【正文】 個(gè)具有自由水面的重力水。隔水層可以儲存有水但是不能透過和給出水，或透過和給出的水的數(shù)量很小的巖層。含水層是指能夠透過并給出相當(dāng)數(shù)量水的巖土。度量巖土透水性的指標(biāo)是滲透系數(shù)。儲水性，定量指標(biāo)是儲水率（彈性儲存率），是指壓力水頭變化一個(gè)單位時(shí)，由于彈性（骨架壓縮和水體膨脹）而從單位巖土中釋放或儲存的水量，其量綱為L1透水性，巖土的透水性主要取決于巖土空隙的尺度、數(shù)量及連通性。給水性，含水巖土在重力作用下能自由釋出一定水量的性能。持水性，含水巖土在重力作用下釋水時(shí)，由于固體顆粒表面的吸附力和毛細(xì)力的作用，使在其空隙中能保持一定水量的性能。常用含水率這一指標(biāo)表示容水狀況，分為體積含水率（含水體積與包括孔隙在內(nèi)的巖土總體積之比）和重量含水率（含水的質(zhì)量與干燥巖土的質(zhì)量之比）。毛細(xì)水在地下水與大氣水、地表水相互轉(zhuǎn)化過程中起著重要的作用和影響）。分為強(qiáng)結(jié)合水（吸著水）[呈固態(tài)不能流動(dòng)，不能被植物吸收；平均密度2g/cm3]和弱結(jié)合水（薄膜水）[其外層可被植物吸收利用]）、重力水和毛細(xì)水（分為支撐毛細(xì)水、懸著毛細(xì)水。裂隙按其成因可分為風(fēng)化裂隙、成巖裂隙和構(gòu)造裂隙。組成巖石顆粒形狀越不規(guī)則，棱角越明顯，通常排列就越松散，孔隙度也越大。此外顆粒的形狀及顆粒膠結(jié)程度也是影響空隙度的主要因素。將巖土中的空隙作為地下水儲存場所與運(yùn)動(dòng)通道來研究時(shí)，可將空隙分為三大類，即松散巖土中的孔隙、堅(jiān)硬巖石中的裂隙及可溶性巖石中的溶隙。某一地區(qū)的暴雨點(diǎn)面關(guān)系，對于同一歷時(shí)，點(diǎn)面折算系數(shù)隨流域面積的增大而減小。當(dāng)流域面積較大時(shí)，流域的設(shè)計(jì)面雨量可以用流域中心站設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量乘以點(diǎn)面折算系數(shù)代表。采用暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水的主要原因是由于徑流資料不足或要求多種計(jì)算方法進(jìn)行比較。用同倍比放大法僅能洪峰相等或洪量相等。確定歷史特大洪水重現(xiàn)期的方法是，由歷史洪水調(diào)查考證確定。PⅢ型曲線離均系數(shù)φ值表，則xP=ΦpCV+1x估算方法有矩法、適線法、極大似然法和權(quán)函數(shù)法等。反映對稱特征的參數(shù)——偏態(tài)系數(shù)（偏差系數(shù)）CS=EXx3σ3，當(dāng)密度曲線對均值對稱，CS=0；若不對稱：CS0，成為正偏；CS0，稱為負(fù)偏。反映離散特征參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)差（均方差）σ=Exx2，σ值越大，分布越分散；σ值越小，分布越集中。對于離散型隨機(jī)變量x=i=1nxiPi（離散型隨機(jī)變量的平均數(shù)是以概率為權(quán)重的加權(quán)平均值）；對于連續(xù)型隨機(jī)變量Ex=abxfxdx。密度函數(shù)f(x)，反映隨機(jī)變量X落入dx區(qū)間的平均概率；分布函數(shù)F(x)（水文學(xué)上通常稱累積頻率曲線，簡稱頻率曲線），反映隨機(jī)變量X超過某個(gè)值x的概率。當(dāng)流域面積較小時(shí)，流域平均雨量的重現(xiàn)期與相應(yīng)洪水的重現(xiàn)期相近。