地下水的基本知识

返回
岩溶发育的基本条件
1、岩石的可溶性 可溶岩的岩性愈纯，含易溶组分就愈多，岩溶
也愈发育。 2、岩石的透水性
岩石的透水性愈好，水就愈容易进入岩石内部 进行溶蚀。 3、水的流动条件
地下水径流愈强烈，侵蚀性CO2含量愈多，岩溶 也愈发育。
返回
地质构造对岩溶发育的控制作用
因素等的影响较小； (5)承压水的水质变化大，从淡水直到矿化度很高的
卤水都有。
3、等水压线图及其作用
（1）自流盆地：形成承压水的向斜或盆地构造
（2）承压斜地：单斜储水构造
承压斜地剖面示意图 （a）含水层尖灭形成的承压斜地；（b）单斜构造形成的承压斜地；（c） 阻水断层形成的承压斜地；（d）导水断层形成的承压斜地
孔隙度测定方法
1、概略测定方法： n=V水/V砂
2、准确测定方法：
液
n=（1-δ/γ)×100%
面
δ—松散岩石的容重
水
γ—松散岩石的比重
砂 子
3、坚硬岩石：饱和液体法
2、裂隙：指固结的坚硬岩石在构造运动以及其他各
种内、外地质应力作用下，产生于岩体中的各种扁平 状空隙。
用裂隙度（Kt）来衡量。
Kt=（Vt /V ）×100%
裂隙的体积
V岩石总体积
=（∑L·b）/F ×100%
露头中裂隙的长
岩层露头面积
度
裂隙的平均宽度
3、溶隙：可溶性岩体中的裂隙再经过地下水流的长
期溶蚀、冲刷而形成的空隙或空洞称为溶隙或溶洞。
用溶洞（岩溶）率（Kk）来衡量。
Kk =（Vk/V ）×100%
溶隙的体积，通常 由钻孔中所取得的
岩心测量而得
V岩石总体 积
结合水
吸着水 薄膜水
包
毛细水
气 带
地下水面
饱
重力水
水
带
三、岩土的水理性质
岩石的空隙虽然为地下水提供了储存的 空间，但是水能否自由进出这些空间却 与岩石表面控制水分活动的条件、性质 有很大关系。与水分的贮存运移有关的 岩石性质称为岩石的水理性质。包括容 水性、持水性、给水性和透水性。
容水性— 指岩石空隙能容纳一定水量的性能。
二、水在岩土中的存在形式
沸石水、结晶水
地 矿物结合水
壳
岩
石
中
的 水
空隙中的水
结构水 结合水
液态水
强结合水（吸着水） 弱结合水（薄膜水） 重力水 毛细水
固态水
气态水
吸着水——又叫强结合水，指由分子引力和静电引力
牢固地吸附在土壤颗粒表面的薄层（通常只有几个水
分子厚）水膜。是一层近于固态的水。 薄膜水 吸着水 薄膜水——又叫弱结合水，是指在吸
初见水位=
含水层顶板
标高；
承压水位=
稳定后的水
位标高
水头高度
H=承压水
位-初见水
承压水盆地剖面示意图
位 1—隔水层；2—含水层；3—地下水位；4—地下水流向；
5—上升泉；6—钻孔，虚线为进水部分；7—自流钻孔；
8—大气降水补给；H—承压水头高度；M—含水层厚度
1、上层滞水的一般特征
（1）一般分布不广； （2）季节性存在，存在时间的长短受其下部隔水
两点间的平均 水力坡度： 在流动方向 上，任意两 点的水位差 除以该两点 间的实际水 平距离
（a）潜水补给河水；（b））河水补给潜水 ；（c） 河水一岸得到潜水补给，另一岸则河水补给潜水 。
A
135
115
埋藏深度： 某点地面 标高减去 该点潜水 位。如A 点埋藏深 度=135115=20米
1、地形等高线；2、等水位线；3、等埋深线；4、潜水流向；5、潜水埋藏深度为 零区（沼泽区）；6、埋深0~2m 区；7、埋深2~4m；8、埋深大于4m 区
地表
包气带 饱水带
上层滞水 局部隔水层
潜水面
2、潜水 埋藏在地表以下、第一个稳定的隔水层以上，具有自 由水面的重力水。
（1）有关潜水埋 藏的术语：
潜水面：潜水的 自由表面
潜水埋藏深度： 潜水至地表的 距离
潜水位：潜水面 上任一点的标高
潜水含水层厚度： 潜水面至隔水层 顶面的距离
3、承压水
（自流水）
孔隙水
松散岩土
溶洞 水
可溶性岩石， 如灰岩
＋ ＋＋ ＋＋ ＋ ＋ 坚硬岩石，如花岗岩
裂隙水
2、按埋藏条件分类的地下水
1、上层滞水 （潜水面）
2、潜水
包
气
带
3、承压水
饱
水
带
1、包气带水和上层滞水
存在于包气带中的水叫做包气带水，以气 态水、吸着水、薄膜水和毛细管水的形式存 在，农业上称为土壤水。其中局部隔水层上 的重力水称为上层滞水。
2、裂隙水
（1）风化裂隙水 是赋存在风化裂隙中的地下水，受风化裂隙的分布和
发育程度控制，多分布于出露基岩的表层，新鲜的基岩 为含水层的下限，绝大多数为潜水，受大气降水补给。
（2）成岩裂隙水 是指岩石形成过程中产生的裂隙中的地下水，主要
