绪论 (1)水文地质学的研究任务是什么? 本课程是煤及煤层气工程专业/岩土工程专业的专业基础课，主要任务是为后续的专业课奠定有关现代水文地质学的基本概念、基本原理。通过该课程的学习，学生能够正确理解水文地质学的基本概念、基本原理，在此基础上能够初步掌握解决工程/煤田水文地质问题的分析方法与思路。 (2)地下水的主要功能包括哪些? >>宝贵的资源①理想的供水水源②重要的矿水资源③良好的景观资源 >>敏感的环境因子地下水是极其重要的环境因子。地下水的变化往往会打破原有的环境平衡状态，使环境发生变化。 (人类活动主要通过三种方式干扰地下水，造成一系列不良后果(图14-1)： ①过量开发与排除地下水→地下水位下降→地表径流衰减、沼泽湿地消失、土地沙化、海(咸) 水入侵等； ②过量补充地下水→地下水位升高→土地的次生盐渍化、次生沼泽化； ③地下水位下降导致的粘土压密释水释放有害离子、化肥农药的不适当使用、废弃物的无序排 放──地下水恶化、污染； ④地下水位的变动会破坏其与周围岩土构成的统一的力学平衡，而产生某种效应──地面沉降 与地裂缝、岩溶塌陷、地下洞室垮塌或突水、滑坡、岩崩、水库诱发地震、渗透变形。) >>活跃的地质营力地下水的主要作用是传递应力、传输热量和化学组分、侵蚀(化学溶蚀、机械磨蚀和冲蚀)等。 >>重要的信息载体由于地下水是应力传递者，同时又是在流动，所以地下水水位，水量，水温，水化学等的变化或异常可以提供埋藏在地下的许多信息，如找矿、地震预报、地质演变。(3)试分析我国地下水分区的特点，并探讨分区的自然背景。 略。
第一章地球上的水及其循环 (1)试比较水文循环与地质循环。 水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环： >>水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O分子态水的转换、更替较快；水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显着，与人类的生存环境有直接的密切联系；水文循环是水文学与水文地质学研究的重点。 >>水的地质循环发生于地球浅层圈与深层圈之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。研究水的地质循环，对深入了解水的起源、水在各种地质作用过程乃至地球演化过程中的作用，具有重要意义。 (水文循环特点──速度快、途径短、转化迅速。 内因──固、液、气三相可相互转化。 动力条件──太阳辐射和重力的共同作用。 形式──蒸发、径流、降水。) (2)试述我国水资源的特点，并分析其对水文地质工作需求的影响。 我国水资源具有以下特点： (1)降水偏少，年总降水量比全球平均降水量少22%； (2)人均水资源量偏低； (3)空间分布不均匀，东部丰富，西部贫乏； (4)季节及年际变化大，旱涝灾害频繁； (5)水质污染比较严重。 合理有效地利用及保护水资源，是中国具有战略意义的头等大事。 (3)地球上水的循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文循
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。 强径流带：在某些发育不均一的泾流场中，强径流区段往往成不规则的带状展布，故称之为强径流带或集中径流带。 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。 渗透率：衡量岩石透水性大小的指标称渗透率。与渗透液体的性质无关。 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。 总矿化度：总矿化度表示地下水中含盐量的多少，是表征水矿化程度的指标。它指地下水所含各种离子、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。
●工程地质学：主要是研究与工程建设有关的地质问题的学科。 ●水位地质学：主要是研究地下水的学科。 ●地球外部环境：大气圈、水圈、生物圈。●地球内部环境：地壳、地幔、地核。 ●地质作用：这种由于自然引力引起地壳的物质成分、构造和地面形态发生运动、变化和 发展的各种作用。 ●地质作用的形式：内动力地质作用和外动力地质作用。 ●内动力地质作用：构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。 ●外动力地质作用：风化、侵蚀、搬运、沉积和硬结成岩作用。 ●矿物：指地壳中的化学元素在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的单质或 化合物。 ●矿物的光学性质：自色、他色，假色。●矿物的光泽：玻璃、油脂、珍珠、丝绢等光泽。 ●硬度：矿物抵抗机械作用的能力。滑石方莹磷，正石黄刚金指甲>2.5>石 ●岩浆岩：是由岩浆侵入地壳上部或喷出地表凝固而成的岩石 ●岩浆岩结构：按结晶程度→全晶质、半晶质、非晶质结构 按晶质大小→隐晶质、显晶质、玻璃质结构 按颗粒大小→等粒、不等粒结构 ●岩浆岩构造：块状、流纹状、气孔状、杏仁状构造。 ●沉积岩：是指在地表或接近地表的岩石遭受风化剥蚀破坏的产物，经搬运、沉积和固结 成岩作用而形成的岩石。 ●沉积岩形成过程：风化破坏阶段→搬运作用阶段→沉积作用阶段→固结成岩阶段。 ●沉积岩结构：碎屑、泥质、晶质、生物结构。 ●沉积岩构造：层理构造、层面构造、结核、生物成因构造。 ●变质岩：地壳中先成岩石，由于构造运动和岩浆活动等所造成的物理、化学条件的变化， 使原来岩石的成分、结构、构造等发生一系列改变而形成的新岩石。 ●变质岩结构：变晶、变余、碎裂结构。 ●变质岩构造：片麻状、片状、千枚状、板状、块状构造。 ●地壳运动：使地壳内岩石发生位移变形的作用。 ●地壳运动按运动方向可分为：升降（垂直）运动和水平运动。 ●相对地质年代：地壳上地层或岩体的形成顺序。 ●相对地质年代的确定方法：地层学方法或古生物学方法。 ●绝对地质年代的确定方法：同位素地质年龄方法。 ●岩层产状：岩层层面的空间状态。 ●岩层产状三要素：走向、倾向、倾角。 ●倾斜构造：原来水平状态的岩层，在地壳运动的作用下，发生倾斜，造成岩层层面与水 平面只见具有一定的倾角，成为倾斜构造。 ●褶皱构造：刚性的岩石在千百万年缓慢的水平挤压的作用下，由原来水平平展的形态变 成一系列连续的弯曲，形成褶皱构造。 ●褶皱要素：核、翼、转折端、枢纽、轴面。 ●断裂构造：岩体在地壳运动的力的作用下会发生变形。但是当变形超过岩石的变形极限 时，岩石的连续性完整性将会遭到破坏产生断裂。岩层断裂后，如果断裂面两侧岩体没有发生显著的相对位移，称为裂隙（节理）；有相对位移，则称为断层。 ●风化：在气温变化、大气、水溶液和生物因素的影响下，使地壳表层的岩石在原地遭受 破坏和分解的作用。 ●风化分类：物理、化学、生物风化作用。●风化影响因素：气候、地形、岩石性质。
