地下水的地质作用概述
认识地下水的地质作用
６.２ 地下水的类型
• (３)确定潜水面的埋藏深度.潜水面的埋藏深度等于该点的地形高程减 潜水位.根据各点的埋藏深度值,可绘出潜水等埋深线.
• (４)确定含水层厚度.当等水位线图上有隔水层顶板等高线时,同一测 点的潜水水位与隔水层顶板的高程之差即为含水层厚度.
• ３.承压水 • 充满于两个隔水层之间含水层中具有水头压力的水,称为承压水.承压
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６.２ 地下水的类型
• 许多干旱盆地中心,形成高含盐量的咸水,即是垂直排泄的结果.水平排 泄,既消耗水分又消耗水中盐分,所以不会引起潜水化学组成的改变.
• 排泄与径流是密切相关的,一定的径流条件产生与其相适应的排泄方 式,如径流条件好的山区河流中游地区,潜水排泄以水平方式为主;径流 条件不好的平原或河流下游,主要是垂直排泄.人工开采潜水也是排泄.
• 潜水补给来源充沛,水量比较丰富,是重要的供水水源.但在居民区和厂 矿附近易被污染.潜水水质变化较大,湿润气候地形切割强烈时,易形成 含盐低的淡水;干旱气候低平地形,常形成含盐量高的咸水.
• (２)潜水面的形状及其影响因素.潜水面的形状是潜水的重要特征之一 ,它一方面反映外界因素对潜水的影响;另一方面也反映潜水的特点,如 流向、水力坡度等.
• (３)潜水的补给、径流和排泄.潜水含水层自外界获得水量的过程称补 给.在补给过程中潜水的水质可随之发生相应的变化.潜水最普遍的和 最大的补给源是大气降水入渗.地表水的补给常发生在河流下游或洪 水期,地上河的补给常发生在河流下游或洪水期,地上河的补给则是经 常的.当潜水下部承压含水层的水位高于潜水位时,下部含水层的水可 以通过它们之间的弱透水层或通道补给潜水,这种补给称越流补给.
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14第十章地下水的地质作用
第一节 地下水的基本概念
二、地下水的储存 溶隙（溶洞）：可溶性的岩石，如岩盐、石膏、石灰岩和白云
岩等，在地下水溶蚀下产生的空洞。
第一节 地下水的基本概念
二、地下水的储存
溶隙（溶洞）
岩溶地貌地形
第一节 地下水的基本概念
三、岩石的透水性 孔隙的大小 岩石的透 水性好坏 孔隙度
第二节 地下水的基本类型
一、按地下水的埋藏条件 3、承压水 当钻孔打穿隔水层顶板时， 钻孔中的水位将上升到含水
层顶板以上一定高度称静止
水位（侧压水位）。在静止 水位高于地表的范围在承压 区打井，地下水能够喷出成 为自流井。
第二节 地下水的基本类型
一、按含水层的空隙性质 孔隙水
按含水层的 空隙性质 裂隙水 岩溶水
第三节 地下水的地质作用
一、地下水的剥蚀作用（岩溶作用） 3、岩溶地貌——喀斯特 石芽和石林：
沟槽不断加深加宽， 沟槽之间凸起的石 脊称为石芽。 如石芽形态高大， 沟坡近于直立，且 发育成群，远观宛 若森林，称为石林。
第三节 地下水的地质作用
第一节 地下水的基本概念
二、地下水的储存 裂隙：各种应力作用下岩石产生的破裂 成岩裂隙 按裂隙 的成因
构造裂隙
风化裂隙
第一节 地下水的基本概念
二、地下水的储存 裂隙：各种应力作用下岩石产生的破裂
岩石裂隙对地下水的影响
第一节 地下水的基本概念
二、地下水的储存 溶隙（溶洞）：可溶性的岩石，如岩盐、石膏、石灰岩
间上的变化规律。
