供水水文地質(zhì)復(fù)習(xí)提綱(2)

1、供水水文地質(zhì)（給排水專(zhuān)業(yè)）一、題型1. 名詞解釋2. 簡(jiǎn)答題3. 讀圖題4. 計(jì)算分析題二、復(fù)習(xí)提綱1. 地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)1）地質(zhì)、工程地質(zhì)、地質(zhì)環(huán)境、工程地質(zhì)條件的概念地質(zhì):地球及某個(gè)局部的物質(zhì)組成情況及演變歷史。工程地質(zhì): 地質(zhì)學(xué)原理在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。 地質(zhì)環(huán)境：是指在地球水圈和巖石圈中人類(lèi)活動(dòng)所涉及到的所有地質(zhì)作用的總和，即由內(nèi)、外動(dòng)力地質(zhì)作用所形成的直接或間接影響人類(lèi)生活和生存發(fā)展的各種地質(zhì)體、地質(zhì)要素和地質(zhì)作用過(guò)程 。工程地質(zhì)條件：是指地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、物理地質(zhì)作用和天然建筑材料等與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)條件 。2）礦物：晶體形態(tài)，光學(xué)性質(zhì)（光澤），力學(xué)性質(zhì)（硬度、解

2、理、斷口），標(biāo)準(zhǔn)硬度表礦物:自然形成的、具有一定物理性質(zhì)和化學(xué)成分的無(wú)機(jī)物（自然元素或化合物）。礦物是組成巖石的基本單位。礦物的物理性質(zhì)主要包括礦物形態(tài)、光學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。礦物可以分為晶質(zhì)礦物和非晶質(zhì)礦物兩大類(lèi) ：絕大部分礦物都是晶體（晶體中各質(zhì)點(diǎn)通過(guò)化學(xué)鍵結(jié)合，在三維空間作規(guī)律性排列而形成的格子構(gòu)造。自然界中少部分礦 物為非晶質(zhì)體，如蛋白石 。光澤：礦物對(duì)可見(jiàn)光的反射能力，分金屬光澤（黃銅礦）、半金屬光澤（褐鐵礦）和非金屬光澤 。硬度：礦物抵抗外力機(jī)械作用的強(qiáng)度。在肉眼鑒定中，主要指礦物抵抗外力刻劃的能力。硬度的大小主要由礦物內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)聯(lián)結(jié)力的強(qiáng)弱所決定。通常用摩氏硬度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量 。

3、解理:晶體受到外力打擊時(shí)能夠沿著一定結(jié)晶方向分裂成為平面（即解理面）的能力。斷口：斷口是礦物受外力打擊后不沿固定的結(jié)晶方向斷開(kāi)時(shí)所形成的斷裂面，斷裂面方向是任意的 。3）巖石：三大類(lèi)巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）的形成過(guò)程、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類(lèi)、常見(jiàn)巖石巖石:是在各種地質(zhì)作用（巖漿作用、沉積作用、變質(zhì)作用）下所產(chǎn)生的、由一種或多種造巖礦物（少數(shù)由天然玻璃質(zhì)或生物遺?。┯幸?guī)律組合而成的礦物集合體。巖漿巖:是巖漿自地下深處向地殼上部運(yùn)移或噴出地表，冷凝結(jié)晶后形成的巖石。巖漿巖（igneous rock）是三大類(lèi)巖石的主體，占地殼巖石體積的64.7% 。巖漿巖主要由Si、Al、Fe、Mg、Ca

4、、Na、K、H等的氧化物組成 ，SiO2含量最多，是巖漿巖分類(lèi)的依據(jù) 巖漿巖結(jié)構(gòu):是指巖漿巖中礦物的結(jié)晶程度、晶粒的大小、形態(tài)及其相互關(guān)系 。巖漿巖構(gòu)造:是指巖漿巖中礦物的排列方式或空間充填方式 。常見(jiàn)的巖漿巖：花崗巖 ，閃長(zhǎng)巖 ，輝長(zhǎng)巖， 流紋巖 ，安山巖 ，玄武巖。沉積巖:是指在地表常溫常壓條件下，由風(fēng)化產(chǎn)物、有機(jī)物質(zhì)和某些火山作用產(chǎn)生的物質(zhì)，經(jīng)搬運(yùn)、沉積和成巖等一系列地質(zhì)作用而形成的層狀巖石 ，沉積巖（sedimentary rock）在地表分布最廣，約占地表面積的3/4，是最常見(jiàn)的巖石 。沉積巖的結(jié)構(gòu) ；是指沉積巖的組成物質(zhì)、顆粒大小、形態(tài)、結(jié)晶程度及膠結(jié)特性 。沉積巖的構(gòu)造 ；構(gòu)造是