《水文地质学基础》能力拓展练习 班级： 学号： ：
一、阅读以下材料，分别说明A、B两区的气候类型并比较两种气候类型对地下水的影响。 （1）A区处于黄土高原地带，气候变化显著，属温带大陆季风气候气候。年平均气温9.9℃，最高气温35℃，最低气温-19.8℃。年降水量分配极不均匀，多集中在六、七、八三个月，多年平均降水量为567.2mm，最大年降水量767.4mm（2003年），最小年降水量385.4mm（2004年）。最大年蒸发量2346.4mm，最大冻土深度61cm。全年风向夏季多东南风，冬季多西北风。 （2）B区为温带季风区海洋～大陆性气候气候，四季分明。据气象站1959年1月到1998年11月的观测资料： 年平均气温13.5℃，月平均最高气温34.3℃(1957年7月)，日最高气温41.6℃(1960年6月21日)，月平均最低气温-9.8℃(1963年1月)，日最低气温-19.4℃(1964年2月18日)，多年来最低平均气温月为1月，平均气温-2℃，平均最高气温月为7月，平均29℃。 年平均降雨量677.17mm，年最大降雨量为1186.0mm(1964年)，年最小降雨量为347.90mm(1988年)，日最大降雨量177.1mm(1965年7月9日)，降雨多集中于每年的7、8月份。一般春季雨量少，时有春早。年平均蒸发量1728.27mm，年最大蒸发量2228.2mm(1960年)，年最低蒸发量1493.0mm(1984年)。春夏两季多东及东南风，冬季多西北风，最大风力8级，平均风速为2.3m／s。历年最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.3lm。 说明：本题通过实际材料向学生说明气候因素对地下水的影响。 本题主要从降水量、蒸发量等要素说B区比A区降水量丰富，蒸发量小，更有利于地下水形成。 本题中A区实际是山西省潞安矿区，B区实际是山东省济宁矿区。
第一章地球上的水及其循环 一、名词解释: 1.水文地质学:水文地质学是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害,为人类服务。 2.地下水:地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 3.矿水:含有某些特殊组分,具有某些特殊性质,因而具有一定医疗与保健作用的地下水。 4.自然界的水循环:自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 ５.水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 6．地质循环:地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 ７.大循环:海洋与大陆之间的水分交换。 8．小循环：海洋或大陆内部的水分交换。 ９.绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。 10.相对湿度:绝对湿度和饱和水汽含量之比。 １1．饱和差：某一温度下,饱和水汽含量与绝对湿度之差。 １2．露点:空气中水汽达到饱和时的气温。 1３.蒸发:在常温下水由液态变为气态进入大气的过程。 １4.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。1４．径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 15.水系:汇注于某一干流的全部河流的总体构成的一个地表径流系统。 1６．水系的流域:一个水系的全部集水区域。 17．分水岭:相邻两个流域之间地形最高点的连线。 18．流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。 19．径流总量:某一时间段内，通过河流某一断面的水量。 ２0.径流模数：单位流域面积上平均产生的流量。 ２1．径流深度：计算时段内的总径流量均匀分布于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层厚度。 ２2.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。 二、填空 １．水文地质学是研究地下水的科学。它研究岩石圈、水圈、大气圈、生物圈及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律。 2．地下水的功能主要包括:资源、生态环境因子、灾害因子、地质营力、或信息载体。 3.自然界的水循环分为水文循环和地质循环。 4．水文循环分为大循环和小循环。 5．水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 6.水循环是在太阳辐射和重力作用下,以蒸发、降水和径流等方式周而复始进行的。 7．主要气象要素有气温、气压、湿度、蒸发、降水。 8.在水文学中常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。 三、判断题 １．地下水是水资源的一部分。 ( √ ) 2．海洋或大陆内部的水分交换称为大循环。 ( ×） 3．地下水中富集某些盐类与元素时，便成为有工业价值的工业矿水。 ( √ ) ４.水文循环是发生于大气水和地表水之间的水循环。（× ) ５.水通过不断循环转化而水质得以净化。（√） 6．水通过不断循环水量得以更新再生。 ( √ ) 7.水文循环和地质循环均是Ｈ2O分子态水的转换。 ( ×） 8.降水、蒸发与大气的物理状态密切相关。（√） 9.蒸发是指在1０0℃时水由液态变为气态进入大气的过程。（× ) １0.蒸发速度或强度与饱和差成正比。 ( √） 四、简答题 １．水文地质学的发展大体可划分为哪三个时期？ 185６年以前的萌芽时期,１８56年至本世纪中叶的奠基时期，本世纪中叶至今的发展时期。 2．水文地质学已形成了若干分支学科，属于基础性的学科分支有哪些? 水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、水文地质调查方法、区域水文地质学。 3．水文循环与地质循环的区别?
