水文地質(zhì)學(xué)總復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1水文水文(shuwn)地質(zhì)學(xué)總復(fù)習(xí)地質(zhì)學(xué)總復(fù)習(xí)第一頁，共62頁。第2頁/共62頁第二頁，共62頁。結(jié)合你的家鄉(xiāng)實(shí)際情況(qngkung)或接觸聽到談到的消息，試分析地下水的某種功能。 為什么說“水資源(zyun)”是可再生的資源(zyun)？為什么說“水資源”既有自然(zrn)屬性，又有社會(huì)屬性。思考題第3頁/共62頁第三頁，共62頁。地球(dqi)上的水淺部層圈水（大氣圈到地殼上半部）：分布大氣水、地表水、地下水以及生物體中的水。這些水均以自由態(tài)H2O分子形式存在，以液態(tài)為主，也呈氣態(tài)與固態(tài)存在。 13.86108km3，水深約為2718m；97.47%，2.53%淡水體的比例：約6

2、8.8%為冰川與積雪， 0.3%為河湖，30%為地下水，其他淡水占0.9%。深部層圈水（地殼下部直到下地幔）：地球深層圈中特殊高壓高溫下的離解狀態(tài)的水，以及地殼礦物內(nèi)部的結(jié)合水，均是以非自由狀態(tài)存在的水。氣水溶液第一章 地球上的水及其循環(huán)廣義的水圈應(yīng)當(dāng)包括地球各層圈中以各種不同狀態(tài)存在且相互轉(zhuǎn)化的所有的水。第4頁/共62頁第四頁，共62頁。第一章 地球(dqi)上的水及其循環(huán) 1.2 自然界的水循環(huán) ：地球上各層圈的水相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化過程(guchng)稱為水循環(huán)。水文循環(huán)是發(fā)生于大氣水、地表水和地殼巖石空隙中的地下水之間的水循環(huán)。水文循環(huán)是在太陽輻射(ti yn f sh)和重力共同作用下

3、，蒸發(fā)、水汽輸送、降水和徑流，通過四個(gè)環(huán)節(jié)水文循環(huán)周而復(fù)始的進(jìn)行。 海洋與大陸之間的水分交換為大循環(huán)。 海洋或大陸內(nèi)部的水分交換稱為小循環(huán)。水文循環(huán)的作用：水通過不斷轉(zhuǎn)化水質(zhì)得以凈化，水通過不斷循環(huán)水量得以更新再生。 水文循環(huán)的資源意義：水作為資源不斷更新再生，可以保證在其再生速度水平上的永續(xù)利用。第5頁/共62頁第五頁，共62頁。 水文循環(huán)：是發(fā)生于地球表層圈的水，即大氣(dq)水、地表水和地殼巖石空隙的地下水之間的相互交替與轉(zhuǎn)化，H2O分子態(tài)水的轉(zhuǎn)換 特點(diǎn)：水文循環(huán)的速度較快，途徑較短，轉(zhuǎn)換交替比較迅速。 地質(zhì)循環(huán)：地球淺層圈和深層圈之間水的相互轉(zhuǎn)化過程，常伴有水分子的分解和合成；轉(zhuǎn)換速度

4、(sd)緩慢。第6頁/共62頁第六頁，共62頁。第一章 地球(dqi)上的水及其循環(huán) 一、氣象因素第7頁/共62頁第七頁，共62頁。第一章 地球(dqi)上的水及其循環(huán)第8頁/共62頁第八頁，共62頁。下水資源的形成與分布影響重下水資源的形成與分布影響重大，后續(xù)課程還會(huì)涉及。大，后續(xù)課程還會(huì)涉及。第一章 地球(dqi)上的水及其循環(huán)第9頁/共62頁第九頁，共62頁。第一章 地球(dqi)上的水及其循環(huán)第10頁/共62頁第十頁，共62頁。A分水嶺解：Q= 8.0104m3/d , F=24km2, X=700mm第11頁/共62頁第十一頁，共62頁。第12頁/共62頁第十二頁，共62頁。第13頁

5、/共62頁第十三頁，共62頁?？紫?kngx)、裂隙、溶穴結(jié)合水、重力水、毛細(xì)水，氣態(tài)水、固態(tài)(gti)水及礦物中的水容水度、含水量、給水度持水度、透水性重難點(diǎn)：巖土中空隙的三種類型，以及影響孔隙的大小、多少（空隙率）的因素（也是難點(diǎn)）；空隙中水的存在形式及其特征；重點(diǎn)掌握巖土孔隙度、給水度（也是難點(diǎn)）和持水度的概念以及他們的關(guān)系。第14頁/共62頁第十四頁，共62頁。第15頁/共62頁第十五頁，共62頁。 第二章 巖石中的孔隙(kngx)與水分第16頁/共62頁第十六頁，共62頁。 第二章 巖石(ynsh)中的孔隙與水分第17頁/共62頁第十七頁，共62頁。 第二章 巖石(ynsh)中的孔隙

