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水文地质学( hydrogeology )：是研究地下水的科学。
水文地质学的研究内容：它研究地下水与周围环境及人类活动的相互作用下，其水质、水量的时空变化规律；并研究如何运用这些规律兴利除害，造福于人类。 主要功能：资源、地质营力、致灾因子、生态环境因子、信息载体 饱和带：岩土中完全被水所充满的部分。
非饱和带：地面以下到地下水面之上，岩土空隙被水和空气所充填的部分。 2
水文循环：大气水、地表水和地壳浅表地下水之间的水分交换。
水文循环的作用：一方面，水通过不断转化而水质得以净化；另方面，水通过不断循环水量得以更新再生。（水的质量得以净化、水的数量得以再生） 水文循环的驱动力：太阳辐射和重力
地质循环：发生于大气圈到地幔之间的水分交换。 图：P11 3.
岩土：指坚硬的岩石及松散的土层。
岩土空隙：岩、土中各种类型的空洞的总称。 是地下水的储容空间和传输通道 孔隙：松散岩石中颗粒及颗粒集合体之间的空隙。 孔隙度（n）：单位体积岩土（包括空隙在内）中空隙所占比例。
影响孔隙度的主要因素： ①颗粒的排列 ②颗粒的分选
③颗粒的形状及胶结
④考虑粘性土的结构孔隙及次生孔隙
裂隙：坚硬岩石中由破裂变形而产生的裂缝式空隙。
按成因可分为三种：成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙 裂隙率：岩石中裂隙的体积与包括裂隙在内的岩石体积之比。 溶穴：可溶岩在地下水作用下所产生的空洞。
岩溶率：溶穴的体积与包括溶穴在内的的岩石体积之比。
岩土孔隙中的水：结合水、重力水、毛细水
结合水：受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水。 结合水具有一定的抗剪强度
重力水:重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动 的那部分水。
毛细水：受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。
一根毛细管子，管径越小，毛细力越大；反之亦然。毛细力大，毛细上升高度也越 大
存在形式：支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水
容水度：岩土完全饱水时，所能容纳的最大水体积与岩土总体积之比。 含水量：松散岩土空隙中所包含的水与岩土的比值。 给水度（μ）： 当地下水位下降一个单位高度时，单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释放出来的水体积。 持水度（Sr）：地下水位下降时，滞留于非饱和带中而不释出的水的体积与单位疏干体积的比值。 岩石的持水量（持水体积）与岩石总体积之比。 给水度、持水度与孔隙度的关系：μ+Sr=n 渗透性：岩土透过水的能力。
有效应力原理：有效应力（σ′）等于总应力（σ)减去孔隙水压力(μ) ：σ′ =σ—μ 4
地下水面：地下一定深度岩土中的空隙被重力水所充满， 形成一个自由水面，以海拔高度表示。
包气带：地表到地下水面这一部分。 自上而下分为：土壤水带、中间带、毛细水带 饱水带：地下水面以下的部分。
含水层：饱水并能传输与给出相当数量水的岩层。—砂土、砂岩
隔水层：不能传输与给出相当数量水的岩层。—裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密）
弱透水层：本身不能给出水量，但垂直层面方向能够传输水量的岩层。——粘土，泥质粉砂岩
越流：相邻含水层通过其间的相对隔水层发生水量交换。 地下水含水系统：是由隔水或相对隔水边界圈围的，内部具有统一水力联系的赋存地下水的岩系。
潜水：饱水带中第一个具有自由表面且有一定规模的含水层中的重力水。 潜水埋藏深度：潜水面至地面的垂直距离。
潜水含水层厚度：潜水面到隔水底板的垂直距离。 承压水：充满于2个隔水层之间的含水层中的水。
上层滞水：包气带局部隔水层（弱透水层）之上积聚的具有自由表面的重力水。 5
渗流：地下水在岩土空隙中的运动。 渗流场：发生渗流的区域。
层流：水质点作有秩序的、互不混杂的流动。 紊流：水质点作无秩序地、互相混杂的流动。
* 水总是从总水头高的地方流向总水头低的地方。
达西定律：在某一时段t内，水从砂土中流过的渗流量Q与过水断面A和土体两端测压管中的水位差⊿h成正比，与土体在测压管间的距离L成反比。
