1、主講：徐超 教授徐超 簡介 1984級水文地質(zhì)工程地質(zhì)專業(yè)（地質(zhì)工程前身），1988年畢業(yè) 1988級水文地質(zhì)工程地質(zhì)專業(yè)碩士生，1991年獲碩士學(xué)位 留校任教 1994級結(jié)構(gòu)工程（隧道方向）博士，1997年獲博士學(xué)位 1999-2001在美國華盛頓州立大學(xué)作博士后，方向：地下水滲流 一個老同濟(jì)，也是一個老地質(zhì)。水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 在地質(zhì)工程專業(yè)知識體系（培養(yǎng)方案）中。 基礎(chǔ)課 人文社科、外語、數(shù)理化、材料科學(xué)、力學(xué)等 專業(yè)基礎(chǔ)課 地質(zhì)科學(xué)（基礎(chǔ)地質(zhì)、構(gòu)造地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地球物理勘探）、工程科學(xué)（土力學(xué)、巖體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、測繪科學(xué)等） 專業(yè)課 地下水動力學(xué)、土體工程、巖體工程、地基處理

2、等（必修） 地質(zhì)災(zāi)害、地震工程、基坑工程、邊坡工程、樁基礎(chǔ)、土動力學(xué)、工程地下水、土工合成材料等（選修）水文地質(zhì)學(xué)的定義 水文地質(zhì)學(xué)（Hydrogeology）是研究地下水（groundwater）的科學(xué)。 從以往經(jīng)歷中，你接觸過地下水嗎？ 談一談你對地下水的印象和認(rèn)識。 什么是地下水？2022-3-2342022-3-235水文地質(zhì)學(xué)的定義 水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的科學(xué)。它研究地下水與巖石圈、地幔、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動相互作用下，其水量和水質(zhì)等在時空上的變化規(guī)律，并研究如何利用這些規(guī)律去興利除弊，為人類服務(wù)。Hydrogeology vs Geohydrology 何為地下水？

3、與地表水相對應(yīng)，指賦存于地面以下巖石空隙中的水（這是一個廣義的概念）。Subsurface water vs Groundwater2022-3-236地下水的功能 主要功能包括： 寶貴的資源（用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人類生活等） 重要的地質(zhì)營力 不可忽視的致災(zāi)因子 活躍的生態(tài)環(huán)境因子 極有價值的信息載體2022-3-237地下水作為資源 水是不可或缺的資源，地下水是重要組成部分 農(nóng)作物生長都需要水；干旱半干旱地區(qū)無灌溉就無法發(fā)展農(nóng)業(yè)，而灌溉用水主要是地下水 工業(yè)品的生產(chǎn)也需要耗用一定的水，尤以鋼鐵、化肥生產(chǎn)和造紙為甚 富集某類鹽和元素的地下水本身就是液體礦床 地?zé)幔ǜ邷氐叵滤┵Y源 具有保健和治療功

4、能的地下水（往往是溫泉）被稱為礦水。2022-3-238地下水作為生態(tài)因子 這是指地下水（系統(tǒng)）是生態(tài)系統(tǒng)的一個敏感的子系統(tǒng)，地下水的變化往往會影響生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的天然平衡狀態(tài)。 土壤次生鹽澤化 土壤次生沼澤化 生態(tài)濕地消失，造成生態(tài)環(huán)境惡化，引起土地沙化 將在本課程第10詳細(xì)介紹。2022-3-239地下水作為災(zāi)害因子 過量開采地下水引起地面沉降 我國上海、天津等濱海城市非常嚴(yán)重 濱海地區(qū)開采地下水引起的海水入侵 地下水污染，以及與地下水資源的矛盾 出現(xiàn)水質(zhì)性缺水2022-3-2310災(zāi)害因子（續(xù)） 礦山開采與地下水問題礦床水文地質(zhì)學(xué) 煤礦或其它礦床開采時的突水事故 地下工程與地下水問題工程水

5、文地質(zhì)學(xué) 隧道施工的涌水事故 地下開挖的滯水問題、地下構(gòu)筑物的防滲 特殊地基的水文地質(zhì)問題 膨脹土、濕陷性土、凍土、紅黏土等地基2022-3-2311 地質(zhì)災(zāi)害：滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等 大壩、大堤由于地下水滲流而引起的滲透變形破壞 管涌 流土流砂災(zāi)害因子（續(xù)）這些地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境地質(zhì)問題、工程地質(zhì)問題都與地下水密切相關(guān)，需要掌握水文地質(zhì)學(xué)及相關(guān)學(xué)科規(guī)律的專家、工程師去研究解決！2022-3-2312地下水作為地質(zhì)營力 地下水是應(yīng)力的傳遞者 是熱量及化學(xué)組分的傳輸者 是地球變遷的活躍參與者 巖溶、成壤、風(fēng)化等地質(zhì)過程都有水的參與 在地下水參與下的地幔運(yùn)動、接觸帶成礦作用等 水在巖漿作用、變

