水文學及水文地質(zhì)學

1、水文學與水文地質(zhì)學第一章1、 水文學概念：水文學是研究自然界中各種水體的形成、分布、循環(huán)和與環(huán)境相互作用的一門科學。2、 水文循環(huán)（1）水的這種既無明確的“開端”，有無明確的“終了”的無休止的循環(huán)運動過程稱為水文循環(huán)。（2）水分由海洋輸送到大陸又回到海洋的循環(huán)稱為大循環(huán)或外循環(huán)。水分在陸地內(nèi)部或海洋內(nèi)部的循環(huán)稱為小循環(huán)或內(nèi)循環(huán)。為區(qū)分這兩種小循環(huán)，將前者叫做陸地小循環(huán)，后者叫做海洋小循環(huán)。（3）內(nèi)因水的三態(tài)在常溫條件下的相互轉(zhuǎn)化 外因太陽輻射和地心引力（4） 四個環(huán)節(jié)：水分蒸發(fā)水汽輸送凝結(jié)降水徑流3、水文循環(huán)的時空分布變化特點（簡答擴展）（1）水循環(huán)永無止境（2）水文現(xiàn)象在時間上既有具周期性又

2、具有隨機性（3）水文現(xiàn)象在地區(qū)分布上既具有相似性又具有特殊性4、水量平衡原理概念：水量平衡是指在自然水循環(huán)過程中，任意區(qū)域在一定時間內(nèi)，輸入水量與輸出水量之差等于該區(qū)域的蓄水變化量。第二章1、河流基本特征（看透書P15P17、小題）（1）河流長度(L)自河源沿主河道至河口的長度。深泓線（中泓線）：河槽中沿流向各最大水深點的連線。（2）河流的彎曲系數(shù)()河流的彎曲系數(shù)等于河流長度與河源到河口之間的直線距離之比。（3）河槽特征 1）河流的斷面 河流橫斷面 河谷 河槽：基本河槽 洪水河槽 過水斷面 河流的縱斷面 2）河流平面形態(tài)（4）河流縱比降(J)河流縱比降指任意河段首尾兩端的高程差與其長度之比河

3、段縱斷面近于直線： J=(Z1-Z2)/L河段縱斷面呈折線： J=(Z0+Z1)L1+(Z1+Z2)L2+(Zn-1+Zn)Ln-2Z0L/L2 （5） 河流分段1條 河流按照河段不同的特征，沿水流方向可劃分為河源、上游、中游、下游和河口5段。2、 流域的概念：流域是指匯集地表徑流和地下徑流的區(qū)域，是相對河流的某一端面而言。 閉合流域的概念：當流域的地面分水線與地下分水線相重合，則地面和地下集水區(qū)域也相重合，相鄰的流域不發(fā)生水量交換，此種流域稱為閉合流域。 非閉合流域的概念：由于地質(zhì)構(gòu)造等原因，當?shù)孛娣炙€與地下分水線并不完全重合，此時鄰近兩個流域會發(fā)生水量交換，此種流域稱為非閉合流域。 （了

4、解上面三個流域間的相互關(guān)系P18）3、流域的幾何要素 （看書P19P20、小題） （1）流域面積（F） 單位：km2 分水線所包圍的面積 流域面積效應：流域面積大小對河流水質(zhì)的影響（2）流域長度(l)與平均寬度(B) 單位km B=F/l（3）流域形狀系數(shù)(K) K=B/l（4）河網(wǎng)密度(D) 單位km/km2 D=L/F（5） 流域的自然地理特征：地理位置、地形、植被覆蓋、土壤、地質(zhì)構(gòu)造、沼澤與湖泊等。4、 降水三要素包括降水量、降水歷時和降水強度。 降水量(h) ：指一定時段內(nèi)降落在某一面積上的總水量。 單位：mm 降水歷時(t) ：即降水所經(jīng)歷的時間。 單位: 年、月、日、時 （某一降水

5、量必須同時指明歷時和區(qū)域）降水強度(i) ：單位時間的降水量，簡稱雨強。 單位：mm/min或mm/h (根據(jù)雨強可對降水分級）5、 觀測降雨量的儀器：雨量器、自記雨量計6、 降水特征的表示方法 依據(jù)降水觀測資料，可以整理出常用的降水過程線、降水累積曲線和等雨量線來反映降水的空間分布與時間變化規(guī)律。7、 流域平均降水量常用的方法有：算術(shù)平均法、等雨量線法和泰森多邊形法等3種。 （P23各自的概念及公式）8、 下滲（看P23P24、小題） （一次降雨的主要損失量） 下滲是指水從地表滲入土壤和地下水的運動過程。 下滲強度（下滲率）：單位時間內(nèi)下滲的水量，單位mm/h 供水充分時：下滲率稱為下滲力（

