水文地质学重点.doc

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1、水文地质学.酉地下水的研究对象：饱和带水和非饱和带水。地下水的功能：宝贵的资源、重要的地质营力、不可忽视的致灾因子、活跃灵敏的生态环境因子、极具价值的信息载体。浅部层圈水：以液态为主，部分为固态和气态。深部层圈水：矿物中的水以及超临界状态水。水文循环：水文循环是发生于大气水、地表水和地壳浅部地下水之间的水分交换。地质循环：水的地质循环即发生在大气圈到地幔之间的水分交换。径流：是指降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。地下水与地表水优缺点对比：00优点：（1）分布广泛；（2）变化稳定；（3）具有天然调节性；（4）水质良好；（5）

2、易于开发利用缺点：1)地下水隐藏于地下，查明分布规律才能利用；2)一旦污染，需要花费相当长时间和耗费昂贵成本。岩石空隙：是地下水储存场所和运动通道。空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，决定着岩土储容、滞留、释出以及传输水的性能。孔隙–存在于松散的或未完全胶结的岩土颗粒之间或颗粒集合体之间的空隙。裂隙–岩石形成以后，由于各种内、外营力的作用，使岩石遭到破坏而形成的空隙。溶穴–可溶岩石在地下水的溶蚀作用下形成。必须在原有空隙、裂隙发育基础上产生的。孔隙度（n）：某一体积岩土（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例。影响因素：颗粒排列方式、

3、颗粒分选程度、颗粒形状、胶结填充、对于粘性土，还与结构孔隙、次生孔隙有关。岩土中水存在形式：结合水（矿物表面结合水（强结合水、弱结合水））、液态水（重力水、毛细水）、固态水、气态水。结合水：分布在颗粒表面受静电引力大于重力，而不能在自身重力作用下发生运动的那部分水。与水有关的岩土性质：空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，决定着岩土储容、滞留、释出以及传输水的性能。容水性：岩石能容纳一定数量水的性质。用容水度表示。给水性：饱水岩石在重力作用下能自由排出一定数量水的性质。用给水度表示。持水性：岩石在重力释水后能在空隙中保持一定数量水的

4、性质。用持水度表示。渗透性：岩石允许让水通过的性质。用渗透系数或单位吸水量表示。影响给水度u大小的因素：1.岩性影响，有三个方面：组成岩石的矿物成分（决定空隙的大小、多少）、颗粒大小、级配及分选程度、空隙情况2.初始地下水埋藏深度3.地下水位下降速率影响渗透性大小的因素:对松散层:颗粒大小、形状、分选程度、密实度、胶结情况水质、水温、液体类型。对坚硬岩体：颗粒大小、形状、分选程度、密实度、胶结情况更取决于裂隙的几何结构特征：延伸方向、宽度、密度、长度、连通性、充填物、裂隙面的粗糙程度等。如何解释岩土变形破坏现象：1.当由于抽取地下水引起地

5、下水位下降时，孔隙水压力便相应的降低，此时可近似地认为总应力不变，减小的这一部分浮托力必然要转由土层颗粒骨架承担，土层颗粒发生位移，排列更加紧密，孔隙度降低，土层受到压密，表现为体积的减小，高程损失，即地面沉降变形。2.岩土体存在不连续面，当天然因素或人为因素使得不连续面的地下水位抬升，孔隙水压力增加，有效应力降低，不连续面的抗剪力降低，岩土体可能因重力作用，发生滑坡或坍塌等。地下水的分类：（潜水、承压水、上层滞水。）或（孔隙水、裂隙水、岩溶水。）越流：是指相邻含水层通过其间的相对隔水层发生水量交换。潜水等水位线图：将潜水位相等的各点连线

6、，得到潜水等水位线图，可以说明潜水流向及地表水的补给排泄关系等。潜水位：潜水面上任一点的高程称为该点的潜水位地下水运动规律：1.地下水在复杂的多孔介质中运动；2.流速较缓慢；3.稳定流与非稳定流（地下水的各个运动要素（水位、流速、流向等）不随时间改变时，称作稳定流。否则为非稳定流。）；达西定律：Q-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-水力坡度(无量纲)渗透系数（K）:岩石渗透性能的定量指标，在数值上等于单位水力梯度条件下的渗流速度。ne为有效空隙度，即

7、重力水流动的空隙体积（不包括结合水占据的空间）与岩石体积之比。由于重力释水时空隙中所保持的除结合水外，还有孔角毛细水乃至悬挂毛细水，因此，有ne>n(孔隙度)ne>u（给水度）流网：在渗流场的某一典型剖面或切面上，由一系列等水位线与流线组成的网格。注：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，说明流速大小。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；c.对于

8、稳定流，流网不随时间变化。流网按介质类型划分：（1）同一点各方向上渗透性相同的介质称为各向同性介质；（2）同一点各方向上渗透性不同的介质称为各向异性介质；均质、非均质：指渗透系数K与空间坐标的