水文地质学

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。

2.自然界的水循环

自大气圈到地幔的地球各个层圈中的水构成一个系统。

这个系统内的水相互联系、相互转化的过程称为自然界的水循环。

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:

（1）水文循环—发生于大气水、地表水和岩石空隙中的地下水之间的水循环。

（2）地质循环—地球浅层圈和深层圈之间水的相互转化过程。

与水文循环有关的气象、水文因素：

气象因素

气温：对流层每升高100m，气温下降0.5℃;从低纬度到高纬度温度降低。

气压：大气质量施加在地表或地表物体的压力。

湿度：大气中水分含量，绝对湿度(mm, 毫巴=100Pa)、相对湿度(%)—绝对湿度与饱和水气含量之比。

蒸发：水由液态变为气态进入大气的过程。

降水：空气中水汽含量达到饱和状态时，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。

径流：指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，是水文循环的重要环节和均衡要素。

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。

分水岭：相邻两个流域之间地形最高点的连线。

流量：单位时间内通过河流某一断面的水量。

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。

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。