6、下滲容量） 供水不充分時：下滲率下滲能力9、河川徑流量的表示方法（簡答） （1）流量（Q） 流量指單位時間內(nèi)通過河流某一過水斷面的水量，常用單位為m3/s。 流量可分為瞬時流量、日平均流量、月平均流量 、年平均流量、多年平均流量。流量隨時間變化過程，可用流量過程線表示。 （2）徑流總量（W） 徑流總量指在一定時段內(nèi)通過河流某一過水斷面的總水量，常用單位m3, 108m3 徑流總量等于計算時段總秒數(shù)T乘以該時段的平均流量即W=QT（3）徑流深度（Y） 徑流深度指將計算時段內(nèi)的徑流總量均勻地鋪在控制斷面以上整個流域面積F（km2）上，所得平均水層深度，常用單位mm。 （4）徑流模數(shù)(M) 徑流模數(shù)

7、指單位流域面積F（km2）上平均產(chǎn)生的流量，常用單位為L/(s.km2)。 公式: （5）徑流系數(shù)（） 徑流系數(shù)指流域上，同一時段的徑流深度與降雨量之比值。無量綱 即: a<1，它的多年平均值是一個穩(wěn)定的數(shù)值，是具有一定的區(qū)域性。10、產(chǎn)流過程和初期損失（Io）（書P26P27） 初損：產(chǎn)流前的損失 凈雨量：一次降雨所形成的地表徑流量等于降雨量扣除損失量。 產(chǎn)流過程：降雨扣除損失形成凈雨的過程。注意：凈雨與它形成的徑流在數(shù)量上是相等的，然而二者的過程完全不同，徑流的來源是凈雨，凈雨的匯流結(jié)果是徑流；當降雨停止時，凈雨隨之停止，而徑流要延續(xù)很長時間(書P27圖2-13)11、 河川徑流的影

8、響因素（簡答） （1）氣象條件 （2）地理位置和地形 （3）地表植被覆蓋 （4）面積和形狀 （5）土壤地質(zhì) （6）湖泊與沼澤 （7）人類活動因素12、 水文測驗：系統(tǒng)地收集和整理水文資料的全部技術(shù)過程。13、 水位（H）：河流某時刻在某斷面的自由水面相對于某一基面的高程，稱為該時刻此斷面的水位，單位為m。觀讀水位的設(shè)備：水尺和自記水位計。14、 流量測驗（論述） 流量測驗的依據(jù)：Q=v，流量測驗包括過水斷面測量、流速測量與流量計算三部分。 （1）斷面測量 大斷面河道斷面擴展至歷年最高水位以上0.5-1.0m的斷面。（水上、水下） 水道斷面測量步驟： 1）河底高程測量 2）起點距測量 3）繪制過

9、水斷面 （2）流速測量與流量計算 步驟： 1）在斷面上選定測速垂線n條，各垂線上選定的3個測點分別位于水面以下0.2H、0.6H、0.8H； 2）用流速儀測各點流速，取算術(shù)平均值計算各垂線平均流速 3）以測速垂線為界，計算部分面積 4）計算各面積上的平均流速 5）計算斷面流量15、 水位流量關(guān)系曲線的延長 一般情況，要求高水部分延長不應超過當年實測流量所占水位變幅的30%。地水部分延長不應超過當年實測流量所占水位變幅的10%高水延長的三個方法：水位面積、水位流速關(guān)系曲線法和斷面特征法。斷流水位就是流量等于零時所對應的水位。第三章1、 水文統(tǒng)計分析的任務就是以實測水文系列資料為樣本，應用數(shù)理統(tǒng)計

10、方法，對未來可能發(fā)生的水文情勢作出概率預估（且考慮抽樣誤差），確定合理的工程設(shè)計值，以滿足工程設(shè)計和運行決策的需要。2、 水文統(tǒng)計對水文資料的要求：可靠性、一致性、代表性3、 樣本的特征在一定程度上可代表總體特征-水文統(tǒng)計的基本依據(jù) 用樣本來推求總體必然存在抽樣誤差。4、 累積頻率：指等量值和超量值累積出現(xiàn)的次數(shù)（m)與總觀測次數(shù)（n）的比值。以百分數(shù)或小數(shù)表示。 5、 重現(xiàn)期（簡答） 重現(xiàn)期指在長時期內(nèi)隨機事件重復出現(xiàn)的平均間隔時間，稱為多少年出現(xiàn)一次，又稱為多少年一遇。根據(jù)所研究問題的性質(zhì)不同，頻率與重現(xiàn)期的關(guān)系有兩種表示方法。（1） 研究洪峰流量、洪水位、暴雨等最大值問題時，一般設(shè)計頻率

