第五章 地下水概论
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水文课后答案(整理版,理工用)
第五章 地下水概论1.什么是岩石的空隙性，自然界岩石的空隙有哪几种，各有什么特点，衡量指标是什么？答：（1）岩石的空隙性：构成地壳的岩石，无论是松散沉积物，还是坚硬的基岩，均存在着数量不等、大小不一、形状各异的空隙，没有空隙的岩石是不存在的。
（2）自然界岩石的空隙种类：松散岩石中的空隙、坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶隙。
①孔隙：松散岩石是由大小不等的颗粒组成的，在颗粒或者颗粒集合体之间普遍存在着孔隙衡量孔隙多少的定量指标称孔隙率，可表示为%100⨯=V V n n式中 n —岩石的孔隙率；n V —岩石中孔隙的体积；V —岩石的总体积②裂隙：存在于坚硬岩石中的裂缝状空隙称为裂隙。
坚硬岩石中的裂隙的长度、宽度、数量、分布及连通性等各地差异很大，与孔隙相比具有明显的不均匀性。
衡量裂隙多少的定量指标称为裂隙率，可表为%100⨯=V V n T T式中 nT —岩石裂隙率；T V —岩石中裂隙体积；V —岩石总体积；裂隙率的测定多在岩石出露处或坑道中进行。
量的岩石露头的面积F ，逐一测量该面积上裂隙长度L 和平均宽度b ，便按下式计算其裂隙率：%100⨯⨯=F b L n T③溶隙：可溶岩中的各种裂隙，在水流长期溶蚀作用下形成的一种特殊空隙称为溶隙或溶穴。
衡量溶隙多少的定量指标称为岩溶率。
可用下式表示%100⨯=V V K K K式中 K k —岩石岩溶率；K V —岩石中溶隙或溶穴的体积；V —岩石总体积；2.岩石中存在哪些形式的水？各有什么？各有什么特点？答：岩石中存在组成岩石矿物中的矿物结合水和存在于岩石空隙中的水。
矿物结合水：沸石水、结晶水和结构水。
空隙水：结合水、重力水、毛细水、固态水和气态水。
4.何谓含水层、含水带、含水岩组、含水岩系，他们在生产实践中有何用途？答：含水层是指能透过又能给出重力水的岩层，提供充分的水资源。
7.什么是潜水？有哪些特征？答：（1）潜水是埋藏于地下第一个稳定隔水层之上，具有自由表面的重力水。
工程地质 课件 第五章 地下水
承压水等水压线图用途： a承压水位埋深 b承压水头大小 c含水层埋深
二、孔隙水、裂隙水、岩溶水
1、孔隙水
多存在于松散岩层的孔隙中，呈均匀连续的层状分布，颗粒 大而均匀、孔隙大、透水性好、地下水量大，运动快、水质 好.
按不同埋藏条件可形成：
孔隙－上层滞水 孔隙－潜水 孔隙－承压水
2、裂隙水－坚硬岩石裂隙中的地下水 裂隙按成因分：风化裂隙、成岩裂隙、构造裂隙
第五章 地下水
本章提要
赋予地壳岩石层空隙中各种形式的水系统 为地下水，其中可在重力作用下运动的地下水 又称重力水。本章着重阐述了岩石（层）的水 理性质，重力水的类型及其特征、循环与运动； 扼要介绍了地下水引发的工程和环境问题及其 防治措施。
第五章
地下水
§5～1 地下水的基本概念 §5～2 地下水的类型 §5～3 地下水的补给、径流与排泄
地下水对建筑材料的腐蚀性
溶出侵蚀：混凝土中Ca(OH)2成分被水溶解。
碳酸侵蚀：含侵蚀性co2的水溶解混凝土中的钙质而 使混凝土崩解。 硫酸盐侵蚀：水中SO4-2与混凝土作用生成新的化合 物，由于体积膨胀而胀裂。 酸性侵蚀：PH值低的酸性水对混凝土具腐蚀性。 镁盐侵蚀：水中镁盐与混凝土作用后生成化合物溶
§5～1 地下水的基本概念
一、岩石的空隙
地表10km以上范围，有空隙; 浅部1～2km范围，空隙普遍。 岩石空隙是地下水储存场所，也是渗透通道 空隙的多少、大小 及其分布规律
决定
地下水分布与渗 透特点
1.松散沉积物中的孔隙
按成因空隙分
2.坚硬岩石中的裂隙
3.可溶性岩石中的溶隙
1、孔隙 松散岩石（粘土、砂石、砾石等）中颗粒或颗粒集 合体之间存在的空隙。
3、地下水的径流：地下水由补给区流向排泄区的过程 地下水的循环：补给区→径流区→ 排泄区 径流包括：径流方向、径流速度、径流量 4、地下水的运动 地下水的运动有层流、紊流和混合流三种形式 a.层流：地下水在岩石的孔隙或微裂隙中渗透，产生连续水流， 水质点有秩序地呈相互平行而互不干扰的运动。 b.紊流：地下水在岩石的裂隙或溶隙中流动，涡流性质，各流线
工程地质学第五章-地下水
硬 度
M C2 2 a g 2 H3 C O M Ca3 3 g C C H 2 O O O C2 O
2021/永8/2 久硬度：煮沸时未发生碳酸盐沉淀的那部分Ca2＋、Mg2＋含量 44
②根据硬度对地下水进行分类：
极软水、软水、微硬水、硬水、极硬水
5、地下水的侵蚀性
