第五章 地下水的作用
水的循环——大气水、地表水和地下水之 间不间断的运动和相互转化的过程。
水循环按其循环范围分为：
大循环——指整个地球范围内，在海洋和 陆地之间的循环。 小循环——指地球局部范围内的循环。
水的运动:水循环
水 循 环 的 类 型 及 主 要 环 节
凝结
植 物 蒸 腾
水量平 衡原理
凝结 蒸 发
凝结
水汽输送
地球上水的组成 99.389% 海水 0.61% 咸水 0.001% 淡水
97.23% 0.008% 2.762%
海水 湖水 河水 冰川水 地下水 土壤水
97.23% 0.017% 0.0001% 2.14% 0.61% 0.005%
地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于空中、 地表与地下，成为海洋水、河流水、湖泊水、沼泽水、土 壤水、地下水、冰川水、大气水以及存在于动、植物有机 体内的生物水。这些水体，通过水循环组成了一个统一的 相互联系的包围地球的水圈。在这其中，海水构成水圈的 绝大部分，海水量约占地球总水量的96%～97%；其次为 分布在极地及陆地上的冰川固态水，约为3x1016 m3；而陆 地上的河、湖、土壤水、地下水等约为4x1012 m3，水体分 布很广，但其所占比重却很小。
蒸 发
受人类 及其形成条件
• 1. 定义
是指储存在地表面以下岩土体空隙 （土中的孔隙、岩体中的孔隙和裂隙） 中的各种水。
• 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 有良好的汇水条件
地下水的有关概念：
1）.岩土体空隙：孔隙(松散沉积物或沉积 岩颗粒之间的空间)；裂隙(岩体中的破裂)； 洞穴(Cave 可溶性岩石溶蚀后形成的空洞)
3）地下水的总矿化度
总矿化度——指地下水中所含的各种离子、分 子及化合物的总量。
地下水按矿化度分类： 地下水类型 总矿化度 （g/L） 淡水 ＜1 微咸水 1～3 咸水 3～10 盐水 卤水
10～50 ＞50
含有对人体有益矿物质的水称为矿泉水
4）地下水的氢离子浓度
按pH值分类
强 酸 性弱 酸 性 弱 碱 性强 碱 性 地下水类型 中性水 水 水 水 水
三. 地下水主要的类型
地下水分类表
含水介质类型 埋藏条件
孔 隙 水 局部粘性土隔 水层上季节性 存在的重力水 （上层滞水） 各类松散堆积物 浅部的水 山间盆地及平 原松散堆积物深 部的水，向斜构 造的碎屑岩孔隙 中的水
裂 隙 水
岩 溶 水
包气带水
裸露的岩溶化 裂隙岩层浅部季 岩层上部岩溶通 节性存在的重力水 道中季节性存在 及毛细水 的重力水 裸露于地表的 裸露于地表的各 岩溶化岩层中的 类裂隙岩层中的水 水 组成构造盆地、 组成构造盆地、 向斜构造或单斜 向斜构造或单斜断 断块的被掩覆的 块的被掩覆的各类 岩溶化岩层中的 裂隙岩层中的水 水
2）颜色：地下水的颜色取决于其化学成分及悬浮物
硬水
浅兰
氧化亚铁 氢氧化铁
浅灰兰 锈黄
硫化氢
浅兰绿
硫细菌 锰化合物 腐殖质
红 暗红 暗黄 灰兰
• 3）透明度：取决于地下水所含物质（矿物质、
有机质、胶体物）类型及多少 透明的：无悬浮物及胶体，60cm水深可见3mm粗线 微浊的：有少量悬浮物，大于30cm水深可见3mm粗 线
η=Vn/V×100%
式中： η，孔隙度(孔隙的数量)；Vn， 孔隙体积；V，沉积物或岩石总体积 影响孔隙度的4因素：颗粒粗则η低、颗粒 形态不规则则η低、分选性差则η低、胶结好 则η低。
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
地壳中分布广、含量高的元素，如O、Ca、Mg、Na、K 等在地下水中最常见。
氢离子浓度
指水的酸碱度，以PH值表示。
总矿化度
水中离子、分子和各种化合物的总称称为总矿化度。表示 水的矿化程度。通常以105-110℃温度下将水蒸干后所得 的干涸残余物的含量来确定。
•
水的硬度
水中、的总含量称为总硬度。