5、指沉積巖各個(gè)組成部分的空間分布和排列方式 。沉積巖的礦物組成 ：碎屑礦物：如石英、長(zhǎng)石等抗風(fēng)化力強(qiáng)，耐磨損的礦物 粘土礦物：主要是一些次生礦物，如高嶺石、水云母等 化學(xué)沉積礦物：方解石、白云石、石膏等 有機(jī)質(zhì)及生物殘?。贺悮?、泥炭、硅藻土等 沉積巖的分類(lèi) ：根據(jù)沉積巖的組成成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和形成條件，劃分為碎屑巖、粘土巖、化學(xué)巖及生物化學(xué)巖 。常見(jiàn)的沉積巖：礫巖， 砂巖，粉砂巖，頁(yè)巖，石灰?guī)r，白云巖 。變質(zhì)巖：經(jīng)變質(zhì)作用生成的巖石 。變質(zhì)巖的礦物成分 ：變質(zhì)巖中的礦物，大量的都是巖漿巖和沉積巖中常見(jiàn)的礦物，如石英、長(zhǎng)石、云母 變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu) ：結(jié)構(gòu)指變質(zhì)巖礦物晶體形狀、大小和相互關(guān)系。 變質(zhì)巖的

6、構(gòu)造 ：構(gòu)造指變質(zhì)巖內(nèi)礦物的分布和排列狀況 。變質(zhì)巖的分類(lèi)：主要根據(jù)其構(gòu)造特征、結(jié)構(gòu)和礦物成分，非葉理化巖石 ，葉理化巖石。常見(jiàn)的變質(zhì)巖板巖：千枚巖，片巖， 片麻巖 ，石英巖， 大理巖。4）地質(zhì)年代、巖層產(chǎn)狀、接觸關(guān)系地質(zhì)年代：利用地質(zhì)學(xué)的方法，對(duì)全世界的地層進(jìn)行對(duì)比，綜合考慮地層形成的順序和其中所含的化石，以及地質(zhì)構(gòu)造和古地理環(huán)境，并據(jù)此把地殼的全部歷史劃分為許多自然階段或時(shí)期，稱(chēng)為地質(zhì)年代（代、紀(jì)、世） 整合接觸： 上下兩套巖層產(chǎn)狀一致，互相平行，連續(xù)沉積形成，其間不缺失某個(gè)時(shí)代的巖層。它反映巖層形成期間地殼比較穩(wěn)定，沒(méi)有強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，古地理環(huán)境變化不大 。平行不整合（假整合）：上下兩套

7、巖層產(chǎn)狀雖大致平行一致，但其分界接觸面則是起伏不平的，其間缺失一段時(shí)間的沉積巖層。有時(shí)下部巖層的頂部還保存有古風(fēng)化巖石，而上部巖層的底部常保留一層底礫巖。平行不整合代表著兩套巖層之間曾有過(guò)一次地殼升降運(yùn)動(dòng)和沉積間斷 。角度不整合：指上下巖層產(chǎn)狀不同，彼此呈角度接觸，其間缺失某時(shí)間段落的巖層，接觸面多起伏不平，也常有底礫巖和古風(fēng)化殼。角度不整合代表著兩套巖層之間曾發(fā)生過(guò)劇烈構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和海陸變遷 。侵入接觸：后期巖漿巖侵入早期沉積巖的一種接觸關(guān)系。接觸帶附近常形成一蝕變帶，巖漿巖中可見(jiàn)圍巖的碎塊，圍巖因巖漿巖的侵入而分布零亂 。.沉積接觸：先形成的巖漿巖，遭受風(fēng)化剝蝕，然后在其上又沉積了新的沉積巖。