地下水对混凝土的侵蚀破坏类型包括分解性侵蚀、结晶性侵蚀和分解结晶
如挖排水、截水沟，筑挡水坝，开凿输
水隧洞改道等等。
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5、泉：地下水在地表的天然出露
泉的类型按补给源可分为三类：包气带泉、潜水泉、 自流水泉，按水头性质分为上升泉和下降泉，按出露 原因分为侵蚀泉、接触泉和断层泉。
河谷切割到潜水含水层时，潜水出露成侵蚀下降泉。河 谷切穿承压含水层的隔水顶板时，承压水喷涌成泉，称 为侵蚀上升泉。透水性不同的岩层接触，地下水沿接触 面出露称为接触泉。断层使承压含水层被隔水层阻挡， 当断层导水时沿地面出露的承压水称为断层泉。
隔水层(aquiclude)： 不透水但可含水的岩土层。
含水层的形成条件：
一是岩石中要有空隙存在，并充满足
够数量的重力水；二是这些重力水能够在 岩石空隙中自由运动。
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3、岩土的水理性质
1.含水性
• 容水度:岩土空隙完全被水充满时的含水
量。
• 持水度:岩土在重力作用下释水时仍能保
持的含水量。
C、H、O为主的有机质
2、氢离子浓度
氢离子浓度是指水的酸碱度，用PH值表示：PH = lg[H+]
根据PH值可将地下水分为5类：
强酸性水、弱酸性水、中性水、弱碱性水、强碱性水
20地21/下8/2水的氢离子浓度为一般酸性侵蚀指标。
地下水科学概论[整理版]
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《地下水科学概论》一、名词解释。
第一章地下水分布1. 地下水：分布在地下岩石空隙之中的水。
2．岩石的透水性：岩石允许水透过的能力。
3. 结合水：由于固体颗粒表面的静电作用而吸附在颗粒表面的水。
4. 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。
5. ★☆毛细水：在毛细力作用，水从地下水面沿着细小空隙上升到一定高度，形成一个毛细水带6. 支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。
7．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。
8. 悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。
9. 空隙：地下岩石中没有被固体颗粒或固体骨架占据的那一部分空间。
10. 多孔介质：含有空隙的固体称为多孔介质。
11．孔隙：松散的（或未固结的）固体颗粒之间或颗粒集合体之间的空隙。
12．★孔隙度：某一体积的孔隙介质中孔隙体积与孔隙介质体积之比。
13. ★孔隙比：某一体积孔隙介质内孔隙体积与固体颗粒体积之比14. 有效空隙：相互连通而能使水流通过的孔隙称为有效空隙。
15. 孔隙介质的比表面积：一定体积的孔隙介质中所有颗粒的总面积与孔隙介质体积之比。
16．裂隙：固结的和坚硬的岩石在成岩过程中或成岩以后由于受到一些地质营力的作用而形成的沿一定平面方向展布的空隙。
17．★裂隙率：一定体积的裂隙介质内裂隙的体积与裂隙介质体积之比。
18．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。
19．岩溶率：一定体积的岩溶介质内溶穴的体积与岩溶介质体积之比。
20. ☆容水度：一定体积的多孔介质完全被水饱和时所能容纳的水的体积与多孔介质体积之比。
21．★持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。
22. ★☆给水度：一定体积的饱水多孔介质在重力作用下释放出的水体积与多孔介质体积之比（重力给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积）。
5地下水PPT课件
6
2020/12/6
7
概念（掌握）
➢ 含水层
能够给出并透过相当 数量重力水的岩土层。
如砂岩、灰岩
➢ 隔水层
不能给出并透过水， 或者透过的水是微不 足道的岩土层。
如泥岩、粉砂岩
2020/12/6
8
• （二）岩土的主要水理性质
容水性 持水性 给水性 透水性
2020/12/6
9
容水性 ——指岩土能容纳一定水量的性能。
⑶当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；
⑷当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。
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20
