水文地质学考试

1、1水文地质学( hydrogeology )：是研究地下水的科学。水文地质学的研究内容：它研究地下水与周围环境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。主要功能：资源、地质营力、致灾因子、生态环境因子、信息载体饱和带：岩土中完全被水所充满的部分。非饱和带：地面以下到地下水面之上，岩土空隙被水和空气所充填的部分。2水文循环：大气水、地表水和地壳浅表地下水之间的水分交换。水文循环的作用：一方面，水通过不断转化而水质得以净化；另方面，水通过不断循环水量得以更新再生。（水的质量得以净化、水的数量得以再生）水文循环的驱动力：太阳辐射和重力地质循环：发

2、生于大气圈到地幔之间的水分交换。图：P113.岩土：指坚硬的岩石及松散的土层。岩土空隙：岩、土中各种类型的空洞的总称。 是地下水的储容空间和传输通道孔隙：松散岩石中颗粒及颗粒集合体之间的空隙。孔隙度（n）：单位体积岩土（包括空隙在内）中空隙所占比例。 影响孔隙度的主要因素：颗粒的排列颗粒的分选颗粒的形状及胶结考虑粘性土的结构孔隙及次生孔隙裂隙：坚硬岩石中由破裂变形而产生的裂缝式空隙。 按成因可分为三种：成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙裂隙率：岩石中裂隙的体积与包括裂隙在内的岩石体积之比。 溶穴：可溶岩在地下水作用下所产生的空洞。岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的的岩石体积之比。 岩土孔隙中的水：结

3、合水、重力水、毛细水结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。 结合水具有一定的抗剪强度重力水: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。毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 一根毛细管子，管径越小，毛细力越大；反之亦然。毛细力大，毛细上升高度也越 大 存在形式：支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水 容水度：岩土完全饱水时，所能容纳的最大水体积与岩土总体积之比。含水量：松散岩土空隙中所包含的水与岩土的比值。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。持水度（Sr）：地下水位下降时，滞留于非

4、饱和带中而不释出的水的体积与单位疏干体积的比值。 岩石的持水量（持水体积）与岩石总体积之比。给水度、持水度与孔隙度的关系：+Sr=n渗透性：岩土透过水的能力。有效应力原理：有效应力（）等于总应力（)减去孔隙水压力() ： =4地下水面：地下一定深度岩土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。包气带：地表到地下水面这一部分。 自上而下分为：土壤水带、中间带、毛细水带饱水带：地下水面以下的部分。含水层：饱水并能传输与给出相当数量水的岩层。砂土、砂岩隔水层：不能传输与给出相当数量水的岩层。裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密） 弱透水层：本身不能给出水量，但垂直层面方向能够传

5、输水量的岩层。粘土，泥质粉砂岩越流：相邻含水层通过其间的相对隔水层发生水量交换。地下水含水系统：是由隔水或相对隔水边界圈围的，内部具有统一水力联系的赋存地下水的岩系。潜水：饱水带中第一个具有自由表面且有一定规模的含水层中的重力水。潜水埋藏深度：潜水面至地面的垂直距离。潜水含水层厚度：潜水面到隔水底板的垂直距离。承压水：充满于2个隔水层之间的含水层中的水。上层滞水：包气带局部隔水层（弱透水层）之上积聚的具有自由表面的重力水。5渗流：地下水在岩土空隙中的运动。渗流场：发生渗流的区域。层流：水质点作有秩序的、互不混杂的流动。紊流：水质点作无秩序地、互相混杂的流动。* 水总是从总水头高的地方流向总水头

6、低的地方。达西定律：在某一时段t内，水从砂土中流过的渗流量Q与过水断面A和土体两端测压管中的水位差h成正比，与土体在测压管间的距离L成反比。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。流线：流场中某一瞬时的一条线，线上各水质点的流向与此线相切。迹线：渗流场中某一段时间内某一质点的运动轨迹。图：P386* 毛细现象：细小玻璃管插入水中，水会在管中上升到一定高度才停止，在固、液、气三相界面上产生的现象。毛细压强：弯液面产生的附加压强。* 水柱高度=毛细上升高度7地下水中常见的气体成分：氧（O2）、氮（N2）、二氧化碳（CO2）、 硫化氢（H2S）、甲烷（CH4）地下水中主

7、要离子成分：阴离子： HCO3- ，SO42-，Cl- 阳离子： Ca2+，Mg2+，K+，Na+低矿化度水中的常见离子： HCO3-，Ca2+，Mg2+，来源：沉积盐岩、岩浆岩、变质岩的风化溶解高矿化度水中的常见离子：Cl-，Na+，K+，来源：沉积盐岩（钠盐、钾盐）的溶解、变质岩风化溶解，海水影响，人为污染中等矿化度的常见离子： SO42-，来源：沉积盐类溶解、金属硫化物的氧化、火山喷发（H2S:气体氧化）、人类活动燃烧煤产生大量SO2，SO2 氧化后形成之，大气中SO42-过高时，降“酸雨”氯离子的来源：(1) 来自沉积岩中所含岩盐或其它氯化物的溶解(2) 来自岩浆岩中含氯矿物的风化溶解