11、P<50%，有 （2） 研究枯水流量、枯水位等最小值問題是，為了保證灌溉、發(fā)電、給水等用水需要，一般設(shè)計頻率P>50%，有 6、 統(tǒng)計參數(shù)（簡答） 常用的統(tǒng)計參數(shù)包括均值 、 均方差 、變差系數(shù) 、 偏態(tài)系數(shù)。 （1）均值：表示系列中變量的平均情況，表示系列數(shù)值的水平，是系列數(shù)值的分布中心。 設(shè)某水文變量的觀測系列（樣本）為x1，x2， ,xn ， 其總項數(shù)為n，則其均值為: （2）均方差：反映系列的絕對離散程度。 均方差越大，說明系列數(shù)值在均值兩旁的分布越分散，系列數(shù)值的變化幅度越大。 總體均方差： （3）變差系數(shù)（Cv ）：表示的是系列數(shù)值的相對離散程度 變差系數(shù)：一個系列的均

12、方差與其均值之比。（無量綱） 總體上Cv值是南方小，北方大；沿海小，內(nèi)陸大；平原小，山區(qū)大。 （4）偏態(tài)系數(shù)（Cs）：用來說明以均值為中心的隨機變量分布是否對稱的特征。 變差系數(shù)反映系列的離散程度，但它不能反映系列在均值兩邊的對稱特征。 Cs=0 對稱系列 Cs>0 正偏 Cs<0 負偏7、 通常實際工作中，并不計算Cs，而是按照Cs與Cv的經(jīng)驗關(guān)系，首先給定Cs的初始值，然后再做調(diào)整。適線：Cs=（24）Cv8、 經(jīng)驗頻率計算公式（1） 海森公式 %（2） 中值公式 %（3） 維泊爾公式（數(shù)學期望公式） % PXi的經(jīng)驗頻率 m 水文變量從大至小排列的序號 n 樣本的容量，即觀測

13、的總項數(shù) 我國水文計算規(guī)范規(guī)定，水文頻率計算中都采用數(shù)學期望公式求解經(jīng)驗頻率，用以近似估計總體的頻率。9、 經(jīng)驗頻率曲線的延長（為什么、簡答P56）10、 皮爾遜型曲線比較符合水文隨機變量的分布，我國基本上都是采用此理論線型11、 P-型頻率密度分配曲線的復雜數(shù)學方程式經(jīng)過積分后的累積頻率曲線方程式： 對應于P的水文特征值： 從而由一系列P值及其對應的Xp值，便可繪制出一條與確定了的統(tǒng)計參數(shù)，Cv，Cs相對應的理論頻率曲線。12、統(tǒng)計參數(shù)對理論頻率曲線的影響（看書P60P61、小題，主要是b圖） （1）均值對理論頻率曲線的影響 （2）Cv對頻率理論曲線的影響 （3）Cs對頻率理論曲線的影響13

14、、 目估適線法（簡答） 目估適線法的基本步驟如下：（1） 繪制經(jīng)驗點子。利用已有的實測資料，在機率格紙上點繪出經(jīng)驗點子。（2） 初估參數(shù)。根據(jù)實測資料計算統(tǒng)計參數(shù)、Cv，并決定Cs對Cv的倍數(shù)。（3） 選定某種理論線型。我國常用皮爾遜型曲線。（4） 計算理論頻率曲線。 計算后在機率格紙上點繪出一條理論頻率曲線。（5） 目估適線。確定吻合程度，進一步改變、Cs、Cv值，直至吻合。第四章1、 河川徑流水文情勢特征：主要指河川徑流的年際變化與年內(nèi)分配、洪水和枯水等特征。 表達這些河流水文情勢變化特征的主要尺度是水情要素，它包括年徑流量、年正常徑流量、洪水流量與水位、枯水流量與水位等。2、 年徑流特性

15、（簡答）（1） 徑流過程不重復（2） 年際間變化大 平水年 豐水年 枯水年（3） 多年變化中有豐水年組和枯水年組交替出現(xiàn)的現(xiàn)象3、 具有長期實測資料的設(shè)計年徑流量分析計算（論述、小題）（1）資料審查 1）可靠性審查 2）一致性審查 還原計算： 3）代表性審查 通常以代表性良好的N年參證長系列為依據(jù)，來審查和檢驗相對短系列的代表性。 設(shè)計站：1955-1984年共30年的徑流系列資料（設(shè)計變量） 參證站：1925-1995年共71年的徑流系列資料（參證變量）CvCv A、當同步短系列代表性好時（參證站中與設(shè)計站同步的短系列參數(shù)與參證站長系列相近）：參證站：1925-1995: 參證站: 1955

16、-1984: B、當同步短系列代表性不好時： 1950-1979 1960-1989（2） 設(shè)計年徑流量的計算 1）依據(jù)維泊爾公式計算經(jīng)驗頻率 2）估算實測年徑流量系列的統(tǒng)計參數(shù)： Cv Cs，繪制經(jīng)驗頻率點據(jù)與理論頻率曲線適線 3）從年徑流量頻率曲線上求出符合設(shè)計頻率的各種設(shè)計年徑流量（3）成果合理性驗證 依據(jù)：水量平衡原理和地區(qū)分布原理4、 具有短期實測資料的設(shè)計年徑流量計算（簡答） 首先插補延長缺測的數(shù)據(jù)，然后推算設(shè)計年徑流量(與長資料系列方法相同) 插補延長資料系列的分析方法： （1）利用本站水位-流量關(guān)系展延 （2）利用參證站水位或徑流關(guān)系展延 對參證站選擇要求有一定要求 實際工作，

