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1、1 水文地质学的研究对象：地下水地下水的功能：（1）. 宝贵的自然资源（2）. 重要的生态环境因子（3）. 灾害因子（4）.活跃的地质营力 （5）. 地球内部信息载体2 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。3. 地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。4自然界水循环分为水文循环和地质循环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。地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。6. 径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地
2、表或地下流动的水流。7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，驱动力是太阳辐射和重力；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。研究意义不同：P11水文循环对于保障生态环境以及人类生存与发展至关重要。地质循环，有助于分析地壳浅表和深部各种地质作用，对于寻找矿产资源、预测大尺度环境变化和深部地质灾害等，均有重大意义。1岩石空隙：地下水的储容空间和传输通道。空隙的 多少、大小、形状 、连通情况和分布规律，对地下水的分步和运动具有重要影响。空隙分为：孔隙、裂隙、溶穴。2. 孔隙度：单位体积岩石中孔隙所占的比
3、例。孔隙度的影响因素有： 分选程度、颗粒排列、颗粒形状及胶结充填情况。3. 裂隙：固结的坚硬岩石中存在的各种应力作用下产生的裂缝。岩石裂隙按成因分为：成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙。4. 溶穴：可溶的沉积岩，在地下水溶蚀下会形成的空洞。溶蚀裂隙分为：溶孔、溶隙、溶洞等三者对比：孔隙：分布于颗粒之间、连通良好。分布均匀，在不同方向上孔隙大小、多少都较接近，赋存在空袭中的地下水分布和流动较均匀裂隙：宽窄不等、长度有限，往往具有一定方向性。较孔隙连通性差。赋存于其中的地下水相互联系性较差，流动和分布较不均匀。溶穴：大小悬殊，且分布不均，决定其中的地下水分布极不均匀5. 含水介质（介质场）由各类空隙所构
4、成的岩石称为含水介质。6. 结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。 性质：结合水具有固态和液态水的双重性质；即自身重力作用下不能运动，在外力作用下能够移动（运动）及变形。7. 重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。8. 毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。与水储存有关的岩石性质：容水度、含水量、持水度、渗透性9. 容水度：岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。10.含水量：反映岩石样实际保留水分的状况，包括： （1）.重量含水量：岩石空隙中所含水分重量与干燥岩石重量比值 （2）.体积含水量：含水体积与包括
5、空隙在内的岩石体积的比值。（3）.饱和含水量：孔隙充分饱水时的含水量。11.饱和差：饱和含水量与实际含水量之间的差值。12. 饱和度：实际含水量与饱和含水量的比值。13. 给水度：当地下水位下降一个单位高度时，单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释放出来的水体积。影响因素：岩性，地下水位初始埋深，与地下水位下降速度有关，土层结构14. 持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。15. 有效应力：实际作用于砂层骨架上的应力。16简述影响孔隙度大小的主要因素，并说明如何影响？影响孔隙度大小的因素有：颗粒排列情况、分选程度、颗粒形状及胶结程度。 排列方式
6、愈规则、分选性愈好、颗粒形状愈不规则、胶结充填愈差时，孔隙度愈大；反之，排列方式愈不规则、分选性愈差、颗粒形状愈规则、胶结充填愈好时，孔隙度愈小。1. 地下水面（水位）： 地下一定深度岩石中的空隙被重力水所充满，形成一个自由水面，以海拔高度表示称之地下水位。2. 包气带：地下水面以上称为包气带。特点： 岩石空隙未被水充满； 是固、液、气三相介质并存介质。水的存在形式：结合水、毛细水（各种）、重力水、气态水水分来源：降水入渗、地下水渗透、毛细力作用、蒸发包气带水的垂直分带：土壤水带、中间带（过渡带）、支持毛细水带、毛细饱和水带3.含水层：能够透过并给出相当数量水的岩层。如各类砂土，砂岩构成条件：
7、具备储水空间、底层具隔水层、有补给来源4.隔水层：不能透过与给出水或透过与给出的水量微不足道的岩层。5.弱透水层：渗透性很差，给出的水量微不足道，但在较大水力梯度作用下，具有一定的透水能力的岩层。6.潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。要素 ：潜水面潜水表面的自由水面潜水埋深D潜水面至地面的距离潜水水位H潜水面上任意一点的标准高程含水层厚度M潜水面至隔水底板的距离隔水底板下伏隔水层特征：埋藏条件：只有下伏隔水层，无上覆，与外界自由广泛联系的 形状：潜水面受地形控制一般为曲面补给来源：潜水直接与大气相通，可通过包气带接受降水、地表水等补给 A、下伏含水层越流的补给 B、 侧线的补给
