2023年水文地質學總結
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水文地質學是研究地下水的科學，主要研究與岩石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動相互作用下地下水的形成和分布、物理及化學性質、運動規律、開發利用和保護的科學。
地下水的功能主要有（1）資源（2）生態（3）環境三大方面，包括5個部分：
1、地下水是一種寶貴的資源如供水水源、液體礦產
2、地下水是活躍靈敏的生態環境因子如地下水的變化會影響生態環境的天然平衡
3、地下水是一種災害因子如土壤鹽漬化、沼澤化、滑坡
4、地下水是一種很重要的地質營力如地下水為良好溶劑，參與岩漿、變質、礦床等反應在地球演變中起重要作用。
5、地下水是地球內部地質演變的資訊載體如地下水位、水化學成分等的變化能反映地下資訊。
水迴圈包括水文迴圈和地質迴圈。
岩石空隙的種類：孔隙、裂隙、溶穴、空隙網路
孔隙度是指某一體積岩石（包括顆粒骨架和孔隙在內）中孔隙體積所佔的比例。
孔隙度(n)大小的影響因素：主要因素為分選程度和顆粒排列情況，次要因素為顆粒形狀、膠結充填情況、結構及次生裂隙。
孔喉是指孔隙通道中最細小的部分，孔腹是孔隙中最寬大的部分。孔隙大小影響地下水運動，孔喉對水流動的影響更大。
岩石中水的存在形式：結合水、重力水、毛細水（支援毛細水、懸掛毛細水、孔角毛細水）氣態水和固態水、礦物中的水。
岩石的水理性質：容水性、含水性、給水性、持水性、滲透性。
容水度w。是指岩石完全飽和時所能容納的最大的水體積與岩石總體積的比值。
給水度u是指地下水位下降乙個單位深度、從地下水位延伸到地表面的單位面積岩石柱體在重力作用下所釋放出來的水的體積。
影響因素：岩性，地下水位初始埋深，與地下水位下降速度有關，土層結構
持水度（sr）是指地下水位下降乙個單位深度、單位水平面積岩石柱體中反抗重力而保持於岩石空隙中的水的體積。常用小數表示，無量綱。存在關係式：m + sr = n。
太沙基包氣帶是指地下水面以上至地表面之間的地帶。
包氣帶水的垂直分帶：土壤水帶、中間帶和毛細水帶
包氣帶水是指以各種形式存在於包氣帶中的水。其賦存和運移受毛細水和重力的共同影響，確切地說是受土壤水分勢能的影響。
飽水帶是地下水面以下岩土空間全部或幾乎全部被水充滿的地帶。
根據岩層透水性強弱和透水能力大小，岩層通常可劃分為含水層、隔水層和弱透水層。
地下水按埋藏條件可分為包氣帶水、潛水、承壓水。按含水介質型別分為孔隙水、裂隙水和溶岩水。
潛水是指飽水帶中第乙個具有自由表面且有一定規模的含水層中的重力水。即地表以下第乙個穩定隔水層以上具有自由水面的地下水。
潛水基本要素
潛水基本特徵 1無隔水頂板 2積極參與水迴圈（補給、排洩）3動態隨季節變化明顯4重力釋水5易受汙染 6一般情況下，潛水面與地形起伏相一致7不適宜作為**前兆觀測物件
承壓水是指充滿於兩個隔水層（弱透水層）之間的含水層中具有承壓性質的地下水。
承壓水的特徵 1承壓性2不積極參與水迴圈3不易受汙染，水質變化大，礦化度一般較高4動態隨季節不變化明顯，比潛水要穩定些。5 承壓含水層增加的水量表現為含水層中水的密度變大及含水介質空隙增加，減少的水量表現為含水層中水的密度變小及含水介質空隙縮減。
承壓水基本要素：
上層滯水是包氣帶中區域性隔水層或弱透水層上所積聚的具有自由水面的重力水。其性質基本同潛水。
與潛水區別：潛水具有一定的空間連續性，潛水為飽水帶中的水。
補充乙個
達西定律適用範圍：雷諾數re=1~10的層流運動
q=kai=ka(h1-h2)/l v=q/a=ki
q-----為滲透流量（出口處流量），亦即通過過水斷面（砂柱各斷面）a的流量(/d)
k----多孔介質的滲透係數(m/d)；
a----過水斷面面積(㎡) ；
h1、h2——上下游過水斷面的水頭m；
l——滲透途徑m；
i----為水力梯度,等於兩個計算斷面之間的水頭差除以滲透途徑，亦即滲透路徑中單位長度上的水頭損失。
滲透流速是假想滲流的速度，是假設水流通過包括骨架與空隙在內的斷面（a）上的平均流速，等於通過實際過水斷面的實際流速u與岩石的有效孔隙度之積。
v= ne x u
v 地下水滲流留宿 m/d, ne 有效孔隙度（重力水流動的空隙體積與岩石體積之比） u 地下水實際流速
水力梯度（i）是指沿等水頭面（線）法線方向（水頭降低方向）的水頭變化率。可以理解為水流通過單位長度滲透途徑為克服摩擦阻力所耗失的機械能