用同頻率放大法求得的洪水過程線，適用于洪峰洪量均對水工建筑物防洪安全起控制作用的工程。根據(jù)工程和流域洪水特性，可以選用同頻率放大法或同倍比放大法。設(shè)計(jì)洪水過程線是指具有某一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水過程線。連續(xù)序列中各項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)頻率Pm=mn+1，不連續(xù)系列的經(jīng)驗(yàn)頻率，有獨(dú)立處理法和統(tǒng)一處理法兩種。洪水設(shè)計(jì)資料的審查需要審查資料的可靠性、一致性和代表性。設(shè)計(jì)洪水設(shè)計(jì)洪水包括設(shè)計(jì)洪峰流量、不同時(shí)段設(shè)計(jì)洪量及設(shè)計(jì)洪水過程線三個(gè)要素。一次降雨形成徑流過程中的損失量包括植物截留，填洼，補(bǔ)充土壤缺水和蒸發(fā)。水文要素頻率分析的通用方法一般采用適線法，我國大多數(shù)河流年徑流頻率分析可用PⅢ型分布曲線。年徑流系列具有一致性是指組成該系列的流量資料，都是在同樣的氣候條件、同樣的下墊條件和同一測流斷面上獲得的。所謂較長年徑流系列應(yīng)不小于20年。設(shè)計(jì)年徑流是衡量工程規(guī)模和確定水資源利用程度的重要指標(biāo)。常用流量（單位時(shí)間內(nèi)通過河流某一斷面的水量，記為Q，單位“m3/s”，流量過程線的最高點(diǎn)稱為洪峰流量，記為Qm）、徑流量(指在時(shí)段T內(nèi)通過河流某一斷面的總水量，記為W，單位“m3”)、徑流深（將徑流量平鋪在整個(gè)流域面積上所得的水層深度，記為R，單位“mm”，R=W/(1000、徑流模數(shù)（流域出口斷面流量與流域面積之比值，記為M，單位“L/(s匯流分為坡地匯流（分為坡面漫流、表層流徑流、坡地地下匯流）和河網(wǎng)匯流。徑流的形成過程一般分為產(chǎn)流過程和匯流過程。分為地面徑流（或地表徑流）；地下徑流；河川徑流。ρ=104αJ，ρ為多年平均含沙量，J為河流平均比降，α侵蝕系數(shù)：沖刷劇烈大的區(qū)域?yàn)?～8，中等的區(qū)域?yàn)?～6，輕微的區(qū)域?yàn)?～2，～1Wb=βWS，Wb為多年平均推移質(zhì)年輸沙量，WS為多年平均懸移質(zhì)輸沙量，β推移質(zhì)輸沙量與懸移質(zhì)輸沙量的比值：～，～，～一般方法是把懸移質(zhì)級配中大于97%的粒徑作為推移質(zhì)粒徑的下限，直接推算推移質(zhì)輸沙量。斷面的多年平均年輸沙總量，等于多年平均懸移質(zhì)年輸沙量與多年平均推移質(zhì)年輸沙量之和。降水量P凈蒸散發(fā)量E流域出口斷面總徑流量R=時(shí)段內(nèi)該流域的蓄水變量?S對于多年平均情況，流域多年平均降水量=多年平均徑流量+多年平均蒸發(fā)量河流中的泥沙，按其運(yùn)動(dòng)形式可大致分為懸移質(zhì)、推移質(zhì)和河床質(zhì)三種類型。流域是相對某一出口斷面而言的，當(dāng)不指明斷面時(shí)，流域 即指河口斷面以上區(qū)域。當(dāng)?shù)孛娣炙€與地下分水線相重合，成為閉合流域，否則稱為不閉合流域。匯集地面水和地下水的區(qū)域稱為流域，即分水線包圍的區(qū)域。斯特拉勒河流分級法：直接發(fā)源于河源的小河流為一級河流；兩條同級別的河流匯合而成額河流級別比原來高一級；兩條不同級別和河流匯合而成的河流的級別為兩條河流中的較高者。一條河流沿水流方向，自高向低可分為河源、上游、中游、下游和河口五段。降落到地面的雨水，除下滲、蒸發(fā)等損失外，在重力的作用下沿著一定的方向和路徑流動(dòng)，這種水流稱為地面徑流。