Chapter 1 Introduction1.1Definition of groundwater埋藏于地表以下的各种形式的重力水。
Groundwater (referred to without further specification) is commonly understood to mean water occupying all the voids within a geologic stratum.Other definitions：The term groundwater is usually reserved for the subsurface water that occurs beneath the water table in soils and geologic formations that are fully saturated.1.2Advantages of GW utilization 地下水的优点（1）(应用广泛)An important source for water supply throughout the world (Irrigation灌溉, Industries工业, Municipalities, Rural homes, etc)（2）(分布广泛)Widely distributed (not only in arid regions but in humid regions) (分布广泛)（3）(水温稳定)Steady in temperature（4）(便于就地开采使用)Convenient availability near the point of use（5）(水质较优)Excellent quality（6）(开发成本低)Low cost of development★1.3Environmental-geological problems环境地质问题（1）Decline of groundwater level(地下水水位下降)（1）Attenuation of spring discharge (泉水流量衰减)（2）Land subsidence (地面沉降)地面沉降造成的直接后果是：1）沿海城市海水倒灌；2）地表严重积水；3）建筑物倾斜开裂；4）道路、地下管道报废；5）桥梁净空减小。
（3）Surface collapse (地面塌陷)（4）Land crack (地裂缝)（5）Seawater intrusion (海水入侵)（6）Desertification (沙漠化)（7）Groundwater pollution (地下水污染)（8）Secondary salinization of soil (土壤次生盐碱化)Δ1.1地下水水文学是水文学的一个分支，是研究地下水的形成、运动、动态与预报、水量与水质以及开发2.1空隙按成因（cause of formation）分成三类：(1)松散岩土中的孔隙（Pore ）；(2)非可溶性坚硬岩石中的裂隙（Fissure）；(3)可溶性岩石中的溶隙（Karst ）。
★孔隙度：就是一定体积岩土中的孔隙体积与该岩土总体积之比。
有效孔隙度（更有意义）：就是岩土中相互连通的孔隙体积（不包括死端孔隙体积和结合水所占据的体积）与该岩土总体积之比。
★体积裂隙率：岩石裂隙体积与该岩石（包括裂隙在内）的体积之比。
面裂隙率：岩石面积上裂隙面积与该岩石（包括裂隙在内）的面积之比。
线裂隙率：岩石直线上裂隙宽度之和与该测定直线长度之比。
★岩溶率：是测定岩石溶隙体积与该岩石总体积之比。
2.2Influence factors on porosity 多孔性的影响因素The porosity of a material is determined by a combination of many factors一种物质多孔性受很多因素的综合影响：Grain size(颗粒大小)；Arrangement(排列方式)；Sorting(分选程度)；Grain shape (颗粒形状)；Degree of cementation (胶结程度)；Degree of compaction(压密程度)；Δ持水度随颗粒大小的增大而减小；给水度随颗粒大小的增大先增大后减小。
孔隙度随颗粒大小的增大而减小。
★持水度：饱水岩土在重力释水后，仍能保持的水体积与岩土总体积之比。
ΔAquifer (含水层)：指能够给出和透过相当数量水的岩层。
Aquiclude(隔水层)：贮存但不透水。
Aquifuge (无水层:不透水、不含水)★2.4Types of groundwater地下水的类型According to the depth of groundwater table(地下水的埋藏) and geological formation, groundwater can be divided into:（1）vadose water (including perched water )(包气带水)；（2）unconfined water (phreatic water)(潜水)；（3）confined water(承压水)。
Δ包气带：地下水面以上的岩土层，其空隙没有被水充满，部分空隙仍然包含着空气。
包气带水：储存在包气带中的水。
当包气带中存在局部的隔水层或弱透水层时，可在包气带中形成局部或暂时存在的重力水，即上层滞水。