流網是指在滲流場的某一典型剖面或切面上，由一系列等水頭線和流線所組成的網路。
流線是滲流場中某一瞬時的一條線，線上各個水質點在此時刻的流向均與此線相切。
水文地質資訊：
1.由分水嶺到河谷，流向從由上向下到接近水平再向上；
2.在分水嶺地帶打井，井中水位隨井深加大而降低；河谷地帶井水位則隨井深加大而抬公升；
3.由分水嶺到河谷，流線愈密集，流量增大，地下徑流加強；
4.由地表向深部，地下徑流減弱；
5.由分水嶺出發的流線，滲透途徑最長，平均水力梯度最小，地下徑流交替最弱，近流線末端河谷下方，地下水的礦化度最高。
已知年平均氣溫（t）、年常溫帶深度（h）、地溫梯度（r）時，可估算某一深度（h）的地下水水溫（t）：t= t+(h-h)r。
地下水中主要離子：陰離子：cl-、so42-、hco3- 陽離子：na+、k+ 、ca2+ 、 mg2+
溶解性總固體(tds):溶解在水中的無機鹽和有機物的總稱。mg/l、g/l
礦化度：是指地下水中各種離子、分子與化合物的總量，單位g/l。求算方法：
1、通常用105~110℃時將水蒸發所得的乾涸殘餘物總量表徵；
2、亦用陰陽離子總和（水質全分析）減去hco3-含量之半表徵。
地下水中主要離子成分(含量)與總溶解固體（礦化度）關係：
地下水中主要離子成分隨總溶解固體的變化而變化。溶解度由大而小的順序是cl->so42->hco3-。
① 低礦化水（<1）中hco3-, ca2+, mg2+為主；
②中等礦化水（1-10）中陰離子so42-為主，陽離子以na+, ca2+為主
③高礦化水（10-30）中cl-, na+為主；
④ 滷水中以cacl2為主。
硬度:水中ca2+、 mg2+的總含量。（meq/l）
地下水化學成分的形成作用
作用型別：溶濾作用、濃縮作用、脫碳酸作用、脫硫酸作用、陽離子交替吸附作用 、混合作用。
溶濾作用是指地下水與岩土相互作用、岩土中一部分物質轉入到地下水中的作用。地下水溶濾作用的結果是岩石失去一部分可溶成分，地下水中則補充了新的組分。
溶濾作用包括溶解作用和水解作用。
溶濾作用影響因素：
1、組成岩土的礦物鹽類的溶解度
2、岩土的空隙特徵
3、水的溶解能力
4、水中co2、o2等氣體成分的含量，決定著某些鹽類的溶解能力5、水的流動狀況。
溶濾作用特點：溶濾作用具有時間上的階段性和空間上的差異性。
蒸發濃縮作用
定義：蒸發濃縮作用是地下水通過蒸發排洩而引起水中成分的濃縮，使水中鹽分濃度增大、礦化度增高的現象。
必備條件：
①乾旱半乾旱的氣候，
②低平地勢控制下的地下水位埋深小，
③鬆散岩土顆粒細小，毛細作用強，
④一般發生於地下水流動系統的排洩處，
⑤具有時間和空間的尺度。
脫碳酸作用是在溫度公升高、壓力降低的情況下co2自水中逸出而hco3-含量則因形成碳酸鹽沉澱減少的過程。
ca2+/mg2++2hco3- →co2↑+h2o+ca/mgco3↓
結果：ca2+↓mg2+↓hco3-↓礦化度↓ph↓（略有變化）
脫硫酸作用是在封閉缺氧的還原環境中，在有機物和脫硫酸細菌作用下，硫酸鹽被分解成h2s和hco3-的生物化學過程。
so22- + 2c + 2h2o → h2s + 2hco3-
封閉的地質構造為其有利環境，油水中有h2s，為找油標誌。
結果：so-↓，hco3-↑，ph↑； （略有變化）
陽離子交替吸附作用是地下水與岩石相互作用，岩石顆粒表面吸附的陽離子被水中陽離子置換，並使水化學成分發生改變的過程。
水文地質學試題
一 名詞解釋 1水文地質學 水文地質學是研究地下水的科學。它研究與岩石圈 水圈 大氣圈 生物圈以及人類活動相互作用下地下水水量和水質的時空變化規律，並研究如何運用這些規律去興利除害，為人類服務。2水文迴圈 發生於大氣水 地表水和地殼岩石空隙中的地下水之間的水迴圈。水文迴圈通常發生於地球淺層圈中，是h...
水文地質學基礎
1 水文地質學 水文地質學是研究地下水的科學。它研究與岩石圈 水圈 大氣圈 生物圈以及人類活動相互作業下地下水水量和水質的時空變化規律，並研究如何運用這些規律去興利除害，為人類服務。2 地下水 地下水是賦存於地面以下岩石空隙中的水。3 礦水 含有某些特殊組分，具有某些特殊性質，因而具有一定醫療與保健...
水文地質學總結 1 1
名詞解釋 1，水文現象是指地球上的水受到外部作用 太陽輻射和地心引力 而產生的永不休止的運動形式。2，水文迴圈是指地球上或某一區域內，在太陽輻射和地心引力的作用下，水分通過正法 水汽輸送 降雨 入滲 徑流等過程不斷變化 遷移的現象，又稱水迴圈。3，水量平衡是水迴圈的數量表示。是指在任意給定的時間和空...