第一节 地下水的基本概念
七、地下水的补洽、径流与排泄
第一节 地下水的基本概念
七、地下水的补洽、径流与排泄
14地下水地质作用共50页
CaCO3 + CO2 + H2O —> Ca(HCO3) 2 石灰岩地区溶蚀作用使岩石孔隙、洞穴、裂 隙扩大，大洞穴上部岩层因失去支撑而垮塌陷 落，形成奇特的地质现象。
岩溶(喀斯特)：通常把在可溶性岩石地区发 生的以地下水为主（兼有部分地表水的作用） 对可溶性岩石进行以化学溶蚀为主、机械冲刷 为辅的地质作用以及由此产生的崩塌作用等一 系列过程称为岩溶作用或喀斯特作用。形成的 十四章 地下水地质作用
地下水是指存在于地表以下松散沉积物和 岩石孔隙中的水。地下水是一种重要的矿产资 源，它不仅是河水、湖水的重要来源，而且是 工农业用水和饮用水的重要来源。
地下水的地质作用：地下水在其运动过程 中对地壳表层的改造过程。
潜水面
第一节 地下水的运动
一、岩石的孔隙度、透水层 地下水存于岩石(以及松散沉积物)的孔隙中，
并在其中运动，因此岩石孔隙度的大小、形 状、数量及连通情况，对地下水的储量及运动 特点有很大的影响。
1. 孔隙度= 岩石中孔隙的体积 / 岩石总体积 表示可容纳水的数量，泥岩为20%
2. 渗透性：是岩石能让水通过的性能。渗透性 取决于孔隙大小和连通情况。
大多数岩石的空隙是连通的，因而地下水可在 岩石中流动。渗透性好，能透过水的岩层叫透水层。 透水性最好的岩石要算洞穴大的石灰岩和白云岩以 及孔隙大的砾岩和砂岩。
岩溶作用要具备一些基本条件： 可溶性岩石 岩石的可溶性是发生岩溶作用的必要条 件。岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成分，岩溶 作用主要发生在灰岩、白云岩发育的地区。 岩石的透水性与流动性 透水性强的岩石利于岩溶作 用的进行。在这些岩石中的地下水运动速度相对较快 ，新鲜的地下水不断补充，使它处于不饱和状态，具 较大溶蚀能力。 地下水的溶蚀能力 地下水的溶蚀能力取决CO2的含 量和适宜的气候条件。
地下水对地质的作用
地下水的地质作用地下水与土石相互作用会使土体和岩体的强度和稳定性降低，产生各种不良的自然地质现象和工程地质现象，给工程的建筑和正常使用造成危害。
滑坡、岩溶、潜蚀、土体盐渍化和路基盐胀、多年冻土和季节冻土中冰的富集、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等都与地下水的存在和活动有关，地下水还常常给隧道施工和运营带来困难，甚至带来灾害。
因此地下水对工程有极其重要的影响。
地下水指的是埋藏在地表下面土中孔隙、岩石孔隙和裂隙中的水。
地下水的富集必须具备三个条件，有较多的储水空间，有充足的补给水源和有良好的汇水条件。
地下水长期在地下运动，可从岩石中获得大量可溶性的物质成分，使之成为成分复杂的溶液。
其常见成分有O、K、Na、Ca、Mg、C1等地下水中常见元素；主要离子元素有氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子、钠离子、钾离子；常见的气体有O2、N2、CO2、H2S；地下水中还含有大量的胶体物质Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2及以胶体形式存在的有机质。
多数地下水的PH在6.5到8.5之间。
地下水是自然界水的一部分。
