水文地质毛细运动实验

水文地质实验指导书

中国矿业大学资源与地球科学学院

2009年2月

目 录

实验一 孔隙与水 实验二 达西渗流实验

实验三 砂土中水的毛细运动

实验规则

1．实验前必须认真预习，明确目的、要求，了解内客、步骤及有关原理、方

法。

2．实验中听从教师指导。认真操作，细心观察，及时记录；积极思考，主动讨论，培养综合分析问题的能力。

3．实验结束后，按要求整理好仪器和样品。实事求是地整理原始资料，按时完成并提交实验(实习)报告。

实验一 孔隙与水

一、实验目的

1．加深理解松散岩石的孔隙度、给水度和持水度的概念。 2．熟练掌握实验室测定孔隙度、给水度和持水度的方法。 二、实验内容

1．熟悉给水度仪并对仪器进行标定。

2．测定三种松散岩石试样的孔隙度、给水度和持水度。 三、实验仪器和用品 1．给水度仪见图。

2．十二指肠减压器，用以抽吸气体。 3．量筒(25m1)和胶头滴管。

4．松散岩石试样：砾石(粒径为5—10mm，大小均匀，磨圆好)；砂(粒径为0.25一0.50mm)；砂砾混合样(把上述砂样完全充填进砾石样的孔隙中得到的一种新试样)。

砂样筒 进 水

《水文地质学基础》试题库及参考答案 支有哪些？

自然界水的存在形式和循环过程；地下水的赋存空间、 水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、水文地质存在形式和水理性质；地下水的分类以及各种类型地下水的调查方法、区域水文地质学。 特征；地下水的运动规律；地下水的化学成份及形成作用；3．水文循环与地质循环的区别？

地下水的补给、径流、排泄和地下水系统；地下水的动态与 水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O 分子态水的均衡地下水资源分类和特征；地下水与环境的关系等。 转换，通常更替较快；地质循环发生于地球浅层圈和深层圈第一章 地球上的水及其循环 之间，常伴有水分子的分解与合成，转换速度缓慢。 一、名词解释： 4．简述水文循环的驱动力及其基本循环过程？ 1．水文地质学：水文地质学是研究地下水的科学。它研究与 水文循环的驱动力是太阳辐射和重力。

岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作业下地 地表水、包气带水及饱水带中浅层水通过蒸发和植物蒸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腾而变为水蒸气进入大气圈。水汽随风飘移，在适宜条件下去兴利除害，为人类服务。 形成降水。落到陆地的降水，部分汇聚于江河湖沼形成地表

第五章 水文地质试验

重要性：水文地质试验是水文地质调查中不可缺少的重要手段，许多水文地质资料，都需通过水文地质试验才能获得。 ① 抽水试验； ② 放水试验；

③ 注水（压水）或渗水试验； ④ 连通试验；

⑤ 弥散试验（示踪试验）； ⑥ 流速、流向测定试验等。

野外试验包括

种 类：水文地质试验分为两类：（1）野外试验，（2）室内试验。其中：

本章以介绍抽水试验为主，另外还有其它几项试验：渗水试验、钻孔注水试验、地下水示踪试验、连通试验。

§1 抽水试验的目的任务

抽水试验––––是通过从钻孔或水井中抽水，来定量评价含水层富水性，测定含水层水文地质参数和判断某些水文地质条件的一种野外试验工作。

抽水试验是以地下水井流理论为基础（地下水动力学），在实际井孔中抽水和观测的一种野外试验。随着水文地质勘查阶段由浅入深，在整个勘查费用中，抽水试验所占比重越来越大，费用仅次于钻探工作；有时，整个钻探工程主要是为了抽水试验而进行的。

抽水试验的目的、任务：

（1）直接测定含水层的富水程度和评价井（孔）的出水能力；

（2）抽水试验是确定含水层水文地质参数（K、T、S、μ）的主要方法；

（3）抽水试验可为

一、名词解释（每小题2分，5小题，共10分） 二、填空题（每空0.5分，40个空，共20分）

三、单项选择题，以下每题有且仅有一个正确答案，答对得分，答错不得分。（每小题1分，15小题，共15分） 四、双项选择题，以下每题有且仅有两个正确答案，全部答对得2分，只答对一个得1分。（每小题2分，10小题，共20分） 五、判断题，请答对或者错，或用符号表示亦可。（每小题1分，10小题，共10分）