⑴ 潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面。
2020/12/6
21
2020/12/6
地表地形的影响
⑵ 潜水面的起伏经常与地形一致，只是比 地形起伏平缓一些；潜水面与地表面的 形态具有相似性。
22
⑶当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；
潜水的排泄 ——向地表水排泄
2020/12/6
潜水补给河流
34
承压水
埋藏并充满在两个隔水层之间的含水层中 的地下水，是一种有压重力水。
2020/12/6
35
➢承压水的形成
最适宜形成承压水的地质构造有：
向斜构造 单斜构造
承压盆地 承压斜地
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36
承压盆地
此类承压水的水位受到气候及地形的控制，
2020/12/6
12
透水性
——岩土允许水透过的性能称为透水性。 透水的 半透水的 不透水的
2020/12/6
13
概念
➢ 水力坡度Ⅰ（掌握）
沿渗流途径的水头损失与相应渗透途径长度的 比值。
水头损失
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概念（掌握）
➢ 含水层
能够给出并透过相当 数量重力水的岩土层。
如砂岩、灰岩
➢ 隔水层
不能给出并透过水， 或者透过的水是微不 足道的岩土层。
如泥岩、粉砂岩
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• （二）岩土的主要水理性质
容水性 持水性 给水性 透水性
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容水性 ——指岩土能容纳一定水量的性能。
⑶当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；
⑷当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。
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⑴ 潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面。
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地表地形的影响
⑵ 潜水面的起伏经常与地形一致，只是比 地形起伏平缓一些；潜水面与地表面的 形态具有相似性。
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⑶当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；
潜水的排泄 ——向地表水排泄
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潜水补给河流
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承压水
埋藏并充满在两个隔水层之间的含水层中 的地下水，是一种有压重力水。
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➢承压水的形成
最适宜形成承压水的地质构造有：
向斜构造 单斜构造
承压盆地 承压斜地
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承压盆地
此类承压水的水位受到气候及地形的控制，
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透水性
——岩土允许水透过的性能称为透水性。 透水的 半透水的 不透水的
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概念
➢ 水力坡度Ⅰ（掌握）
沿渗流途径的水头损失与相应渗透途径长度的 比值。
水头损失
第五章 地下水 ppt课件
图5-6 洪积物中地下水分布示意图
Ⅰ—深埋带 Ⅱ —溢出带 Ⅲ—垂直交替带
1— 砾卵石 2—砂 3—粉质粘土及粉土 4— 基岩 5—水位
PPT课件
33
2） 裂隙水
埋藏分布极不均匀
埋藏于基岩裂隙中的 地力水。
特征 透水性各个方向呈各向异性
分类
动力性质比较复杂
风化裂隙水
主要接受大气降水的补给，常 以泉的形式排泄于河流中。
学
以碳、氢、氧为主的有机质，经常以胶体方
