水文地質學第一頁，共60頁。水文地質學第一頁，共60頁。水文地質學第二頁，共60頁。水文地質學第二頁，共60頁。

Preface

水文地質學是研究地下水的科學。它研究與巖石圈、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，并研究如何運用這些規律去興利除害，為人類服務。

Hydrogeologyisasubjecttoresearchgroundwater.Itstudiesthechanginglawsoftimeandspaceofgroundwaterquantityandqualityundertheinteractionamongthelithosphere,hydrosphere,atmosphere,biosphereandhumanactivitiesandhowtousetheselawstoservethepeople.第三頁，共60頁。Preface水文地質學是研究地下水的科學。它研究與PrefaceGroundwaterisalsocalledundergroundwater,thatisthewaterexistingintheporesofrocksandsoils.Thegroundwaterfunctionsinclude:resources,biologicalenvironment,disaster,geologicactionandinformationcarrier.Groundwateranditsexistingmediaareofotherfunctions.Hydrogeologicactionsinnationaleconomyarerelativetogroundwaterandtheirfunctionsofexitingmedia.第四頁，共60頁。PrefaceGroundwaterisalsoca水文地質學

3.水文地球化學Hydrogeochemistry

1.水文地質學基礎Sedimentaryhydrogeology4.區域水文地質學RegionalHydrogeology

5.石油水文地質學PetroleumHydrogeology

2.地下水動力學Groundwaterdynamics第五頁，共60頁。水文地質學3.水文地球化學Hydrogeochemist

對于作為供水水源的地下水，必須評價其水質水量，查明其分布規律。這方面的工作形成了供水水文地質學。

Thequalityandquantityofgroundwatermustbeevaluatedanditsdistributionmustbeinvestigated.TheseworksformHydrogeologyforWaterSupply

.Preface第六頁，共60頁。對于作為供水水源的地下水，必須評價其水質水量

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作用的地下水，稱作礦水。礦水是建立礦泉療養地與生產瓶裝礦泉水的必要資源。勘查與評價工業礦水與醫療礦水，也形成了相應的學科分支——礦水水文地質學MineralWaterHydrogeology。Preface第七頁，共60頁。含有某些特殊組分，具有某些特殊性質，第八頁，共60頁。第八頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環

Chapter1Thewaterintheearthanditscycle第九頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環第九頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環

1.1Thewaterintheearth

地球上的水大氣水Meteoricwater地表水Surfacewater地下水groundwater第十頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環地球上的水大氣水Meteori1．2自然界的水循環Watercycleinnature

自大氣圈到地幔的地球各個層圈中的水構成一個系統。這一系統內的水相互聯系、相互轉化的過程即是自然界的水循環。

Thewaterinthespheresoftheearthconstitutesasystemfromatmospheretomantle.Thewaterinthesystemcaninterlinkandinter-transform.Theprocessiscalledwatercycleinnature.

第十一頁，共60頁。1．2自然界的水循環Watercycleinnatu1.2Watercycleinnature

自然界的水循環按其循環途徑長短、循環速度的快慢以及涉及層圈的范圍，可分為水文循環和地質循環兩類。

Thewatercyclecanbeclassifiedintotwotypes:hydrologiccycleandgeologiccycleaccordingtothecyclewaysandcyclevelocityandspherescale.第十二頁，共60頁。1.2Watercycleinnature

水文循環Hydrologiccycle

水文循環是發生于大氣水、地表水和地殼巖石空隙中的地下水之間的水循環。水文循環的速度較快，途徑較短，轉換交替比較迅速。1.2Watercycleinnature第十三頁，共60頁。水文循環Hydrologiccycle1.2

水文循環Hydrocycle

水文循環分為小循環與大循環。海洋與大陸之間的水分交換為大循環。海洋或大陸內部的水分交換稱為小循環。通過調節小循環條件，加強小循環的頻率和強度，可以改善局部性的干旱氣候。目前人力仍無法改變大循環條件。

Hydrologiccyclecanbeclassifiedintosmallcycleandlargecycle.Themoistureexchangebetweenoceanandlandiscalledlargecycle.Themoistureexchangeintheoceanoronthelandiscalledsmallcycle.Thelocaldryclimatecanbeimprovedbyadjustingtheconditionsofsmallcycleandenhancingthefrequencyandstrength.Butnowtheconditionsoflargecyclecannotbechanged.第十四頁，共60頁。水文循環Hydrocycle第十四頁，共60頁。