据估算，埋藏在地下17Km以内的地下水总量约为8.4×1015m3，其中有一半埋藏在地面以下1Km的范围内。
地下水能在岩石中储存和运动是因为岩石具孔隙度和渗透性，地下水能否在岩石中运动取决于岩石的渗透性。
地下水据其在孔隙中的存在形式可分为吸附水、薄膜水、毛细水和重力水。
吸附水是受静电引力作用以分子状态吸附于岩石表面的水。
吸附水厚度大于几个到几百个水分子直径时，便形成薄膜状即薄膜水。
当孔径小，水量增多时，水受表面张力作用逆重力方向运动，称毛细水。
若孔径较大，水的重力大于表面张力和静电引力时，水受重力影响垂直渗流即重力水。
根据地下水的运动方向分为包气带地下水和饱气带地下水。
包气带地下水是呈垂直方向运动的水。
埋藏在包气带中的地下水，主要以吸附水、薄膜水和毛细水形成存在。
在包气带内局部隔水层上积聚的具有自由水面的重力水称为上层滞水，它是埋藏在地面以下包气带岩土层中的水，它在距地表很近的包气带内，局部的隔水层上。
地质学-第7章地下水的地质作用
溶洞的发育由溶蚀、机械潜蚀和重力崩塌等多种 作用共同形成。
近于同一高度的洞穴可以连接起来，构成迂回曲 折、忽高忽低、时宽时窄的溶洞系统。
——美国肯塔基州巨洞国家公园的猛犸洞， 长252公里。
——桂林七星岩有总长16公里的地下溶洞。
孔隙水
溶隙 水
裂隙 水
透水性（permeability）：岩石能透过地下水 的性能。
透水层（permeable bed）：地下水易于通过 的岩石层。
含水层（aquifer）：能透过或保存地下水并 能在重力作用下释放出相当数量水的岩层。
隔水层（impervious bed）：地下水不易透过 和储存的岩层。
岩溶作用形成的地形称岩溶地形（或称喀斯特地 形（karst landform））。
喀斯特——来源于南斯拉夫亚得里亚沿海的喀斯 特高原，该地区以碳酸盐岩石发育为主。
徐霞客在桂林的 塑像
地关中下，的水一对CO部可2的分溶含C性O量岩2是越石以大的碳，溶酸对解氢岩力根石与（的地H溶下C蚀水O3力中-）越C的O大形2的。式含地存量下在有水 的C大a。增CO含加3）H。+接和触HC时O，3-的便水会与发石生灰化岩学（反主应要，成使分其为溶方解解度石大
潜水面——隔水层之上，潜水的自由水面。 潜水面受地形，构造因素的影响，可以有 起伏。
3．承压水（confined water）：指埋藏在两 个稳定隔水层之间的透水层内的重力水。 又称为层间水（interlayer water）。
承压水的类型
补给 区
自流井
排泄 区
排泄 区
排泄区
地下水按其所贮存岩石的空隙特点又可分 为：
地下水地质作用
地下水地质作用地下水是指地球表面以下的水体，它在地下岩石层中流动，并发挥着重要的地质作用。
地下水地质作用是指地下水通过溶解、沉积、侵蚀等过程对地质体产生的变化和影响。
本文将从地下水溶解作用、地下水沉积作用和地下水侵蚀作用三个方面详细介绍地下水地质作用。
地下水溶解作用是指地下水通过溶解岩石中的溶质物质，加速了地质体的溶解作用。
地下水中含有溶解性较强的二氧化碳，当地下水与含有碳酸盐的岩石接触时，二氧化碳会与岩石中的碳酸盐反应生成碳酸，导致岩石的溶解。
这种溶解作用在石灰岩地区尤为明显，形成了众多的溶洞、地下河等地下溶蚀地貌。
例如中国的桂林地区就有着著名的喀斯特地貌，其中的龙胜地下河就是地下水溶解作用的产物。
地下水沉积作用是指地下水通过沉积作用对地质体产生变化和影响。
地下水中含有溶解的物质，在特定条件下会发生沉积作用。