成
式存在于地下水中。很难以离子状态溶于水
分 胶体成分 的化合物也往往以胶体状态存在地下水中，
其中分布最广的是Fe(OH)2 、Al(OH)3及
SO2。PPT课件
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地下水的水质
气体成分
O2 H2S CO2
离子成分
ClSO4-2 HCO3Na+ K+ Ca+2 Mg+2
表5-1 松散岩石孔隙度参考数值
岩石名称
砾岩
砂
粉砂 粘土
孔隙度变化区间（％） 25～40 25～50 35～50 40～70
PPT课件
9
2. 裂隙
裂隙：岩石受地壳运动及其他内外地质应力作用影响产生的空隙。 裂隙的发育程度除与岩石的受力条件有关，还与岩性有关。
成岩裂隙 裂隙按成因分类 风化裂隙
构造裂隙
连通性好
分布不均匀
连通性差
PPT课件
8
1. 孔隙
孔隙：岩土颗粒之间的空隙。 孔隙度：孔隙的发育程度，又称孔隙率。
n = vn × 100% v
式中 n ─ 孔隙度
vn ─ 岩土中孔隙的体积 V ─ 包括孔隙在内的岩土总体积
工程地质课件 第五章 地下水
裂隙水按基岩裂隙成因分类有： 1. 风化裂隙水 2. 成岩裂隙水 3. 构造裂隙水。
5.2.4 裂隙水及岩溶水（2）
岩溶水：赋存和运移于可溶岩的溶隙溶洞（洞穴、 管道、暗河）中的地下水叫岩溶水。
根据岩溶水的埋藏条件可分为： 1. 岩溶上层滞水 2. 岩溶潜水 3. 岩溶承压水
5.2.5 泉
5.1.1 地下水及含水层
地下水：存在于地壳表面以下岩土空隙（如岩石 裂隙、溶穴、土孔隙等）中的水称为地下水。
毛细水：在岩土细小的孔隙和裂隙中，受毛细作 用控制的水叫毛细水，它是岩土中三相界面上毛 细力作用的结果。在地下水面以上，由于毛细力 的作用，一部分水沿细小孔隙上升，能在地下水 面以上形成毛细水带。
毛细水对建筑的意义
产生毛细压力，对于砂土特别是细砂、粉砂，由 于毛细压力作用使砂土具有一定的粘聚力（称为 假粘聚力）。
毛细水对土中气体的分布与流通有一定影响，常 常是导致产生封闭气体的原因。
当地下水位埋深变浅时，由于毛细水上升，可助 长地基土的冰冻现象；使地下室潮湿；危害房屋 基础及公路路面，促使土的沼泽化、盐渍化。
5.2.2 潜水
埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有 自由水面的重力水叫潜水。
潜水的自由表面，承受大气压力，受气候条件影 响，季节性变化明显，春、夏季多雨，水位上升， 冬季少雨，水位下降，水温随季节而有规律的变 化，水质易受污染。
潜水的补给来源主要有：大气降水（主要）、地 表水、深层地下水及凝结水。
5.4 地下水对建筑工程的影响
地下水对建筑工程的不良影响主要有： 1. 降低地下水位会使软土地基产生固结沉降； 2. 不合理的地下水流动会诱发某些土层出现流砂现
象和机械潜蚀； 3. 地下水对位于水位以下的岩石、土层和建筑物基
5.2.4 裂隙水及岩溶水（2）
岩溶水：赋存和运移于可溶岩的溶隙溶洞（洞穴、 管道、暗河）中的地下水叫岩溶水。
根据岩溶水的埋藏条件可分为： 1. 岩溶上层滞水 2. 岩溶潜水 3. 岩溶承压水
5.2.5 泉
5.1.1 地下水及含水层
地下水：存在于地壳表面以下岩土空隙（如岩石 裂隙、溶穴、土孔隙等）中的水称为地下水。
毛细水：在岩土细小的孔隙和裂隙中，受毛细作 用控制的水叫毛细水，它是岩土中三相界面上毛 细力作用的结果。在地下水面以上，由于毛细力 的作用，一部分水沿细小孔隙上升，能在地下水 面以上形成毛细水带。
毛细水对建筑的意义
产生毛细压力，对于砂土特别是细砂、粉砂，由 于毛细压力作用使砂土具有一定的粘聚力（称为 假粘聚力）。
毛细水对土中气体的分布与流通有一定影响，常 常是导致产生封闭气体的原因。
当地下水位埋深变浅时，由于毛细水上升，可助 长地基土的冰冻现象；使地下室潮湿；危害房屋 基础及公路路面，促使土的沼泽化、盐渍化。
5.2.2 潜水
埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有 自由水面的重力水叫潜水。
潜水的自由表面，承受大气压力，受气候条件影 响，季节性变化明显，春、夏季多雨，水位上升， 冬季少雨，水位下降，水温随季节而有规律的变 化，水质易受污染。
潜水的补给来源主要有：大气降水（主要）、地 表水、深层地下水及凝结水。
5.4 地下水对建筑工程的影响
地下水对建筑工程的不良影响主要有： 1. 降低地下水位会使软土地基产生固结沉降； 2. 不合理的地下水流动会诱发某些土层出现流砂现
象和机械潜蚀； 3. 地下水对位于水位以下的岩石、土层和建筑物基
第五章地下水
孔隙率
nv
?