地球淺層圈和深層圈之間水的相互轉化過程稱為水的地質循環。Theinterchangingprocessofwaterbetweenshallowsphereanddeepsphereiscalledgeologiccycle.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

地質循環Geologiccycle

第十五頁，共60頁。Chapter1Thewat第一章地球上的水及其循環

水文循環與地質循環是很不相同的自然界水循環。水文循環通常發生于地球淺層圈中，是H20分子態水的轉換，通常更替較快。水文循環對地球的氣候、水資源、生態環境等影響顯著，與人類的生存環境有直接的密切聯系。第十六頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環水文循環第一章地球上的水及其循環

水文循環與地質循環是很不相同的自然界水循環。水文循環通常發生于地球淺層圈中，是H20分子態水的轉換，通常更替較快。水文循環對地球的氣候、水資源、生態環境等影響顯著，與人類的生存環境有直接的密切聯系。第十七頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環水文循環

屈原《天問》柳宗元《天對》

東窮歸墟又環西盈脈穴土區而濁濁清清Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第十八頁，共60頁。屈原《天問》柳宗元《天對》Chapter

水文循環與地質循環是很不相同的自然界水循環。水文循環通常發生于地球淺層圈中，通常更替較快。水文循環對地球的氣候、水資源、生態環境等影響顯著，與人類的生存環境有直接的密切聯系。

Hydrologiccycleandgeologiccyclearequitedifferentwatercycle.Hydrologiccycleusuallyproducesinshallowsphere.Hydrologiccycleaffectsclimate,waterresources,bio-environmentheavilyandisofcloserelationwithexistingenvironmentofhumanbeing.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第十九頁，共60頁。水文循環與地質循環是很不相同的自

水文循環是水文學與水文地質學的研究重點。地質循環發生于地球淺層圈與深層圈之間，常伴有水分子的分解與合成，轉換速度緩慢，過去常被人們所忽視。

Hydrologiccycleisthekeypointofhydrologyandhydrogeology.Geologiccycleproducesbetweenshallowsphereanddeepsphere,withcompositionanddecompositionofwatermoleculesandexchangeslowly,andisalwaysignored.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十頁，共60頁。水文循環是水文學與水文地質學的研究重

隨著對各種成礦地質作用認識的深化，水參與各種地質作用過程的意義不斷被人們所認識。研究水的地質循環，對于深入了解水的起源，水在各種地質作用過程乃至地球演化過程中的作用，都具有重要意義。

Withtheknowledgedeepeningofvariousmineralization,themeaningofwaterparticipatinginvariousgeologicactionsisrecognized.Studyongeologiccycleisofsignificantforresearchingthewaterroleofvariousprocessofgeologicactionandtheearthevolution.(Geofluid)Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十一頁，共60頁。隨著對各種成礦地質作用認識的深化，水參1.3與水文循環有關的氣象、水文因素氣象因素Climatefactor

自然界中水循環的重要環節——蒸發、降水，都與大氣的物理狀態密切相關;氣象和氣候因素對水資源的形成與分布具有重要影響。

Thekeylinkofwatercycle(evaporationandprecipitation)arecloserelativewithatmosphericphysicalstate.Weatherandclimateareofsignificantforformationanddistributionofwaterresources.第二十二頁，共60頁。1.3與水文循環有關的氣象、水文因素第二十二頁，共第二十三頁，共60頁。第二十三頁，共60頁。

蒸發在常溫下水由液態變為氣態進入大氣的過程稱為蒸發。空氣中的水汽主要來自地表水、地下水、土壤和植物的蒸發。有了蒸發作用，水循環才得以不斷進行。

EvaporationInnormaltemperaturewaterchangestovapor,theprocessiscalledevaporation.Thevaporintheairismainlyfromevaporationofsurfacewater,groundwater,soilwaterandplant.Watercyclecancarryoutwithevaporation.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十四頁，共60頁。蒸發在常溫下水由液態變為氣態進入大氣的過程稱為蒸

降水當空氣中水汽含量達飽和狀態時，超過飽和限度的水汽便凝結，以液態或固態形式降落到地面，這就是降水。

PrecipitationWhenvaporcontentintheairreachessaturated,thevaporoversaturatedlimitwillbecondensedandfalltogroundinliquidorsolidstate.Theprocessiscalledprecipitation.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十五頁，共60頁。降水當空氣中水汽含量達飽和狀態時，超過飽和限度

徑流徑流是水文循環的重要環節和水均衡的基本要素，系指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流動的水流。因此，徑流可分為地表徑流和地下徑流，兩者具有密切聯系，并經常相互轉化。

RunoffRunoffistheimportantlinkofhydrologiccycleandthebasicfactorofwaterbalance,whichreferstoflowingwateralongsurfaceorgroundunderthegravityaction.Thereforerunoffcanbeclassifiedintosurfacerunoffandgroundrunoff.Bothofthemareofcloserelationandusuallyexchangeeachother.

Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十六頁，共60頁。徑流徑流是水文循環的重要環節和水均衡的基第二十七頁，共60頁。第二十七頁，共60頁。

地表徑流和地下徑流均有按系統分布的特點。匯注于某一干流的全部河流的總體構成一個地表徑流系統，稱為水系。

Surfacerunoffandgroundrunoffdistributeinsystem.Allthestreamscollectintoariverandconstituteasystemofsurfacerunoff,whichiscalledawatersystem.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十八頁，共60頁。地表徑流和地下徑流均有按系統分布

一個水系的全部集水區域，稱為該水系的流域。流域范圍內的降水均通過各級支流匯注于干流。相鄰兩個流域之間地形最高點的連線即為分水線，又稱分水嶺。

Allthecollectingareaofawatersystemiscalledariverbasin.Theprecipitationoftheriverbasiniscollectedtotrunksfromitsbranches.Thehighestlineiscalledwatershed.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十九頁，共60頁。一個水系的全部集水區域，稱為該水系的流域。流域范圍Spatialshapeoftheriver第三十頁，共60頁。Spatialshapeoftheriver第三十頁

1.4Outlineofhydrocycleinourcountry

我國絕大部分地區均為季風氣候，一年中雨季與旱季分明，降水的時空分布很有規律，這與我國特殊的地理格局有關。Ourcountryismainlymonsoonclimate.Therainseasonanddryseasonareclearinayear.Thespace-timedistributionofprecipitationisregular,whichisrelativetospecialgeographicallocationofourcountry.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第三十一頁，共60頁。1.4Outlineofhydrocycle

我國水文循環的另一重要特征就是降水在空間分布上的不均勻性。例如東南沿海地區年均降水量均在1500mm以上，最大可達2000-3000mm.

Anotherimportantfeatureofhydrologiccycleofourcountryisthattheprecipitationisnotregular.Forexample,yearlyprecipitationinsoutheastareaisover1500mm,themaximumis2000-3000mm.

Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第三十二頁，共60頁。我國水文循環的另一重要特征就是降水

長江流域約1200mm，華北地區一般在600-800mm；而新疆塔里木盆地降水量僅在50mm以下，有的地方幾乎終年無雨。這就導致水資源在空間分布上的不均勻性。

TheprecipitationinYangtzeriverbasinisabove1200mm,northChina600-800mm,butitisunder50mminTarimbasin,Xinjiang.Thereisnotalmostanyrainalltheyearinsomeplaces,whichresultsintheirregulardistributionofwaterresources.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第三十三頁，共60頁。長江流域約1200mm，華北地區一般在600-80

無論地表水或地下水，都是自然界水文循環中的一個環節，均以大氣降水為其補給來源。因此，一個地區水資源的豐富程度主要取決于降水量的多寡。降水量大的地區，水資源較為豐富；反之，水資源貧乏。(焦作、貴州山區）

Whethersurfacewaterorgroundwaterareallalinkofhydrologiccycleinnature.Theirrechargesourcesareprecipitation.Thereforethewaterresourcesinadistrictaremainlydependonprecipitation.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第三十四頁，共60頁。無論地表水或地下水，都是自然界水文

本章小結●自然界的水循環水文循環（大循環、小循環）、地質循環●與水文循環有關的氣象因素氣象因素：氣溫、氣壓、濕度、蒸發、降水水文因素：徑流（地表徑流、地下徑流）●我國水文循環：時空分布的不均衡Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第三十五頁，共60頁。本第二章巖石中的孔隙與水分Chapter2Poresandmoistureinrocks

第三十六頁，共60頁。第二章巖石中的孔隙與水分第三十六頁，共60頁。Chapter2Poreandmoistureinrocks

2.1巖石中的空隙Poresinrocks

地殼表層十余千米范圍內，都或多或少存在著空隙，特別是地下一、兩千米以內，空隙分布較為普遍。這就為地下水的賦存提供了必要的空間條件。第三十七頁，共60頁。Chapter2Poreandmoisturei地下水的運動條件—空隙Movingconditionsofgroundwater—pore

