地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)概念

1、水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)概念1、水文地質(zhì)學(xué)(Hydrogeology)：研究地下水的形成和分布、物理及化學(xué)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、開(kāi)發(fā)利用和保護(hù) 的科學(xué)。2、地下水水文學(xué)(Groundwater hydrogeology):是主要研究地下水的形成和運(yùn)動(dòng)、地下水與河流、湖泊的 相互補(bǔ)給、地下水資源的評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)利用的科學(xué)。3、水文地質(zhì)學(xué)原理(Principles of hydrogeology)：又稱為普通水文地質(zhì)學(xué)，研究水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)理論和基 本概念的學(xué)科。4、地下水(Groundwater)：廣義是指賦存于地面以下巖石空隙中的水，狹義是指賦存于地下水水面以下飽 和含水層中的水。5、飽和水汽含量(符號(hào)為M或E)

2、：是指某一溫度下空氣容納的最大水汽量。M或E隨溫度T升高而增大。6、水循環(huán)(Hydrologic cycle/Water cycle):是地球上或某一地區(qū)，內(nèi)在太陽(yáng)輻射和重力作用下，水分通過(guò)蒸 發(fā)、水汽輸送、降水、入滲、徑流等過(guò)程不斷變化、遷移的現(xiàn)象。亦即地球上各個(gè)層圈系統(tǒng)內(nèi)的水相互聯(lián) 系、相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。包括水文循環(huán)和地質(zhì)循環(huán)。7、水文循環(huán)(Hydrologic cycle):是指發(fā)生于大氣水、地表水和地殼巖石空隙中地下水之間的水循環(huán)。大循 環(huán)是指海洋和大陸之間的水分交換。小循環(huán)是指海洋內(nèi)部或大陸內(nèi)部的水分交換。8、天氣(Weather)：是在一定地區(qū)一定時(shí)間內(nèi)各種氣象因素綜合影響所決定的大

3、氣物理狀態(tài)。9、氣候(Climate):是某一區(qū)域天氣的平均狀態(tài)。10、氣象(Meteorology)：是大氣中的冷、熱、干、濕、風(fēng)、云、雪、霜、霧、雷、電、光等各種物理狀態(tài) 和現(xiàn)象的統(tǒng)稱。11、氣溫(Air temperature)：即大氣的溫度。通常指的是離地面1.5米左右、處于通風(fēng)防輻射條件下溫度表 讀取的溫度。12、氣壓(Air pressure)：是與大氣接觸的表面上，由于空氣分子的碰撞在單位面積上所受到的力，亦即大 氣的質(zhì)量施加在地表或地表物體上的壓力。其值等于單位橫截面上所承受的垂直空氣柱的重量。氣壓的單 位為毫米或毫米汞柱。13、濕度(Humidity/moisture)：表示

4、空氣中水汽含量或空氣干濕程度的物理量，是大氣中的水汽含量。有 絕對(duì)溫度、相對(duì)濕度，飽和差和露點(diǎn)等多種表示方法。14、絕對(duì)濕度(Absolute humidity)：表示某一地區(qū)某一時(shí)刻中的水汽含量，即單位體積空氣中所含水汽的 質(zhì)量。用重量表示時(shí)，符號(hào)記為m，一般用一立方米空氣中所含水汽的克數(shù)表示，單位為g/m3；用壓力表 示時(shí)，符號(hào)記為e，為空氣中所含水汽分壓，相當(dāng)于水銀柱高度的mm數(shù)或mba(1mba=102pa),表示空氣中 水分的不飽和程度。15、相對(duì)濕度(Relative humidity)：大氣中實(shí)際水汽含量與飽和時(shí)水汽含量的比值，亦即絕對(duì)濕度與飽和水 汽含量之比，數(shù)值上也等于實(shí)際水

5、汽壓與同溫度下飽和水汽壓之比值，即r(%)=e/EX 100%=m/MX100%,式 中r為相對(duì)濕度，以百分?jǐn)?shù)表示，表示實(shí)際水汽壓，單位為毫米汞柱；E為飽和水氣壓(同一溫度下，水汽 壓的最大值)。16、飽和水汽含量(符號(hào)為M或E) (Saturated vapor pessure)：是指某一溫度下空氣容納的最大水汽數(shù)量。17、降水(Precipitation)：是空氣中水汽含量達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)超過(guò)飽和限度的水汽凝結(jié)并以液態(tài)或固態(tài)形式 降落到地面的現(xiàn)象。主要指從云中下降的液態(tài)或固態(tài)水，如雨、雪、冰雹等。以鋒面雨最常見(jiàn)。常用雨量 計(jì)觀測(cè)，單位mm。18、降水量(Precipitation)：是一定時(shí)