水文學(xué)和水文地質(zhì)水文學(xué)基本概念地球上的水以液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)的形式分布于海洋、陸地、大氣和生物機(jī)體中，這些水體構(gòu)成了地球的水圈。水圈中的各種水體通過這種不斷蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)、降落、下滲、地面和地下徑流的往復(fù)循環(huán)過程，稱為水文循環(huán)，也稱為水循環(huán)。河流是水文循環(huán)的一條主要路徑。河流基本特征可以用河流長度、河流斷面（河流沿水流方向各個(gè)斷面最大水深點(diǎn)的連線稱為中泓線，沿中泓線的斷面稱為河流的縱斷面）、河道縱比激降（任意河段兩端水面或河底的高度差稱為落差）等來表示。以此類推至干流，干流是水系中最高級別的河流。分水線有地面、地下之分。在實(shí)際工作中，一般流域多按閉合流域考慮。流域的基本特征：流域面積（流域分水線包圍區(qū)域的平面投影面積，記為F，以“km2”計(jì)）；河網(wǎng)密度（流域內(nèi)河流干、支流總長度與流域面積的比值稱為河網(wǎng)密度，以“1/km”計(jì)）；流域的長度（就是流域軸長，記為L，以“km”計(jì)）和平均寬度（即流域面積與流域長度之比B=F/L，以“km”計(jì)）；流域形狀系數(shù)（即流域平均寬度B與流域長度L之比）；流域的平均高度和平均坡度；流域自然地理特征（流域的地理位置——反應(yīng)流域氣候和地理環(huán)境；流域的氣候特征——決定流域的水文特征；流的下墊面條件——對流域匯流有重要影響作用）。單位體積的渾水內(nèi)所含泥沙的重量，稱為含沙量，單位為kg/m3；單位時(shí)間流過某斷面的泥沙重量，稱為輸沙率，單位kg/s。流域單位面積的輸沙量，稱為侵蝕模數(shù)。徑流徑流是指降水所形成的沿著流域面積和地下向河川、湖泊、水庫、洼地等流動(dòng)的水流。陸地降水的34%轉(zhuǎn)化為地面和地下徑流匯入海洋。降雨扣除損失后的雨量稱為凈雨，與徑流在數(shù)量上相等，也稱產(chǎn)流量，分為地面凈雨和地下凈雨。河川徑流在一年內(nèi)和多年期間的變化特性，稱為徑流情勢，前者稱為年內(nèi)變化或年內(nèi)分配，后者稱為年際變化。km2)”，M=1000Q/F）、徑流系數(shù)（某一時(shí)段的徑流深R與相應(yīng)時(shí)段內(nèi)流域平均降雨深度P之比值，α=R/P）等參數(shù)來表示。水資源利用工程包括水庫蓄水工程，供水工程，水力發(fā)電工程和航運(yùn)工程等，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)用保證率表示，即工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的既定目標(biāo)不被破壞的年數(shù)占運(yùn)用年數(shù)的百分比。資料的可靠性審查包括：水位資料的審查、水位流量關(guān)系曲線的審查、水量平衡的審查。年徑流系列的代表性，是指該樣本對年徑流總體的接近程度，如接近程度較高，則系列的代表性較好。PⅢ型年徑流頻率曲線有三個(gè)參數(shù)，其中均值x一般直接采用矩法計(jì)算，變差系數(shù)CV可先矩法計(jì)算，再根據(jù)適線擬合最優(yōu)的準(zhǔn)則進(jìn)行調(diào)整，偏態(tài)系數(shù)CS，一般直接采用CV的倍比，CS=（2 ～3）CV。在設(shè)計(jì)年徑流的分析計(jì)算中，把短系列資料展延成長系列的資料的目的是增加系列的代表性。