17、多用年徑流深度Y或年徑流模數(shù)M進行相關(guān)分析 （3）利用降雨量資料展延 注意： 1）濕潤和干旱地區(qū) 2）流域面積大、小 3）利用季、月降雨量與季、月徑流量關(guān)系5、 缺乏實測資料的設(shè)計年徑流量計算（簡答第一段P88） 通過間接方法估算設(shè)計年徑流量的三個參數(shù)，應用公式：6、 設(shè)計代表年法 不同的工程選擇代表年是不同的。對于水力發(fā)電工程，通常要選豐水年、平水年、枯水年三個代表年；對于城鎮(zhèn)給水工程和農(nóng)業(yè)灌溉工程，只選枯水年。 其中給水工程選擇代表年應遵循的原則： 1）代表年的年徑流量與設(shè)計年徑流量相接近； 2）對工程不利原則，即枯水期長、枯水流量小且需水量大、年內(nèi)分配不均勻。7、 水庫特征水位和相應庫容

18、（簡答P97） 特征水位：反映水庫工作狀態(tài)的水位 死水位和死庫容 正常蓄水位和興利庫容 防洪限制水位和共用庫容 設(shè)計洪水位和設(shè)計調(diào)洪庫容 校核洪水位和校核調(diào)洪庫容8、 洪水三要素： 洪峰流量、洪水總量、洪水過程線9、 設(shè)計洪水概念：在選定各種工程或非工程防洪措施的布設(shè)方案以及設(shè)計每項防洪工程的規(guī)模尺寸時，以某一標準的洪水作為防御對象，使工程遇到不超過這種標準的洪水時不會被破壞。工程規(guī)劃設(shè)計中所依據(jù)的一定標準的洪水，即為設(shè)計洪水。10、 設(shè)計洪水標準與可能最大降水（P100） 正常運用標準設(shè)計標準-設(shè)計洪水，不超過這種標準的洪水來臨時，水庫樞紐一切工作維持正常狀態(tài)。非常運用標準校核標準-校核洪水

19、，這種標準的洪水來臨時，水庫樞紐的某些正常工作可以暫時破壞，次要建筑物允許損毀，但主要建筑物必須確保安全。 可能最大洪水（PMF）可能最大降水（PMP）11、 設(shè)計洪水計算的基本方法（書P101、小題）（1） 由流量資料推求設(shè)計洪水（2） 由暴雨資料推求設(shè)計洪水（3） 地區(qū)綜合經(jīng)驗公式推求設(shè)計洪水（4） 由可能最大降水(PMP)推求設(shè)計洪水 12、 在保證樣本的可靠性和一致性前提下，樣本容量越大越能代表總體。13、 對于洪峰流量，我國規(guī)定采用年最大值法選樣，即從所掌握的n年資料中，每年只選取一個最大的瞬時洪峰流量組成洪峰流量系列，這是水文頻率分析中最常用的樣本系列。14、 特大歷史洪水在頻率分

20、析中的意義（P104、簡答）將歷史洪水考慮進去，把樣本資料系列年數(shù)增加至調(diào)查期的長度，也就相當于展延了系列，所得到的成果就比較穩(wěn)定，提高了設(shè)計洪水的計算質(zhì)量。15、樣本組成不用年最小瞬時流量（或水位）系列作為分析對象，根據(jù)工程實際需要取日、旬、月等最小平均枯水流量系列作樣本。第五章1、 點雨量資料整理的具體步驟（簡答）（1） 根據(jù)雨量站自記雨量計記錄，選出每場暴雨。（2） 整理出每場暴雨的暴雨強度i與降雨歷時t關(guān)系計算表。一般按降雨歷時5、10、15、20、30、45、60、90、120min進行摘錄與統(tǒng)計，集水面積較小時，一般可不計算歷時90、120min的暴雨強度；在一次降雨中，若中途降雨

21、強度低于0.1mm/min（包括降雨停歇）的持續(xù)時間超過120min時，分為兩場降雨統(tǒng)計。（3） 在歷年整理出的各場暴雨i-t計算表基礎(chǔ)上，整理出i-t-T關(guān)系表。據(jù)自記雨量計記錄推求短歷時的暴雨強度公式時，通常要求記錄年數(shù)；若僅有10年或略長于10年時，自記雨量計的記錄要保持持續(xù)。整理i-t-T關(guān)系表的具體步驟： 首先（選樣,年多個樣本法）按不同降雨歷時t，將歷年的i值不論年序從大到小排列，各歷時值的個數(shù)s=（3-5）n，且要求s>40個 其次（頻率計算）對各歷時的i系列作頻率計算，統(tǒng)計等量超量值的累積頻數(shù)m,計算出的頻率為次頻率p=m/s(%) 再次（繪圖）以歷時t為參數(shù)，根據(jù)整理出