8、后期形成的沉積巖底部常形成一層含巖漿巖礫石的底礫巖 。5）褶皺（基本類(lèi)型、剖面類(lèi)型、平面類(lèi)型、褶皺的野外識(shí)別）褶皺：巖層在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中受力形成連續(xù)彎曲的永久變形稱(chēng)為褶皺 。褶皺的基本類(lèi)型：背斜(anticline) ，向斜 (syncline) 剖面類(lèi)型：按軸面及兩翼巖層產(chǎn)狀分類(lèi) （a）直立褶皺；（b）傾斜褶皺；（c）倒轉(zhuǎn)褶皺；（d）平臥褶皺；（e）翻卷褶皺平面類(lèi)型：按樞紐產(chǎn)狀分類(lèi),水平褶皺,傾伏褶皺。褶皺的野外識(shí)別 ：r背斜成山，向斜成谷？ . 從地形上看，往往是背斜核部形成河谷低地；向斜核部則可能形成山脊 。. 不要將現(xiàn)代地形與褶皺形態(tài)混為一談，實(shí)際上背斜成山、向斜為谷并不是規(guī)律 。. 由于

9、剝蝕或露頭情況不好，野外大部分褶皺都無(wú)法直接觀察到它的形態(tài) 。r垂直巖層走向觀察，若有巖層重復(fù)對(duì)稱(chēng)出現(xiàn)時(shí)，則可肯定有褶皺 。r根據(jù)巖層新老組合關(guān)系的分析，確定褶皺的基本類(lèi)型（背斜或向斜）。 r依據(jù)兩翼巖層產(chǎn)狀、軸面產(chǎn)狀以及地層層序，分析判斷褶皺的剖面類(lèi)型和平面類(lèi)型 。r分析褶皺的形成時(shí)代和過(guò)程，及其與其它地質(zhì)構(gòu)造間的關(guān)系 。6）節(jié)理（張節(jié)理、剪節(jié)理的概念、主要特征）節(jié)理：斷裂兩側(cè)的巖石沿?cái)嗔衙嫖窗l(fā)生明顯位移或僅有微量位移 。剪節(jié)理 ：巖石在受壓、受拉或剪切（包括力偶作用）時(shí)，均可形成剪節(jié)理 。特征：1. 節(jié)理面平直光滑且產(chǎn)狀穩(wěn)定，延伸較長(zhǎng)（可達(dá)數(shù)十米），在礫巖中常見(jiàn)其切割堅(jiān)硬的礫石 。2. 呈

10、閉合狀，裂隙寬度較小，受后期地質(zhì)作用力的影響，也可裂開(kāi)并充填粘土或巖屑 。3. 多成對(duì)出現(xiàn)。在同一作用力下形成的兩組共軛剪節(jié)理，也稱(chēng)X節(jié)理。由于其相互交叉切割，使巖層形成菱形、方形（棋盤(pán)格式構(gòu)造） 。4. 有時(shí)主剪裂面由多條互相平行的微小剪裂面組成，這些微小剪裂面呈羽狀排列，稱(chēng)為羽狀剪切節(jié)理（也可以是共軛的兩組） 。5. 沿節(jié)理面抗剪強(qiáng)度往往較低，在邊坡和壩基巖體中易形成滑動(dòng)破壞面 。張節(jié)理 ：張節(jié)理是由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉應(yīng)力作用所形成的破裂面 。特征：A. 節(jié)理面起伏不平，彎曲粗糙，產(chǎn)狀不穩(wěn)定，延伸較短，在礫巖中不切割礫石 。B. 多為張開(kāi)的裂隙，其中常充填有脈狀方解石、石英。也可充填有未膠結(jié)

11、或膠結(jié)的粘性土或巖屑等 。C. 張節(jié)理常沿先期形成的X節(jié)理發(fā)育而成，呈鋸齒狀延伸，稱(chēng)為追蹤張裂；也有一條張節(jié)理由數(shù)條小張裂隙大致平行錯(cuò)開(kāi)排列組成（側(cè)列） 。D. 受力偶或剪切作用形成的張節(jié)理有時(shí)呈雁列狀排列，有時(shí)雁行張節(jié)理是沿剪切節(jié)理發(fā)育而成 。E. 沿張節(jié)理面的內(nèi)摩擦角較剪切節(jié)理高，但若有粘土等物質(zhì)充填，則抗剪強(qiáng)度受充填物控制。張節(jié)理透水性強(qiáng)，常構(gòu)成地下水或壩基、庫(kù)岸的良好滲漏通道 。7）斷層（形態(tài)分類(lèi)、力學(xué)成因分類(lèi)、斷層的野外識(shí)別標(biāo)志）斷層：巖層或巖體在構(gòu)造應(yīng)力的作用下發(fā)生破裂，沿破裂面有明顯相對(duì)位移的構(gòu)造現(xiàn)象稱(chēng)為斷層。 斷層的形態(tài)分類(lèi)：正斷層，逆斷層，平移斷層。斷層的識(shí)別標(biāo)志：斷層的野外