的成岩裂隙水包括玄武岩中的地下水和接触带地下水。 （3）构造裂隙水
表示岩土透水性能大小的指标，称为渗透系数， 用符号K表，单位m/d（米/天）
§3 含水层和隔水层
一、概 念 二、构成含水层的基本条件
一、 概 念
➢ 含水层： 指能够透过并给出相当数量水的岩层。
➢隔水层： 不能透过并给出水，或透过和给出水 的数量微不足道的岩层（渗透系数 <0.001m/d）
湖
松散含水层
是指赋存于地壳运动产生的裂隙中的地下水，主要 的埋藏于沉积岩、变质岩的节理及片理等裂隙中的层 状地下水和埋藏于构造破碎带中的脉状地下水。
3、 岩 溶 水
➢ 岩溶的发育规律 ✓ 岩溶发育的基本条件 ✓ 地质构造对岩溶发育的控制作用 ➢ 岩溶水的储存形式 ✓ 地下河 ✓ 岩溶地下水脉 ➢ 岩溶水的基本特征
孔隙
松散岩土
溶洞
可溶性岩石， 如灰岩
＋ ＋＋ 隙：指松散岩土颗粒与颗粒集合体之间小孔状
或细管状的空隙。 孔隙体积多少用孔隙度（n）来量度。
n=（Vn/V ）×100%
孔隙的体积
V岩石总体积
影响孔隙度的因素：岩石的密实程度、颗粒的均匀性、
颗粒形状和颗粒间的胶结程度等。
泥岩
砂岩含水层
二、构成含水层的基本条件
1、储水空间。即应有孔隙、裂隙和溶隙等空隙。 这是储存地下水的前提条件。
2、储水构造。有了储水空间，只是有了能含水的 条件，但能否储存水，成为含水层，还必须具备保 存住地下水的地质构造：下部要有隔水层托住重力 水，并在水平方向上具有某种隔水边界，使之不致 完全流失，水能在岩层空隙中保存住，从而形成含 水层。也就是说，透水岩层与隔水岩层组合起来， 才能成为含水层。
1—砂土；2—粘性土；3—潜水面；4—钻孔；5—钻孔编号
潜 水 等 水 位 线 图
等水位线图的用途
① 确定潜水的流向及水力坡度 ② 确定潜水的埋藏深度、泉水出露点和沼泽化范 围 ③ 提供合理的取水位置 ④ 确定潜水与地表水的相互补给关系 ⑤ 确定含水层厚度 ⑥ 分析推断含水层透水性及厚度变化
潜水的流向： 垂直等水位 线从高水位 指向低水位 的方向，常 用箭头表示 ；
二、按埋藏条件分类的各类地下水特征
1、上层滞水；2、潜水；3、承压水
三、按空隙性质分类的各类地下水特征
1、孔隙水；2、裂隙水；3、岩溶水
1、按岩石空隙性质分类的地下水
孔隙水主要存在和运动于松散岩石（即未完全胶 结和未胶结的砂、砾石和粘性土等）孔隙中。
裂隙水存在和运动于坚硬岩石的裂隙中
岩溶水存在和运动于可溶性岩石的溶洞中
着水层以外的液态水膜。这层水不受
重力影响，但由于引力不等薄膜水质
土粒
点可由厚的地方向薄处转移。
重力水——指在重力作用下，贮存 在岩石和土壤的非毛管孔隙中自由 运动的水。
重力水
毛细管水——受毛管力作用而保持在土壤毛细 管孔隙（直径0.001-0.1毫米）中的水。
各种形式的水在地壳中的分布
地表
水井
气态水
A
135
115 95
隔水层
含水层厚度= 该点潜水位与 隔水顶板标高 之差。如A点 含水层厚度 =115-95=20 米
利用等水位线图分 析推断含水层透水 性及厚度变化
若等水位线由密 变疏，说明潜水面 坡度由陡变缓，可 以推断含水层透水 性由弱变强或含水 层厚度由薄变厚。 反之，则可能是含 水层透水性变弱或 厚度变薄
2）潜水面形状及其表示方法（水文地质剖面图和潜 水等水位线图）
潜水面的形状
一般情况下，潜水 面是呈向排泄区 （如相邻沟谷、 河流、湖泊等） 倾斜的曲面。
潜水面的形状与地 形、含水层的透 水性及厚度、气 象水文条件、人 工抽水和排水等 因素有关。
1、含水砂；2、含水砾石；3、隔水底板；4、流向
×××水文地质剖面图
常见松散岩土的给水度 岩石名称 给水度（μ） 岩石名称 给水度（μ）
砾石
0.35-0.30
细砂
0.20-0.15
粗砂
0.30-0.25
极细砂 0.15-0.10
中砂
0.25-0.2
粘土
<0.10
指在一定压力梯度下岩石允许水透过
透水性— 的性能。取决于空隙直径的大小和连
通程度，其次是空隙的多少。
用容水度衡量，数值上等于岩土的 孔隙度、裂隙度或岩溶率。
持水性— 指岩土体在重力作用下释水后仍能保
持住的一定水量的性质。用持水度衡 量。松散岩土颗粒越小，其表面积越 大，表面吸附的结合水越多，持水度 越大；而坚硬岩石的裂隙和溶隙持水 度几乎为零。
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（μ）作为衡量指标，数值上等于 容水度减去持水度。