22、的i-t-p數(shù)據(jù)，在同一張概率紙上，以i為縱坐標、p為橫坐標，繪制各歷時的i-p曲線 最后（整理關(guān)系表）在橫坐標上選定若干次頻率p,將其轉(zhuǎn)換為年重現(xiàn)期T,要求取T=0.25a，0.33a，0.5a，1a，2a，3a，5a，10a等年對應的不同歷時i值，制成i-t-T關(guān)系表2、暴雨強度公式在雙對數(shù)坐標系中，以T為參數(shù)，取t為橫坐標，i為縱坐標1)若i-t呈直線，則 式中 i任一時段t內(nèi)的最大平均降雨強度（mm/min）； t暴雨歷時(min)； n暴雨衰減指數(shù)； A一次暴雨過程中最大1h暴雨的平均強度，也稱為雨力（mm/min或mm/h） 2)若i-t呈曲線，則 其中：b、n、A為地方性暴雨參數(shù)

23、，b為時間參數(shù)，n為暴雨衰減指數(shù)，A為雨力 3）A為一次暴雨過程中最大1h暴雨的平均強度，亦稱為雨力，此值隨地區(qū)和重現(xiàn)期而變。 雨力A與重現(xiàn)期T的關(guān)系 式中，、C為地方性參數(shù)3、 等流時線概念：指將流域上匯流時間相等點連成的線，即每條線上的各水質(zhì)點在一定時間同時到達出流斷面。4、 流域匯流時間（）：指凈雨從流域最遠點至其出口斷面所經(jīng)歷的時間，又稱為流域最大匯流時間。5、 不同凈雨歷時對流量過程和洪峰的影響（P135、小題） 為討論問題方便，設(shè)流域此次降雨為均勻降雨，且h1=h2=h3,這樣：（1）凈雨歷時小于流域匯流時間（tc<）時,流域出口端面的洪峰流量是由部分面積上的全部凈雨形成的，

24、有 即洪峰流量出現(xiàn)在第四時段末，由流域最大共時徑流面積（）上的全部凈雨匯集而成的，這種情況稱為部分匯流造峰。（2）凈雨歷時等于流域匯流時間（tc=）時,洪峰流量是由全部流域面積（F）上的全部凈雨構(gòu)成的，即稱為全面匯流造峰，表示為（3） 凈雨歷時大于流域匯流時間（tc>）時,洪峰流量是由全部流域面積（F）上的部分凈雨構(gòu)成的，Qm值與tc=時求得的洪峰流量相同，但是多延續(xù)了tc-的時段。（4） 對上面任何一種情況的發(fā)生，地面徑流總歷時都等于與之和?？偅壕捅┯旰樗?，從工程最不利角度考慮，依據(jù)等流時線原理以全面匯流造峰的情形考慮，即有流域出口端面最大洪峰流量的公式形式為凈雨強度（i）與流域面

25、積（F）之乘積，即 （全面匯流造峰時洪峰流量最大）第六章1、水文地質(zhì)學 研究對象：地下水研究內(nèi)容：地下水在周圍環(huán)境影響下，數(shù)量和質(zhì)量在時間和空間上的變化規(guī)律，以及如何應用這一規(guī)律有效地利用和調(diào)控地下水。第七章1、 內(nèi)動力地質(zhì)作用：促使巖石圈的巖層發(fā)生褶皺和斷裂，形成海洋與大陸、高山與盆地以及地區(qū)性地面起伏。 外動力地質(zhì)作用：對地面的起伏加以改造，總趨勢是削高填低，使地面準平面化，同時造就表生的礦物和沉積巖。2、 地質(zhì)年代和地層年代 地質(zhì)時代： 代、紀、世 地層單位： 界、系、統(tǒng)3、 巖層的產(chǎn)狀要素是指確定巖層產(chǎn)狀的三個數(shù)值即走向、傾向、傾角。4、 斷裂構(gòu)造：地殼中的巖石（巖層或巖體），特別是脆

26、性較大和靠近地表的巖石，在受力情況下容易產(chǎn)生斷裂和錯動，總稱為斷裂構(gòu)造。 根據(jù)斷裂巖塊相對位移的程度，把斷裂構(gòu)造分為節(jié)理和斷層兩大類。5、 地層接觸關(guān)系（P190、簡答） 地層的接觸關(guān)系分為：整合接觸、不整合接觸(平行不整合、角度不整合)第八章1、 空隙可分為三種類型：孔隙、裂隙和溶隙。（1） 孔隙：指松散巖石中顆粒與顆粒集合體之間的空隙。 孔隙體積的多少用孔隙度來表示。 孔隙度（n）：孔隙體積（Vn）與包括孔隙體積在內(nèi)的巖石體積V之比，可用小數(shù)或百分數(shù)表示。 n=Vn/V （孔隙度代表性好） 影響孔隙度的主要因素：顆粒的排列方式、分選程度、顆粒形狀、膠結(jié)程度。 孔隙中最細小的部分-孔喉對水流