1.地下水的物理性质
• 1）温度：地下水的温度与其埋藏深度、补给 条件及地质条件等有关。
3~5m以内地下水之温度随昼夜气温变化 一般 50m以内地下水之温度随年度季节气温变化 50m以下地下水之温度随深度变化
地下水按其温度可分为
过冷水 ≤0°C 极冷水 0~4°C 冷水 温水 热水 极热水 过热水 4~20°C 20~37° 37~42° 42~100° ≥100° C C C C
2）地下水的主要化学成分
离 子
阳离子:H+、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、 Fe2+、Fe3+、Mn2+等 阴离子:OH-、Cl-、HCO3-、NO2-、SO42-、 CO32-、SiO32-、PO43-等 N2、O2、CO2、CH4、H2S及放射性气体等
气 体
化合物 Fe2O3、Al2O3、H2SiO3等
涩 苦 甜 酸 良好适口 6）比重：取决于各种成分含量，多在 1.0~1.3 • 7）导电性：取决于地下水所含电解质（离子）的 数量和性质（电价—离子价），数量越多，离子价 越高，导电性强。 • 8）放射性：取决于地下水中的气态镭射气（氢） 及少量放射性盐类
咸
2.地下水的化学成分
1）.自然界中绝大多数元素在地下水中均被 发现，这既取决于各元素在地壳中的含量，也 取决于各元素的溶解度。其中O、 K、 Na、 Ca 、Mg 、Cl等以离子状态大量存在于水中。 ● O、 K、 Na 、Ca、 Mg克拉克值大,溶解度 也大，水中含量就高。 ● Cl克拉克值小,但溶解度大,故水中含量高 ● Si，Fe克拉克值大,但溶解度小,故水中含 量就小。
下水。承受着一定的静水压力，形成环境主要为向
斜盆地。
地下水的补给与排泄 1.含水层失去水量称排泄，含水层从外界获得水称补 给。 ●流动的地下水称地下径流。它从补给区向排泄区流 动。 2.补给来源：大气降水、地表水。 3.地下水的露头：地下水的人工露头为井 天然露头为泉 （上升急喷的泉即喷泉，重力向下 者为下降泉）。 台湾和云南有“蝴蝶泉”;南京有“珍珠泉”、 “江南
pH值
＜5
5～7
7
7～ 9
＞9
5）地下水的硬度： 地下水中Ca++和Mg++的含量称为总硬度；将水 煮沸后损失的硬度称为暂时硬度，总硬度与暂时 硬度之差为永久硬度。
• 地下水按存在形式分类： ①气态水 ②液态水 ③固态水 • 地下水按埋藏条件分类： ①上层滞水 ②潜水 ③承压水 • 地下水按含水层性质分类： ①孔隙水 ②裂隙水 ③溶隙水
2.地下水的存在方式
本章要研究的地下水存在状态主要指：
气态水 吸着水（强结合水）
薄膜水（弱结合水）
岩土体中的地下水 毛细水 重力水（自由水） 固态水
二. 地下水的物理性质和化学成分
主要介绍： 物理性质 ： 包括温度、颜色、透明度、嗅
（气味）、味（味道）和导电性等 。
主要化学成分：
• • • 地下水中常见的成分
第五章 地下水的地质作用
一. 地下水的概念及其形成 二. 地下水的物理性质与化学成分
三. 地下水的主要类型及其主要特征
学习地下水地质作用的工程意义
地下水既是重要的资源，同时也是影响工程活动 的重要因素： 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。 如：
2).潜 水
• 定义：地表下面第一个连续隔水层之上具有自由 表面的含水层中的水称为潜水。 • 埋藏条件：在距地表较深的饱水带内的第一个连 续隔水层上的含水层。 • 补给径流排泄：以大气降水和地表水的下渗补给， 由水位高处向水位低处流动，排泄有以蒸发为主 的垂直排泄，水平方向上流到其它含水层及地表 低处的水平排泄。 • 特征：范围较大，水量较多。分布区与补给区一 致。具有连续的自由水面－潜水面（形状与地形 相似，但比地形平缓）受气候、水文因素的影响 较大，动态变化较不稳定。 • 工程特征：对工程的危害视潜水的埋藏深度及所 处岩石的土体性质决定（液化）。
决定
地下水分布与 渗透特点