6、與水分第18頁/共62頁第十八頁，共62頁。 第二章 巖石(ynsh)中的孔隙與水分第19頁/共62頁第十九頁，共62頁。 第二章 巖石中的孔隙(kngx)與水分第20頁/共62頁第二十頁，共62頁。 第二章 巖石(ynsh)中的孔隙與水分四、巖石(ynsh)空隙發(fā)育的多樣性及空隙特征的比較（孔隙、裂隙、溶穴） p18 松散巖石(ynsh)以孔隙為主，但粘土干縮后可產(chǎn)生裂隙，而這些超過其原有的孔隙。固結(jié)程度不高的沉積巖，往往既有孔隙，又有裂隙。 可溶巖石(ynsh)，有的部分發(fā)育溶穴，有的部分則為裂隙，有時(shí)還可保留原生的孔隙與裂縫。 第21頁/共62頁第二十一頁，共62頁。 第二章 巖石中的孔

7、隙(kngx)與水分第22頁/共62頁第二十二頁，共62頁。第23頁/共62頁第二十三頁，共62頁。 第二章 巖石(ynsh)中的孔隙與水分第24頁/共62頁第二十四頁，共62頁。 第二章 巖石(ynsh)中的孔隙與水分第25頁/共62頁第二十五頁，共62頁。 第二章 巖石中的孔隙(kngx)與水分第26頁/共62頁第二十六頁，共62頁。 第二章 巖石(ynsh)中的孔隙與水分第27頁/共62頁第二十七頁，共62頁。 第二章 巖石中的孔隙(kngx)與水分第28頁/共62頁第二十八頁，共62頁。 第二章 巖石(ynsh)中的孔隙與水分第29頁/共62頁第二十九頁，共62頁。 第二章 巖石(yn

8、sh)中的孔隙與水分 孔隙通道變化與曲折性：很大程度上取決于最小的孔隙直徑；孔隙通道愈彎曲，水質(zhì)點(diǎn)實(shí)際流程就愈長(zhǎng)，克服摩擦阻力所消耗的能量就愈大。 顆粒分選性，除了影響孔隙大小，還決定(judng)著孔隙通道沿程直徑的變化和曲折性，因此，分選程度對(duì)于松散巖石透水性的影響，往往要超過孔隙度。 第30頁/共62頁第三十頁，共62頁。第31頁/共62頁第三十一頁，共62頁。第32頁/共62頁第三十二頁，共62頁。第33頁/共62頁第三十三頁，共62頁。水井(shujng)土壤水帶中間(zhngjin)帶毛細(xì)水帶飽水帶 Saturated Zone包氣帶Vadose Zone地下水面第三章 地下水的賦

9、存 包氣帶：地表以下(yxi)到地下水面之上，巖石中的空隙未被重力水所充滿。 毛細(xì)水帶：包氣帶底部由地下水面支持的毛細(xì)水構(gòu)成毛細(xì)水帶。 飽水帶：地下水面以下(yxi)，巖石中的空隙被重力水所充滿的帶。3.1 包氣帶與飽水帶結(jié)合水；孔角毛細(xì)水、懸掛毛細(xì)水、支持毛細(xì)水；空隙空氣中的氣態(tài)水；局部滯留重力水第34頁/共62頁第三十四頁，共62頁。第三章 地下水的賦存第35頁/共62頁第三十五頁，共62頁。第三章 地下水的賦存第36頁/共62頁第三十六頁，共62頁。第三章 地下水的賦存一、潛水(qinshu)與潛水(qinshu)含水層概念 潛水面(phreatic surface)。潛水位（water

10、 level)潛水含水層含水層厚度潛水埋深潛水的基本要素第37頁/共62頁第三十七頁，共62頁。隔水層 承壓 水 潛水(qinshu) 第三章 地下水的賦存圖3-6 基巖自流(zli)盆地中的承壓水 承壓含水層：隔水頂板：隔水底板：承壓含水層厚度（H） 測(cè)壓水位線（面）：承壓高度： 補(bǔ)給區(qū)：承壓區(qū)：排泄區(qū)： 自溢區(qū)充滿于兩個(gè)隔水層（或弱透水層）之間的含水層的水。第38頁/共62頁第三十八頁，共62頁。上層(shngcng)滯水第39頁/共62頁第三十九頁，共62頁。第40頁/共62頁第四十頁，共62頁。4.當(dāng)潛水水位下降時(shí)，支持毛細(xì)水和懸掛毛細(xì)水的運(yùn)動(dòng)有什么(shn me)不同特點(diǎn)？5.在無入