27、的運動影響最大。（2） 裂隙：堅硬巖石包括沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖中。 裂隙的發(fā)育程度用裂隙率來表示。 裂隙率（Kr）：裂隙體積（Vr）與包括裂隙體積在內(nèi)的巖石體積V之比。 Kr=Vr/V （裂隙發(fā)育不均勻，裂隙率代表性比孔隙度差）（3） 溶隙：可溶性沉積巖（如巖鹽、石膏、石灰?guī)r、白云巖等）在地下水的溶蝕作用下產(chǎn)生的空洞。 溶隙體積的大小用巖溶率來表示。 巖溶率（Kk）：溶隙（穴）體積（Vk）與包括溶隙體積在內(nèi)的巖石體積V之比。 Kk=Vk/V （溶隙規(guī)模相差懸殊，發(fā)育不均勻。巖溶率代表性更差）（4）巖石中的空隙，必須連通起來才能成為地下水有效的儲容空間和運移通道。 孔隙：分布均勻，連通性好，各

28、個方向上孔隙通道比較接近，地下水分布與流動較為均勻。 裂隙：方向性強，分布范圍有限，裂隙寬窄不一、長度不等，只有不同方向的裂隙相互連通，才能構(gòu)成一定范圍內(nèi)的裂隙通道，具備儲容地下水的功能。 溶隙（穴）：大小懸殊、分布極不均勻。地下水分布極不均勻。2、巖石的水理性質(zhì)指水進入巖石空隙后，巖石空隙所表現(xiàn)出的與地下水存儲、運移有關(guān)的一些物理性質(zhì)。 巖石的水理性質(zhì)有容水性、持水性、給水性、透水性。（1）巖石容水度可能會小于或大于空隙度，理論上兩者應相等。（2）巖石的持水度與顆粒大小有密切關(guān)系。 大空隙巖石持水度很小。 細顆粒巖土中的細顆粒具有較大的比表面積，結(jié)合水和毛細水較多，水不容易在重力作用下完全釋

29、出，具有較大的持水度。（3）巖石中空隙的多少、空隙大小及地層結(jié)構(gòu)對給水度影響很大。 大孔隙的砂礫石層給水能力強。 細顆粒土層雖然含水量較大，但其中靠重力作用釋放的水量較少，持水性強，給水能力較弱。容水度、持水度和給水度的關(guān)系：給水度的最大值（）=容水度（Wn）-持水度(Wm)（4） 滲透系數(shù) 透水好壞的主控因素：空隙大?。黄浯危嚎障抖嗌?；另外：孔隙連通性。 空隙的直徑愈大，重力水占有比例愈大，透水性愈好；空隙直徑愈小，有效空隙度相應也小，結(jié)合水與毛細水等占有比例愈大，透水性愈差。在孔隙大小相等的條件下，孔隙度愈大，孔隙連通性愈好，透水性就愈好。巖石的透水能力不僅取決于平均孔隙直徑，而在很大程度

30、上取決于最小孔隙直徑。3、 含水層、透水層、隔水層與弱透水層（論述）（1）飽水帶中巖石根據(jù)其透水性和給水性分為： 1）含水層：能透過并給出相當水量的巖層。 自然界中，礫卵石層、砂層、粉砂層、裂隙和巖溶發(fā)育的地層都可以構(gòu)成含水層。 2）透水層：只是透水而不儲存水的巖層。 3）隔水層：不能透過也不能給出水量的巖層。 粘土層、亞粘土層以及完整的致密巖石層屬于隔水層。 4）弱透水層：含水層與隔水層之間，允許水以很低的流速通過，是一個半承壓地層。（2）含水層的形成應具備三個條件： 1）巖層應具有儲存重力水的空間 2）巖層具備儲存地下水的地質(zhì)結(jié)構(gòu) 3）具有充足的補給水源（3）含水層與隔水層之間沒有嚴格的界

31、限（舉例） 1）粗砂層 2）泥質(zhì)粉砂 3）粘土層4、 按照地下水埋藏條件可將地下水分為包氣帶水、潛水和承壓水。 按照含水介質(zhì)類型可將地下水分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。5、上層滯水：是存在于包氣帶中局部隔水層之上的重力水。6、潛水（簡答P206） 潛水是埋藏于地表以下、第一個穩(wěn)定隔水層以上且具有自由水面的含水層中的重力水。 潛水要素：潛水面、含水層厚度、潛水埋藏深度 、潛水位。 潛水基本特征： 1）補給區(qū)與分布區(qū)一致 2）潛水動態(tài)變化受氣候影響顯著 3）潛水受污染風險大 4）潛水面起伏與地形大體一致7、 承壓水（簡答P207） 承壓水是充滿在兩個穩(wěn)定隔水層之間的含水層中的水。 承壓水要素：隔水頂