流网：在渗流场的某一典型剖面或切面上，由一系列流线和等水头线组成的网。 流线：流场中某一瞬时的一条线，线上各水质点的流向与此线相切。 迹线：渗流场中某一段时间内某一质点的运动轨迹。 图：P38 6
* 毛细现象：细小玻璃管插入水中，水会在管中上升到一定高度才停止，在固、液、气三相界面上产生的现象。
毛细压强：弯液面产生的附加压强。 * 水柱高度=毛细上升高度 7
地下水中常见的气体成分：氧（O2）、氮（N2）、二氧化碳（CO2）、 硫化氢（H2S）、甲烷（CH4）
地下水中主要离子成分：
阴离子： HCO3- ，SO42-，Cl- 阳离子： Ca2+，Mg2+，K+，Na+
低矿化度水中的常见离子： HCO3-，Ca2+，Mg2+，来源：沉积盐岩、岩浆岩、变质岩的风化溶解
高矿化度水中的常见离子：Cl-，Na+，K+，来源：沉积盐岩（钠盐、钾盐）的溶解、变质岩风化溶解，海水影响，人为污染
中等矿化度的常见离子： SO42-，来源：沉积盐类溶解、金属硫化物的氧化、火山喷发（H2S:气体氧化）、人类活动—燃烧煤产生大量SO2，SO2 氧化后形成之，大气中SO42-过高时，降“酸雨” 氯离子的来源：(1) 来自沉积岩中所含岩盐或其它氯化物的溶解(2) 来自岩浆岩中含氯矿物的风化溶解；(3) 来自海水；(4) 来自火山喷发物的溶滤；(5) 人为污染。 硫酸根离子来源：(1) 含石膏或其它硫酸盐的沉积岩的溶解(2) 硫化物的氧化；(3) 人为污染。 重碳酸根离子来源：(1) 含碳酸盐的沉积岩的溶解；(2) 岩浆岩与变质岩的风化溶解。 钠离子和钾离子的来源：(1) 沉积岩中岩盐及其它钠钾盐的溶解；(2) 海水；(3) 岩浆岩和变质岩含钠钾矿物的风化溶解。 钙离子和镁离子的来源：(1) 含钙镁的碳酸盐类沉积物的溶解；(2) 岩浆岩和变质岩中含钙镁矿物的风化溶解。 总固体溶解物（TDS）——矿化度：溶解在水中的无机盐和有机物的总称。单位mg/L或g/L。 地温梯度：每增加单位深度时地温的增值。单位：℃/100m。 地壳表层分为：变温带、常温带、增温带 地下水化学成分形成作用：溶滤作用、浓缩作用、脱碳酸作用、脱硫酸作用、 阳离子交替吸附作用、混合作用、人类活动的作用 地下水成因分类：溶滤水、沉积水、内生水 水化学成分的表示方法： 库尔洛夫式：H SiO230.07CO20.031M3.24Cl85SO140t52Na71.6Ca27.8分式前：特殊成分、气体成分、矿化度 M，单位（g/L） 分式上下：阴、阳离子（毫克当量百分数≥10%） 分式后：水温（℃） 舒卡列夫分类：7×7 = 49 种水型 派珀三线图：P68 读上一条线的平行线 8 地下水动力因素：补给 大气降水入渗机制：活塞式、捷径式 * 入渗系数（α）：降雨入渗补给量与降雨量之比。 下降泉分为：侵蚀泉、接触泉、溢流泉 上升泉分为：侵蚀泉、断层泉、接触带泉 * 图：P80
* 泄流：河流切割含水层时，地下水向河流的排泄。
补给来源：大气降水、地表水、凝结水、其它含水层或含水系统和人工补给。
排泄方式：泉、向河流泄流、蒸发、蒸腾、向另一含水层或含水系统和人工排泄。 9
* 含水系统：由隔水或相对隔水边界圈围的、由含水层和相对隔水层组合而成的、内部具有统一水力联系的赋存地下水的岩系。
地下水流系统：指从源到汇的流面群构成的，具有统一时空演变过程的地下水体。 * 含水系统与地下水流系统的比较：
共同点: 突破了把单个含水层作为功能单元的传统，力求以系统的观点去考察、分析与处理地下水体。
不同点： 根本不同：一个是静态系统 ； 一个是动态系统 分类依据：储水构造（介质场） ；水的流动特征（渗流场） 系统发育史：共同的地质演变历史 ；共同的地下水演变历史 边界性质：相对隔水的地质边界 ；流面(分水线)—水力边界 系统的可变性： 边界固定不变 ；边界可变，系统规模数目变 统一性水力联系：统一的或潜在统一的；水盐热量时空演变统一的
两者的关系：① 通常，一个大的含水系统可以包含若干个流动系统② 两者都可以进一步划分为子系统
托特 ——多级次地下水流系统理论 图：P89
GFS的水温特征：补给区：等温线下降，间隔变大（地温梯度变小）；排泄区：等温线上抬，间隔变小（地温梯度变大） 10
地下水动态：地下水各种要素（水位、水量、化学组分、气体成分、温度、微生物等）随时间的变化。
地下水均衡：某一时段、某一范围内地下水水量(盐量、热量等)的收支状况。 地下水动态的影响因素：气象因素、水文因素、地质因素、人为因素 地下水动态类型：