第八章地下水的地质作用及地貌特征资料

一、自然界的水循环
自然界的水循环
水循环类 型
海陆间循 环
内陆循环
海上内循 环
发生领域
海洋与陆 地之间
陆地与陆 地上空之 间 海洋与海 洋上空之 间
水循环环节
作用
蒸发、输送、凝 最重要的类型。使陆地
结、降水、径流、水得到补充，水资源得
下渗等
以再生。
蒸发、植物蒸腾、补充陆地水体的水量很 凝结、降水等 少
• 隔水层：指的就是几乎不透水或透水性很低的岩 层，一般指渗透系数小于0.001m d-1的岩层,又叫 不透水层。
（七）毛管性
• 是指松散岩石中存在的毛细孔隙，具有孔 隙毛管作用的性质。
• 毛管力作用支持的水称为毛管水，这种水 在常压下不能靠重力作用流出来。在潜水 面上部常出现一个毛管上升带。水的毛管 上升高度与毛管的半径成反比，所以地下 水在松散岩石中毛管上升带的高度大致与 粒径成反比。
（五）给水性
• 指饱和含水的岩石在重力作用下，能自由 流出（排出）若干水量的性能。
• 以给水度作为数量指标。
• 给水度表示在常压下从饱和含水岩石中流 出来的水体积与饱水岩石总体积之比。给 水度在数值上等于容水度与持水度之差。 粗粒松散岩石以及具有张开裂隙的岩石， 持水度很小，给水度接近于容水度，粘土 以及具有闭合裂隙的岩石，持水度接近于 容水度，给水度几乎近于零。
• 衡量岩石透水性的指标是岩石的渗透系数K。透水 层与隔水层虽然没有严格的界限，不过目前已公 认，凡渗透系数K小于0.001md-1的岩石均列入隔 水层，大于或等于这个数值的岩石属于透水层。
Hale Waihona Puke 透系数K• 表示土或岩层透水性大小的一个参数。在数值上 等于水力坡度为1时的地下水渗流速度。其大小随 岩石性质而异，是计算地下水流量、水井涌水量、 水库和渠道渗漏水量及水工建筑物地基设计中不 可缺少的基本数据。
蒸发、凝结、降 挟带水量最大的水循环，
水
是海陆间循环的近十倍
二、地下水的来源
（1）海成的：海水等从地面渗入地下积聚而 成的，或海水伴随沉积物一起沉积而保存 起来的古水 ；
（2）渗透的：大气降水、冰雪融水、地表流 水、湖水等从地面渗入地下积聚而成的 ；
（3）凝结的：空气中的水气因降温在地面凝 聚成水滴后渗入地下积聚而成；
（4）初生的：由岩浆活动过程中冷却析离出 来的水积聚而成的，又叫原生水 ；
三、岩土的水理性质
（一）孔隙度 孔隙是指松散岩石颗粒与颗 粒集合体之间的空隙。 孔隙度=孔隙总体积/整个岩 石总体积X100
（二）裂隙度 裂隙是指固结的坚硬岩石在各种力的作用下形成 的空隙。
裂隙度=裂隙总体积/整个岩石总体积X100
裂隙
（三）容水性
• 指岩石空隙能容纳一定水量的性能，通常以容水 度来衡量
• 容水度是指岩石所能容纳的水体积与容水岩石体 积之比
• 容水度＝水体积/岩石体积×100％（小数或百分 数表示）
• 容水度在数值上与岩石的孔隙率、裂隙率、岩溶 率之和相等。但对于具有膨胀性的粘土，充水后 其体积会增大，容水度可以大于孔隙率。
2、颜色 地下水一般是无色透明的，它含某 些化合物或胶体物质之后呈现不同的颜色， 含钙、镁离子的水为微蓝色，含2价铁离子为 灰蓝色，含3价铁离子为褐黄色等。
3、透明度 地下水的透明度决定于水中所含 的盐类、悬浮物、有机质和胶体的数量 ，分 为四个等级：
透明（水柱高度大于60厘米）
微混浊（30～60㎝）
（六）透水性
• 指在一定压力梯度条件下岩石允许水透过的性能。
• 岩石的透水能力首先取决于空隙直径的大小和连 通程度，其次是空隙的多少。因为水在细粒物质 （如粘土）组成的微小孔隙中运动时，不仅由于 水与孔壁的摩擦阻力而难以通过，而且还由于小 颗粒吸附了一层结合水水膜，这种水膜几乎占满 了整个孔隙，水是很难通过的。坚硬的岩石中空 隙愈多、透水性愈强。
四、地下水的物质物理性质和化学 成分
• 地下水的物理性质 • 地下水的化学成分
闽清黄槠林
（一）地下水的物理性
• 地下水的物理性质包括：温度﹑颜色﹑透明度﹑嗅﹑味﹑ 导电性等
1、温度 地下水的温度取决于地温的变化， 自地表向下大体可以分为变温带、常温带和 增温带。根据地下水的温度，可分为过冷水 （小于0℃）、冷水（0～20℃）、热水 （20～40℃）、低温热水（40～60℃）、 中温热水（60～100℃）、高温热水、过热 水（大于100℃）几种类型。
（四）持水性
• 指由于岩石颗粒表面对水分子的吸引，而在岩石 空隙中保持若干水量的性能。
• 因为在分子力作用范围内分子力比重力大若干倍， 所以岩石所保持的这种水不受重力支配。岩石的 持水性能用持水度来衡量。
• 持水度是指受重力作用排水后，岩石空隙中保持 的水量与岩石总体积之比，在这种情况下所能保 持的水主要是结合水，它取决于岩石颗粒表面对 水分子的吸附能力。在松散沉积物中，颗粒组成 物质愈细，空隙直径愈小，则体积内的总表面积 愈大，持水度愈大。所以持水度实际上说明岩石 中结合水与毛管水含量的多少。
淡水：残渣＜1g/L
弱矿化水：1～3g/L
中等矿化水：3～10g/L
强矿化水：10～50g/L
盐水＞50g/L
2）硬度
水中钙镁离子的总量，称为水的总硬度。当水煮沸时， 一部分钙镁离子的重碳酸盐因为失去二氧化碳而成为 碳酸盐沉淀，沉淀部分叫做暂时硬度。总硬度减去暂 时硬度即为永久硬度。表示水硬度可用德国度（以一 升水中含有10㎎CaO为一度）和钙镁离子的mmol/L 来表示。1德国度等于0.35663mmol/L。
第八章 地下水的地质作用及地貌特征
• 地下水的基本性质 • 广泛埋藏于地表以下
• 地下水的类型及其特 征
的各种状态的水，统 称为地下水。
• 不同地貌区的地下水
• 岩溶地貌
• 地下水的利用
第一节 地下水的基本性质
一、自然界的水循环 二、地下水的来源 三、岩石的水理性质 四、地下水的物质物
理性质和化学 成分
混浊（小于30㎝）
极混浊（含有大量悬浮物质及胶体呈乳状者为 不透明）
4、嗅觉和味感 含碳酸钙的水清凉爽口， 含氢氧化钙的水是甜味，含硫酸镁和氯化 镁呈苦味。
5、导电性
（二）地下水的化学成分
1、主要离子成分
1）总矿化度：水的总矿化度是指水中离子、 分子和各种化合物的总含量，通常是以水 烘干后所得残渣来确定，单位为g/L。