六、简答题（每小题5分，3小题，共15分） 七、读图题（共10分）

1、名词解释：红色，12个。 2、简答：蓝色，5个。 3、填空：绿色的。

绪 论

1、工程地质及水文地质是从地质学发展起来的两门新兴学科。

工程地质学是主要研究与工程建设有关的地质问题的学科；水文地质学主要是研究地下水的学科。

这两门学科都是以地质学为基础，而且相互关联，相互渗透，并各具特色。生产实践证明，工程地质在工程建设中的作用，已不仅仅是完成为建筑物的修建提供必要的地质资料，而且贯穿在整个工程建设的规划、设计、施工及管理运行的全部过程之中。

2、工程地质工作质量的好坏，直接或间接地关系着工程建筑的安全可靠性，技术可能性及经济合理性。

历史经验表明：工程建筑，不怕工程地质条件复杂，也不

资环学院

《水文地质学》

实验讲义

适用专业：地质 工程

河南理工大学

二〇一一年三月

1

实验一 达西渗流实验

实验类型：综合 实验学时：2 实验要求：必修

一、实验目的

1、 测量样砂的渗透系数k值，掌握特定介质渗透系数的测量技术。 2、通过测量透过砂土的渗流流量和水头损失的关系，来验证达西定律。

二、实验内容

通过测渗流筒两测点间的压差，求出流量、流速和渗透系数。

三、仪器设备

本实验装置图如图所示。

1 达西渗流定律实验仪装置示意图

1、恒压水箱 2、进水阀 3、输水管 4、进水管 5、试验筒 6、试验砂 7、下过滤网 8、下稳水室 9、放空阀 10、水质过滤器 11、蓄水箱 12、水泵 13、排气嘴

14、上稳水室 15、上过滤网 16、溢流管 17、出水阀 18、排气嘴 19、U型差压计

四、所需耗材

样砂、自来水

五、实验原理、方法和手段

液体在孔隙介质中流动时，由于粘滞性作用将产生能量损失。达西（Henri Darcy）在1852—1855年间通过实验，总结出渗流能量损失与渗流速度

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地质及水文地质预测预报

一、 井田水文地质

井田内各沟谷基本常年无水，遇雨亦一泻而去，雨停后沟干或为细流，属季节性溪流。河寨井田保留的原河寨2号煤层两个斜井，井口标高分别为755.284、755.715均高于所处地段的最高洪水（745m）。井口标高要高于300年一遇的洪水位标高。

1、中奥陶统峰峰组石灰岩含水层

为井田内煤系地层下伏的主要充水含水层，距本井田东部1km一带据牢寨煤炭精查L-24钻孔揭露最大厚度80.65m，岩性为石灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩和花斑状灰岩，岩溶发育段10.46m，裂隙溶洞极发育，具明显的水蚀作用，裂隙多充填有方解石结晶体。L-24号孔钻进中形成大漏水,静止水位标高636.34m，抽水试验单位涌水量0.57L/s.m。为富水性中等含水层。 水质属于重碳酸－硫酸－钙镁型水。根据L-24奥灰静止水位标高636.34m推测本井田奥灰水位标高应为629--640m。

2、上石炭统太原组（K2、K3、K4石灰岩）含水层

本组由碎屑岩夹碳酸盐岩组成。主要含水层为K2、K3、K4石灰岩，

为9+10号煤层直接充水含水

第七章 技术标准和要求（合同技术条款)

第一节 一般规定

1.1 工程说明 1.1.1工程概况

1）总体概况

山西省中部引黄工程是山西省“十二五规划”大水网建设中一项重要的工程，本工程干线自天桥水电站库区取水，供水范围包括四市十六个县（市/区），涉及忻州市保德县；吕梁市：兴县、临县、离石、柳林、中阳、石楼、交口、孝义、汾阳九个县（市/区）；临汾市：隰县、蒲县、大宁、汾西四个县，晋中市：灵石、介休两个县（市）。规划年供水6.02亿m3。中部引黄工程包括取水工程和输水工程。