当地下水中的溶解物质超过饱和度时，会发生沉积，形成沉积物。
沉积物的特点是颗粒细小、排列规则，形成了地下水沉积岩。
典型的地下水沉积岩有石英砂岩、石膏石等。
此外，地下水还能通过沉积作用形成坑穴、地下沉积湖等地下沉积地貌。
例如中国的乌鲁木齐地区有着著名的石灰岩坑穴地貌，就是地下水沉积作用的产物。
地下水侵蚀作用是指地下水通过侵蚀作用对地质体产生变化和影响。
由于地下水的流动，其所含的溶解物质会对地下岩石进行侵蚀，加速地质体的破坏和溶解。
地下水侵蚀作用主要表现为岩溶漏斗、溶洞和地下河等地貌。
例如中国的贵州地区就有着众多的喀斯特地貌，其中的黄果树大瀑布就是地下水侵蚀作用的产物。
地下水地质作用主要包括溶解作用、沉积作用和侵蚀作用。
地下水溶解作用通过溶解岩石中的溶质物质加速了地质体的溶解作用；地下水沉积作用通过沉积作用对地质体产生变化和影响；地下水侵蚀作用通过侵蚀作用对地质体产生变化和影响。
这些地下水地质作用在地质学和地貌学研究中具有重要的意义，对于人类的生产生活也有着重要的影响。
因此，加深对地下水地质作用的研究，对于认识地球的演化历史和地质过程，以及保护地下水资源具有重要的意义。
地下水的地质作用
地下水的地质作用：技术专业知识点、浏览量大标题与数值分析一、地下水的地质作用概述地下水是地球上重要的水资源之一，它在自然环境和人类生活中都起着重要的作用。
地下水的地质作用主要是指地下水在地球内部和地表的运动和变化过程中所起的作用。
地下水在岩石和土壤中流动时，会对岩石和土壤产生物理、化学和生物作用，这些作用会影响地下的稳定性和地表的变化。
因此，对地下水的地质作用进行深入的研究和理解，对于保护水资源、防止地质灾害、合理利用地下资源等方面都具有重要的意义。
二、地下水的物理性质和化学成分1.地下水的物理性质地下水的物理性质主要包括温度、颜色、气味、透明度、密度、表面张力等。
地下水的温度通常与周围环境的温度相近，但在地下深处，由于地球内部的影响，水温可能会升高。
地下水的颜色通常为无色或浅色，但受到污染或含有某些化学物质时，颜色可能会发生变化。
地下水的气味通常为无味或略有泥土味，但受到污染时，可能会出现异味。
地下水的透明度通常较低，因为水中含有大量的悬浮物和溶解物质。
地下水的密度通常比地表水低，因为地下水中含有的矿物质和溶解物质较少。
地下水的表面张力通常较低，因为水中含有大量的矿物质和溶解物质。
2.地下水的化学成分地下水中的化学成分主要取决于周围环境和岩石的性质。
地下水中的主要离子包括钙离子、镁离子、钠离子、钾离子等，这些离子主要来自于岩石的风化和溶解。
此外，地下水中还含有大量的溶解气体和有机物，这些物质的含量通常较低，但会受到污染的影响。
三、地下水的水力学特征1.地下水的流动特征地下水在地下的流动过程中，会受到周围岩石和土壤的限制和影响。
因此，地下水的流动速度通常较慢，流动路径也不规则。
在某些情况下，地下水可能会在地表以下较深处形成蓄水层，这些蓄水层的水位可能会受到气候、地形、地质等因素的影响。
2.地下水的压力特征地下水的压力通常来自于水的重力和水深度的压力。
在地下深处，由于岩石和土壤的限制，水的压力可能会增大。
第八章 地下水的地质作用及地貌特征
③隔水层底板形状：若隔水底板向下凹陷， 特别是某些河谷盆地，在枯水季节，可形 成潜水湖，此时潜水面呈水平状；而在丰 水季节水面上升超出盆地边缘的隔水底板， 又可形成潜水流；隔水底板由于构造原因 形成阶梯陡坎，此时潜水面往往出现跌水 现象。