6、質(zhì)作用、巖石圈的形成與改造等作用2022-3-2313地下水作為信息載體 人類很難通過工程技術(shù)手段去了解地球深部的情形，目前我們對深部地幔、地核的認(rèn)識也是間接的。但地下水作為流體，通過其地質(zhì)循環(huán)可以為人類提供地球深部的信息： 作為應(yīng)力的傳遞者，用于地震預(yù)報 作為化學(xué)組分的攜帶者，可提供地球深部悠久地質(zhì)年代的信息2022-3-2314水文地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史簡述 1856年以前的萌芽時期 1856至20世紀(jì)中期的奠基時期 20世紀(jì)中期的成形時期 20世紀(jì)中后期（第二次世界大戰(zhàn)以后）的發(fā)展時期2022-3-2315萌芽時期 從逐水而居到鑿井取水是人類文明史的標(biāo)志性事件和轉(zhuǎn)折點。中國發(fā)現(xiàn)最古老的井為余姚

7、河姆渡木質(zhì)結(jié)構(gòu)井，距今5600多年。 在打井取水的過程中，人類也在積累對地下水的知識，如坎兒井。這一時期關(guān)于地下水的認(rèn)識和利用方法是一門實用技術(shù)，而非學(xué)科 這一時期，人類開始思考地下水的來源2022-3-2316奠基時期 1856年著名的Darcy試驗和Darcy定律，奠定了作為學(xué)科分支的水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) 1863年Dupuit的地下水穩(wěn)定井流公式 1886年Forchheimer繪制的流網(wǎng) 1935年計算非穩(wěn)定井流公式Theis公式 1930s采用砂槽模擬、電模擬的方法研究地下水的運(yùn)動 2022-3-2317奠基時期（續(xù)） 地下水起源的思考與研究 初生水學(xué)說、入滲說、凝結(jié)說等 隨著對地下水化學(xué)

8、成分的研究，形成水文地質(zhì)分支水文地球化學(xué) 提出地下水的分類，分析地下水的埋藏條件和排泄條件等至20世紀(jì)中葉，關(guān)于地下水的起源、賦存、運(yùn)動、補(bǔ)給、排泄、分類以及水化學(xué)、地下水的定量評價，已經(jīng)形成一套完整的理論體系，水文地質(zhì)學(xué)從奠基走向成熟2022-3-2318發(fā)展時期 科技進(jìn)步、工業(yè)發(fā)展、人口增加極大地推動對地下水的需求，人類活動成為影響地下水運(yùn)動的決定性力量 發(fā)展時期面臨的背景:地下水下降、地面沉降、海水入侵、地下水污染 地下水資源枯竭 從正確評價、開發(fā)利用地下水轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾伪Ｗo(hù)地下水以及相關(guān)的生態(tài)環(huán)境 大規(guī)模工程建設(shè)，特別是地下工程的建設(shè)，對水文地質(zhì)學(xué)提出了更高的要求，工程水文地質(zhì)學(xué)？！202

9、2-3-2319發(fā)展時期（續(xù)） 幾個標(biāo)志性進(jìn)展 對隔水層的再認(rèn)識，相對隔水層與越流概念 地下水系統(tǒng)理論的形成 研究和認(rèn)識非飽和帶與飽和帶水之間的關(guān)系 使用數(shù)值模擬的手段和方法研究地下水，如MODFLOW 地下水污染的研究及治理 這一進(jìn)程還在繼續(xù)2022-3-2320如何學(xué)好本課程？ 本課程的特點是概念多，有一定難度 盡可能預(yù)習(xí)，帶著問題來聽課 課堂認(rèn)真聽講，課堂上講的都是教師認(rèn)為需要掌握和學(xué)習(xí)的；歡迎課堂提問和討論 做到課后復(fù)習(xí)，自覺完成思考題 勤思考，掌握概念的要領(lǐng)，把道理理順；遇到問題及時與老師聯(lián)系 首要地，爭取課堂解決2022-3-2321Any questions?聯(lián)系方式：Office: 巖土樓512QQ: 1745465333 Email:c_2022-3-2322復(fù)習(xí)思考題 水文地質(zhì)學(xué)的定義