空隙類型松散沉積物中的孔隙pore堅硬巖石中的裂隙crevice可溶性巖石中的溶隙、溶穴cave空隙度一定體積巖石中空隙體積所占的比例以n表示空隙度，VP表示空隙體積，V表示巖石體積，則n=VP/V。Chapter2Poreandmoistureinrocks第三十八頁，共60頁。地下水的運動條件—空隙Movingco2．2巖石中水的存在形式結合水薄膜水毛細水重力水靠靜電和分子引力吸附于巖土顆粒表面，不受重力影響吸著水表面厚度超過幾百個水分子直徑的薄層狀水受表面張力作用保存于毛細管中的水，易被植物吸收受重力影響可自由流動。是地下水的主要賦存狀態和水源Chapter2Poreandmoistureinrocks第三十九頁，共60頁。2．2巖石中水的存在形式結合水薄膜水毛細水重力水靠靜電和2.3與水的儲容及運移有關的巖石性質

Rockpropertiesrelativetowatervolumeandmigration

巖石空隙大小、多少、連通程度及其分布的均勻程度，都對其儲容及運移有關。

Chapter2Poreandmoistureinrocks第四十頁，共60頁。2.3與水的儲容及運移有關的巖石性質

容水度

容水度是指巖石完全飽水時所能容納的最大的水體積與巖石總體積的比值。可用小數或百分數表示。一般說來容水度在數值上與孔隙度(裂隙率、巖溶率)相當。但是對于具有膨脹性的粘土，充水后體積擴大，容水度可大于孔隙度。Chapter2Poreandmoistureinrocks第四十一頁，共60頁。容水度Chapter2Poreandmois

含水量Watercontent

含水量說明松散巖石實際保留水分的狀況。松散巖石孔隙中所含水的重量與干燥巖石重量的比值。Chapter2Poreandmoistureinrocks第四十二頁，共60頁。含水量WatercontentChapter2

給水度（μ）

若地下水面下降，則下降范圍內飽水巖石及相應的支持毛細水帶中的水，將因重力作用而下移并部分地從原先賦存的空隙中釋出。我們把地下水位下降一個單位深度，從地下水位延伸到地表面的單位水平面積巖石柱體，在重力作用下釋出的水的體積，稱為給水度。

Chapter2Poreandmoistureinrocks第四十三頁，共60頁。給水度（μ）Chapter2Poreand

持水度(Sr)

如前所述，地下水位下降時，一部分水由于毛細力(以及分子力)的作用而仍舊反抗重力保持于空隙中。地下水位下降一個單位深度，單位水平面積巖石柱體中反抗重力而保持于巖石空隙中的水量，稱作持水度(Sr)。Chapter2Poreandmoistureinrocks第四十四頁，共60頁。持水度(Sr)Chapter2Porean

2．3．4持水度給水度、持水度與孔隙度的關系

μ+Sr=nChapter2Poreandmoistureinrocks第四十五頁，共60頁。2．3．4持水度Chapter2

2．3．5透水性Permeability

巖石的透水性是指巖石允許水透過的能力。表征巖石透水性的定量指標是滲透系數。關于滲透系數將在第四章專門討論。在此僅討論影響巖石透水性的因素。

Rockpermeabilityreferstotheabilityofwaterpenetration.Thepermeablequantitativeindexispermeablecoefficient.Chapter2Poreandmoistureinrocks第四十六頁，共60頁。2．3．5透水性PermeabilityCh

圖2-9表示圓管狀孔隙通道的縱斷面，孔隙的邊緣上分布著在尋常條件下不運動的結合水，其余部分是重力水。由于附著于隙壁的結合水層對于重力水，以及重力水質點之間存在著摩擦阻力，最近邊緣的重力水流速趨于零，中心部分流速最大。由此可得出：孔隙直徑愈小，結合水所占據的無效空間愈大，實際滲流斷面就愈小；同時，孔隙直徑愈小，可能達到的最大流速愈小。因此孔隙直徑愈小，透水性就愈差。當孔隙直徑小于兩倍結合水層厚度時就不透水。第四十七頁，共60頁。圖2-9表示圓管狀孔隙通道的縱斷面，

如果我們把松散巖石中的全部孔隙通道概化為一束相互平行的等徑圓管(圖2—10)，則不難推知：當孔隙度一定而孔隙直徑愈大，則圓管通道的數量愈少，但有效滲流斷面愈大，透水能力就愈強；反之，孔隙直徑愈小，透水能力就愈弱。由此可見，決定透水性好壞的主要因素是孔隙大小；只有在孔隙大小達到一定程度，孔隙度才對巖石的透水性起作用，孔隙度愈大，透水性愈好。第四十八頁，共60頁。