按成因空隙分：孔隙、裂隙、溶隙
2）.岩土体的透水性:岩土体的透水能力取决于其空 隙大小（能否自由透水）、多少与贯通程度（透水 多少） ●透水层：在常压下水能自由通过的地层。 ●隔水层：(不透水层)水不能自由通过的地层 ●含水层：饱含地下水的隔水层。 3）.地下水面:某地区内地下彼此连通连续的水面, 为饱水带顶面。 ●地下水位：地下水的出露高度(不同地方地下水位 高度并不同，与地表起伏无关) ●包气带：地下水面以上部分岩土层空隙中的气体 与大气相通，含不饱和液态水。 ●饱水带：地下水面以下的部分,岩土空隙中充满了 水。
混浊的：有较多悬浮物，小于20cm水深可见3mm粗 线 极浊的：有大量悬浮物或胶体，似乳状，水深很 小，即是在5cm内也看不清3mm粗线。
• 4）气味：取决于水中所含某些气体或有机质及温 度高低： H2S—臭鸡蛋味 腐殖质—霉味 • 5）味道：取决于其化学成分
NaCl Na2SO4 MgCl2 MgSO4 大量有机质 H2S与碳酸 CO2与适量 气同时存在 Ca(HCO3)2
岩（石）层按水理性质不同分：含水层与隔水层 含水层—能够给出并透过相当数量重力水的岩层。 条件：1、空隙存在并充满足够的水 2、重力水能在空隙中自由运动 隔水层—不能给出并透过水的岩层。 水量小；渗透性差，如粘土
液态水 固态水 气态水
97.859% 2.14% 0.001%
地表水 地下水 大气水
3)、地下水的径流 ——地下水由补给区流向排泄 区的过程
[理学]5地下水的物理化学性质
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5.2地下水的化学成分
• 硫化氢（H2S）、甲烷（CH4）：地下水中 出现H2S 与CH4，其意义恰好与出现O2 相反， 说明处于还原的地球化学环境。这两种气体 的生成，均在与大气比较隔绝的环境中，有 有机物存在，微生物参与的生物化学过程有 关。其中，H2S 是SO42-的还原产物。
5.2地下水的化学成分
5.1 地下水的物理性质
• 味
5.2地下水的化学成分
• 地下水中含有各种气体、离子、胶体物质、有 机质以及微生物等。 • 4.2.1 地下水中主要气体成分 • 氧（O2）、氮（N2）：地下水中的氧气和氮气 主要来源于大气。它们随同大气降水及地表水 补给地下水，因此，以入渗补给为主、与大气 圈关系密切的地下水中含O2 及N2 较多。
5.2地下水的化学成分
• （3）地下水中的重碳酸根离子HCO3-来源 • ① 碳酸盐岩的溶解： Ca/MgCO3+H2O+CO2→2HCO3-+Ca2+/Mg2+； • ② 岩浆岩、变质岩地区铝硅酸盐矿物风化溶解 （钠、钙长石）： • Na2Al2Si6O16+2CO2+3H2O→2HCO3-+2Na++ H4Al2Si2O9+4SiO2。
5.1 地下水的物理性质
• 颜色
5.1 地下水的物理性质
• 透明度
• 测量透明度的方法，用筒底装有放水嘴的量筒， 量筒高100cm，直径3cm，将3mm粗的黑十字 线放在量筒底部，注满水后，慢慢打开放水嘴， 筒内水面缓缓下降，同时观测黑十字线，直到 能看到黑十字线的清晰图象为止。记录量筒内 水柱高度，按表确定水的透明度。
5.2地下水的化学成分
5.2.2地下水中离子及分子成分 阳离子：H+、Na+、K+、NH4+、Ca2+、Mg2+、 Fe3+、Fe2+ 阴离子：OH-、Cl-、SO42-、NO2-、NO3-、HCO3-、 CO32-、PO13主要的有6种离子： Cl-、 SO42-、 HCO3-、 Na+ （K+）、 Ca2+、Mg2+
工程地质 第5章 地下水及其对工程的影响
断面1
断面2
Q O
h L
H1 H2
O’
A
5.5 地下水运动与动态
二、地下水向集水建筑物运动的计算
基坑开挖时，流入 坑内的地下水和地表水 如不及时排除，会使施 工条件恶化、造成土壁 塌方，亦会降低地基的 承载力。施工排水可分 为明排水法和人工降低 地下水位法两种。
5.5 地下水运动与动态