此外，人工抽取潜水，可使潜水面形成 一个以抽水井为中心的漏斗曲面。
（2）潜水
• 是埋藏在地表以下，第一个稳定的隔水层以上， 具有自由水面的重力水（见图）。潜水一般埋藏 在第四纪松散沉积物的孔隙中或出露地表的基岩 裂隙中，潜水的自由表面称潜水面；潜水面上任 一点至地面的距离称为潜水埋藏深度。潜水面上 任一点的海拔高度，称为该点的潜水位H。潜水 面至隔水底板的距离称为潜水含水层厚度。潜水 埋藏深度和含水层厚度各处不一，往往相差很大。
D．承压水的水质变化大，从淡水直到矿化很 高的卤水都有。如承压水的补给、径流与 排泄条件好，则矿化度往往比较低，水质 接近入渗的降水及地表水；如承压水的补 给、径流、排泄条件差，水循环缓慢，则 水从岩层中溶解得到的盐类就多，水的矿 化度相应升高。
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㎝）
2、气体成分 3、胶体和有机质
4、pH值
酸性侵蚀
水的类别 强酸性水 弱酸性水 中性水 弱碱性水 强碱性水
PH值
<5
5-6.5
6.5-8
8-10
>10
第二节 地下水的类型及其特征
地下水的地质作用
透水程度 渗透系数 良透水的 ＞10 透水的 弱透水的 微透水的 不透水的
岩石名称
砾石、粗砂、岩溶发育的岩石、裂隙发 且很宽的岩石
10—1.0 粗砂、中砂、细沙、裂隙岩石 1.0—0.01 粘质粉土、细裂隙岩石 0.01—0.001 粉砂、粉质粘土、微裂隙岩石 ＜0.001 黏土、页岩
地下水的物理性质和化学成分
Kk=Vk/V
Kk=Vk/V ×100%
研究岩石的空隙时，不仅要研究空隙的多 少，还要研究空隙的大小、空隙间的连通 性和分布规律。
松散的土 孔隙度可表征一定范围内孔隙发育情况 岩石裂隙 裂隙率只能代表被测定范围内裂隙的发育程度 溶隙 大小悬殊 分布不均匀 连通性差 溶隙率 的代表性更 差
岩石越疏松、分选性越好，孔隙度越大； 反之，岩石越紧密、分选性越差，孔隙度 越小。 岩石的孔隙表
2 裂隙 坚硬岩石受地壳运动及其他内外地质营力 作用的影响产生的空隙。 裂隙发育程度用裂隙率Kt表示 Kt=Vt/V Kt=Vt/V ×100%
3 溶隙 可溶岩（石灰岩、白云岩）中的裂隙经 地下水流长期溶蚀作用而形成的空隙 溶隙的发育程度用Kk表示
地下水的地质作用
地下水：埋藏在地表下面土中孔隙、 岩石孔隙和裂隙中的水。
赋存在岩石孔隙中的地下水有气态、液态 和固态3种。其中一液态为主。 液态岩石中地下水水又分为吸着水、薄膜 水、毛细管水和重力水。（它是地下水存 在的最主要方式）
地下水在重力作用下不停地运动着。
地下水分布很广，与人们的生产、生活和 工程活动隔水层 岩石中各种状态的地下水，由于各类岩石 的水物理性质不同，可将各类岩石层划分 为含水层和隔水层。 含水层 能够给出并透过相当数量重力水的岩层。
河北工程大学 土木工程学院 工程地质 第五章_地下水
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6. 构造裂隙水
●其发育程度既取决于岩石本身的性质，也取决于 边界条件及构造应力分布等因素。 ●分为层状构造裂隙水和脉状构造裂隙水。 ●可以是潜水，也可以是承压水 ●裂隙各有自己独立的系统：补给源、径流及排 泄条件，水位不一致。 ●渗透性常常显示各向异性。 26
5
3.