推求設(shè)計(jì)洪水的方法有兩種類型，即由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水和由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水。特大洪水處理的關(guān)鍵是特大洪水重現(xiàn)期的確定和經(jīng)驗(yàn)頻率的計(jì)算。用適線法估計(jì)頻率曲線的統(tǒng)計(jì)參數(shù)之前，一般采用矩法初步估計(jì)參數(shù)，對于不連續(xù)序列，假定nl年系列的均值和均方差與除去特大洪水后的Na年系列的相應(yīng)值是相等的。目前仍采用放大典型洪水過程線的方法，使其洪峰流量和時(shí)段洪水總量的數(shù)值等于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的頻率值。從水庫防洪安全著眼，峰形比較集中，主峰靠后的洪水過程對工程防洪運(yùn)用較不利。按洪峰放大得到的設(shè)計(jì)洪水過程線，適用于洪峰流量起決定性的工程，如堤防、橋梁、調(diào)節(jié)性能低的水庫等；按洪量放大得到的設(shè)計(jì)洪水過程線，適用于洪量起決定性的工程，如調(diào)節(jié)性能高的水庫、分洪滯洪區(qū)等適用于防洪安全主要由洪峰或時(shí)段洪量控制的水工建筑物。根據(jù)我國暴雨特性及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我國暴雨的CS與CV的比值，；在CV，；CV。反映位置特征參數(shù)——平均數(shù)/數(shù)學(xué)期望。數(shù)學(xué)期望和平均數(shù)代表整個(gè)隨機(jī)變量的總體水平的高低，它為分布的中心。變差系數(shù)（離差系數(shù)、離勢系數(shù)），對于均值不同的兩個(gè)系列，用均方差來比較其離散程度就不合適，則要采用均方差和均值的比來表示CV=σEx=σx，其值越大，分布越分散，越小越集中。水文測流誤差、抽樣誤差等一般服從正態(tài)分布。P=1 – 1/N，P為頻率，N為重現(xiàn)期。用典型洪水同頻率放大推求設(shè)計(jì)洪水，則有設(shè)計(jì)洪水過程線的峰等于設(shè)計(jì)洪峰，不同時(shí)段的洪量等于相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪量。對特大洪水的處理的內(nèi)容主要是經(jīng)驗(yàn)頻率和統(tǒng)計(jì)參數(shù)的計(jì)算。暴雨資料系列的選樣是采用固定時(shí)段選取年最大值法。暴雨動(dòng)點(diǎn)動(dòng)面關(guān)系是暴雨中心點(diǎn)雨量與相應(yīng)的面雨量之間的關(guān)系。地下水儲存巖土中的空隙，即為地下水的儲存場所和運(yùn)移通道。巖土孔隙度的大小主要取決于顆粒排列情況及顆粒分選程度。自然條件下松散巖土的顆粒分選性較差，即顆粒大小越懸殊，孔隙度則越小。松散巖土被膠結(jié)物膠結(jié)充填，此時(shí)孔隙度也有所降低。巖土空隙中的液態(tài)水分為結(jié)合水（受到固相表面的吸引力大于其自身重力的那部分水。支撐毛細(xì)水通常越靠近地下水面含水率越大，懸著毛細(xì)水通常越靠近地表含水量越大。容水性，巖土能容納一定水量的性能。容水度，即指巖土完全飽水時(shí)所容納的最大水體積與巖土總體積之比，是度量容水性的指標(biāo)。度量持水性的指標(biāo)為持水度，即指飽水巖土在重力作用下，經(jīng)23天釋水后，巖土空隙中尚能保持的水體積與巖土總體積之比，這時(shí)的巖土含水率也稱為田間持水率。度量給水性的指標(biāo)為給水度，是指飽水巖土在重力作用下釋出的水體積與巖土總體積之比，在數(shù)值上它等于容水度減去持水度，也就是巖土的飽和含水率與田間持水率之差。