水文地质学基础1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,绪论,学习导航,什么叫水文地质学？,为什么要学水文地质学？,怎样学水文地质学？,水文地质学的定义,水文地质学是研究地下水的科学。,地下水：指赋存和运动于地表以下土层中和岩石空隙中的水。,水文地质学的研究内容,地下水本身：起源、分布、赋存状态、补给、径流、排泄、运动特征、水质、水量,地下水与周围环境的关系,利用地下水和防范地下水灾害,水文地质学的相关学科,1、与介质有关的2、与水有关的3、与运动规律有关的4、新技术新方法,水文地质学的分支学科,水文地质学在国民经济建设中的作用,水文地质学在国民经济建设中的作用,水在人类生产生活中起重要作用，而地下水是水资源的重要组成部分。,地下水是宝贵的资源,生活要用到地下水,工业要用地下水,农业要用地下水,地下水的其它用途,利用其热能：发电、工业锅炉、农业灌溉、医疗卫生,利用其化学成分：矿泉水、医疗保健、矿产资源、找矿作用,黄淮平原某一盐碱地,广州一地铁发生涌水事故,地下水过度开采引起的地裂隙和地塌陷,水文地质学在国民经济建设中的作用,地下水对国民经济建设的不良影响,地下水对农业的影响：沼泽化、盐渍化,地下水对工矿业的影响：地下工程水灾、对地面建筑的影响,地下水使用不当引起的环境问题,过量开采地下水导致开采条件恶化,过量开采地下水造成地面沉降,大量开采地下水引起地面塌陷,某些地下水对人体的危害,地下水受污染的危害,地下水研究在煤矿勘查、建设和生产中的意义,矿井水灾害,煤层顶板松散层含水体突水,煤层底板灰岩含水体突水,断层突水,陷落柱突水,老空区突水,矿井酸性水害,水资源利用：生活用水、工业用水（电厂用水）,地质专业的学生为什么要学习水文地质,专业知识结构的需要,地下水是赋存于岩层中的，研究岩层不能不了解其中的水,自然界中许多地质灾害，是由地下水诱发的,未来职业的需要,在地质勘探部门工作,在煤矿工作,在研究部门工作,水文地质学发展简史,经验性及,臆测性,阶段,古代,饮用井知识,温泉水治疗疾病,泉水浇灌,卤水熬盐,对地下水基本,认识及稳定流,阶段,稳定流理论,地下水起源的认识,水化学认识,地下水分类,达西定律,非稳定流,理论阶段,对越流现象,泰斯非稳定流公式,数值方法的应用,工业革命,时期,上世纪30,60年代,系统论阶段,近30年来,将系统论理论,运用于地下水研究,一些新技术,新方法应用,水文地质学发展展望,水文地质学与现代科技结合，如计算机技术、遥感技术、物理勘探技术、同位素技术,水文地质学向微观方向发展：应力渗流理论、裂隙水动力理论、非线性理论、三相理论,水文地质学向宏观方向发展：以系统思想为指导，运用多学科方法，从可持续发展理念出发，构建人与自然协调的、良性循环的地下水系统、水文系统、地质环境系统与生态系统。,水文地质学与环境科学相结合：地下水本身的资源利用、地下水的污染与修复。,水文地质学学习要达到的目的,掌握水文地质相关知识,培养关爱自然、珍爱地下水的心态,通过考试，完成学分,第一章 影响地下水形成及变化的自然地理因素,学习导航,地下水从何来？,什么情况下地下水会更丰富？,第一节 自然界中水的循环及地下水的起源,自然界中水循环,地球上水的分布：,总量136000万km,2,海洋132000万km,2,，地表水2943万km,2,，地下水840.7万km,2，,大气圈：岩石圈：水圈=1：10：1000,水循环的定义：,分布于地球不同圈层中的水分彼此联系，不断相互转化，这种彼此转化的过程就是自然界的水循环。,水文循环,（大气水、地表水、和浅层地下水间循环）和,地质循环,（浅层地下水与地壳深部乃至地幔的水发生交换）,水循环的过程，见图。,大循环,（海陆间的循环）,和小循环,（局部循环）,地球上水的分布,自然界中水循环,第一节 自然界中水的循环及地下水的起源,自然界中水的动态均衡,全球范围内降水量，蒸发量的分布随纬度变化，年降水量和年蒸发量保持平衡，而且这种平衡基本上是长期不变的。