Vv V
? 100%
岩土孔隙率的大小，主要与颗粒的形状、排列情况及颗粒的分选性和 压密、胶结情况有关。松散沉积物的孔隙率一般很大，可达 20%-60%
沉积物的孔隙率范围
沉积物
孔隙率(％)
分选好的砂或砾 25-50
砂砾混合物
20-35
粉砂
35-50
粘土
35-60
裂隙：存在于坚硬岩石中的裂缝状空隙称裂隙
土壤水 土壤中未饱和的水； 上层滞水 存在于包气带中， 局部隔水层之上的重力水
特征：
分布区与补给区一致；受气 候控制，季节性明显，变化 大，雨季雨量多，旱季雨量 少，对农业影响很大，对工 程影响不大
包气带 饱水带
凝 结 水
水蒸气凝结 后渗入地下 的水
埋 藏 水
地史时期 沉积物空 隙中被封 闭保存下 来的水， 又称古水
原 生 水
岩浆中析 出的结晶 水和水汽 又称岩浆水
地下水的埋藏类型
潜水 埋藏 深度
上层滞水 毛细带水 潜水面 潜水
潜水含水 层厚度
隔水底板
地下水的补给、排泄
潜水面形态的变化规律
受地形和 河流位置 的影响
名称 砾石 粗砂 中砂
砾石及砂性土的给水度
给水度
名称
0.30-0.35
细砂
0.25-0.30
粉细砂
0.20-0.25
给水度 0.15-0.20 0.10-0.15
3.岩土的透水性
岩土允许重力水渗透的能力称为透水性，常用渗透系数表示
达西定律
1856年法国学者 Darcy对砂土的渗 透性进行研究
渗透试验
结论：
水在岩土中的渗透速度与 试样的水力梯度成正比
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（四）透水性
透水性就是岩石的透水性能。岩石
空隙的大小、多少和空隙是否彼此连通，
对透水性有着明显的影响。粘土孔隙度
有时虽然可达50％以上，但透水性很差，
砂的孔隙度一般只有30％，但孔隙大，
故透水性良好。同一岩石在不同方向上
的透水性能也不一样
四、含水层与含水岩系
• 能透水的岩层称为透水层 • 不能透水、或只能透过少量水的岩层称 为隔水层 • 经常为地下水饱和和透水岩层为含水层
《工程地质及水文地质》
第五章
地下水概论
水利建筑工程学院
李刚
第一节 自然界中的水
地下水通常是指埋藏在地表以下土 层和岩石空隙中各种状态的水
研究地下水的学科称为水文地质学
地下水的形成条件
1.地质条件：地下水的形成，必须具有一定 的岩石性质和地质构造条件。 2.气候条件：气候条件对地下水的形成有着 重要的影响，如大气降水、地表径流、蒸
6、
含水层
过度抽取地下水
含水层压实导致地面沉降
地面沉降
意大利威尼斯
52年间沉降了9米！
过度取用地下水造成的地面沉降
美国加利福尼亚San Joaquin 谷 电杆上不同年份的位置为当时的地面
城市发展造成地面负重增 加、地下水被大量抽取
…结果导致地面塌陷
地面塌陷 (Florida)
• 地下水污染
• 承压水的涌水量
承压含水层的涌水量，主要与 含水层的分布范围、厚度、透水性、 补给区的大小、水的补给来源等因 素有关。
第三节 地下水的循环
• 地下水的循环是指地下水的补给、
径流和排泄的全过程
地下水的补给
• 地下含水层从外界获得水量的过程称 为地下水的补给
1.大气降水的补给
2.地表水的补给
3.凝结水的补给
承压水等水位线图可确定 下列重要指标： •承压水位埋深 •承压水头大小 •含水层埋深（初见水位）
如图中A点：
地形标高103m，承压水位 91m，含水层顶板标高83m。
则承压水位埋深为：
103－91＝12m
承压水头为91－83＝8 m 含水层埋深为：
103－83＝20m
• 承压水的补给
⑴大气降水； ⑵地表水；