重力水-----受重力控制的地下水
当岩石、土层的空隙完全被水饱和时，粘 土颗粒之间除结合水以外的水都是重力水，它 不受静电引力的影响，而在重力作用下运动， 可传递静水压力。
重力水的工程意义：
静水压力 动水压力 浮托力 溶解能力--岩土产生化学潜蚀
6
☆ 含水层：能够给出并透过相当数量 重力水的岩层或土层，称为含水层。 ☆ 隔水层：是指那些不能给出并透过 水的岩层、土层，或者这些岩土层给出与透 过水的数量是微不足道的。 ☆构成含水层的条件： 1.岩土中要有空隙存在，并充满足够数 量的重力水； 2.这些重力水能够在岩土空隙中自由运 动。
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▲矿化度：地下水中所含各种离子、分子 与化合物的总量称为矿化度，以g/L表示。 习惯上用105～110℃温度将地下水样品蒸 干后所得的干涸残余物总量来表示矿化度。 可以将分析所得阴阳离子含量相加，求得 理论干涸残余物总量。
注意: 由于在蒸干时有将近一半的HCO3-了分解生 成CO，及H2O而逸失。所以，阴阳离子相加时， HCO3 只取重量的50％。
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自流水泉（上升泉）：主要靠承压水补给， 动态稳定，年变化不大，主要分布在自流盆地 及自流斜地的排泄区和构造断裂带上。
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§5.3 地下水的性质
一、地下水的物理性质 地下水的物理性质有：温度、颜色、透明 度、气味、味道、导电性及放射性。 地下水物理性质的研究，使我们能初步了 解地下水的形成环境、污染情况及化学成分， 这为利用地下水提供了依据。
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1．溶沟与石芽（karren and stony sprout）
溶沟——地表水沿岩石表面流动溶蚀而形成 的沟、槽。
石芽——脊状突起。 2．落水洞（sinkhole） 地下水沿裂隙垂直下渗和溶蚀所形 成的近于直立的深洞。是包气带的 主要岩溶地形。直径小，深度大。
3．承压水（confined water）：指埋藏在两个稳定隔水层之间的透水 层内的重力水。又称为层间水（interlayer water）。
泉（spring）
是地下水的天然露头。是地下水在适当条件下溢出地面 的自然现象。
泉的分类方案
（1）根据泉水溢出情况，一般把泉分为上升泉和下降泉。 （2）根据泉的成因可分为接触泉、断层泉和侵蚀泉。 （3）根据泉的温度可分为普通泉、温泉和冷泉。 （4）部分泉水中可溶有各种矿物质（如碳酸、硫、氟等， 甚至含放射性元素），这种泉称为矿泉（mineral spring）。
孔隙水
裂隙 水
溶隙 水
透水性
指在一定条件下，岩土允许水通过的性能。透水性能一 般用渗透系数K值来表示。其值大小首先与岩土空隙的直径大小和 连通性有关，其次才和空隙的多少有关。如粘土的孔隙度很大，但 孔隙直径很小，水在这些微孔中运动时，不仅由于水与孔壁的摩阻 力大而难以通过，而且还由于粘土颗粒表面吸附形成一层结合水膜， 这种水膜几乎占满了整个孔隙，使水更难通过。透水层与隔水层虽 然没有严格的界限，不过常常将渗透系数K值小于0.001米/日的岩 土，列入隔水层，大于或等于此值的岩土属透水层。
地下水的地质作用
一.地下水的基本特征 二.地下水的剥蚀作用
三.地下水的搬运和水是指以各种形式存在于地表之下岩石和松散堆积物
空隙中的水体。地下水有气态、液态和固态三种，但以液态为 主。
地 表 水
◆按来源不同,可将地下水分为渗入水、凝结水、岩 浆水和埋藏水。
●渗入水：降水渗入地下形成渗入水。 ●凝结水：水汽凝结形成的地下水称为凝结水。当地面的温度
◆地下水的沉积作用
地下水沉积作用包括机械和化学沉积。地下水的机械沉积 较少，只发生在地下河的较大洞穴中，其作用与河流沉积相似。 地下水的化学沉积是主要的，表现为溶解物质析出，其方式主 要有过饱和沉淀与置换沉淀两种。