工程地质学与 水文地质学讲义 学院：环境与建筑工程学院 专业：城市规划 课程类别：任选课 教师：何书 日期：2005年8月
总的教学安排 专业：城市规划 课程类别：任选课 总学时：32学时 上课时间：2005 – 2006年度第一学期1- 8周，周一7、8节；周三3、4节 上课地点：综合楼房115教室 实践环节：野外地质实习一次 教材：《工程地质学》，1999，李中林主编，华南理工大学出版社参考教材：《普通地质学》，1995，夏邦栋主编，地质出版社；《水文地质学基础》，1986，王大纯，地质出版社；《工程地质学》，2001，孙宪立主编，中国建筑工业出版社
教学纲要及学时分配 §1 绪论（2学时） 第一部分基础地质知识（10学时） §2 地壳（1学时） §3 矿物与岩石（3学时） §4 地质构造（6学时） 第二部分水文地质（6学时） §5 地下水概述（2学时） §6 地下水的类型及其特征（2学时） §7 地下水运动的基本规律（2学时） 第三部分岩土的工程地质特征（6学时） §8 土的物质组成及物理力学性质（2学时） §9 土的工程地质分类及其特征（2学时） §10 岩石与岩体的工程地质性质（2学时） 第四部分不良地质现象的工程地质问题（4学时） §11 常见不良地质现象（2学时） §12 不良地质现象对地基稳定性及地下工程选址的影响（2学）第五部分工程地质勘察（2学时） §13 工程地质勘察及方法
§1 绪论 §1.1 地球科学、地质学、工程地质学与水文地质学 一、地球科学与地质学概念 1、地球科学：简称地学，是人类认识、利用和改造人类目前唯一生存环境的关于地球的基础科学。它包括了地理学、天文学、气象学、海洋学、生态学和地质学等多个分支学科。 2、地质学：一门研究地球的科学，目前主要研究固体地球的上层，即地壳和地幔的上部。（简单介绍地球的形状及特点，包括形状、大小、形成时间） 二、工程地质学与水文地质学的概念及研究对象 1、工程地质学：是介于地学与工程学之间的一门边缘交叉学科，它是一门研究与工程建设有关的地质问题的学科。——目的就是使工程建筑与地质环境互相协调，既要保证工程建筑安全可靠、经济合理、运行正常，又要保证地质环境不会因工程的兴建而恶化，造成对工程建筑本身以及周围环境的危害。 2、水文地质学： 圈、大气圈、水圈、生物圈以及人类活动）影响下，数量和质量在时间和空间上的变化规律，并在此基础上，研究如何应用这一规律有效地利用地下水和调节地下水以兴利避害。——“找水”“地下水资源”“水与环境” ——工程地质学和水文地质学是地质学的分之学科，研究的是地质学的应用问题。
水文地质学名词解释 水文地质学：是研究地下水的科学。它研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。 水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。 地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 溶滤作用：在水与岩土相互作用下，岩土中一部分物质转入地下水中，这就是溶滤作用。 浓缩作用：由于蒸发作用只排走水分，盐分仍保留在余下的地下水中，随着时间延续，地下水溶液逐渐浓缩，矿化度不断增大的作用。 脱碳酸作用：地下水中CO2的溶解度随温度升高或压力降低而减小，一部分CO2便成为游离CO2从水中逸出，这便是脱碳酸作用。 脱硫酸作用：在还原环境中，当有有机质存在时，脱硫酸细菌能使硫酸根离子还原为硫化氢的作用。 阳离子交换吸附作用：一定条件下，颗粒将吸附地下水中某些阳离子，而将其原来吸附的部分阳离子转为地下水中的组分，这便是阳离子交替吸附作用。 混合作用：成分不同的两种水汇合在一起，形成化学成分与原来两者都不相同的地下水，这便是混合作用。给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积。 持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。 层流在岩层空隙中流动时，水的质点作有秩序的、互不混杂的流动 紊流在岩层空隙中流动时，水的质点作无秩序地、互相混杂的流动。 稳定流：水在渗流场内运动，各个运动要素（水位、流速、流向）不随时间改变。 非稳定流水在渗流场中运动，各个运动要素随时间变化的水流运动 贮水系数（S）：测压水位下降（或上升）一个单位深度，单位水平面积含水层释出（或储存）的水体积。地下水均衡：某一时间段内某一地段内地下水水量（盐量、热量、能量）的收支状况。 正均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量、热量）的收入大于支出，表现为地下水储存量（或盐储量、热储量）增加。 负均衡：某一均衡区，在一定均衡期内，地下水水量（或盐量、热量）的支出大于收入，表现为地下水的储存量（或盐储量、热储量）减少。 地下水：地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。 水循环：自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水相互联系、相互转化的过程。 