12、識(shí)別需要在地形地貌、地層分布、伴生節(jié)理和巖性特征等方面形成的一些獨(dú)特現(xiàn)象來(lái)分析判斷，這些現(xiàn)象稱(chēng)為斷層的識(shí)別標(biāo)志 。8）地質(zhì)圖（平面圖、剖面圖）地質(zhì)圖：用規(guī)定的符號(hào)、線(xiàn)條和色彩來(lái)反映一個(gè)地區(qū)地質(zhì)條件和地質(zhì)發(fā)展歷史的圖件，稱(chēng)為地質(zhì)圖。 r平面地質(zhì)圖：1 地理概況：圖區(qū)所在地理位置、主要居民點(diǎn)位置、地形地貌特征等。2 一般地質(zhì)現(xiàn)象：各不同地質(zhì)年代的地層種類(lèi)、巖性、產(chǎn)狀、分布規(guī)律及地層界線(xiàn)、各種地質(zhì)構(gòu)造類(lèi)型等 。3 特殊地質(zhì)現(xiàn)象：崩塌、滑坡、泥石流、巖溶、泉和重要的蝕變現(xiàn)象等。 r地質(zhì)剖面圖 ：在平面地質(zhì)圖上，選擇一至數(shù)條有代表性方向的圖切剖面，擬表示巖層、褶皺、斷層的空間形態(tài)及產(chǎn)狀和地貌特征 。2.

13、 地下水的儲(chǔ)存與循環(huán)巖石的空隙特征、水理性質(zhì)（容水度、持水度、給水度、滲透性）含水層、透水層、隔水層的概念地下水的類(lèi)型及主要特征、補(bǔ)徑排潛水等水位線(xiàn)圖、承壓水等水壓線(xiàn)圖3. 地下水的物理與化學(xué)性質(zhì)基本概念：總含鹽量、TDS（分類(lèi)）；總硬度、永久硬度、暫時(shí)硬度（分類(lèi)）總含鹽量：地下水中的離子、分子和微粒（不包括氣體）的總含量，以g/L表示總?cè)芙夤腆w（TDS、總礦化度）：105-110蒸干后所得干涸殘余物的重量，以g/L表示總硬度：地下水中所有Ca2+、Mg2+的總含量永久硬度：沸騰后，仍然留在水中的鈣鎂離子的含量暫時(shí)硬度：沸騰后，形成碳酸鹽沉淀而失去的鈣鎂離子的含量4. 地下水向井的流動(dòng)1）地下

14、水的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、規(guī)律運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：水流通道極度彎曲、流速一般很小、具有層流運(yùn)動(dòng)特征、具有緩變流運(yùn)動(dòng)特征規(guī)律：達(dá)西定律2）地下水向潛水/承壓水完整井的穩(wěn)定流動(dòng)（Dupuit公式的基本假設(shè)、推導(dǎo)過(guò)程、定解條件、地層滲透系數(shù)的確定方法）Dupuit公式的基本假設(shè)：（1）天然條件下i=0，抽水時(shí)i=-dy/ds=-dy/dx（2）含水層均質(zhì)各向同性、底板隔水（3）影響半徑范圍內(nèi)無(wú)滲入、無(wú)蒸發(fā)，并在影響半徑的圓周上取定水頭邊界（4）抽水井內(nèi)及附近都是二維層流推導(dǎo)過(guò)程：3）地下水向潛水/承壓水完整井的非穩(wěn)定流動(dòng)（Theis公式的基本假設(shè)、推導(dǎo)過(guò)程、定解條件）基本假設(shè)：（1）含水層均質(zhì)各向同性、等厚、側(cè)向無(wú)限延伸

15、，產(chǎn)狀水平（2）抽水前天然狀態(tài)下地下水i=0（3）完整井定量抽水（4）含水層中水流服從達(dá)西定律（5）水頭下降引起的地下水從貯存量中的釋放時(shí)瞬時(shí)完成的4）彈性?xún)?chǔ)存、越流、水躍等概念彈性?xún)?chǔ)存：承壓含水層、特別是深層承壓含水層抽出的水量主要是由于水頭降低、含水層的彈性壓縮和承壓水的彈性膨脹而釋放出的部分地下水；當(dāng)水頭升高，承壓含水層則會(huì)儲(chǔ)存這部分地下水越流：在抽水含水層抽水條件下，當(dāng)其頂、底板為弱透水層時(shí)，由于水頭降低，與相鄰含水層之間產(chǎn)生水頭差，相鄰含水層通過(guò)弱透水層與抽水含水層之間建立的垂向水力聯(lián)系。水躍：5. 不同地貌區(qū)的地下水河谷平原區(qū)的地下水、山前傾斜平原區(qū)的地下水、山區(qū)丘陵區(qū)的地下水、巖