取水工程位于保德县境内，进水塔位于天桥水电站库区上游枣林沟入黄河沟口处左岸，义门镇东北角，距天桥水电站枢纽约1.4km。设计取水流量23.55m3/s，设计最低取水水位830.0m，最高取水水位834.0m。

取水泵站厂区布置于黄崖沟右岸，受地形条件限制，泵站采用侧向进、出水方式，泵站厂房、110kV变电站、管理站等建筑物沿黄崖沟向上游方向呈一列布置。泵站装机容量96000kW，布置7台机组（大机组5台，小机组2台），4工3备，大机组单机设计流量5.89 m3/s，小机组单机设计流量2.95 m3/s，水泵设计扬程200.0m。

输水工程包括总干线、东干线、西干线以及各供水

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一、 井田水文地质

井田内各沟谷基本常年无水，遇雨亦一泻而去，雨停后沟干或为细流，属季节性溪流。河寨井田保留的原河寨2号煤层两个斜井，井口标高分别为755.284、755.715均高于所处地段的最高洪水（745m）。井口标高要高于300年一遇的洪水位标高。

1、中奥陶统峰峰组石灰岩含水层

为井田内煤系地层下伏的主要充水含水层，距本井田东部1km一带据牢寨煤炭精查L-24钻孔揭露最大厚度80.65m，岩性为石灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩和花斑状灰岩，岩溶发育段10.46m，裂隙溶洞极发育，具明显的水蚀作用，裂隙多充填有方解石结晶体。L-24号孔钻进中形成大漏水,静止水位标高636.34m，抽水试验单位涌水量0.57L/s.m。为富水性中等含水层。 水质属于重碳酸－硫酸－钙镁型水。根据L-24奥灰静止水位标高636.34m推测本井田奥灰水位标高应为629--640m。

2、上石炭统太原组（K2、K3、K4石灰岩）含水层

本组由碎屑岩夹碳酸盐岩组成。主要含水层为K2、K3、K4石灰岩，

为9+10号煤层直接充水含水

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一、 井田水文地质

井田内各沟谷基本常年无水，遇雨亦一泻而去，雨停后沟干或为细流，属季节性溪流。河寨井田保留的原河寨2号煤层两个斜井，井口标高分别为755.284、755.715均高于所处地段的最高洪水（745m）。井口标高要高于300年一遇的洪水位标高。

1、中奥陶统峰峰组石灰岩含水层

为井田内煤系地层下伏的主要充水含水层，距本井田东部1km一带据牢寨煤炭精查L-24钻孔揭露最大厚度80.65m，岩性为石灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩和花斑状灰岩，岩溶发育段10.46m，裂隙溶洞极发育，具明显的水蚀作用，裂隙多充填有方解石结晶体。L-24号孔钻进中形成大漏水,静止水位标高636.34m，抽水试验单位涌水量0.57L/s.m。为富水性中等含水层。 水质属于重碳酸－硫酸－钙镁型水。根据L-24奥灰静止水位标高636.34m推测本井田奥灰水位标高应为629--640m。

2、上石炭统太原组（K2、K3、K4石灰岩）含水层

本组由碎屑岩夹碳酸盐岩组成。主要含水层为K2、K3、K4石灰岩，

为9+10号煤层直接充水含水

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水 文 地 质 条 件 分 类

编写：地测防治水科 日期：2013年5月5日

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水文地质类型划分报告

编 制： 总工程师： 单 位： 日 期：

矿井水文地质类型划分报告

一、矿井及井田概况

1.矿井及井田基本情况

永安煤业是由原禹州市文殊镇顺利煤矿和禹州市文殊镇陈南村兴发煤矿整合而成，整合后的永安煤业于2007年6月获河南省国土资源厅颁发采矿许可证，证号为“4100000730311”，开采方式为地下开采，生产规模21万吨∕年，有效期限自2007年6月至2015年1月。2008年9月12日由河南省国土资源厅换发新的采矿许可证，许可证号：4100000820260，采矿权人：河南地方永安煤业有限公司；有效期限自2008年9月至2015年01月；限采标高+150m~-280m标高；矿区南西～北东走向长度1.6km，倾向宽度0.3～0.6km，矿区面积0.5067km2；生产规模21万吨/年。

矿井设计开拓方式为三个立井开拓，采用中央