11、滲補(bǔ)給而有蒸發(fā)排泄的條件下，如果潛水含水層地下水水位逐漸下降，其上部包氣帶的含水量將 減小 ，而地下水蒸發(fā)強(qiáng)度將 增加 ，這時(shí)潛水面 否 （填“是”或者“否”）還可以看作流面。第41頁/共62頁第四十一頁，共62頁。重難點(diǎn)：達(dá)西定律及其表示方法，并理解各項(xiàng)的物理含義(hny)；掌握均質(zhì)各向同性介質(zhì)中定性流網(wǎng)的繪制方法；流網(wǎng)在水文地質(zhì)問題分析中的應(yīng)用。 第4章 地下水運(yùn)動(dòng)(yndng)的基本規(guī)律第42頁/共62頁第四十二頁，共62頁。總水頭(shutu)位頭壓頭(y tu)速度(sd)頭測(cè)壓管水頭 在滲流場(chǎng)中， 飽水帶中的水包括重力水與結(jié)合水，本章主要討論穩(wěn)定流條件下重力水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 第4章

12、地下水運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律水頭：水流中空間上某點(diǎn)所具有的總勢(shì)能。根據(jù)水動(dòng)力學(xué)原理，水流運(yùn)動(dòng)中任意點(diǎn)總水頭（總勢(shì)能）可表示為：第43頁/共62頁第四十三頁，共62頁。V=KI (4-3)式中：V 稱作滲透(shntu)流速由（41）達(dá)西公式表明：滲透流量（Q）與滲透系數(shù)（K）、過水?dāng)嗝妫ǎ┘八μ荻龋↖）成正比。 由（4-3）式表明：滲透流速與水力梯度一次方成正比關(guān)系，故達(dá)西定律又稱為線性滲透定律。 (4-1)達(dá)西試驗(yàn)條件與達(dá)西定律的應(yīng)用條件： 均質(zhì)各向同性介質(zhì)，穩(wěn)定流，一維流；應(yīng)用條件：Re110的層流第44頁/共62頁第四十四頁，共62頁。第4章 地下水運(yùn)動(dòng)(yndng)的基本規(guī)律 3. 水力梯度

13、（I）即單位滲透途徑上的機(jī)械能損失，也即機(jī)械能的損失率。 根據(jù)（4-3）式V=KI，可知，當(dāng)巖石性質(zhì)一定時(shí)，K為常數(shù)，I大，V也大；說明滲透水流流動(dòng)速度越大，沿滲流途徑的機(jī)械能損耗(snho)越大；換言之， I越大，驅(qū)動(dòng)水流運(yùn)動(dòng)的速度越大。 4 滲透系數(shù)滲透系數(shù)K在數(shù)值上是當(dāng)I=1時(shí)的滲透流速, m/d, cm/s。當(dāng)I一定時(shí)，K大，則V也大，Q也大，因此，滲透系數(shù)K是表征巖石透水性的定量指標(biāo)。K愈大，表明巖石的透水能力愈強(qiáng)。第45頁/共62頁第四十五頁，共62頁。l流網(wǎng)的基本要求(yoqi)l a）在各向同性介質(zhì)中，流線與等水頭線正交；在各向異性介質(zhì)中，流線與等水頭線斜交； l b）相鄰兩條

14、等水位線的水頭差相等，相鄰兩條流線間流量相等。 第46頁/共62頁第四十六頁，共62頁。第47頁/共62頁第四十七頁，共62頁。 圖43 等水頭線、流線與各類邊界(binji)的關(guān)系 1含水層；2隔水層；3潛水面；4等水頭線；5流線； 6河渠水面；7降水入滲 第48頁/共62頁第四十八頁，共62頁。第49頁/共62頁第四十九頁，共62頁。圖4-4 河間(h jin)地塊流網(wǎng)圖第50頁/共62頁第五十頁，共62頁。第51頁/共62頁第五十一頁，共62頁。 圖45 層狀非均質(zhì)介質(zhì)中兩種條件(tiojin)下的流網(wǎng) 1隔水層；2弱透水層；3強(qiáng)透水層；4等水頭線；5流線；6測(cè)壓水位線第52頁/共62頁第五十二頁，共62頁。第4章 地下水運(yùn)動(dòng)(yndng)的基本規(guī)律第53頁/共62頁第五十三頁，共62頁。第54頁