6、段內(nèi)，降落在平地上(假定無(wú)滲漏、蒸發(fā)、流失等)的降水所積成的 水層厚度(如為固態(tài)降水則需折合成液態(tài)水計(jì)算)，以mm數(shù)表示。19、蒸發(fā)(Evaporation)：是指常溫下水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)進(jìn)入大氣的過(guò)程，亦即溫度低于沸點(diǎn)時(shí)，水分子從 液態(tài)或固態(tài)水的自由面逸出而變成氣態(tài)的過(guò)程或現(xiàn)象。通常用蒸發(fā)皿觀測(cè)，單位mm。20、水面蒸發(fā)：發(fā)生于河流、湖泊、水庫(kù)等自由水面的蒸發(fā)。21、陸地蒸發(fā)（Transpiration）：發(fā)生于陸地表面的蒸發(fā)，包括土面蒸發(fā)和葉面蒸發(fā)。22、蒸發(fā)量（Evaporation）： 一定時(shí)段內(nèi)從一定的表面積的水面或冰雪面上可能逸出的水汽量。通常所指的 是蒸發(fā)量實(shí)際上是指水汽分子從蒸發(fā)

7、而逸出的通量與水汽分子返回蒸發(fā)面的通量之差，即蒸發(fā)凈逸出的水 汽通量。氣象上通常用所蒸發(fā)的水層厚度（mm）來(lái)表示蒸發(fā)量的大小。23、徑流（Runoff）：是指降落地表的降水在重力作用下沿地表或地下流動(dòng)的水流。為水流的重要環(huán)節(jié)和水 均衡的基本因素。分為地表徑流和地下徑流。24、水系：是指匯流于某一干流的全部河流所構(gòu)成的地表徑流系統(tǒng)。25、分水嶺（Divide）：分水線，是指相鄰兩個(gè)流域之間地形最高點(diǎn)的連線。26、流域（Watershed/basin）:是一個(gè)水系的全部面積，亦即地表水、地下水的分水線所包圍的集水區(qū)域。27、流量（Q）（Discharge）：是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)河流（渠管）某一斷面的

8、水量（水體積）。常用單位為m3/s。計(jì)算公式Q=FV，F(xiàn)為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，V為平均流速。28、徑流總量（W）：是指某一時(shí)段T內(nèi)通過(guò)河渠某一斷面的總水量，常用單位為m3；計(jì)算公式W=QT,Q為 通過(guò)過(guò)水?dāng)嗝娴牧髁?，T為時(shí)間段長(zhǎng)度。29、徑流模數(shù)（M） （Runoff modulus）：是單位流域面積F上平均產(chǎn)生的流量。常用單位為L(zhǎng)/s km2。計(jì)算 公式M=Q - 103/F，F(xiàn)為流域面積，Q為平均流量。30、徑流深度（Y） （Runoff depth）：是計(jì)算時(shí)段內(nèi)的總徑流量均勻分布于測(cè)站以上整個(gè)流域面積上所得到的 平均水層厚度。常用單位為mm。計(jì)算公式Y(jié)=W - 10 - 3/F，F(xiàn)無(wú)過(guò)水?dāng)嗝?/p>

9、面積，W為總徑流量。31、徑流系數(shù)（a） （Runoff coefficient）:是同一時(shí)段內(nèi)流域面積上的徑流深度與降水量的比值，計(jì)算公式 a=Y/X，Y為徑流深度（mm），X為降水量（mm）。32、空隙（Void space）：是指巖石中沒(méi)有被固體顆粒占據(jù)的空間。巖石中孔隙、溶隙（洞）和裂隙的總稱。33、孔隙（Pore/Pore space）:是指組成松散巖石的物質(zhì)顆?；蚱浼象w之間的空隙，其多少可用孔隙度表 示。34、孔隙度（Porosity）:是指某一體積巖石（包括孔隙在內(nèi)）中孔隙體積所占的比例，可用百分?jǐn)?shù)和小數(shù)表 示。n=Vn/V - 100%，其中n為孔隙度，Vn為孔隙體積，V為巖

