工程水文地质学基础

编者：王宇,唐春安

出版时间：2021-05

定价：42元

ISBN：978-7-5024-8814-7

内容简介

本书共10章，共包括水文地质学在土木工程中的应用、地下水赋存规律、地下水运动规律、地下水理化特征及形成作用、地下水系统及其循环特征、地下水的动态与均衡、不同赋存介质中地下水基本特征、地下水渗流引起的岩土工程问题、渗流与岩土工程灾害及事故案例、水文地质学试验等内容，每章后附有思考题。本书可作为高等院校岩土工程、采矿工程、石油工程、地质工程和土木工程等专业的教材或参考书，也可作为水文与水资源工程、地下水科学与工程、环境工程、资源勘查工程（石油天然气、固体矿产方向）、地理信息系统、水利水电工程、采矿工程等相关专业的参考教材。

目录

1水文地质学在土木工程中的应用1

1.1地下水及其功能1

1.1.1地下水基本概念1

1.1.2地下水功能1

1.2水文地质学的发展历史和趋势2

1.2.1水文地质学发展历史2

1.2.2当代水文地质学发展趋势4

1.3水文地质学在土木工程中的应用5

1.3.1水文地质学可解决的土木工程问题5

1.3.2水文地质学向工程延伸的领域5

1.4水文地质学基本研究方法6

1.4.1作为自然历史与人为作用产物的地下水6

1.4.2水文地质学研究的若干方法问题 9

1.4.3水文地质学的发展趋势11

思考题13

2地下水赋存规律14

2.1地球上的水及其循环14

2.1.1自然界中水文循环14

2.1.2自然界中地质循环15

2.2岩土中赋存的水分16

2.2.1岩石中的空隙16

2.2.2岩石中水的存在形式18

2.2.3与水的储容及运移有关的岩石性质19

2.3地下水的赋存特征23

2.3.1包气带与饱水带23

2.3.2含水层、隔水层与弱透水层23

2.3.3地下水分类24

2.3.4潜水25

2.3.5承压水26

2.3.6上层滞水27

2.3.7潜水与承压水的相互转化28

思考题29

3地下水运动规律30

3.1渗流的基本概念30

3.2重力水运动的基本规律30

3.2.1达西定律30

3.2.2渗透流速31

3.2.3水力梯度32

3.2.4渗透系数32

3.3流网33

3.3.1均质各向同性介质中的流网33

3.3.2层状非均质介质中的流网35

3.4饱水黏性土中水的运动规律36

思考题38

4地下水理化特征及形成作用39

4.1地下水的化学特征39

4.1.1地下水中主要气体成分39

4.1.2地下水中主要离子成分39

4.1.3地下水同位素成分42

4.1.4地下水中的其他成分 43

4.2地下水化学成分的形成作用44

4.2.1溶滤作用44

4.2.2浓缩作用45

4.2.3脱碳酸作用46

4.2.4脱硫酸作用46

4.2.5阳离子交替吸附作用46

4.2.6混合作用47

4.2.7人类活动在地下水化学成分形成中的作用47

4.3地下水化学成分的基本成因类型48

4.3.1溶滤水 48

4.3.2沉积水49

4.3.3内生水 49

4.4地下水化学成分的分析内容与分类图示49

4.4.1地下水化学分析内容 49

4.4.2地下水化学分类与图示方法 49

思考题50

5地下水系统及其循环特征53

5.1地下水系统53

5.1.1地下水系统的概念53

5.1.2地下水含水系统与地下水流动系统的比较53

5.1.3地下水水流系统的水动力特征55

5.2地下水含水系统与流动系统56

5.2.1地下水含水系统 56

5.2.2地下水流动系统 56

5.2.3不同介质中的地下水流系统57

5.3地下水的补给59

5.3.1大气降水补给地下水 60

5.3.2地表水补给地下水61

5.3.3大气降水及河水补给地下水水量的确定 61

5.3.4凝结水的补给62

5.3.5含水层之间的补给62

5.3.6地下水的其他补给来源63

5.4地下水的排泄64

5.4.1泉 64

5.4.2泄流 65

5.4.3蒸发与蒸腾 66

5.4.4地下水的人工排泄66

5.5含水层之间的排泄 67

思考题67

6地下水的动态与均衡68

6.1地下水动态与均衡的概念68

6.2地下水动态的影响因素68

6.2.1地下水动态的形成机制68

6.2.2影响地下水动态的因素68

6.2.3地下水天然动态类型73

6.2.4人类活动影响下的地下水动态 74

6.3地下水均衡75

6.3.1天然条件下的地下水均衡75

6.3.2人类活动影响下的地下水均衡77

6.3.3区域地下水均衡研究需要注意的问题78

思考题80

7不同赋存介质中地下水基本特征81

7.1孔隙水81

7.1.1洪积扇中的地下水81

7.1.2冲积平原中的地下水 82

7.1.3湖积物中的地下水82

7.1.4黄土高原的地下水 82

7.1.5孔隙含水系统实例分析 83

7.2裂隙水85

7.2.1裂隙水的类型85

7.2.2裂隙介质及其渗流88

7.2.3断裂带的水文地质意义90

7.3岩溶水（喀斯特水）91

7.3.1岩溶发育的基本条件与影响因素91

7.3.2碳酸盐岩的成分与结构92

7.3.3碳酸盐岩、水、二氧化碳体系92

7.3.4岩溶水系统的演变 93

7.3.5溶水的特征99

思考题101

8地下水渗流引起的岩土工程问题102

8.1流土和管涌102

8.1.1流土102

8.1.2管涌103

8.2地面沉降和地裂缝103

8.3泥石流灾害104

8.3.1泥石流概述104

8.3.2泥石流灾害成因107

8.4涉水崩滑灾害110

思考题113

9渗流与岩土工程灾害及事故案例114

9.1白河滑坡地质灾害114

9.1.1滑坡水文地质特征114

9.1.2滑坡启滑机制分析114

9.2永莲隧道突水涌泥地质灾害116

9.2.1典型突水涌泥灾害116

9.2.2断层破碎带突水涌泥机制分析116

9.3三山岛金矿矿山突水涌水地质灾害117

9.4上海地铁四号线越江隧道事故118

9.4.1事故描述118

9.4.2事故原因120

9.4.3抢险技术措施121

9.5沟后水库大坝溃坝事故121

9.5.1事故过程回放121

9.5.2事故原因猜测122

9.5.3专家组对事故原因的报告122

9.6深圳市南山区南新路基坑事故123

9.6.1工程概况123

9.6.2事故原因分析123

9.6.3事故总结125

思考题125

10水文地质学试验126

10.1物理试验126

10.1.1土体孔隙与水126

10.1.2达西定律129

10.1.3潜水模拟演示131

10.1.4承压水模拟演示136

10.1.5裂隙岩体渗流139

10.1.6致密岩石渗流139

10.1.7土石混合体渗流140

10.2数值试验142

10.2.1岩土体渗流灾害数值计算方法概述142

10.2.2RFPAFlow真实破裂过程分析系统介绍143

10.2.3RFPAFlow主要特点145

10.3RFPAFlow方法典型案例介绍146

10.3.1岩体水力压裂裂纹扩展数值试验146

10.3.2煤矿顶板突水通道形成过程数值试验151

10.3.3高压流体作用下裂缝网络扩展数值试验152

思考题158

参考文献159