水文地质学基础(张建升)
基本概念：
补给：含水层从外界获得水量的过程称作补给。

排泄：含水层失去水量的过程称作排泄。

径流：地下水由补给区向排泄区流动的过程称作径流。

径流强度：单位时间通过单位断面的流量，即渗流速度。

带或集中径流带。

入渗率：单位时间内通过单位地表面积入渗的水量称为入渗率。

入渗系数：年降水入渗量qx与年降水量X的比值。

动态与均衡：地下水的动态是指地下水的数量和质量（水位、流量、水温、水化学成分等）在各种因素影响下随时间的变化情况。

某一时间段内某一地段地下水水质、水量收支平衡的数量关系称作地下水均衡。

地下水的补给来源：大气降水、地表水、凝结水、其他含水层的水和人工补给水源。

空隙：岩石（土）中存在着空隙，空隙是地下水渗入、储存、运移的场所和通道。

孔隙：存在于松散的或未完全胶结的岩石颗粒与颗粒之间或颗粒集合体与颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。

裂隙：裂隙是坚硬岩石形成时或形成后由于各种内外营力的作用，使岩体遭受破坏而形成的空隙。

溶隙：可溶性岩石经地下水的溶蚀和机械冲蚀作用产生的空隙称为溶隙。

孔隙度：衡量孔隙多少的指标称孔隙度。

一般用岩石中孔隙体积和岩石总体积之比表示。

裂隙率：裂隙的体积（Vr）与包含裂隙在内的岩石的总体积（V）之比。

溶隙率：衡量岩石溶隙多少的指标叫溶隙率。

容水性：容水性是指岩石能够容纳一定水量的性能。

持水性：是指重力释水后，岩石能够保持住一定水量的性能。

（主要是结合水和部分毛细水）
给水性：饱水岩石在重力作用下，能自由给出一定水量的性能。

透水性：透水性指岩石可以被水透过的性能。

渗透系数：水力坡度为1时，渗透系数在数值上等于渗流速度。

渗透系数不仅取决于岩石的性质，而且与渗透液体的物理性质有关。

含水层：能透过水并给出相当数量水的岩层。

隔水层：不能透过并不能给水或只能透过与给出极少量水的岩层。

岩石的水理性质：水进入岩石空隙后，岩石空隙所表现出的与地下水的贮存和运移有关的一些物理性质。

空隙的大小是影响岩石水理性质的重要因素。

离子、分子及化合物的总量。

硬度：由于水中含有Ca2+、Mg2+而具有的性质，水中Fe3+、Al3+也具有硬度。

总硬度：水中含有Ca2+、Mg2+的总量称为总硬度。

溶虑作用：水和岩石相互作用时，岩石中的一部分物质溶于水中的作用。

重力水：岩石空隙全部被充满、在重力作用下运动的液态水成为重力水。

结合水：由于静电引力作用而吸引在岩石颗粒上的水叫结合水。

气态水：即水蒸气，它和空气一起分布于包气带岩石空隙中。

毛细水：由于毛细力的作用而充满岩石毛细空隙中的水成为毛细水。

渗透：地下水在岩石空隙中的运动称为渗透。

渗流：不考虑渗流途径的迂回曲折，不考虑岩层的颗粒骨架，假想地下水充满整个岩石空间并只向
整体水流方向流动的水流称为渗流。

Q通过过水断面w的比值。

饱水带：地下水面以下为饱水带，饱水带岩石空隙全部为液态水充满，既有重力也有结合水。

包气带：位于饱水带以上，直接与大气圈接触，为岩石、空气和水的三相系统。

层流：水流质点有秩序的、互不混杂的流动称作层流。

紊流：水流质点无秩序的、互相混杂的流动称作紊流。

稳定流：各运动要素不随时间改变的流动称作稳定流。

水头：渗流场中某一点位置至基准面的高度Z，称为位置水头；该点压强的液柱高度，称为压强水头；二者之和称为测压水头。

水力坡度I：水力坡度为沿渗透途径水头损失与相应渗透长度的比值。

流网：地下水中水流的方向总是指向水头变化最大的方向，即等水头线和流线垂直。

一系列流线和等水头线组成的网格称为流网。

等水头线：渗流场中水头值相等的点连成的线。

迹线：某一水流点在不同时间内连续运动的轨迹。

流线：在渗场中作一理想的空间几何线，该线上各水流质点在某瞬间的渗透速度矢量均与此线相切，称此线为流线。