10、石總體積。35、裂隙（Fissure）：是指固結(jié)的堅(jiān)硬巖石（沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖）在各種應(yīng)力作用下巖石破裂變形而 產(chǎn)生的空隙，以裂隙率表示。36、裂隙率（Kr） （Fissure ratio）:是指巖石中裂隙體積（Vr）與包含裂隙體積在內(nèi)的巖石體積（V）的比值， 即Kr=Vr/V或Kr=Vr/VX 100%。也可用面裂隙率、線裂隙率表示。37、成巖裂隙（Diagenetic fissure）：是巖石在成巖過(guò)程中由于冷凝收縮（巖漿巖）或固結(jié)干縮（沉積巖）而 產(chǎn)生的裂隙，如玄武巖中的柱狀節(jié)理。38、構(gòu)造裂隙（Structured fissure）：指巖石在構(gòu)造變動(dòng)中受力而產(chǎn)生的裂隙。其特點(diǎn)是具有

11、方向性，大小懸 殊，分布不均勻。39、風(fēng)化裂隙（Weathering fissure）：是指巖石在風(fēng)化營(yíng)力作用下發(fā)生破壞而產(chǎn)生的裂隙，主要分布地表附 近。40、溶穴（溶隙）（Karst/solution cave）：是指可溶的沉積巖（如鹽巖、石膏、石灰?guī)r、白云巖等）在地下水 溶蝕作用下所產(chǎn)生的空隙（空洞）。41、 巖溶率（Kk） （Karst rate）：是指溶穴的體積（Vk）與包含溶穴在內(nèi)的巖石體積（V）的比值，即Kk=Vk/V 或 Kk=Vk/VX100%。42、結(jié)合水（Bound water）：是指巖石空隙中受固相表面的引力大于分子自身重力的那部分水，具有抗剪強(qiáng) 度。最接近固相表面的結(jié)合

12、水為強(qiáng)結(jié)合水；其外層為弱結(jié)合水，又稱薄膜水，可被植被吸收。43、重力水（Gravity water）：是指巖石空隙中距離固體表面更遠(yuǎn)、重力對(duì)其影響大于固體表面對(duì)其吸引力、 能在自身重力影響下運(yùn)動(dòng)的那部分水。重力水是水文地質(zhì)研究的主要對(duì)象。44、 毛細(xì)水（Capillary water）：由于毛管力作用而保存于包氣帶內(nèi)巖層空隙中的地下水。包括支持毛細(xì)水、 懸掛毛細(xì)水、孔角毛細(xì)水。45、結(jié)構(gòu)水(化合水)(Constitutional water, Chemical water)：稱為化學(xué)結(jié)合水，以H+和OH-離子的形式存 在于礦物結(jié)晶格架某一位置上的水。46、結(jié)晶水(Crystallization

13、 water)：是礦物結(jié)晶構(gòu)造中的水，以H2O分子形式存在于礦物結(jié)晶格架固定位 置上的水。47、容水性：是指巖石容納水的能力，衡量指標(biāo)為容水度。48、容水度(Water capacity):是指巖石完全飽和時(shí)所能容納的最大的水體積與巖石總體積的比值。用小數(shù) 或表示，一般小于或等于孔隙度。49、含水量(Water content/moisture)：是巖石空隙中所保留的水分的多少。重量含水量 Wg)與體積含水 量(Wv)的關(guān)系：Wv=d/Wg，其中d為巖石的干容量。50、重量含水量(Wg):是松散巖石孔隙中所含水的重量(Gw)與干燥巖石重量(Gs)的比值，Wg=Gw/Gs 或 Wg=Gw/GsX

14、100%。51、體積含水量(Wv)：是巖石中所含水的體積(Vw)與包含孔隙在內(nèi)的巖石體積(Vs)的比值，Wv=Vw/Vs 或 Wv=Vw/VsX 100%。52、飽和含水量(Saturated water content):是巖石孔隙充分飽水時(shí)的含水量。53、飽和差(土壤飽和差)(saturation deficit,soil moisture deficiency):是土層或巖層的飽和含水量與實(shí)際含 水量之差，亦即巖石的容水度與天然濕度之差。54、飽和度(Saturation degree)：是實(shí)際含水量與飽和含水量之比，亦即巖石孔隙中水的體積與孔隙體積之 比，以百分?jǐn)?shù)表示。反映巖石中孔隙的

15、充水程度。55、給水性：是飽和巖土在重力作用下能自由排出水的能力。用給水度表示。56、給水度(m) (Specific yield)： (1)是指地下水位下降一個(gè)單位深度、從地下水位延伸到地表面的單位 面積巖石柱體在重力作用下所釋放出來(lái)的水的體積。常用小數(shù)表示，無(wú)量綱。其大小與巖性、地層結(jié)構(gòu)、 空隙大小與性質(zhì)、水位埋深(在毛細(xì)帶內(nèi))及水位降速有關(guān)。m+Sr=n。(2)是飽和介質(zhì)在重力排水作用下 可以給出的水體積與多孔介質(zhì)體積之比。57、持水性：是飽和巖土在重力排水后，巖土依靠分子力和毛管力而在巖石空隙中能保持一定水分的能力。58、持水度(Sr) (Specific retention)：是指地