<4.2 4.2～8.4 8.4～16.8 16.8～25.2
>25.2
meq／L
<1.5 1.5～3.0 3.0～6.0 6.0～9.0
>9.0
mol／L
<7.5×10－4 7.5×104～1.5×108 1.5×10－3～3×10－3 3×10－3～4.5×10－3
>4.5×10－3
5.4地下水分类
1 岩土的空隙性
概念：将岩土空隙的大小、多少、形状、连通程度，以及分布 状况等性质统称为岩土的空隙性。
5.2 地下水的基本概念
1 岩土的空隙性
意义：是地下水赋存场所和运移通道，其多少、大小及其分布规 律，决定着地下水的分布与运动特点
分类：岩土空隙的成因不同
孔隙
裂隙
溶隙
5.2 地下水的基本概念
5.1 概述
1 什么叫地下水
赋存和运移于地面以下岩石空隙中的水。狭义上指赋存于地下水面以下饱和含 水层的水。
2 地下水的功能
地下水是一种宝贵的资源
不工
地下水是地球内部地质演变的信息载体
良程 地地
质质
地下水是极其重要的生态环境因子
现问 象题
地下水是一种很活跃的地质营力
5.2 地下水的基本概念
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。
地下水作用
地下水作用地下水是地下岩层中存在的水体，是地下水循环的一个重要组成部分。
它在地下岩石中以不同的方式起作用，对地球环境和人类社会产生着重要的影响。
地下水的作用主要体现在以下几个方面：首先，地下水起到了维持生态平衡的重要作用。
地下水是地球上淡水的重要储存库，以及河流、湖泊和湿地的重要补给源。
它在地下岩层中形成了水层，与土壤中的根系形成连通，滋养着植物的生长。
地下水的流动还可以保持湿地的湿润状态，维护了湿地生态系统的完整性，提供了独特的生物多样性。
其次，地下水对地下岩层的溶解作用可以形成洞穴和溶洞。
地下岩层中存在有溶解性的矿物质，如石灰石和石盐。
当地下水经过这些岩石时，会进行溶解反应，慢慢地将岩石溶解掉。
随着时间的推移，洞穴和溶洞就形成了。
这些洞穴和溶洞具有很高的科学价值和旅游价值，吸引了大量的研究人员和游客。
此外，地下水还对地下岩层发挥了重要的调节作用。
地下水可以调节地下岩石的温度和湿度，从而稳定地下岩层的物理和化学特性。
地下水的流动还可以分解和吸附有害物质，净化地下污染物。
地下水的存在还可以调节地下岩层的压力分布，对地表地貌起到了保护作用，防止地震等自然灾害的发生。
最后，地下水还对人类生活和经济发展产生着重要的影响。
地下水是地下水利用的重要资源，在干旱地区尤为重要。
它可以作为农业用水、工业用水和城市供水的重要补给源。
地下水的开发和利用可以解决人类生活的水资源问题，推动社会经济的可持续发展。
综上所述，地下水作为地下岩层中存在的水体，在地球环境和人类社会中发挥着重要的作用。
它维持着生态平衡，形成了洞穴和溶洞，调节了地下岩层的特性，对人类生活和经济发展产生着重要的影响。
因此，我们应该加强对地下水的研究和保护，合理开发和利用地下水资源，以促进可持续发展。
地下水的作用及其勘察
地下水的作用及其勘察【摘要】地下水是地球表层下的水体，它对于人类生产生活、自然生态系统的发展和维持起着重要作用。
勘察地下水的情况，可以为地下水资源的利用提供基础数据。
本文主要介绍了地下水的作用及其勘察方法。
在勘察方面，常用的方法包括水文地质勘察、地球物理勘察和化学勘察等。
文章的主要结论是：地下水是重要的水资源，但同时也存在一些问题，如污染和过度开采等，因此在勘察地下水资源时，需要注意其合理利用和保护。
【关键词】地下水；作用；勘察引言地下水是地球表层下的水体，它对于人类生产生活、自然生态系统的发展和维持起着重要作用。
地下水资源的勘察是保障和发展水资源的重要手段。
因此，对于地下水的勘察和利用，是保障人民生存和发展的重要保障。
本文将介绍地下水的作用及其勘察方法，以期能够更好地保障和利用地下水资源。
1. 地下水的基本类型与特征地下水是地球表面以下的水资源，它们的类型和特征可以根据地下水的来源、地下水流动的状态、水文地质条件等多种因素来进行分类和描述。