32、板、隔水底板、承壓水含水層厚度。 地下水承受靜水壓力而具有承壓性是承壓水的一個重要特征。 承壓水基本特征： 1）補給區(qū)、承壓區(qū)和排泄區(qū)分布不一致 2）與大氣、地表水的聯(lián)系較弱，測壓水位動態(tài)較穩(wěn)定，變化的峰值與大氣降水的高峰期相比要滯后3） 一般不易污染。水質(zhì)好壞取決于承壓水的水循環(huán)積極程度。一旦受污染很難凈化8、 地下水的補給來源可分為：降水入滲補給、.地表水補給、凝結(jié)水補給、來自其他含水層的補給以及人工補給等。9、 地下水徑流包括徑流方向、徑流強度和徑流量。10、 地下水徑流類型：暢流型、匯流型、散流型、緩流型、滯流型第九章1、地下水中主要氣體成分：、等（1）氧：主要來自大氣 地下水中溶解氧

33、的含量通常在0-14mg/L之間。若其含量大于3.5mg/L，表明已處于氧化環(huán)境，可是許多有機物和無機物氧化。（2） 氮：主要來源于大氣，還來自生物體分解或變質(zhì)作用產(chǎn)生。 單獨存在，通常表明地下水源于大氣，并處于還原環(huán)境的條件下。 大氣中惰性氣體與的比值是恒定的為0.0118。（3）二氧化碳 地下水中CO2含量通常在15-40mg/L，含量大小與地下水的溫度、壓力、pH值有關(guān)。（4）硫化氫、甲烷 地下水中出現(xiàn)硫化氫、甲烷，其意義與氧的出現(xiàn)相反，說明地下水處于有機質(zhì)存在的還原環(huán)境中，并有微生物參加。2、地下水中主要離子成分：主要陰離子：Cl-、SO42-、HCO3- 主要陽離子：Na+、K+、C

34、a2+、Mg2+ 低礦化度水中的常見離子： HCO3-，Ca2+，Mg2+ 高礦化度水中的常見離子：Cl-，Na+，K+ 中等礦化度的常見離子： SO42-3、總礦化度指地下水中所含各種離子、分子及化合物的總量，以mg/L表示。也稱總?cè)芙夤腆w。4、水的硬度是水中鈣鎂離子含量多少的指標。 硬度可分為總硬度、暫時硬度、永久硬度。5、 地下水化學成分的形成作用（論述名詞與結(jié)果） 地下水化學成分的形成作用主要有溶濾作用、濃縮作用、脫碳酸作用、脫硫酸作用、陽離子交替吸附作用等。（1）溶濾作用 1）水的溶濾作用指在水與巖土的相互作用下，巖土中的一部分可溶物質(zhì)轉(zhuǎn)入地下水中。 2）長期、強烈溶濾作用的結(jié)果：

35、早期：Cl-鹽最易溶于水，地下水以Cl-為主 中期：水體中貧Cl-，繼續(xù)作用，較易溶SO42-鹽類被溶入水中，地下水中以SO42-為主 晚期：形成的SO42-隨水流帶走，持續(xù)作用，地下水以低礦化度的HCO3-型為特征。結(jié)果：一個地區(qū)經(jīng)受的溶濾作用強度越大，時間越長，地下水的礦化度就會越低。（2） 濃縮作用 1）濃縮作用指地下水因蒸發(fā)失去水分，造成鹽類積累濃縮的作用。 2）結(jié)果：往往形成高礦化度、以易溶離子為主的地下水（Cl-、Na+） （3）脫碳酸作用(石鐘乳、石筍、泉華) 1）脫碳酸作用指由于CO2的溶解度隨溫度升高或壓力下降而減小，水中部分CO2 從水中逸出，使水中的Ca2+、Mg2+和H

36、CO3-形成碳酸鹽沉淀的作用。 2）結(jié)果：地下水中Ca2+、Mg2+、HCO3- 、CO2減少；礦化度下降（4） 脫硫酸作用 1）脫硫酸作用指在還原環(huán)境中，當?shù)叵滤泻杏袡C物時，微生物中脫硫細菌能將水中SO42-還原為H2S，使水中SO42- 減少或消失的作用。 2）結(jié)果：地下水中SO42-減少甚至消失；對井管有很強的腐蝕作用（5） 陽離子交替吸附作用 1）陽離子交替吸附作用指由于巖石表面帶有負電荷，能夠吸附陽離子，當?shù)叵滤畯膸r石空隙中流過時，在一定條件下，巖石顆粒吸附地下水中某些陽離子，而將原先吸附的陽離子轉(zhuǎn)移至地下水中，使地下水化學成分發(fā)生改變的作用。 2）應用陽離子交替吸附原理改善水質(zhì)