8、；(3) 来自海水；(4) 来自火山喷发物的溶滤；(5) 人为污染。硫酸根离子来源：(1) 含石膏或其它硫酸盐的沉积岩的溶解(2) 硫化物的氧化；(3) 人为污染。重碳酸根离子来源：(1) 含碳酸盐的沉积岩的溶解；(2) 岩浆岩与变质岩的风化溶解。钠离子和钾离子的来源：(1) 沉积岩中岩盐及其它钠钾盐的溶解；(2) 海水；(3) 岩浆岩和变质岩含钠钾矿物的风化溶解。 钙离子和镁离子的来源：(1) 含钙镁的碳酸盐类沉积物的溶解；(2) 岩浆岩和变质岩中含钙镁矿物的风化溶解。总固体溶解物（TDS）矿化度：溶解在水中的无机盐和有机物的总称。单位mg/L或g/L。地温梯度：每增加单位深度时地温的增值。

9、单位：/100m。地壳表层分为：变温带、常温带、增温带地下水化学成分形成作用：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、人类活动的作用地下水成因分类：溶滤水、沉积水、内生水水化学成分的表示方法：库尔洛夫式：分式前：特殊成分、气体成分、矿化度 M，单位（g/L）分式上下：阴、阳离子（毫克当量百分数10%）分式后：水温（）舒卡列夫分类：7×7 = 49 种水型派珀三线图：P68 读上一条线的平行线8地下水动力因素：补给大气降水入渗机制：活塞式、捷径式 * 入渗系数（）：降雨入渗补给量与降雨量之比。下降泉分为：侵蚀泉、接触泉、溢流泉上升泉分为：侵蚀泉、断层

10、泉、接触带泉 * 图：P80* 泄流：河流切割含水层时，地下水向河流的排泄。补给来源：大气降水、地表水、凝结水、其它含水层或含水系统和人工补给。排泄方式：泉、向河流泄流、蒸发、蒸腾、向另一含水层或含水系统和人工排泄。9* 含水系统：由隔水或相对隔水边界圈围的、由含水层和相对隔水层组合而成的、内部具有统一水力联系的赋存地下水的岩系。地下水流系统：指从源到汇的流面群构成的，具有统一时空演变过程的地下水体。* 含水系统与地下水流系统的比较：共同点: 突破了把单个含水层作为功能单元的传统，力求以系统的观点去考察、分析与处理地下水体。不同点： 根本不同：一个是静态系统 ； 一个是动态系统 分类依据：储水

11、构造（介质场） ；水的流动特征（渗流场） 系统发育史：共同的地质演变历史 ；共同的地下水演变历史 边界性质：相对隔水的地质边界 ；流面(分水线)水力边界 系统的可变性： 边界固定不变 ；边界可变，系统规模数目变 统一性水力联系：统一的或潜在统一的；水盐热量时空演变统一的两者的关系： 通常，一个大的含水系统可以包含若干个流动系统 两者都可以进一步划分为子系统托特 多级次地下水流系统理论图：P89GFS的水温特征：补给区：等温线下降，间隔变大（地温梯度变小）；排泄区：等温线上抬，间隔变小（地温梯度变大）10地下水动态：地下水各种要素（水位、水量、化学组分、气体成分、温度、微生物等）随时间的变化。地

12、下水均衡：某一时段、某一范围内地下水水量(盐量、热量等)的收支状况。地下水动态的影响因素：气象因素、水文因素、地质因素、人为因素地下水动态类型：（1） 潜水的动态类型：蒸发型、径流型、弱径流型。 蒸发型：年水位变幅小，各处变幅接近，水质季节变化明显，长期中地下水向盐化方向发展，并使土壤盐渍化。 径流型：年水位变幅大而不均，水质季节变化不明显，长期中则不断趋于淡化。弱径流型：年水位变幅小，各处变幅接近，水质季节变化不明显，长期中向淡化方向发展。（2）承压水的动态类型径流型：动态变化的程度取决于构造封闭条件。水均衡方程式：P10911011* 洪积扇：P114115P11411812按裂隙成因：成岩裂隙 、构造裂隙、 风化裂隙裂隙水的分类 ： 脉状裂隙水、层状裂隙水构造裂隙水：塑性岩层，常形成闭合乃至隐蔽的裂隙，多构成相对隔水层。脆性岩层，具有较好的导水性。构造裂隙水特点：(1) 构造裂隙水往往分布不均匀，具各向异性 (2) 构造裂隙水可层状也可脉 (3) 构造裂隙水可以是潜水，也可以是承压水 (4) 局部流向与整体流向不一致。图：P131断裂带的水文地质意义 ：贮水空间作用、集水廓道作用、导水通道作用、隔水屏障作用-阻水作用（隔水边界）岩溶水系统演变过程：1、岩溶发育初期流动系统 2、局部岩溶水系统形