在稳定流中，流线与迹线重合。

上层滞水：是埋藏在离地表不深，包气带中局部隔水层之上的重力水。

岩溶水：赋存于各种岩溶空隙中的地下水便是岩溶水。

矿水：矿水是一种特殊形式的地下水，他一含有特殊的化学性质成分，自由逸出气体，多数情况下具有较高的温度等为特征。

地温梯度：表示地球内部温度不均匀分布的参数。

一般埋藏越深的温度值越高，以每百米垂直深度上增加的温度值表示。

基本问题：
一、影响径流强度的因素：
1.含水层的透水性和水力坡度。

2.补给区到排泄区的水头差及距离。

3.与含水系统的构造有关（构造开启程度和断层的导水性）
二、径流强度、居留时间与水质的关系：
地下水在含水层中的居留时间是指地下水自从补给进入含水层中到被排泄出含水层中所经过的时间。

地下水的居留时间越长，水和空隙壁岩石作用越充分，地下水的矿化度越高。

地下水径流强度越大，居留时间越短，水的矿化度越小。

三、影响地下水动态的因素：
1）气候因素
①季节性气候变化对潜水动态影响最为明显，我国降水集中子在夏季，此时，降水补给量增多，空气湿度大，蒸发并不强烈，因此潜水位升高。

②随着气压的升高，承压水层中井水位下降，自流泉流量减少，反之亦然。

2）水文因素
①地下水位与河水位的脉动基本一致，但前者比后者变化稳定，动态曲线前者相对平滑，后者多为锯齿。

②地下水位的变化常常滞后与河水位变化，且变幅小于河水变幅。

③河流排泄地下水时，愈接近河流，地下水位变化愈小，远离河流变化愈大。

3）地质因素
①地质构造就定了含水层的结构及与大气降水，地表水的联系程度。

②岩石的性质决定了含水层的给水性、透水性等水理性质。

③地震时地质因素的突发因素，它能引起打下水位、水量、热动态和水化学成分的骤然变化。

4）人为因素
四、动态与均衡的关系：
地下水的动态是均衡的外部表现，而地下水均衡则是地下水动态的内在原因。

五、泉的类别及水文意义：
形成原因：地形受到侵蚀、地下水受阻水位升高、承压含水层有通道与地表相通。

泉按补给水源分类：1、下降泉2、上升泉
泉按出露成因分类：1、侵蚀泉2、接触泉3、溢流泉4、断层泉
泉的水文地质意义：可以通过其确定地下含水层的富水性、水位标高、分布特征、化学特征及动态变化，还有助于判断隐伏地质构造，可以作为供水水源。

六、孔隙大小多少的意义：孔隙多少直接影响其储容地下水的能力，越多储藏量越丰富；孔隙大小影响地下水在孔隙中的运移和循环能力，孔隙越大，地下水运动越通畅。

孔隙大小的影响因素：
1.颗粒大小
2.颗粒的排列方式
3.颗粒的分选程度
4.颗粒的形态
5.颗粒被胶结情况以及矿物成分
七、岩溶发育的基本条件：
1.可溶岩的存在（碳酸盐分布最为广泛，因此成为岩溶研究的主演对象）
2.可溶岩必须是透水的（可溶岩的初始透水性主要取决于它的原生孔隙和次生裂隙）
3.具有侵蚀能力的水（碳酸盐矿物的溶解和沉淀是岩溶发育的最主要因素）
4.水具有流动性（地下径流越强，地下水的侵蚀性越强，地下岩溶的发育越强）
八、岩溶水的运动特征：
1.层流与紊流并存。

2.承压流与无压流并存。

3.统一水流与孤立水流并存。

4.明流与伏流并存。

5.双重介质间双向流的特征。

九、岩溶水按埋藏条件分类：
1.裸露型岩溶水：岩溶化地层广泛出露于地表。

2.覆盖型岩溶水：岩溶含水层之上有松散层覆盖
3.埋藏型岩溶水：岩溶含水层被固结的岩层所覆盖。

十、岩溶水的补给、排泄和动态特征：
1.溶孔溶隙水
①补给仍以缓慢地入渗补给为主，有一定的滞后作用。

②具有统一的地下水位面及较完整的降落漏斗，具各向同性地下径流以扩散流为主，排泄以大泉集中式排泄为主，动态相对稳定。

③地下水动态常具有多年周期性变化。

④局部可以发育溶孔溶隙及小管道共同组成的强含水段
2.管道流
①管道流在漏斗、竖井、落水洞、地下暗河入口、封闭洼地中接受集中式迅速的补给，以流入、。