16、下水位下降一個(gè)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的體積。常用小數(shù)表示，無(wú)量綱。59、殘留含水量(W0):包氣帶充分重力釋水而又未受到蒸發(fā)蒸騰消耗時(shí)的含水量，數(shù)值上相當(dāng)于最大持 水度， 是巖 石充分釋水的結(jié)果。60、巖石的透水性(Permeability)：是指巖石允許水透過(guò)的能力。用滲透系數(shù)表征。61、巖石的毛細(xì)性(Capillarity)： (1)是指水通過(guò)巖土的毛細(xì)管受毛細(xì)作用向各方向運(yùn)動(dòng)的性能。(2)是水 在土壤空隙和巖石裂隙中受毛細(xì)管力的作用下而作垂直運(yùn)動(dòng)的性能。用毛細(xì)上升高度表示。62、有效應(yīng)力(Effective stress)：實(shí)際作用于砂層骨架上的

17、應(yīng)力，等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力，Pz=P-u。63、孔隙水(Pore water)：賦存并運(yùn)移于松散巖層孔隙中的地下水。64、裂隙水(Fissure water):賦存并運(yùn)移于堅(jiān)硬巖石裂隙中的地下水。65、巖溶水(Karst water):又稱喀斯特水，是指賦存并運(yùn)移于巖溶化巖層中的水。巖溶水系統(tǒng)是一個(gè)能夠 通過(guò)水與介質(zhì)相互作用不斷自我演化的動(dòng)力系統(tǒng)。66、空隙網(wǎng)絡(luò)(Void network):是由巖石中的空隙按一定方式連接起來(lái)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。67、包氣帶(Aeration zone/Unsaturated zone):是指地下水面以上至地表面之間與大氣相通的含有氣體的地 帶。68、毛細(xì)帶(Ca

18、pillary zone/fringe)：是由于巖層毛細(xì)管力的作用在潛水面以上形成的一個(gè)與飽水帶有直接 水力聯(lián)系的接近飽和的地帶。69、飽水帶(Saturated zone)：是地下水面以下巖土空間全部或幾乎全部被水充滿的地帶。70、含水層(Aquifer)：是指能夠透過(guò)并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層，是飽含水的透水層。71、隔水層(Aquifuge/Aquiclude)：是指不能透過(guò)與給出水、或者透過(guò)與給出的水量微不足道的巖層，具有 相對(duì)性。72、弱透水層(Aquitard)：是指透水性相當(dāng)差、但在水頭差作用下通過(guò)越流可交換較大水量的巖層。73、地下水的埋藏條件(Buried conditions

19、of groundwater):是指含水層在地質(zhì)剖面中所處的部位及受隔水 層(弱透水層)限制的情況。74、潛水(Phreatic water/Unconfined water)：是指飽水帶中第一個(gè)具有自由表面的含水層中的水。潛水含 水層厚度是指從潛水面到隔水底板的距離。75、潛水面(Water table)：是指潛水的表面，為自由水面。76、潛水位：潛水面上任意一點(diǎn)的高程。77、潛水埋藏深度(水位埋深)(Depth to water table):是指潛水面到地面的距離。78、上層滯水(Perched water)：是指包氣帶中存在的局部具有自由水面的重力水。性質(zhì)基本同潛水。79、孔隙裂隙水(

20、Pore-fissure water)：是存在于孔隙、裂隙并存的巖層(石)中的地下水。一般指半膠結(jié) 的碎屑巖。80、風(fēng)化裂隙水(Weathering-fissure)：是巖石風(fēng)化裂隙帶中的地下水。81、原生裂隙水(Original-fissure water)：是存在于巖石原生裂隙中的地下水。82、構(gòu)造裂隙水(structure-fissure water)：是存在于巖石構(gòu)造裂隙中的地下水。83、脈狀裂隙水(Veined fissure water)：是存在于斷裂破碎帶和各種裂隙密集帶中的地下水。84、 裂隙巖溶水(Fissure karst water)：是存在于可溶性巖層的裂隙、溶孔(洞)中的地下水。85、潛水含水層厚度(Thickness of water-table aquifer)：是指從潛水面到隔水底板