埋藏的汽油罐或工业 化学品储集罐 施肥、灌溉、 填埋/露天 使用杀虫剂 垃圾堆 污水塘 抽水井
蓄污罐或 化粪池
废料处 置井/ 注入井
抽水井
地表污染物进入地下水
污染物在地下水中的运动
水井中的污染物
城市垃圾 抽水井
• 地下水污染
杀虫剂、重金属等
潜水面
抽水井
污水
• 地下水污染
盐水污染(海岸地区)
潜 水 面
潜水的补给、径流及排泄条件
潜水补给河流
河流补给潜水
单侧补给
• 潜水的补给
含水层中地下水从外部（如大 气降水、地表水等）获得大量补充 的过程称为地下水的补给。
潜水的补给 ⑴大气降水; ⑵地表水的补给； ⑶含水层之间的补给；
I.越流补给(通过非含水层)；
II.直接补给
⑷凝结水；
⑸人工补给
潜水的补给
性存在的。而在岩溶地区，上层滞水的 出现主要是岩性变化的结果。当岩溶发 育的岩层被比较厚的非岩溶化岩层所隔 开时，上下两层岩溶化岩层可能各自发 育一套溶洞系统。此时，上层的岩溶水 就具有上层滞水的性质。
在松散沉积物中，只有在沉积物能够 形成局部不透水层时，才可能出现上层 滞水。冰水沉积物的分选不良的透水层 中，常常夹有细粒透镜体，有利于上层 滞水的存在。洪积冲积物中如有这类透
——大气降水
潜水的补给 ——地表水的补给
河流补给潜水
• 潜水的排泄
⑴蒸发;
⑵泉的排泄；
⑶向地表水排泄； ⑷人为排泄。
潜水的排泄
——泉
潜水的排泄
——向地表水排泄
潜水补给河流
3.承压水
充满于两个隔水层之间的含水层中承受水 压力的重力水
A－补给区
B－承压区 C－排泄区
承压盆地
此类承压水的水位受到气候及地形的控制， 往往具有较好的径流条件。
淡 的 地 下 水 咸 的 地 下 水
抽水井
降落漏斗
淡的地下水 咸 的 地 下 水
• 2、流砂
• （与动水压力有关），当地下水动 水压力大于土粒的浮重度时，就会 产生流砂。
• 工程地质现象——地下水位以下开 挖基坑、埋设地下管道、打井等工 程活动引起
2、流砂
易发生在细砂、粉砂、粉质粘土等土中。
危害：土体流动，使地表塌陷、地基破坏。 防治：浅埋 桩基穿过流砂 若开挖流砂层，处理方法：
1－砂层 2－隔水层 3－含水层
4－潜水面 5－基准面
⑴ 潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面。
地表地形的影响
⑵ 潜水面的起伏经常与地形一致，只是比地形起 伏平缓一些；潜水面与地表面的形态具有相 似性。
⑶当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；
含水层厚度的影响
⑷当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。
岩层透水性的影响
大量抽取地下水会使潜水面明显降低、形成以抽水井为中心的 潜水面“降落漏斗”
原
潜
水
面
大量抽水前
降低的潜水面
大量抽水后
潜水面
• 几口相邻的抽水井可形成几个交切的潜水面“降落漏斗”
排污管线
井
未饱和带
潜水面
降落漏斗
泉、温泉、间歇泉 泉:
地下水在地表的天然露头 • 形成于潜水面与地面交切之处
地表 泉
泉的常见类型
4.含水层之间的补给
5.人工补给
地下水的径流
• 1.地下水径流的产生及影响因素 • 影响因素： （1）含水层的空隙性 （2）地下水的埋藏条件 （3）补给量 （4）地形 （5）地下水的化学成分 （6）人为因素
地下水径流量的表示方法
• M=(Q*1000)/(365*86400*A)
• A:地下水径流面积(km2)
承压水的排泄
——泉
当侵蚀面下切达到承压含水层时，就以泉 水形式排泄。