決定巖土透水性優(yōu)劣的主要因素是空隙的大小，其次才是空隙的數(shù)量。滲透系數(shù)越大，表明巖土的透水性越強(qiáng)；反之，則越弱。含水層不但儲存有水，而且水可以在其中運(yùn)移。在距地表一定深度存在著飽水的地下水面，而地下水面以上的巖土空隙為非飽和狀態(tài)，包含有與大氣相連通的氣體，稱為包氣帶，儲存其中的水稱包氣帶水，地下水面以下的巖土空隙則全部為液態(tài)水所充滿，即有結(jié)合水，也有重力水，稱為飽水帶。在潛水流的滲透途徑上，任意兩點(diǎn)的水位差與該兩點(diǎn)的水平距離之比，稱為潛水流在該處的水力梯度。承壓水能明顯分出補(bǔ)給區(qū)、承壓區(qū)和排泄區(qū)。地下水運(yùn)動(dòng)地下水運(yùn)動(dòng)一般是指地下水受重力、毛細(xì)力、分子吸力等綜合作用下，在多孔介質(zhì)空隙中的滲透流動(dòng)。由層流過渡到紊流時(shí)的臨界雷諾數(shù)在60～150范圍內(nèi)。達(dá)西定理：Q=K?hlA=KIA，V=KI，K為滲透系數(shù)，I為水力梯度，V為滲透速度，A為過水?dāng)嗝妗實(shí)=Q/（nA）=V/n，n為巖土的孔隙率。地下水向潛水完整井的運(yùn)動(dòng)：Q=πKH2h02lnR/r0=，Q單位m3/d，K單位m/d；漏斗的浸潤曲線：h2=h02+QπKlnrr0地下水向承壓完整井的運(yùn)動(dòng)：Q=2πKMHh0lnR/r0=，M為承壓水高度；h=h0+Q2πKMlnrr0裘布依假定：忽略地下水滲透流速在垂直向的分量。洪積物中的地下水：根據(jù)洪積扇組成物質(zhì)的不同，可將洪積扇分為三帶：砂礫石帶（也稱為潛水深埋帶，水交替強(qiáng)烈，蒸發(fā)作用微弱，溶濾強(qiáng)烈，水質(zhì)良好，礦化度低于1g/L）；粗粒沉積交錯(cuò)過渡帶（也稱為潛水溢出帶，地下水既有上部潛水層，也有下部承壓水層，往往形成壅水；由于徑流途徑加長，蒸發(fā)增強(qiáng)，水分含鹽量增加，又稱為鹽分過路帶。洪積物總的分布規(guī)律是：從山前到平原，地形坡度由陡變緩，巖性由粗變細(xì)，透水性由強(qiáng)變?nèi)?。承壓水水頭由小變大。在山區(qū)，含水層分布范圍不大，但透水性強(qiáng)，富水性好，水質(zhì)也好；在平原地區(qū)一般是沉降帶，形成的沖積物較厚，其中常常儲存有水量豐富、水質(zhì)良好且易于開采的淺層淡水。湖心以細(xì)粒淤泥質(zhì)黏土沉積為主，水質(zhì)不好，有淤泥臭味，使用價(jià)值不大。濱海沉積物中的地下水：濱海三角洲屬海相與陸相的交錯(cuò)沉積，其中含水層巖性主要為細(xì)砂和粉細(xì)砂，富水性差，且受海水影響，含鹽量高，一般不能用于供水，但有時(shí)濱海區(qū)深層可含有水量豐富、水質(zhì)良好的承壓水，埋藏深度一般在80～120m以下。由于這些垂直孔隙的發(fā)育，使黃土在垂直方向上的滲透能力遠(yuǎn)較水平方向強(qiáng)。黃土中含有可溶鹽較多，地下水含鹽量一般較高。氣候和水文條件決定著地下水的補(bǔ)給和排泄。沙漠內(nèi)風(fēng)砂潛水的補(bǔ)給來源有：地表水的入滲、大氣降水的入滲、凝結(jié)水的補(bǔ)給、沙丘下伏淡水含水層自下而上的補(bǔ)給（河流兩旁的潛水、湖盆邊緣的潛水、沙漠邊緣低洼處的潛水、砂丘間洼地潛水）。裂隙水分為：風(fēng)化裂隙水（分布廣泛，埋藏淺，水質(zhì)較好，易于開采，一般水量不大）、成巖裂隙水（各類巖石中，以噴出巖和侵入巖的成巖裂隙最具有水文地質(zhì)意義）、構(gòu)造裂隙水（塑性巖石常構(gòu)成隔水層，脆性巖石常構(gòu)成含水層）。巖溶水：可溶的透水巖層和具有侵蝕性的水流是巖溶發(fā)育所必須具備的基本條件。