绝对湿度：某一地区某一时刻空气中水汽的含量。相对湿度：绝对湿度和饱和水汽含量之比。 径流：降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。 径流总量：某一时间段内，通过河流某一断面的水量。径流模数：单位流域面积上平均产生的流量. 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。 孔隙：松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。 孔隙度：松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。 有效孔隙隙度：重力水流动的孔隙体积与岩石体积之比。 结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。 重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。 毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。 支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。 孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。 悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。 有效应力：实际作用于砂层骨架上的应力。 含水层：能够透过并给出相当数量水的岩层。 隔水层不能透过与给出水，或者透过与给出的水量微不足道的岩层 弱透水层：指那些渗透性相当差的岩层。 潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。 潜水等水位线图：潜水位相等的各点的连线构成的图件。 承压水：充满于两个隔水层之间的含水层中的水。 隔水顶板：承压含水层上部的隔水层。 隔水底板：承压含水层下部的隔水层。 承压含水层厚度：隔水顶底板之间的距离。 等水压线图某一承压含水层测压水位相等的各点的连线构成的图件。 上层滞水：当包气带存在局部隔水层时，局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水。
班级姓名学号 试卷代号：A 三门峡职业技术学院2013~2014学年 路桥工程技术专业《工程地质与水文》试卷 一、单项选择（每小题2分，共20分） 1、在大气、水、水溶液的作用下，岩石中的矿物成分发生化学变化，改变或破坏岩石的性状并可形成次生矿物的作用称为（）。 A．溶解作用B．化学风化作用C．水化作用D．水解作用 2、饱水带中的（）是开发利用的主要对象，是水文地质研究的重点。 A．重力水B．上层滞水C．潜水D．承压水 3、根据生物化石的出现情况，整个地质时期可以分为生物化石稀少的（）和生物化石大量出现的显生宙。A．隐生宙B．新生代C．中生代D．古生代 4、被上、下层面限制的同一岩性的层状岩石称为（），包括沉积岩和一部分变质岩。A．断层B．岩层C．水平构造D．倾斜构造 5、河流将来自谷坡和河床的侵蚀产物从一个地方搬运到另一个地方的作用称为。 A．托运作用B．悬运作用C．河流的搬运作用D．溶运作用 6、地壳自形成以来，其物质组成、内部结构及表面形态，一直都在进行演变和发展，促进地壳演变和发展的各种作用，统称为（）。 A．构造作用B．地质作用C．风化作用D．沉积作用7、岩层在构造运动中受力产生一系列连续弯曲的永久变形称为（）。 A．裂隙B．节理C．断层D．褶皱构造 8、构造活动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹，如岩层褶曲、断层等，称为（）。 A．岩体构造B．水平构造C．地质构造D．垂直构造 9、固体介质在长期静载荷作用下，应力或变形随时间而变化的性质称为（）。 A．流变性B．蠕变C．松弛D．灾变 10、一般把岩体中存在的各种不同成因、不同特征的地质界面，包括物质分异面（层理、沉积间断面）和各种破裂面（节理、断层）以及软弱夹层等称为（）。 A．破裂面B．开裂面C．结构面D．构造面 二、多项选择题（每小题1分，共10分） 1、风化作用按性质可分为（） A．物理风化作用B．化学风化作用 C．生物风化作用D．机械分化作用 2、物理风化作用是指由于温度变化、水的物态变化等因素的影响，岩石在原地发生机械性破坏的作用。常见的物理风化作用方式有（）。 A．氧化作用B．温差风化C．冰劈作用D．盐类的结晶作用 3、河水及所携带的碎屑物在运动过程中对河谷的破坏作用称为河流的侵蚀作用。河流侵蚀作用包括（）两种。 A．机械侵蚀B．化学溶蚀C．生物侵蚀D．机械剥蚀 一二三四五六总分