以下是地下水的基本类型和特征：地表水渗漏形成的地下水：这种地下水主要来自于地表水渗漏入土壤中而形成的。
它们通常具有与周围土壤和地表水相似的水质，流速较慢，汇集成的水体呈现出灰色、黄色或棕色等颜色，通常具有较高的含盐量和微量元素含量。
降雨渗透形成的地下水：这种地下水主要来源于降雨，经过土壤和岩层的渗透和过滤后形成的。
这种地下水的水质通常较为清洁，含有较低的盐分和微量元素，但它们可能受到地表污染物的影响。
断层、裂隙和孔隙水：这种地下水主要位于岩石断层、裂隙和孔隙中，通常具有较高的水质，但也可能受到地质构造和人为污染的影响。
矿化度高的地下水：这种地下水的矿化度高，含有较高的盐分和微量元素，通常是由于地质条件和地表环境的影响所导致的。
深层地下水：这种地下水位于地下较深的岩层中，通常含有较高的矿化度和微量元素，但它们也可能具有较高的水质，因为它们受到地下水流动和地质构造的保护。
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。
第五章 地下水
§5.2 地下水类型及其主要特征
地下水按埋藏条件可分为三大类：即包气带水、 潜水、承压水 。根据含水层的空隙性质，地下水可分为 三个亚类：孔隙水、裂隙水、岩溶水。
二、地下水及含水层 1. 基本概念
地下水的来源：大气降水。降落的水分，一部分渗
入地下，另一部分沿地面汇集于低处，成为河流、湖泊、 海洋的地表水，而地表水也可以通过岸边或谷底渗入地 下。这些渗入的水，就是地下水的主要补给来源。
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。
§5.1 地下水概述
一、地下水的地质作用 地下水能降低岩上强度和地基承载力； 对砂性土、粉性土产生潜蚀作用，破坏土体的 结构； 会使粉细砂和粉性土产生流砂现象，影响建筑 物和地下设施的稳定性，甚至引起破坏，同时 给地下工程施工带来许多麻烦; 当深基坑下部有承压水时，若不降低承压水头 压力，可能会冲毁坑底土体造成突涌危害; 地下水对其水位以下的岩土会产生静水压力作 用； 有些地下水会腐蚀钢筋混凝土。
▲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％。
毛细水对建筑工程的意义主要有：
（1） 产生毛细压力， 对于砂性土特别是细 砂、粉砂，由于毛细压力作用使砂性土具有一 定的粘聚力（称假粘聚力）。
工程地质学第五章-地下水
• • •
• Darcy定律适合于层流（砂土）。
5.2 地下水类型及其主要特性
地下水按埋藏条件可分为三大类：即包气带
水、潜水、承压水；
根据含水层的空隙性质地下水可分为孔隙水、 裂隙水、岩溶水。 通过这两种分类的组合，可得九类不同特点 的地下水。见教材p124。
裂隙水
孔隙水
含水层
承压水井 自流水井 潜水井 承压水位 潜 水 位
6、 地下水的循环：补给、排泄
上层滞水循环：大气降水补给，垂直蒸发、下渗排泄。 潜水补给： 大气降水，地表水的补给，含水层之间的补给①越流 补给②直接补给，凝结水，人工补给。 潜水排泄：蒸发，泉的排泄，地表水排泄，人为排泄。 承压水补给：大气降水，地表水，潜水。 承压水排泄：潜水排泄，泉的排泄，地表水排泄。
承压水面上高程相等点的连线图
用途：流向，水力坡度，初见水位，水位埋深，水头
5.3 地下水的性质
一、地下水的物理性质
1、温度：主要受气候条件和地热控制
由于地下水形成的环境不同，其温度变化范围很大； 常随埋藏深度不同而异，埋藏越深、水温越高。 纯净的地下水是无色的，当含有某些化学成分或悬浮物质时， 2、颜色： 会带有一定颜色。 纯净的地下水是透明的，但含有有机质、矿物质及胶体时， 3、透明度： 地下水将变得浑浊不清。 地下水一般是无嗅无味的，当含有气体或有机质时，会具有特殊 4、气味：
特点：空间分布极不均匀，动态变化强 烈，流动迅速，排泄集中。