8、C、人工补给 排泄：a、流入其他含水层 b、泉水式排泄 c、地表河水泄流 d、蒸发排泄动态特征：受气象、水文因素影响明显，变化快（水量、水位季节性变化）。受人为因素影响也显著，易污染。循环交替：水循环周期短，更新恢复速度快。潜水面形态：潜水面形状受地形影响，潜水水位与地形的起伏相一致而较缓和。水化学特征：水的矿化度与地形、水的交替有关。湿润气候区，地形切割强烈、水交替强烈地区地下水矿化度低。干旱气候区细颗粒组成的盆地平原易形成咸水。 水质易受污染、埋藏浅7. 水力坡度（I）单位距离上的水头损失，是沿渗流途径上的水头损失与相应的渗流长度之比。 I=(HA-HB) /L8. 承压水：充满于两个隔水
9、层之间的含水层中的水。基本要素 隔水顶板：承压含水层上部的隔水层。隔水底板：承压含水层下部的隔水层。承压含水层厚度：隔水顶底板之间的距离。承压高度：揭穿隔水顶板的钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离。测压水位：揭穿隔水顶板的井中静止水位的高程。顶、底板埋深自溢区：测压水位线与地形等高线的交点连接区特征 承压性：承压含水层水头高于隔水顶板补给与排泄条件：有隔水顶板，参与水循环不积极（补给、排泄），超采后不易恢复，有限区域与外界联系，水循环迟缓些，水交替慢，平均滞留时间长恢复性差。水化学特征：不易受污染，水质变化大，矿化度一般要高点，可以保留“古老”水。动态特征：动态随季节不变化明显，比潜水要稳定
10、些，如果分布面积大，厚度稳定则调节能力很强。对水量增减的反应与潜水层不同。9.承压水等水压线图：将某一承压含水层测压水位相等的各点进行连线。 用途 确定流向、水力梯度； 结合地形图，确定承压水位的埋深、自溢区； 结合含水层顶板等高线图，确定任一点承压高度，承 压含水层的埋深、厚度和透水性变化。 1. 渗流：具有实际水流特性并连续充满含水层的虚拟水流。层流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作有秩序的、互不混杂的流动。紊流运动：在岩层空隙中流动时，水的质点作无秩序地、互相混杂的流动。雷诺数Re2000为层流状态， 雷诺数Re4000为紊流状态， 雷诺数Re20004000为过渡状态。稳定流：水在渗
11、流场内运动，各个运动要素（水位、流速、流向）不随时间改变。非稳定流：水在渗流场中运动，各个运动要素随时间变化的水流运动。2. 达西定律 Q = Kh/l 根据 I=h/l Q = K IQ-渗透流量(L3T-1)； w-过水断面(L2)； h-水头损失(水头差，L)； l-渗透途径(L)； K-渗透系数(LT-1)； I-水力梯度(无量纲)。3. 渗透流速：水流通过整个岩石断面（包括颗粒和孔隙）的平均流速。V = KI 渗透流速等于实际流速乘以有效孔隙度。渗透流速与水力梯度是一次方成正比， 故达西定律又称为线性渗透定律。4. 水力坡度（I）:单位距离上的水头损失，是沿渗流途径上的水头损失与相应
12、的渗流长度之比。水力梯度可以理解为水流通过单位长度渗透途径为克服摩擦阻力所耗失的机械能。5.渗透系数：水力坡度等于1时的渗透流速。6.达西定律的应用（计算题）7.流网：在渗流场的某一典型剖面或切面上由一系列流线和等水头线组成的网。等水位（压）线：潜水位（测压水位）相等的各点的连线。流线：渗流场中某一瞬间的一条曲线，曲线上各水质点在此瞬间的流向均与此线相切。均质岩层：渗流场中所有点都具有相同参数（K）的岩层。各向同性岩层：渗流场中某一点的渗透系数不取决于方向，即不管渗流方向如何都具有相同渗透系数的岩层。各向异性岩层：渗流场中某一点的渗透系数取决于方向，渗透系数随渗流方向不同而不同的岩层。8. 渗
13、流场边界类型 边界：定水头边界、隔水边界、地下水面边界。 要点：河渠的湿周为等水头线平行隔水边界为流线地下水面无补排时为流线流线由源指向汇注意：流线跟等水头线正交;注意流场的边界类型和补给排泄特征;等水头线越密说明水力梯度越大；流线越密说明地下水径流越强；潜水面可能是流连，也可能不是流线9. 层状非均质：介质场内各岩层内部为均质各项同性，但不同岩层渗透性不同。K1-地下水流入岩层（K1层）的渗透系数； K2-地下水流出岩层（K2层）的渗透系数； 1-地下水流向与流入岩层（K1层）层界法线之间的夹角() ； 2-地下水流向与流出岩层（K2层）层界法线之间的夹角() 。 10. 流线的性质 a.
14、流线不能相交（同一时刻不可能有两个流向） b. 流线光滑不能有急转折（若有转折，在转折点有两个流向） c. 流线相当于隔水边界（只能在其间运动，不能穿过流线运动） d. 流线的形状受控于边界的性质和形状（平行于隔水边界，垂直于供水边界）11. 流网的用途 a. 根据流线方向可以看出任一点的流向； b. 根据等水头线可以看出任一点水位的变化； c. 流线的密疏可以反映地下径流的强弱； d. 等水头线的密疏则说明水力梯度的大小。 e. 追踪污染物质的运移 f. 判断水文地质条件（含水层条件；边界条件；与地表水关系）12. 流网的性质a. 在各向同性介质中，流网为正交网格。（水沿水力梯度最大的方向运动） b. 对于稳定流，流线与迹线重合；对于非稳定流可以划分为多个小单元，每个小单元可以看作稳定流。 c. 对于稳定流，流网不随时间变化。13 流网的绘制（画图题）1.地下水的物理特性：地下水的比重、温度、透明度、颜色、味、嗅味、导电性、放射性等物理特性的总和。2.总溶解固体：地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量。3. 地温