《水文地质学基础》习题库 [第1章] (1)一个地区的年降水量，是用什么表示的，包括哪些组成部分？ 答：以 雨量计降雨量，以某一地区某一时期的降水总量平铺于地面得到的水层高度mm 数表示。 (2)某山区的地表水系如下图所示，由分水岭圈闭的流域面积为24 km 2, 在8月份观测到出山口A 点的平均流量为8.0?104 m 3/d ，而8月份这个地区的总降水量是700 mm 。试求出该流域8月份的径流深度和径流系数，并思考以下问题：为什么径流系数小于1.0；A 点的平均流量中是否包括地下径流。 解：Q= 8.0?104m3/d , F=24km2, X=700mm (3)空气湿度和风速如何影响蒸发量？ 答：水面蒸发的速度和量取决于气温、气压、湿度、风速等因素。主要决定于气温和饱和差（饱和差＝饱和水汽的含量－绝对湿度）饱和差愈大，蒸发速度也愈大。风速是影响水面蒸发的另一重要因素。 (4)地球上水的循环包括水文循环和地质循环，它们有哪些区别？水循环的大气过程属于其中哪一种？ 答：水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环。水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O 分子态水的转换，通常更替较快。水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显著，与人类的生存环境有直接的密切联系。水的地质循环常发生于地球深部层圈水与表层圈水之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。 (4)地下径流与地表径流的特征有哪些不同点？ 答：径流可分为地表径流和地下径流，两者具有密切联系，并经常相互转化。 降落到地表的水通过下渗环节，对降水进行地表与地下径流的分配。 (5)沙漠地区降雨量很少，但是也能发现大量的地下水或者泉水，为什么？(P14) 答：它们或者是从周围高山冰雪融水获得补充，实际仍是固他体降水的转化补给；或者是在长期地质历史时期积聚起来的，是多年水文循环的积累。 [第2章] (1) 对比以下概念： 空隙和孔隙；孔隙度和孔隙比；孔隙和裂隙； (2) 在一个孔隙度为30%的砾石堆积体中，充填了孔隙度为60%的粉质粘土，试估算该堆积体的实际孔隙度。 (3) 请对以下陈述作出辨析： A. 地层介质的固体颗粒越粗大，孔隙度就越大； A 分 水 岭 mm 103.3102431108.010F QT Y 3-43-=???=?=15.0700 3.103≈==X Y a
第一篇地质学基础 第一章地球的基本知识 1.地球的圈层构造如何划分？ 答：以地表为界，地球可分为外圈层和内圈层，两者各有不停的圈层构造。外圈层可分为大气圈、水圈和生物圈。大气圈是指包围地球的气体，厚度在几万km以上，但占大气总质量3/4的大气是集中在地表以上10km的高度范围以内。水圈是指地球表层的水体，大部分汇聚在海洋里，部分分布于河流、湖泊、沼泽、冰川一级地球表层的样式和土层的空隙中。生物圈是地球上生物生存和活动的范围。地球的内圈层又分为地壳、地幔和地核。地核位于深约2800km的古登堡面一下直到地心，主要由比较常见的铁、硅、镍溶解体组成。地核和地壳之间称为地幔，地壳是地球最外面的一层壳。 （外圈层：大气圈、水圈、生物圈；内圈层：地壳、地幔、地核） 2.什么是矿物？什么是岩石？ 答：矿物是地壳中及地球内层的化学元素在各种地质作用下形成的具有一定形态、化学成分和物理性质的单质元素或化合物，它是构成地壳岩石的物质基础。 岩石是在各种不同地质作用下产生的，由一种或多种矿
物有规律地组合而成的矿物集合体。 3.何谓地质作用？地质作用有几种类型? 答：（1）地壳自形成以来，其物质组成、内部结构及表面形态，一直都在进行演变和发展，促地壳演变和发展的各 种作用，统称为地质作用。 2.地质作用分为内地质作用和外地质作用。内地质作用包括构 造运动，地震作用，岩浆及火山作用和变质作用。外地质作用包括风化作用，剥蚀作用，搬运作用，沉积作用和沉积成岩作用。 4.地质年代和地层年代如何划分？ 答：地质年代的单位是宙、代、纪、世、期；相对应的地层年代是宇、界、系、统、阶。 5.如何确定地层的相对年代？ 答：地层相对年代的确定方法有四种。第一，古生物法。即利用分布时代短、特征显著、数量众多而地理分布广泛的化石确定地层的地质年代。第二，岩性对比法。即将未知地质时代的地层特征与已知地质时代的地层的岩性特征进行对比，用于确定地层时代。第三，标志层法。即在地层剖面中某些厚度不大、岩性稳定、特征突出、分布广泛和容易识别的岩层可以作为地层对比的标志。第四，岩层接触关系。即通过观察上下岩层之间的接触是整合、假整合还是不整合确定地层相对年代。