在土木工程建筑地基内有岩溶水活 动，不但在施工中会有突然涌水的事故 发生，而且对建筑物的稳定性也有很大 影响。因此，在建筑场地和地基选择时 应进行工程地质勘察，针对岩溶水的情 况，用排除、截源、改道等方法处理， 如挖排水、截水沟，筑挡水坝，开凿输 水隧洞改道等等。
地下水的理化性质及其形成作用
推广节水技术和节水意识，提 高水资源利用效率，减少地下
水开采量。
防止污染途径和治理方法
污染源控制
严格控制工业废水、生活污水和农业 面源污染等污染源，防止污染物进入 地下水。
水质监测与预警
建立地下水水质监测网络，实时监测 水质变化，及时发现并预警污染事件。
污染场地修复
对已经污染的场地进行修复，采用物 理、化学或生物方法去除污染物，恢 复地下水水质。
隔水层特征
空隙小、连通性差，透水性弱或不透水；对地下水流起阻隔 作用。
02
地下水的物理性质
温度
地下水的温度通常受地温影响，随深度增加而升 高。
不同地区和不同深度的地下水温度有所差异。
地下水温度对地下环境中的生物、化学反应等具 有重要影响。
颜色
纯净的地下水通常无色透明。
含有不同矿物质或杂质的地 下水可能呈现不同颜色，如
黄色、红色、绿色等。
地下水的颜色可以反映其成分 和污染状况。
透明度
01
地下水的透明度通常较高，可以清晰看到水底的物体。
02
含有悬浮物或胶体的地下水透明度会降低。
透明度是评价地下水质量的重要指标之一。
03
味道和气味
01
02
03
纯净的地下水通常没有 异味。
含有某些矿物质或杂质 的地下水可能具有特定 的味道或气味，如咸味
降水量、降水强度、降水历时 等因素影响入渗补给量。
不同地区、不同岩性、不同地 形条件下，降水入渗补给地下 水的比例和方式存在差异。
地表水补给
地表水（如河流、湖泊等）与地下水 存在密切的水力联系，通过河床渗漏 、侧向补给等方式补给地下水。
地表水的水质、水量以及河床地质条 件等因素对地表水补给地下水的过程 和结果产生影响。
地下水的地质作用
地下水的地质作用地下水对岩层破坏和建造作用的总称。
地下水在流动过程中对流经的岩石可产生破坏作用，并把破坏的产物从一地搬运到另一地，在适宜的条件下再沉积下来。
因此，地下水的地质作用包括剥蚀作用、搬运作用和沉积作用。
剥蚀作用地下水的剥蚀作用是在地下进行的，所以又称为潜蚀作用。
按作用的方式分为机械潜蚀作用与化学溶蚀作用。
工程地质学中的潜蚀概念不包括可溶性岩石的化学溶蚀作用。
① 机械潜蚀作用。
地下水在流动过程中，对土、石的冲刷破坏作用。
地下水在土、石中渗透，水体分散，流速缓慢，动能很小，机械冲刷力量微弱，只能将松散堆积物中颗粒细小的粉沙、泥土物质冲走，使其结构变松，孔隙扩大。
但经过长时间的冲刷作用，也可以形成地下空洞，甚至引起地面陷落，出现落水洞和洼地。
这种现象常见于黄土发育地区。
疏松的钙质粉砂岩也易受到冲刷破坏。
地下水充满松散沉积物的孔隙时，水可润滑、削弱、以至破坏颗粒间的结合力,产生流沙现象;或浸润粘土物质,使之具有可塑性，引起粘土体积膨胀,导致土层蠕动和变形。
② 化学溶蚀作用。
地下水可溶解可溶性岩石所产生的破坏作用，又称喀斯特作用。
地下水中普遍含有一定数量的二氧化碳，这种水是一种较强的溶剂，它能溶解碳酸盐岩（如石灰岩，化学成分为碳酸钙），使碳酸盐变为溶于水的重碳酸盐，随水流失。
碳酸盐岩中常发育裂隙，更易遭受溶蚀，岩石中的裂隙逐渐扩大成溶隙或洞穴。
在碳酸盐岩地区，喀斯特作用可产生一系列如溶沟、石芽、溶洼、溶柱、落水洞、溶洞、暗河、地下湖和石林等喀斯特地形。
搬运作用地下水将其剥蚀产物沿垂直或水平运动方向进行搬运。
由于流速缓慢，地下水的机械搬运力较小，一般只能携带粉沙、细沙前进。
只有流动在较大洞穴中的地下河，才具有较大的机械动力，能搬运数量较多、粒径较大的砂和砾石，并在搬运过程中稍具分选作用和磨圆作用，这些特征类似于地表河流。
地下水主要进行化学搬运。
化学搬运的溶质成分取决于地下水流经地区的岩石性质和风化状况，通常以重碳酸盐为主，氯化物、硫酸盐、氢氧化物较少。