然而，實際的孔隙通道并不是直徑均一的圓管，而是直徑變化、斷面形狀復雜的管道系統(圖a)。巖石的透水能力并不取決于平均孔隙直徑(圖2b)，而在很大程度上取決于最小的孔隙直徑(圖c)。此外，實際的孔隙通道也不是直線的，而是曲折的(圖a)。孔隙通道愈彎曲，水質點實際流程就愈長，克服摩擦阻力所消耗的能量就愈大。顆粒分選性，除了影響孔隙大小，還決定著孔隙通道沿程直徑的變化和曲折性(圖2a)，因此，分選程度對透水性的影響，往往要超過孔隙度。第四十九頁，共60頁。然而，實際的孔隙通道并不是直徑均一的

2.4有效應力原理與松散巖土壓密有效應力原理Effectivestressprinciple

太沙基(Terzaghi，1925)所提出的有效應力原理可以幫助我們分析地下水位變動情況下巖石有效應力的變化以及由此引起的松散巖石壓密問題

EffectivestressprinciplethatTerzaghi(1925)putoutcanhelpustoanalyzethechangeofrockeffectivestressundertheconditionsofgroundwaterlevelfluctuationandtheproblemsofloosenrockcompressed.Chapter2Poreandmoistureinrocks第五十頁，共60頁。2.4有效應力原理與松散巖土壓密Chapter2

總應力等于孔隙水壓力及有效應力之和

P＝u+Pz(2—2)Pz=P-u(2—3)

有效應力等于總應力減去孔隙水壓力，這就是著名的太沙基有效應力原理。Chapter2Poreandmoistureinrocks第五十一頁，共60頁。總應力等于孔隙水壓力及有效應力之和Chapter2

地下水位變動引起的巖土壓密

為了簡便起見，我們假設整個含水砂層充滿水，且水位下降后其測壓管高度仍高出飽水砂層頂面。這種情況下，當由于抽水而引起測壓管高度降低時，可近似地認為總應力P不變，孔隙水壓力降低，相應地有效應力增加。意即原先由水承受的應力由于水頭降低，浮托力減少而部分地轉由砂層骨架(顆粒本身)承擔。Chapter2Poreandmoistureinrocks第五十二頁，共60頁。地下水位變動引起的巖土壓密Chapter2Por

砂層是通過顆粒的接觸點承受應力的。孔隙水壓力降低，有效應力增加，顆粒發生位移，排列更為緊密，顆粒的接觸面積增加，孔隙度降低，砂層受到壓密。與此同時，砂層中的水則因減壓而有少量膨脹。Chapter2Poreandmoistureinrocks第五十三頁，共60頁。砂層是通過顆粒的接觸點承受應力的

砂層因孔隙水壓力下降而壓密，待孔隙水壓力恢復后，砂層大體上仍能恢復原狀。砂礫類巖土基本上呈彈性變形。但是，如果同樣的壓密發生于粘性土中，則由于粘性土釋水壓密時結構發生了不可逆轉的變化，即使孔隙水壓力復原，粘性土基本上仍保持其壓密狀態。粘性土以塑性變形為主。（含水量80%5%）Chapter2Poreandmoistureinrocks第五十四頁，共60頁。砂層因孔隙水壓力下降而壓密，待孔隙水

抽水引起地下水位下降，松散巖石將被壓密，從而其孔隙度、給水度、滲透系數等參數均將變小。對于粘性土來說，這種參數值的降低是不可逆的。

Pumpinggroundwaterproduceswaterleveldrawdown,loosenrocksarecompressed,soastodecreaseporosityandpenetrationcoefficientandsoon.AlloftheseareirreversibleforclayChapter2Poreandmoistureinrocks第五十五頁，共60頁。抽水引起地下水位下降，松散巖石將被1Theeffectivestressprincipleandemissionconsolidationprocess1.1TheeffectivestressprincipleThetotalstress(P)ofsaturatedsoilequalstoeffectivestress(Pz)andporewaterpressure(μ)P=Pz＋μThisiscalledeffectivestressprinciple.Theeffectivestressisalsocalledthepressureamongparticles,andisthestresstocontrolcompressandshearingstrength.Chapter2Poreandmoistureinrocks第五十六頁，共60頁。1Theeffectivestressprin