16、溶地區(qū)的地下水分布特征和基本規(guī)律1）河谷平原區(qū)地下水孔隙含水層沿整個(gè)河谷呈帶條狀分布，相對(duì)均質(zhì)且透水性強(qiáng)，水交替積極，水質(zhì)好，開(kāi)采后可增加地表水的補(bǔ)給，課做供水水源，在垂直剖面上含水層具二元結(jié)構(gòu)。上游凸岸卵礫石層，中游二元結(jié)構(gòu)河漫灘及階地，下游平原沖擊層2）山前傾斜平原區(qū)的地下水縱向上：上部砂礫石帶、中部砂礫粘土交錯(cuò)帶、邊部粘性土帶垂向上、分選性及磨圓度3）山區(qū)丘陵區(qū)的地下水塊狀巖石分布區(qū)的地下水：成巖裂隙發(fā)育地段的地下水、風(fēng)化裂隙發(fā)育地段的地下水、侵入接觸帶中的地下水層狀巖石分布區(qū)的地下水：?jiǎn)涡睅r層地區(qū)的地下水、背斜巖層地區(qū)的地下水、向斜巖層地區(qū)的地下水3）斷裂構(gòu)造帶發(fā)育地區(qū)的地下水：壓性斷

17、裂破碎帶、張性斷裂破碎帶、扭性斷裂破碎帶4）巖溶地區(qū)的地下水巖溶發(fā)育的基本條件：巖石的可溶性、巖石的透水性、水的侵蝕性、水的流動(dòng)條件基本特征：分布特征、埋藏特征、循環(huán)特征分布特征：富水性較強(qiáng)，但分布極不均勻；巖溶的發(fā)育具有分帶性，向深部逐步減弱；水力聯(lián)系上具有明顯的各向異性6. 地下水資源1）地下水資源的概念、特點(diǎn)地下水資源：具有利用價(jià)值（水質(zhì)、水量）及循環(huán)更替能力的地下水量的總稱(chēng)。地下水資源特性：1可恢復(fù)性：地下水可獲得補(bǔ)給、更新，合理開(kāi)采可確保資源的可持續(xù)利用。2儲(chǔ)量和調(diào)蓄能力較大：我國(guó)課更新地下淡水資源總量為8700億m3。3與地表水關(guān)系密切并可相互轉(zhuǎn)化4系統(tǒng)性：任一水文地質(zhì)單元可構(gòu)成系

18、統(tǒng)，并與外部環(huán)境存在聯(lián)系。2）地下水資源的分類(lèi)（補(bǔ)給量、儲(chǔ)存量、排泄量；開(kāi)采補(bǔ)給量、彈性?xún)?chǔ)存量、允許開(kāi)采量）1補(bǔ)給量：在天然狀態(tài)下或在人工開(kāi)采條件下，在單位時(shí)間內(nèi)由大氣降水、地表水體滲入、相鄰含水層徑流流入、越流補(bǔ)給及人工補(bǔ)給等流入含水層的水量。天然補(bǔ)給量、開(kāi)采補(bǔ)給量開(kāi)采補(bǔ)給量：水源地被開(kāi)發(fā)利用之后所引起的新的補(bǔ)給量，包括奪取地表水和增強(qiáng)降水滲入的補(bǔ)給量、奪取消耗量的補(bǔ)給量、由于降落漏斗形成而增加的越流水量以及人工回灌補(bǔ)給量等2儲(chǔ)存量：儲(chǔ)存于含水層內(nèi)的重力水的體積容積儲(chǔ)存量、彈性?xún)?chǔ)存量、天然調(diào)節(jié)儲(chǔ)存量、固定儲(chǔ)存量彈性?xún)?chǔ)存量：超過(guò)大氣壓力的天然水壓降低到大氣壓時(shí)承壓含水層中釋放出來(lái)的容積儲(chǔ)存量3排泄開(kāi)采量：從含水層的補(bǔ)給區(qū)到排泄區(qū)的整個(gè)范圍內(nèi)地下水總的減少量。天