承压水的排泄 ——泉
导水断层切断含水层时，沿断层带，承压 水也可以泉的形式排泄。
承压水的排泄
——地表水
河谷下切至含水层，则承压水向地表水排泄。
• 承压水的径流
径流条件的好坏与地形条件、 含水层的透水性、补给区与排泄区 的水位差、承压含水层的挠曲程度 等有关。
（1）河水位的变化
（2）地下分水岭的变化
• 2.人类活动引起的转化
（1）修建水库 （2）人工开采和矿区排水 （3）农田灌溉与人工回灌
地下水与工程
1、地基沉降和地面塌陷 深基础施工时，人工降水 降水
不当，地基土产生固结沉降
后果：不均匀沉降；土颗粒流失， 掏空
地面沉降与塌陷
地面沉降与塌陷 －抽取地下水的速度大于水补充的速度
承压斜地
断裂构造形成承压斜地
岩性变化形成承压斜地
承压含水层 在同一区域内均
可在不同深度有
着若干层同时存 在的情况，它们 之间的水头高度 与地形和构造二
者有关。
承压水的特征
（1）承压水的分布和补给区不一致；
（2）承压含水层的厚度比较稳定，水质不易受
到污染，其动态受气象、水文因素的影响 不显著； （3）承压水为有压水流，具有非自由水面； （4）在基岩地区，承压水的形成取决于地质构 造
• 孔隙率的大小，取决于岩土颗粒本身的 大小，颗粒之间的排列形式、分选程度 以及颗粒的形状和胶结的状况等。
• （二）持水性 在重力作用下，岩石依靠分子力和毛管力
在其空隙中保持一定水量的性质，称为持水性，
以持水度表示。在重力影响下岩石空隙中所能 保持的水量与岩石总体积之比，就是岩石的持
水度。
• 岩石的颗粒大小对持水度影响很大，泥
镜体，其上部也可形成上层滞水。
• 包气带中聚集在局部隔水层之上的重力水.
• 特征：接近地表，接受大气降水补给，以 蒸发形式或向隔水底板边缘排泄。动态变 化很不稳定。 • 工程意义：常始料不及涌入基坑。
• 供水意义不大。
• 在寒冷地区易引起道路冻胀和翻浆
2.潜水
埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具 自由水面的重力水。
发等方面的变化将影响到地下水的水量。
3.地貌条件：在不同的地貌部位对地下水 的形成关系密切。一般在平原、山前区易 于储存地下水，形成良好的含水层；在山 区一般很难储存大量的地下水。
4.人为因素：大量抽取地下水，会引起地
下水位大幅下降；修建水库，可促使地下 水位上升。
一、地下水的赋存
岩石中的空隙
（１）孔隙
Q:年内在面积A上的地下水径流量(m3)
1 km2含水层面积上的地下水流量，也 称为地下径流模数
地下水的排泄
• 含水层失去水的过程称为地下水的排泄 • 1.泉水排泄 • 2.向地表水的排泄 • 3.蒸发排泄
• 4.不同含水层之间的排泄作用
地下水补给、径流、排泄条件的转化
• 1.自然条件改变引起的变化
wn＝vn / v ×100%
• 容水度数值的大小取决于岩土空隙的多 少和连通程度。在充满水的条件下，容 水度在数值上与孔隙度、裂隙率或岩溶 率相等。但对于具有膨胀性的粘土来说， 充水后体积扩大，容水度可以大于孔隙 度。
• 孔隙率（n）又称孔隙度，它是反映含水 介质特性的重要指标，以孔隙体积（Vn） 与包括孔隙在内的岩土体积（V）之比值 来表示: n = Vn/V×100％
潜水面位置的 季节性变化
潜水面的位置在雨季 较高而在旱季较低
（5）在山区、丘陵地带潜水常以泉或者散流的形
式排出地表，或直接排入地表水体，在平原
地区，潜水的主要排泄方式是蒸发； （6）一般情况下，潜水面不是水平的，而是向着 临近低地倾斜； （7）潜水之上无连续隔水层阻挡，因此水质易受 污染。