1．包气带水：包气带水是埋藏在包气带中的地下水。其中，埋藏在土 壤中的也称为土壤水。当水通过包气带下渗时，重力水可以在包气带中 的局部隔水层上受阻积聚，形成“上层滞水”。
2．潜水（phreatic water）：指埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以 上，具有自由表面的重力水。(潜水面——隔水层之上，潜水的自由 水面。潜水面受地形，构造因素的影响，可以有起伏。)
溶斗——地表水沿裂隙集中渗流并溶蚀可溶性岩石，在地表及浅 处形成的碟状、漏斗状洼地。
溶洼——溶斗侧向扩大、合并和加深所形成的小型封闭洼地称为 溶洼。
5．溶盆和溶原（polje and karstic plain）
在可溶性岩石地区经过长期的溶蚀和崩塌作用形成 的大型半封闭洼地。
溶盆规模较小；
溶原面积较大。
◆所贮存岩石的空隙特点
孔隙水——主要埋藏于各种成因的松散堆积物和风化基岩的表层。 裂隙水——贮存于裸露基岩的风化裂隙、岩浆岩的原生裂隙、各种岩石的构 造裂隙、断层和构造破碎带中。 岩溶水——贮存于因溶蚀形成的缝隙或溶洞中。
◆据地下水的运动状态、埋藏条件，可以把地下水 分为包气带水、潜水、层间（承压）水
◆地下水的流动状态
1)渗流地下水沿岩石空隙的这种缓慢运动，称为渗流。其运 动场所称为渗流场。 2)当重力水在岩石的狭小空隙中渗流时，受介质的吸引力影 响较大，水的质点排列较为有序，水作层流运动。 3)当地下水在一些宽大的空隙中(溶洞或裂缝)流动时，受介 质的影响较小，水的流速较大，水的质点呈无序地、互相 混杂地流动，形成紊流。 4)地下水在渗流场内运动，当其运动要素(水位、流速和 流向等)在一定时间内稳定不变时，则称为稳定流。
高温热泉(需具备较大的空隙、较热的岩体、通向地表的不规则裂
隙系统）
地下热水分布区常是地热异常区；出露地表即成为温泉。
西藏羊八井、南京汤山、西安临潼华清池；冰岛、新西兰、美国黄
石Yellow Stone老实泉(Old Faithful)
地下热水的成因：与断裂有关、与地热有关、与水文地质条件有关。
岩溶地貌示意图
峰林地形——峰林或峰丛 孤峰—— 岩溶发育的阶段性： 早期——地表形成石芽、溶沟、 溶斗、 落水洞。 地下形成独立的洞穴。 中期——地表溶洼和峰林； 地下溶洞、洞穴系统。
晚期——溶原、孤峰。
●古岩溶
古岩溶是指新生代以前发育的岩溶。 识别古岩溶在理论上和生产实践中具有一定 的意义： （1）古岩溶面代表了地壳抬升的相对稳定阶段， 可作为分析地壳运动性质的重要依据。 （2）有古岩溶存在，说明当时该区处于温暖潮 湿的气候特征，而且是处于古陆被剥蚀的状态， 有助于分析古地理和古气候。 （3）石油和天然气可储存于古潜山周围和溶洞 中。 （4）有些金属矿床与溶洞有关，形成“岩溶型 矿床”，因而研究古岩溶具有一定的找矿意义。
地下水的机械潜蚀作用
地下水对岩石的冲刷破坏作用称机械 潜蚀作用。
与地下水的流速以及所流经地区的岩石条件 有关。
孔、洞：易发生机械崩塌
黄土发育区：易形成土林 富含水的砂层：易发生流砂 粘土层：易发生土层蠕动，变形
云南元谋土林
三.地下水的搬运作用和沉积作用
◆地下水的搬运作用
地下水的搬运作用以化学方式为主;机械搬运能力通 常微弱，但在地下暗河中可以有较大的搬运力，其搬 运方式和特点与地面流水相似。 地下水的溶运能力与水温、压力、地下水的循环速度 及水中所溶解的CO2的数量及酸度有关。 溶运物包括各种离子和胶体。
上层滞水 包气带
季节变动带
饱水带 深循环带
达西定律:地下水呈现层流运动时的基本规律，可以表示为：
Q=KF h/ L =KFI V=KI (Q=FV )
式中， Q ：渗流流量；F ：为过水断面； h ：水头损失；L：渗流长度； I ：水力坡度；K ：渗透系数。 V ：流速 渗透系数同渗流速度具有相同的因次。一般采用m/d或cm/s为单位。 渗透系数可定量地说明岩石的渗透性能。岩石的渗透系数越大，表明其透水性 能越强。