1.2EmissionconsolidationprocessTherearethreekindsofreasonsforthecompressofsaturatedsoil:(1)thecompressofsoilparticles;(2)thecompressofporousfluid;(3)theemissionporousfluid.Owingtothecompressofsoilparticlesandfluidarelittle,thecompressofsoilareprimarilyresultedfromfluidemissionandporouscompress.Underthepressuresomefreewaterintheporeofsaturatedsoilwillbeemittedcontinuouslywithtimepassing.Chapter2Poreandmoistureinrocks第五十七頁，共60頁。1.2Emissionconsolidation

Atthesametime,theporousvolumesubtractandporewaterpressure(μ)aretransformedintoeffectivestress(Pz)whichareundergonebyparticles.Thecompressionofsaturatedsoiliscalledemissionconsolidationprocess.Theprocessisthatporewaterpressuredisappearscontinuouslyandeffectivestressincreasesunderthecontrolofeffectivestress.Chapter2Poreandmoistureinrocks第五十八頁，共60頁。Atthesametime,2DevelopmentmechanismsofoverpressureinmudstoneItiswell-knownthatthemudstoneinasedimentarybasinalwaysdevelopsoverpressureespeciallyinthethickmudstoneinthecenterofthebasin.Whydoesthemudstonedevelopoverpressure?Thiscanbeexplainedbyeffectivestressprincipleandemittingwaterconsolidationtheory.Chapter2Poreandmoistureinrocks第五十九頁，共60頁。2DevelopmentmechanismsChapter2Poreandmoistureinrocks

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第六十頁，共60頁。Chapter2Poreandmoisturei水文地質學第一頁，共60頁。水文地質學第一頁，共60頁。水文地質學第二頁，共60頁。水文地質學第二頁，共60頁。

Preface

水文地質學是研究地下水的科學。它研究與巖石圈、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，并研究如何運用這些規律去興利除害，為人類服務。

Hydrogeologyisasubjecttoresearchgroundwater.Itstudiesthechanginglawsoftimeandspaceofgroundwaterquantityandqualityundertheinteractionamongthelithosphere,hydrosphere,atmosphere,biosphereandhumanactivitiesandhowtousetheselawstoservethepeople.第三頁，共60頁。Preface水文地質學是研究地下水的科學。它研究與PrefaceGroundwaterisalsocalledundergroundwater,thatisthewaterexistingintheporesofrocksandsoils.Thegroundwaterfunctionsinclude:resources,biologicalenvironment,disaster,geologicactionandinformationcarrier.Groundwateranditsexistingmediaareofotherfunctions.Hydrogeologicactionsinnationaleconomyarerelativetogroundwaterandtheirfunctionsofexitingmedia.第四頁，共60頁。PrefaceGroundwaterisalsoca水文地質學

3.水文地球化學Hydrogeochemistry

1.水文地質學基礎Sedimentaryhydrogeology4.區域水文地質學RegionalHydrogeology

5.石油水文地質學PetroleumHydrogeology

2.地下水動力學Groundwaterdynamics第五頁，共60頁。水文地質學3.水文地球化學Hydrogeochemist

對于作為供水水源的地下水，必須評價其水質水量，查明其分布規律。這方面的工作形成了供水水文地質學。

Thequalityandquantityofgroundwatermustbeevaluatedanditsdistributionmustbeinvestigated.TheseworksformHydrogeologyforWaterSupply

.Preface第六頁，共60頁。對于作為供水水源的地下水，必須評價其水質水量

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作用的地下水，稱作礦水。礦水是建立礦泉療養地與生產瓶裝礦泉水的必要資源。勘查與評價工業礦水與醫療礦水，也形成了相應的學科分支——礦水水文地質學MineralWaterHydrogeology。Preface第七頁，共60頁。含有某些特殊組分，具有某些特殊性質，第八頁，共60頁。第八頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環

Chapter1Thewaterintheearthanditscycle第九頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環第九頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環

1.1Thewaterintheearth

地球上的水大氣水Meteoricwater地表水Surfacewater地下水groundwater第十頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環地球上的水大氣水Meteori1．2自然界的水循環Watercycleinnature

自大氣圈到地幔的地球各個層圈中的水構成一個系統。這一系統內的水相互聯系、相互轉化的過程即是自然界的水循環。

Thewaterinthespheresoftheearthconstitutesasystemfromatmospheretomantle.Thewaterinthesystemcaninterlinkandinter-transform.Theprocessiscalledwatercycleinnature.