37、和土質(zhì)（6） 混合作用 1）混合作用指在兩種或兩種以上不同化學成分、不同礦化度的地下水混合后，形成一種與原有兩種化學成分或礦化度全然不同的地下水的作用。 2）（7） 人類活動在地下水化學成分形成中作用 1）改善水質(zhì)：通過開采地下水使水位下降，減少地下水的蒸發(fā)，灌水洗鹽，消除鹽漬化 2）使水質(zhì)惡化：地下水污染；地下水位上升，鹽漬化；地下水水位下降，海水入侵6、 庫爾洛夫表示式法 庫爾洛夫表示式法是用分式形式表示水的化學成分的一種方法。即將毫克當量百分數(shù)>10%離子均列入分式，按從小到大的順序在分子位置上排列陰離子，分母位子上排列陽離子，百分含量值放在離子的右下角，而將原子數(shù)移往右上角，如毫

38、克量占50%，寫作。 定名：毫克當量百分數(shù)25%的陰陽離子參與水的定名，通常陰離子在前，陽離子在后，含量大者在前，小者在后。7、三線圖示法（P238） 三線圖示法又稱皮伯三線圖解法。8、常用的水化學分類：舒卡列夫分類（簡單看P239） 定名方法：陰離子在前，陽離子在后，含量多者在前，含量少者在后。 優(yōu)點：簡單易用 缺點：人為因素過大第十章1、 水力坡度是沿滲透途徑的水頭降低值與相應滲透途徑長度之比值。 即： i=H/L2、 地下水運動的基本定律 （三個公式）（1）達西定律（線性滲透定律） 其中：H-在滲流途徑L長度上的水頭損失（m） L滲流途徑長（m） K滲透系數(shù)（m/d） 達西定律是在穩(wěn)定條

39、件下得到的，但是在非穩(wěn)定流中，達西定律仍適用，只是這時表示為某一時刻的滲流速度與水力坡度之間的關(guān)系。 只有當雷諾數(shù)小于110時的地下水層流運動才符合達西定律。 自然界地下水的實際運動速度是遲緩的，其雷諾數(shù)一般不超過1，因此絕大多數(shù)天然地下水的運動仍然服從達西定律。（2）非線性滲透定律 在湍流運動條件下，地下水的滲透服從哲才公式： 其中：Ke湍流運動時的滲透系數(shù)（3）有時地下水的運動狀態(tài)介于層流與湍流兩種運動形式之間，稱為混合流?；旌狭饔盟鼓啡R蓋爾公式表示:其中：m介于1-2之間。當m=1時，即為達西公式；當m=2時，即為哲才公式。第十一章1、 根據(jù)含水層的空隙性，把地下水分為三大類：孔隙水、裂

40、隙水和巖溶水2、 孔隙水是賦存和運動于第四紀松散沉積物中和部分前第四紀未膠結(jié)松散巖層或半膠結(jié)巖層中的重力水，它是主要的供水水源。 河谷沖積層中、洪積扇中、黃土層中、濱海沉積層中3、 河谷沖積層中的地下水（簡答或小題P294） 階地：河流下切侵蝕，使原生河床底部超出一般洪水水位之上，呈階梯狀分布在河谷谷地的地形。 河漫灘：河槽一側(cè)或兩側(cè)，洪水期被淹沒，中水時露出的灘地。 侵蝕階地、河漫灘、基座階地、堆積階地（1）河流上游山區(qū)河谷沖積層中的地下水 特征：含水層透水性好，厚度小，分布范圍不大 大氣降水與山區(qū)基巖裂隙水補給 埋藏深，水質(zhì)好，低礦化度水 水量不大，季節(jié)性變化，小型供水水源（2）河流中游河

41、谷沖積層中的地下水 河漫灘和多級階地 低階地：沉積厚度大，沖積物具有類似河漫灘雙層結(jié)構(gòu)，補給、徑流條件好，水質(zhì)好 高階地：透水性，水質(zhì)較差，儲水條件不好（3）河流下游平原沖積層中的地下水 沖積物厚，常出現(xiàn)粗粒與細粒構(gòu)成的互層，多層含水層 沿河流向入?？诜较?，含水層中的細粒沖積物逐漸增多，地下水位埋深逐漸變小，水的礦化度逐漸增高。 小結(jié)： 河谷沖積層中都能蓄積地下水，含水層透水性和水質(zhì)良好，一般水位埋深較淺，地下水類型主要是孔隙水，補給來源主要是大氣降水、山區(qū)基巖裂隙水和河水，地下水動態(tài)特征變化較大。尋找地下水的主要地段：古河床的砂礫石帶；傍河的富水地段4、 洪積扇中的地下水（論述） 洪積物：由季節(jié)性集中暴發(fā)的洪流所攜帶的物質(zhì)在山前堆積而成。 洪積扇：洪積物以山口為中心向平原呈放射狀展開，近似半錐體，稱為洪積扇。 典型的洪積扇，由山區(qū)平原：河道洪流速度由大小，水流由集中流分散流 水的搬運能力由大小（急劇下降），所攜帶物質(zhì)大量堆積洪積扇。 地形上：山區(qū)平原：陡緩 顆粒大?。河缮?/p>