绪论 一、水文地质学和工程地质学研究的内容 水文地质学是研究地下水的专门科学。它研究地下水在周围环境(岩石围、大气圈、。水圈、生物圈以及人类活动)影响下，数量和质量在时间劝空间上的变化规律；主要包括地下水的分布与形成规律、化学成分、运动规律及动态变化等问题，其目的在于如何运用这些规律，更合理地利用地下水资源和更有效地防治地下水的危害。 地下水存在并运动于地哀以下的岩土空隙中,因此，地下水的各种特性与运动条件都与所在地区的地质情况——岩性、构造、地貌等密切相关。此外,由于地下水是整个自然界水体的一部分，它与大气降水、地表水之间又有密切的联系，因此，水文地质学是一门综合性的自然科学，它与岩石学、第四纪地质学、地貌学、构造地质学、气象学、水文学及水力学等关系密切。’‘ 水文地质学是一门新兴的科学，它是在最近几十年中，随着生产的发展而形成的独立科学。目前，在水资源利用与开发，与矿床开采、地下建筑物有关的地下水研究方面得到了迅速的发展。。 工程地质学是一门和水文地质学紧密联系的地质学科，它专门研究与工程建筑有关的地质问题，如地面建筑与井筒建筑中的地质问题。其空要研究内容是各种建筑物建造的地质条件，建筑物修建后自然地质条件的改变和可能发生的不良地质问题，以及保证建筑物稳定和正常使用的工程地质措施。因此，工程地质学的任务是阐明岩土的工程地质性质和影响岩土强度及变化的地质因素，以及保证岩土稳定性的工程地质措施。。 工程地质学和水文地质学一样，也是以地质学为基础，应用数学、力学和胶体化学等学科的知识，来解决与工程建筑有关的各种地质问题。工程地质学与水文地质学的关系尤其密切，在研究工程地质问题时，，往往必须考虑地下水的影响。 二、水文地质学及工程地质学在国民经济建设中的作用及其与煤矿律设和生产的关系水是人类生活和生产中不可缺少的物质。人每天需要饮用水，现代的大城市和大工矿区集中了数十万或数百万、以致上千万人口，不但在数量上需要大量的饮用水，同时在质量上也有严格的要求。地下水由于通过了岩土的过滤作用，在质量上和卫生条件有较多的优越性，所以世界各国大城市，多数尽先利用地下水作为供水水源。 水是发展工农业生产不可缺少的重要自然资源。建立大型工矿企业，不但需要饮用水，工业本身也需要用水，如炼lt钢需低温水6．7t，加工1t石油需水5—15t，生产1t肥皂需水o．5t，生产1 00m棉布需水3—5t，蒸汽锅炉需用大量软水。这些往往采用地下水，例如，我国蒸汽机车用水约有70％取之地下水。其次，农作物处长需要消耗大量水分，据测定，生产1kg小麦约需耗水1—1．5t，1kg皮棉约需耗水5t。我国广大的华北、西北地区地表水缺乏，大气降水量小，经常受到旱灾威胁，开发和利用这些地区蕴藏的地下水以满足工农业的需要是非常重要的。 当地下水中富集了某种元素时，可成为育工业价值的矿床。例如，四川自贡地区地下水为卤水，西北地区地下水中合有溴、碘元素，这些地区的地下水可作有用矿产开采。地下水中由于含有特殊成分或有较高的温度，具有医疗价值，加北京的汤山、西安的华清池等都是良好的疗养地。此外，某些地下水中台有硅、短、把、锌、讯、钢、铂、钻等对人体健康有益的微量元泰其水质符合医疗卫生和矿泉水的标准，这些地下水具有医疗保健作用和较高的经济价值，如北京门头沟矿、四川重庆市命架出及铜梁县巴岳山，内蒙古东乌珠穆沁旗额仁高比乡，以及广东等地均巳陆续发现优质的具有较高医疗和经济价值的矿泉水。近年来，利用地下热能已成为一个筋课题。利用地热实际上就是利用地下热水，如我国广东某地已利用地下热水发电，天津市已在取暖、加热等方面开始利用地下热水，我国有的农村已开始利
什么是水文地质学？ 狭义：研究地下水的科学。 地下水是指赋存于地面以下岩石空隙中的水。 广义：研究地下水圈的科学。 地下水圈包括地壳浅部岩石空隙中的水以及地球深部层圈中的水。 具体：研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律，并研究如何运用这些规律去兴利除害，为人类服务。 水对人类生活与生产起着不可或缺的重大影响，地下水是水资源组成部分，其主要功能为： （1）地下水是一种宝贵的资源 （2）地下水是极其重要的生态环境因子 （3）地下水是一种很活跃的地质营力 （4）地下水是地球内部地质演变的信息载体 当代水文地质学发展趋势： 1.核心课题转移：找水水文地质学→资源水文地质学→生态环境水文地质学 2.视野扩展：含水层→地下水系统→水文-生态环境→技术-社会系统
3.目标改变：由当前的问题转向长期的可持续发展 4.内容扩展：从地下水的水量为主，转向水量与水质的研究并重；从狭义地下水，扩大到广义地下水,乃至地下水圈 5.多学科交叉渗透成为主流：地下水科学与其它自然科学以及社会科学交叉渗透，以多学科方式研究与处理问题 地球上的水及其循环 1.地球上的水： 地球是个富水行星。地球上的水不仅存在于大气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中，也存在于地球深部的地幔乃至地核中。 地球各层圈水的分布状况及其存在状况差别很大。 深部层圈：地壳下部直到下地幔范围内的总水量为现代海洋的35-50倍。地壳下部深约15-35km范围，压力很大，400OC，水以压密的气水溶液存在；地幔物质的5-7%为水。 浅部层圈：大气圈到地壳上半部。包括大气水、地表水、地下水及生物体水。浅层圈中水的总体积约为13.86亿Km3；平铺地球表面水深约为2718m。