第十一頁，共60頁。1．2自然界的水循環Watercycleinnatu1.2Watercycleinnature

自然界的水循環按其循環途徑長短、循環速度的快慢以及涉及層圈的范圍，可分為水文循環和地質循環兩類。

Thewatercyclecanbeclassifiedintotwotypes:hydrologiccycleandgeologiccycleaccordingtothecyclewaysandcyclevelocityandspherescale.第十二頁，共60頁。1.2Watercycleinnature

水文循環Hydrologiccycle

水文循環是發生于大氣水、地表水和地殼巖石空隙中的地下水之間的水循環。水文循環的速度較快，途徑較短，轉換交替比較迅速。1.2Watercycleinnature第十三頁，共60頁。水文循環Hydrologiccycle1.2

水文循環Hydrocycle

水文循環分為小循環與大循環。海洋與大陸之間的水分交換為大循環。海洋或大陸內部的水分交換稱為小循環。通過調節小循環條件，加強小循環的頻率和強度，可以改善局部性的干旱氣候。目前人力仍無法改變大循環條件。

Hydrologiccyclecanbeclassifiedintosmallcycleandlargecycle.Themoistureexchangebetweenoceanandlandiscalledlargecycle.Themoistureexchangeintheoceanoronthelandiscalledsmallcycle.Thelocaldryclimatecanbeimprovedbyadjustingtheconditionsofsmallcycleandenhancingthefrequencyandstrength.Butnowtheconditionsoflargecyclecannotbechanged.第十四頁，共60頁。水文循環Hydrocycle第十四頁，共60頁。

地球淺層圈和深層圈之間水的相互轉化過程稱為水的地質循環。Theinterchangingprocessofwaterbetweenshallowsphereanddeepsphereiscalledgeologiccycle.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

地質循環Geologiccycle

第十五頁，共60頁。Chapter1Thewat第一章地球上的水及其循環

水文循環與地質循環是很不相同的自然界水循環。水文循環通常發生于地球淺層圈中，是H20分子態水的轉換，通常更替較快。水文循環對地球的氣候、水資源、生態環境等影響顯著，與人類的生存環境有直接的密切聯系。第十六頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環水文循環第一章地球上的水及其循環

水文循環與地質循環是很不相同的自然界水循環。水文循環通常發生于地球淺層圈中，是H20分子態水的轉換，通常更替較快。水文循環對地球的氣候、水資源、生態環境等影響顯著，與人類的生存環境有直接的密切聯系。第十七頁，共60頁。第一章地球上的水及其循環水文循環

屈原《天問》柳宗元《天對》

東窮歸墟又環西盈脈穴土區而濁濁清清Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第十八頁，共60頁。屈原《天問》柳宗元《天對》Chapter

水文循環與地質循環是很不相同的自然界水循環。水文循環通常發生于地球淺層圈中，通常更替較快。水文循環對地球的氣候、水資源、生態環境等影響顯著，與人類的生存環境有直接的密切聯系。

Hydrologiccycleandgeologiccyclearequitedifferentwatercycle.Hydrologiccycleusuallyproducesinshallowsphere.Hydrologiccycleaffectsclimate,waterresources,bio-environmentheavilyandisofcloserelationwithexistingenvironmentofhumanbeing.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第十九頁，共60頁。水文循環與地質循環是很不相同的自

水文循環是水文學與水文地質學的研究重點。地質循環發生于地球淺層圈與深層圈之間，常伴有水分子的分解與合成，轉換速度緩慢，過去常被人們所忽視。

Hydrologiccycleisthekeypointofhydrologyandhydrogeology.Geologiccycleproducesbetweenshallowsphereanddeepsphere,withcompositionanddecompositionofwatermoleculesandexchangeslowly,andisalwaysignored.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十頁，共60頁。水文循環是水文學與水文地質學的研究重

隨著對各種成礦地質作用認識的深化，水參與各種地質作用過程的意義不斷被人們所認識。研究水的地質循環，對于深入了解水的起源，水在各種地質作用過程乃至地球演化過程中的作用，都具有重要意義。

Withtheknowledgedeepeningofvariousmineralization,themeaningofwaterparticipatinginvariousgeologicactionsisrecognized.Studyongeologiccycleisofsignificantforresearchingthewaterroleofvariousprocessofgeologicactionandtheearthevolution.(Geofluid)Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十一頁，共60頁。隨著對各種成礦地質作用認識的深化，水參1.3與水文循環有關的氣象、水文因素氣象因素Climatefactor