见,图1-2,对于某一地区某一时期内水量的收入和支出也可用均衡方程表示,第一节 自然界中水的循环及地下水的起源,地下水起源,渗入水：降水渗入地下形成的水，是地下水形成的主要形式,凝结水：空气中的水汽在颗粒和岩石表面凝结形成地下水,初生水：岩浆中分离出来的气体冷凝形成的水,埋藏水：与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水,第二节 影响地下水形成及变化的自然地理因素,气象因素,水文因素,气象因素,主要气象要素的概念及特征,气温：随时间变化、随空间变化,气压：大气的质量施加在地表或地表物体上的压力。据气压的不同在全球可划分出高压带和低压带。海洋和陆地气压差异，形成了周期性季风。,湿度：大气中水汽含量构成了空气湿度。,绝对湿度 饱和水汽含量 相对湿度,蒸发：常温下水由液态变为气态进入大气的过程。蒸发的影响因素：饱和差（d=E-e)、风速,降水：当空气中水汽含量达饱和状态时，超过饱和限度的水汽便凝结，以液态或固态形式降落到地面，这就是降水。冷暖气团相遇产生的锋面降水是主要形式。,气象因素,各种气象因素对地下水的影响:,对研究地下水有特别意义的是降水和蒸发，气温、气压、风、温度等要素是形成与制约降水和蒸发的因素。,气温,气压,冷暖,气团,运动,降,水,饱和差,风速,绝对湿度,蒸,发,地表,径流,地下,泾流,地,下,泾,流,气象因素,潮湿系数概念及依据其分带,潮湿系数：年降水量X与年蒸发量Z,W,比值。K,B,=X/Z,W,（1）湿度过剩带K,B,1.5 （2）湿度充足带K,B,=1.491.0,（3）湿度适中带K,B,=0.990.6（4）湿度不足带K,B,=0.590.3,（5）湿度过低带K,B,=0.290.13（6）微湿度带K,B,0.12,干燥度概念及依据其的分区,干燥系数：陆面蒸发量E,t,与年降水量X比值。E,g,=E,t,/X,湿润地区 E,g,1.0,半湿润地区 E,g,=1.01.5,半干旱地区 E,g,=1.54.0,干旱地区 E,g,4.0,中国气候区划分，见表1-3,气象因素,中国气候基本特点,时间上分布的特点：受季风气候控制，旱季、雨季分明，降水时间集中。,空间上分布特点：东南雨水丰富，西北干旱少雨。,地下水的特征,雨季补充，旱季利用，由于地下水循环滞缓，对水量在时间上起着调节作用,地下水在干旱地区作用重大,树立系统观念，合理利用地下水。,水文因素,河流的特征,河系：,汇入某河干流的全部支流的总和称为河系。,流域：,流域是指分水线或分水岭以内河系集水面积的范围。见,图1-6.,河流的补给类型：,地表水补给：雨水补给、雪水补给、冰水补给和混合补给,地下水补给,地表水补给与地下水补给的关系,水文因素,径流及影响径流的因素,径流的定义：径流是指一个流域内的降水除去消耗于蒸发以外的全部水流。径流流量决定于流域面积规模。,地表径流与地下径流的流域的关系，见,图1-7,.,地表径流与地下径流的关系影响径流的因素：降水充沛的地区有利于形成径流。,岩石透水性、植物覆盖程度、地形特征、降水时间等因素影响地表径流和地下径流,水文因素,（地表）径流的研究方法：,流量及其测定方法：流量是指单位时间内通过河床横断面的水量。Q=vF,测定方法：测出横断面面积和流速即可,径流总量：是指某一时段T内，通过河流某一断面的总水量。W=QT,径流模数：指单位流域面积F（km,2,)上平均产生的流量（单位L/s.km,2,)。,径流深度：指计算时段内的总径流量均匀整个流域面积上所得到的平均水平厚度（单位mm)。,径流系数：同一时段内流域面积上的径流深度与降水量的比值：,水文因素,水文因素对地下水形成的影响（以河流为例）,分流作用：在同等的降水与蒸发条件下，地表径流越大，地下径流越小。,补给作用：地表水也会入渗补给地下水。,作业,简单描述自己家乡的气候、水文特征。,