1.自然界的水循环分为水文循环与地质循环。 2.水文循环：发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。水文循环的速度较快，途径较短，转换交替比较迅速。 3.地质循环：地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。 4.海洋与大陆之间的水分交换为大循环。海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。 5.表征大气状态的物理量和物理现象，统称气象要素，包括：气温、气压、空气湿度、降水、蒸发、风等 6.简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？ 水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。 由海洋和陆地表面的水蒸发成为水汽进入大气圈，水汽随气流飘移。在适宜的条件下，重新凝结成液态或固态降落，降落的水分，一部分汇集江河湖泊形成地表水，另一部分渗入土壤岩石，成为地下水。地表水蒸发为水汽，返回大气圈；有的渗入地下，成为地下水；其余部分流入海洋。地下水直接蒸发或通过植物间接返回大气圈，部分形成地下径流。地下径流或直接流入海洋，或在转化为地表水，然后再返回海洋。 7.影响水面蒸发的因素有哪些? 如何影响？ 影响因素有：气温、气压、湿度和风速。主要取决于气温和绝对湿度。温愈高，绝对湿度愈低，蒸发愈强烈，反之，蒸发愈弱。气压是通过气压差的大小影响空气对流而影响蒸发的，气压差和风速愈大，蒸发就强烈，反之，蒸发愈弱 8.自然界水循环的意义？ 水通过不断循环转化使水质得以净化；水通过不断循环水量得以更新再生；维持生命繁衍与人类社会发展；维持生态平衡。 9. 孔隙度是指某一体积岩石中孔隙体积所占的比例 孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。对于粘性土，结构及次生孔隙常是影响孔隙度的重要因素。
§1 绪论 教学目标：使学生掌握工程地质学与水文地质学的基本概念，了解它们在地质学学科中的地位，了解它们的主要研究内容及研究意义。 重点、难点及解决办法：地质学各分支学科的关系，通过引入具体工程实践问题，针对各分支学科研究内容及解决实际问题的不同，加深对基本概念的理解。 教学内容： §1.1 地球科学、地质学、工程地质学与水文地质学 ——提问：让学生回忆中学时所学地质学知识，谈谈自己对地质学的认识？（如基本的地质现象，著名地质学家的认识等等） 一、地球科学与地质学概念 1、地球科学：简称地学，是人类认识、利用和改造人类目前唯一生存环境的关于地球的基础科学。它包括了地理学、天文学、气象学、海洋学、生态学和地质学等多个分支学科。 2、地质学：一门研究地球的科学，目前主要研究固体地球的上层，即地壳和地幔的上部。（简单介绍地球的形状及特点，包括形状、大小、形成时间） 二、工程地质学与水文地质学的概念及研究对象 ◆对工程地质学与水文地质学的发展历史进行简要介绍 1、工程地质学：是介于地学与工程学之间的一门边缘交叉学科，它是一门研究与工程建设有关的地质问题的学科。——目的就是使工程建筑与地质环境互相协调，既要保证工程建筑安全可靠、经济合理、运行正常，又要保证地质环境不会因工程的兴建而恶化，造成对工程建筑本身以及周围环境的危害。 ——————对地质工程与工程地质的区别要进行必要介绍 2、水文地质学： 水圈、生物圈以及人类活动）影响下，数量和质量在时间和空间上的变化规律，并在此基础上，研究如何应用这一规律有效地利用地下水和调节地下水以兴利避害。 “找水”“地下水资源”“水与环境” ——工程地质学和水文地质学是地质学的分之学科，研究的是地质学的应用问题。 ◆介绍相关的水文地质灾害问题（注重故事性，避免纯粹的专业问题，提高
地下水的概念P1：地下水是赋存于地表以下岩石（土）空隙中各种形态的水的总称。既有液态的水液，也有气态的水汽，也包括固态的水冰，还有介于它们之间其他形态的水。 地下水的功能属性P2：地下水的资源属性，地下水是生态因子，地下水是环境（灾害）因子，地下水是一种重要的地质营力，地下水是地球深部的信息载体。 水文地质学的研究方法P4：野外调查，野外试验，室内试验，遥感，地球物理勘察，信息技术的应用。 第一章水循环与地下水赋存 1、了解地球内部圈层构P7 地球圈层构造划分表 地球外部圈层：由五个大致成层分布的自然子系统组成，按照性质可以分成3类。即3个无机子系统———大气圈、水圈、岩石圈。1个类有机子系统———土壤圈。1个有机子系统———生物圈。 2、地球水圈可以划分为地质水圈和水文水圈。P9 3、地球上的水循环P10：地球各个圈层中的水相互联系、相互转化的过程统称为大气水的水循环，又叫做自然界的水循环。按其循环途径的长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为地质循环和水文循环两类。 4、岩石（土）介质中水的存在形式P17页
5、赋存介质的水理性质P19-20：指与水的储容和运移有关的赋存介质的性质，主要包括空隙的大小、多少、连通程度及其分布的均匀程度，这些性质的差异，会使其储容、滞留、释放以及透过水的能力不同。表征介质水理性质的指标有容水度，给水度，持水度。 容水度：指介质能够容纳一定水量的性质。 给水性：指饱水介质在重力作用下，能够自由给出一定水量的性质持水性：指重力释水后，介质能够保持一定水量的性能。 二、地下水的基本类型及其特征 1、包气带和饱水带：P21 2、越流P22：把两个含水层透过该弱透水层发生垂直水量交换的现象称为地下水的越流。 按照地下水的埋藏条件，可以把地下水分为潜水、承压水、与上层滞水。其中潜水和承压水在一定条件下是可以相互转化的。P23 3、潜水的概念P26：潜水是地表一下埋藏在饱水带中第一个稳定隔水层智商的具有自由水面的重力水。
