观测孔，或者是既是勘探孔，又可留用为开采井或疏干孔（3）无论是查明水文地质条件，求取水文地质参数，还是进行地下水动态观测，在确定其钻孔位置时，均应考虑其代表性和控制意义（4）为分析，认识区域水文地质条件的变化规律，水文地质钻孔应布置成勘探线的形式。

6.抽水试验的类型？

单孔抽水，多孔抽水及干扰井群抽水试验。

7.在水文地质试验过程中，正确的确定水位下降值，下降次数和延续时间，这是保证抽水试验质量的重要条件。

8.稳定流抽水试验的技术要求？

（1）水位降深的要求

（2）抽水延续时间和稳定时间的要求（3）水位测量稳定程序的要求。

9.地下水动态长期观测，是研究地下水动态的根本手段。

地下水动态长期观测的任务有以下三点：

（1）确定地下水之间，地下水与地表水之间的水力联系，地下水和地表水及大气降水等与开采，矿井充水等的关系

（2）计算地下水资源，预计矿井涌水量，为制定合理开采量，防治矿坑水方案等提供依据。

（3）分析断层和含水层的富水性，导水性，为综合性评价供水水源地及矿井水文地质条件提供依据。

第七章供水水文地质与地下水资源评价

10.地下水储量的分类：

动储量——是指单位时间流经含水层（带）横断面的地下水体积，即地下水的天然流量。

静储量——是指地下水年变动带动下含水层（带）中储存的重力水体积。

调节储量——是指地下水年变动带重力水的体积。

开采储量——是指用技术经济合理的取水能从含水层中取出的水量，并在预定开采期不至发生水量减少，水质恶化等不良后果。

11.补给量，补给量是指天然状态或开采条件下，单位时间冲各种途径进入该单元含水层的水量

12.允许开采量（或可开采量）是指通过技术经济合理的取水构筑物，在整个开采期出水量不会减少，动水为不会超过设计要求，水质和水温变化在允许围，不影响以建水源地正常开采，不发生危害环境地质现象等前提下，单位时间从该水文地质单元或取出地段开采含水层中可以取得的水量。

13.计算地下水允许开采量的主要方法？

（1）主要以渗流理论为基础的方法①解析法：

步骤：

a通过勘探试验或实验取得计算所需的各种参数b拟定开采方案，确定计算公式c计算开采量，检查水位降d进行评价②数值法：

步骤a建立水位地质概念模型b建立计算区的数学模型c从空间和时间上离散计算域d校正数学模型e验证数学模型f模拟预报，进行水资源评价。

（2）主要以观测资料统计理论为基础的方法：

简相关①线性相关②非线性相关，复相关：

①二元线性回归方程y=a+b1x1+b2x2（数字为下标）②二元线性回归方程y=axbzc（bc为上标）③多元回归方程（3）以水均衡理论为基础的方法：

①计算基本原理：

对于一个均衡区的含水层来说，在任一时刻段△t补给量与消耗量之差，恒等于此含水层中水体积的变化量，此即物质不灭原理。

②步骤a划分均衡区，确定均衡期，建立均衡方程b确定每个区的各项均衡要素质c计算和评价

第十章地下水资源开发与保护

14.地下水资源较之地表水资源的主要优势

（1）空间分布广阔

（2）时间调节性（3）水质较洁净（4）可利用性

15.污染物质可通过不同途径污染地下水。

雨水淋滤使堆放在地面的垃圾与废渣中的有毒物质进入含水层；污水排入江湖坑塘，再渗入补给含水层；利用污水灌溉农田，处理不当时，可使大围的地下水受污染；止水不良的井孔，会将浅部的污染水导向深层；废气溶解于大气降水，形成酸雨，也可补给污染地下水。

16.地下水污染的形式主要有3种：

点源污染、线源污染和面源污染。

地下水污染的特点：

①有污染源的存在，这是先决条件，不管污染源在地上还是地下。

②污染物以流体（主要是水）为介质发生迁移，污染源出流体（水）中具有较高的污染物浓度，污染物以浓度扩散（分子扩散）和随着流体（水）的流动而运动（机械弥散）的方式发生迁移。

③污染源与被污染的地下水体之间具有水头差，污染源水头较高，含污染物的流体（水）对地下水有补给左右；当地下水水位高于污染员水位时，污染物仅以分子扩散的形式对地下水造成污染，而且必须克服由于地下水运动所带来的反作用，因此多数情况下地下水是不受下游污染源的影响，即便有污染其围也较小。

④随着与污染源距离的增加，地下水污染物浓度逐渐降低，而且这种特点在各个地方上都是存在的，当污染源为线源时往往沿着线源形成条带状的地下水污染；与上述第3个特点一样，在地下水运动方向的反方向一侧，地下水几乎不受污染源的影响。

⑤由于岩层（包括土体）对一些污染物具有吸附作用且有的吸附作用较强，所以地下水部分污染物如磷可在短距离消除，即离污染源较远的地下水中并不包括所有污染源中的污染物。

⑥部分污染物可通过化学或生物作用在其迁移过程中发生转化。

17.地下水开发及其所产生的环境地质问题？

（1）地下水位迅速下降，采水能耗大增

（2）由地下水供应的河水基流减少甚至消失（3）由浅埋地下水所维持的沼泽湿地被疏干（4）植被衰退土地沙化生态全面退化（5）底面积地下建筑物或管网的破坏（6）引起地下水质变化（7）海水入侵淡水含水系统

18.地下水利用及其所伴生的环境地质问题？

（1）过量补充地下水引起地下水位上升，当平原盆地地下水上升，使其毛细饱和带达到地表示，引起土壤次沼泽化，原有的农业生产，建筑物，道路等均将受到损害

（2）在干旱半干旱平原盆地中过量补充地下水引起地下水位上升会使其蒸发浓缩作用加强，引起土壤盐渍化及地下水咸化（3）地下水位上升破坏水岩力学平衡（4）水库诱发地震。