自然界中水循環的重要環節——蒸發、降水，都與大氣的物理狀態密切相關;氣象和氣候因素對水資源的形成與分布具有重要影響。

Thekeylinkofwatercycle(evaporationandprecipitation)arecloserelativewithatmosphericphysicalstate.Weatherandclimateareofsignificantforformationanddistributionofwaterresources.第二十二頁，共60頁。1.3與水文循環有關的氣象、水文因素第二十二頁，共第二十三頁，共60頁。第二十三頁，共60頁。

蒸發在常溫下水由液態變為氣態進入大氣的過程稱為蒸發。空氣中的水汽主要來自地表水、地下水、土壤和植物的蒸發。有了蒸發作用，水循環才得以不斷進行。

EvaporationInnormaltemperaturewaterchangestovapor,theprocessiscalledevaporation.Thevaporintheairismainlyfromevaporationofsurfacewater,groundwater,soilwaterandplant.Watercyclecancarryoutwithevaporation.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十四頁，共60頁。蒸發在常溫下水由液態變為氣態進入大氣的過程稱為蒸

降水當空氣中水汽含量達飽和狀態時，超過飽和限度的水汽便凝結，以液態或固態形式降落到地面，這就是降水。

PrecipitationWhenvaporcontentintheairreachessaturated,thevaporoversaturatedlimitwillbecondensedandfalltogroundinliquidorsolidstate.Theprocessiscalledprecipitation.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十五頁，共60頁。降水當空氣中水汽含量達飽和狀態時，超過飽和限度

徑流徑流是水文循環的重要環節和水均衡的基本要素，系指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流動的水流。因此，徑流可分為地表徑流和地下徑流，兩者具有密切聯系，并經常相互轉化。

RunoffRunoffistheimportantlinkofhydrologiccycleandthebasicfactorofwaterbalance,whichreferstoflowingwateralongsurfaceorgroundunderthegravityaction.Thereforerunoffcanbeclassifiedintosurfacerunoffandgroundrunoff.Bothofthemareofcloserelationandusuallyexchangeeachother.

Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十六頁，共60頁。徑流徑流是水文循環的重要環節和水均衡的基第二十七頁，共60頁。第二十七頁，共60頁。

地表徑流和地下徑流均有按系統分布的特點。匯注于某一干流的全部河流的總體構成一個地表徑流系統，稱為水系。

Surfacerunoffandgroundrunoffdistributeinsystem.Allthestreamscollectintoariverandconstituteasystemofsurfacerunoff,whichiscalledawatersystem.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十八頁，共60頁。地表徑流和地下徑流均有按系統分布

一個水系的全部集水區域，稱為該水系的流域。流域范圍內的降水均通過各級支流匯注于干流。相鄰兩個流域之間地形最高點的連線即為分水線，又稱分水嶺。

Allthecollectingareaofawatersystemiscalledariverbasin.Theprecipitationoftheriverbasiniscollectedtotrunksfromitsbranches.Thehighestlineiscalledwatershed.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第二十九頁，共60頁。一個水系的全部集水區域，稱為該水系的流域。流域范圍Spatialshapeoftheriver第三十頁，共60頁。Spatialshapeoftheriver第三十頁

1.4Outlineofhydrocycleinourcountry

我國絕大部分地區均為季風氣候，一年中雨季與旱季分明，降水的時空分布很有規律，這與我國特殊的地理格局有關。Ourcountryismainlymonsoonclimate.Therainseasonanddryseasonareclearinayear.Thespace-timedistributionofprecipitationisregular,whichisrelativetospecialgeographicallocationofourcountry.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第三十一頁，共60頁。1.4Outlineofhydrocycle

我國水文循環的另一重要特征就是降水在空間分布上的不均勻性。例如東南沿海地區年均降水量均在1500mm以上，最大可達2000-3000mm.

Anotherimportantfeatureofhydrologiccycleofourcountryisthattheprecipitationisnotregular.Forexample,yearlyprecipitationinsoutheastareaisover1500mm,themaximumis2000-3000mm.

Chapter1Thewaterintheearthanditscycle

第三十二頁，共60頁。我國水文循環的另一重要特征就是降水

長江流域約1200mm，華北地區一般在600-800mm；而新疆塔里木盆地降水量僅在50mm以下，有的地方幾乎終年無雨。這就導致水資源在空間分布上的不均勻性。

TheprecipitationinYangtzeriverbasinisabove1200mm,northChina600-800mm,butitisunder50mminTarimbasin,Xinjiang.Thereisnotalmostanyrainalltheyearinsomeplaces,whichresultsintheirregulardistributionofwaterresources.Chapter1Thewaterintheearthanditscycle