工程地质及水文地质（课后作业） 第一章：地球的基础知识 2.什么是矿物？什么是岩石？ 答：矿物是地壳中及地球内层的化学元素在各种地质作用下形成的具有一定形态、化学成分和物理性质的单质元素或化合物，它是构成地壳岩石的物质基础。 岩石是在各种不同地质作用下产生的，由一种或多种矿物有规律地组合而成的矿物集合体。 4.地质年代和地层年代如何划分？ 答：地质年代的单位是宙、代、纪、世、期；相对应的地层年代是宇、界、系、统、阶。 6. 什么事侵入接触？什么是沉积接触？如何确定火成岩及变质岩的形 成时代？ 答：侵入接触： 第2章：岩石 2. 简述矿物和岩石的关系？ 答：矿物是岩石的重要组成部分，岩石是在不同的地质作用下产生的，由一种或多种矿物有规律地组合而成的矿物集合体。矿物是构成地壳岩石的物质基础。 4. 沉积岩是怎样形成的？它的组成物质和结构、构造特征有哪些？答：沉积岩是地表或近地表的岩石遭受风华破坏、搬运作用、沉积作用、及固结成岩这几个阶段形成的。 组成物质主要有：各种岩石碎屑、造岩矿物和溶解物质。 结构：碎屑结构、泥质结构、结晶状结构、生物结构。 构造特征：层理构造（水平层理、斜交层理、交错层理），层面构造（波痕、雨痕、泥痕、结核、化石） 6. 沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的重要特征有哪些？ 答：首先是形成的条件和因素不同，岩浆岩是岩浆活动的产物，变质岩是受地壳运动和岩浆活动等造成物理、化学条件变化导致原来岩石成分、结构等变化形成的岩石，而沉积岩是又沉积作用形成。其次从结构上可以区分，沉积岩有明显的层理和层面构造，在沉积岩中能够找到古生物的印记。 8. 简述岩石三大类的主要地质特征。 答：（1）火成岩：火成岩力学强度较高，可作为各种建筑物良好地基
水文地质学： 水文地质学是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律，以及合理利用地下水或防治其危害的学科。它研究在与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律以及如何运用这些规律兴利除害。 发展简史： 人们早在远古时代就已打井取水。中国已知最古老的水井是距今约5700年的浙江余姚河姆渡古文化遗址水井。古波斯时期在德黑兰附近修建了坎儿井，最长达26公里，最深达150米。约公元前250年，在中国四川，为采地下卤水开凿了深达百米以上的自流井。中国汉代凿龙首渠，是一种井、渠结合的取水建筑物。 1855年，法国水力工程师达西，进行了水通过砂的渗透试验，得出线性渗透定律，即著名的达西定律，奠定了水文地质学的基础。1863年，法国裘布依以达西定律为基础，提出计算潜水流的假设和地下水流向井的稳定流公式。1885年，英国的张伯伦确定了自流井出现的地质条件。奥地利福希海默在1885年制出了流网图并开始应用映射法。 19世纪末20世纪初，对地下水起源又提出了一些新的学说。奥地利修斯于1902年提出了初生说。美国莱恩、戈登和俄国安德鲁索夫在1908年分别提出在自然界中存在与沉积岩同时生成的沉积水。1912年德国凯尔哈克提出地下水和泉的分类，总结了地下水的埋藏特征和排泄条件。美国迈因策尔于1928年提出了承压含水层的压缩
性和弹性。他们为水文地质学的形成作出了重要贡献。 泰斯于1935年利用地下水非稳定流与热传导的相似性，得出了地下水流向水井的非稳定流公式即泰斯公式，把地下水定量计算推进到了一个新阶段。20世纪中叶，苏联奥弗琴尼科夫和美国的怀特在水文地球化学方面作出了许多贡献。到第二次世界大战结束时，在地下水的赋存、运动、补给、排泄、起源以至化学成分变化、水量评价等方面，均有了较为系统的理论和研究方法。水文地质学已经发展成为一门成熟的学科了。 20世纪中叶以来，合理开发、科学管理与保护地下水资源的迫切性和有关的环境问题，越来越引起人们的重视。同时，人们对某些地下水运动过程有了新的认识。1946年起，雅可布和汉图什等论述了孔隙承压含水层的越流现象。英国博尔顿和美国的纽曼分别导出了潜水完整井非稳定流方程。 由于预测地下水运动过程的需要，促进了水文地质模拟技术的发展。20世纪30年代开展了实验室物理模拟。40年代末发展起来的电网络模拟，到50～60年代在解决水文地质问题中得到应用。 由于电子计算机技术的发展，70～80年代，地下水数学模拟成为处理复杂的水文地质问题的主要手段。同时，同位素方法在确定地下水平均贮留时间，追踪地下水流动等研究中得到应用。遥感技术及数学地质方法也被引进，用以解决水文地质问题。对于地下水中污染物的运移和开采地下水引起的环境变化，引起广泛的重视。20世纪60年代以来，加拿大的托特提出了地下水流动系统理论，为水文地