上层滞水特点为：①分布范围小，具有明显局部性；②季节性变化大，雨季出现，旱季可能消失；③分布区与补给、排泄区一致；④易受人类活动的影响潜水：埋藏在地表以下，饱水带中第一个稳定分布的隔水层之上，具有自由水面的地下水。
承压水：是充满在两个隔水层之间的含水层中具有静水压力的重力水。
承压水位H：当钻孔打穿承压含水层上覆隔水层时，开始见到的水位，称为初见水位。
随后承压水就会在钻孔内上升到一定高度H，H称为承压水位。
承压水位是指承压水面的海拔高度。
承压水头h：承压含水层顶板到承压水面的高度。
表示隔水顶板所受到的静水压力值。
On the basis of void types(空隙类型), groundwater may consist of:（1）pore water(孔隙水);（2）fissure water(裂隙水) ;（3）karst water(岩溶水).Δ岩溶发育的影响因素：水的侵蚀性、水的流动性、岩石的可溶性、岩石的透水性。
岩溶水的特征:1. 水量丰富但分布不均一；2．潜水、承压水并存；3．各方向水力联系有很大差异；4．补给主要来自于大气降雨入渗、地表水入渗；排泄以集中排泄为主；5．地下水动态变化很大；6．岩溶水本身就是改造赋存环境的动力；7. 岩溶水水质较好但极易受污染。
2.5潜水的特征1、潜水具有自由水面，积极参与水循环。
2、潜水在重力作用下，由潜水位较高处向较低处流动。
3、潜水的分布区与补给区是一致的。
4、潜水直接通过包气带与大气水、地表水发生水力联系，所以气象、水文因素对其动态变化影响明显。
5、潜水的水位、流量和化学成分都随地区和时间的不同而变化。
2.6承压水特征：1、水体承受静水压力，具有承压性。
2、它的埋藏区与补给区是不一致的。
3、埋藏深度较大，水位、水量、水温、水质等受水文气象因素、人为因素及季节变化影响小。
4、承压水水质变化很大，淡水、卤水都有。
2.7潜水水位等值线图(contour map)①确定潜水流向（水流流向垂直于等水位线，从水位高的地方流向水位低的地方）②确定潜水的水力坡度③确定潜水与地表水的关系④确定潜水埋藏深度及含水层厚度⑤了解地下水的变化趋势Chapter 3 Groundwater Movement★3.1渗流：假想的充满整个多孔介质的空隙和岩石骨架全部体积的水流，其具有与实际水流相同的断面流量、压力(水位)及水力阻力，以这种假想水流代替空隙中运动的实际水流，研究含水介质中流体的总体平均的运动规律。
Seepage（渗流）field is composed of solid skeleton and water which in the voids of rock.渗流区域由固体骨架和岩石孔隙中的水组成。
★3.2 Classifications of groundwater flow 地下水流动的分类By flow direction (流向): one-dimensional flow (一维流)；two-dimensional flow (二维流)；three-dimensional flow (三维流)By kinematic essentials (运动要素):Steady flow(稳定流)；Unsteady flow (transient flow ) (非稳定流) By state of flow (流态):Laminar flow (层流)；Turbulent flow (紊流)3.3Types of the geologic materialHomogeneous medium (均质)：hydraulic properties are constantsInhomogeneous medium (非均质)：hydraulic properties change spatiallyIsotropic medium (各向同性介质)：A porous medium has equal intrinsic permeability in all directionsAnisotropic medium (各向异性介质)：the pattern of voids allows for a path of least resistance★3.4 Application of PDE•Confined one-dimensional steady state flow•Unconfined one-dimensional steady state flow•Steady flow toward the well•Determination of hydrogeological parametersChapter 4 Recharge, Discharge and Flow system of Groundwater(地下水的补给、径流、排泄)4.1 Sources of recharge(补给来源)• 1 Infiltration from precipitation降水的渗透• 2 Infiltration from surface water地表水的渗透• 3 Leakage from other aquifer其他含水土层的渗透★4.2降水入渗系数的确定方法（一）根据河流流量过程线确定降水入渗系数（多用于山区）山间河道是由降水产生的河溪径流，包括两部分：一部分是降水沿地表运动急流于所测断面的地表径流；另一部分则是降水渗入地下，再以地下径流形式汇入所测断面的地下径流。