二.地下水的剥蚀作用
地下水的剥蚀作用称潜蚀作用（underground corrosion）。 按作用的方式可分为机械、化学两种。 地下水主要在岩石空隙中渗流，流动缓慢，水 量分散，冲击力甚小，所以其机械潜蚀作用占次要 地位；但水中常富含CO2和各种溶剂，这些成分能 与组成岩石的矿物颗粒广泛接触并发生化学反应， 因而化学潜蚀作用显著。
低于空气的温度时，空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙 中，在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。
●埋藏水：与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙
中而形成的地下水成为埋藏水。
●岩浆水：既不是降水渗入，也不是水汽凝结形成的，而是由
岩浆中分离出来的气体冷凝形成，这种水是岩浆作用的结果， 成为初生水。
◆地下水存在状态
3．溶洞（karst cave） 饱水带上部或季节变动带的地下水沿近水平方向溶蚀岩石 所形成的近水平方向的空洞。
溶洞的发育由溶蚀、机械潜蚀和重力崩塌等多种作用共同 形成。
近于同一高度的洞穴可以连接起来，构成迂回曲折、忽高 忽低、时宽时窄的溶洞系统。
4．溶斗与溶洼（funnel and uvala）
◆物理性质
主要有透明度、颜色、嗅味及味感等。
◆硬度
地下水中的Ca2+和Mg2+离子的浓度之和构成地下水的硬度。人 们长期饮用过硬水对健康有害。硬水在工业锅炉中易生成锅垢，既费 燃料，又可能引起锅炉炸裂。
◆矿化程度
淡水（<1g/L>)； 弱矿化水（1~10g/L); 中等矿化水（3~10g/L); 强矿化水（10~50g/L); 盐水（>50g/L)
◆孔隙率
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，即n = Vn/V×100%。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。必须指出， 孔隙率只有孔隙数量多少的概念，并不说明孔隙本身的大小（即孔隙 率大并不表示孔隙也大）。孔隙的大小与岩土颗粒粗细有关，通常是 颗粒粗则孔隙大，颗粒细则孔隙小。但因细颗粒岩土表面积增大，因 而孔隙率反而增大，如粘土孔隙率达到45—55%；而砾石的平均孔隙 率只有27%。
●吸湿水 又称强结合水，水分子与岩土颗粒表面之间的分子吸引力可达到几千甚 至上万个大气压，因此不受重力的影响，不能自由移动，密度大于1，不溶解盐 类，无导电性，也不能被植物根系所吸收。 ●薄膜水 又称弱结合水，它们受分子力的作用，但薄膜水与岩土颗粒之间的吸 附力要比吸湿水弱得多，并随着薄膜的加厚，分子力的作用不断减弱，直至向自 由水过渡。 ●毛管水 当岩土中的空隙小于1毫米，空隙之间彼此连通，就象毛细管一样，当 这些细小空隙贮存液态水时，就形成毛管水。 ●重力水 当含水层中空隙被水充满时，地下水分将在重力作用下在岩土孔隙中 发生渗透移动，形成渗透重力水。饱和水带中的地下水正是在重力作用下由高处 向低处运动，并传递静水压力。
◆岩溶作用的发育（影响）条件
是否具有溶蚀作用的地下水和可溶性岩石
1．岩石的可溶性——碳酸盐岩、卤化物、硫酸盐、 硼酸盐、钙质胶结的碎屑岩等。 2．岩石的透水性—— 裂隙发育程度、紧闭程度。 3．地下水的溶蚀力——所溶解的CO2的浓度。 4．地下水的流动特征——流速、流动方向。
◆常见的岩溶地形的类型及其形成过程
◆化学成分
地下水中常溶有一定数量的气体和矿物质。 溶解于地下水的气体——O2、N2、CO2、H2S等。 地下水中的矿物质——Na+、K+、Mg2+、Ca2+、SO42-、 HCO3-、Fe2O3、Al2O3 其含量随地而异，主要与流经地段的岩石性质有关。气 温、生物活动及地下水补给条件等，都会对地下水的 化学成分有影响。