第八章地下水的地质作用
第八章 地下水的地质作用
目的要求
地下水是重要的地质营力，其剥蚀作用和搬运作用对地表的岩石具有强烈的
破坏作用，因而是一种非常重要的外动力地质作用。要求学生了解地下水的基本
特征，掌握基本概念；掌握地下水溶蚀作用的特点及产物，了解地下水的搬运作
用和沉积作用，初步能对岩溶发育条件进行分析。
课时：4学时
授课内容
一、地下水的基本特征
二、地下水的剥蚀作用
三、地下水的搬运和沉积作用
四、岩溶发育条件分析
重点
地下水的溶蚀作用的特点与产物是本节的重点。
难点
地下水的溶蚀是一个长期的、复杂的过程，学生难以理解。可借助一些典型
的实例，并通过多媒体教学手段进行讲解。
教学方法
利用多媒体等以讲授为主，结合部分实地照片进行说明。
讲授重点内容提要
一、地下水的基本特征
（一）地下水的储存条件
地下水储存于岩石中的孔隙、节理和洞穴之中，它的储存与岩石的性质有关。
透水层：空隙连通的岩层，地下水可在其中流动的岩层。
不透水层：地下水很难流动的岩层。
含水层：被地下水所饱和(所有空间都是液态水)，含有相当数量水的岩层。
(二)地下水的类型(按不同的埋藏条件)
1、潜水：地下赋向下运移受阻于第一个隔水层，开在其上的透水层中汇聚
起来填满空隙形成饱和带水，该带的水称之为潜水。其水层上有一个自由表面称
为潜水面。
2、包气带水：存在于潜水面之上，受毛细管作用与空气混合的水。
3、上层滞水：在饱气带中，局部隔水层之上的水。
4、层间水 ：处在两个隔水层之间的水。
5、承压水：处在两个隔水层之间，并具有一定水头压力的水。
(三)地下水的温度与成份
地下水的温度和成分是两个重要的性状。按地下水的温度可分冷泉和温泉。
地下水由于可溶解岩石中的某些成分，使地下水中含有多种物质。
二、地下水剥蚀作用
（一）地下水的潜蚀作用
地下水在运动过程中对周围岩石的破坏作用称为地下水的潜蚀作用
（suffosion）。其包括以下几种方式：
1、冲刷（scour）
地下水流体一般分散，流速缓慢，冲刷力微弱，只能冲刷细小的颗粒，使岩
石的空隙逐步扩大。但是长时间的冲刷，也可造成大型空洞并引起地表塌陷。规
模较大的洞穴和裂隙中的地下水流速较快，冲刷力较强。黄土最易被地下水冲刷
破坏，因为它主要由粉砂组成，颗粒细小而且松散，同时，黄土含有较多碳酸盐
类矿物，易被地下水溶解。疏松的钙质砂岩也容易受冲刷破坏。
2、溶蚀（corrosion）
地下水中含有CO2 ，易溶解石灰岩或含碳酸盐类矿物的岩石。其反应式如下：
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca2+ + 2HCO3-
此处分解而成的钙离子和碳酸氢根离子便随水带走。
3、喀斯特（karst)
由于地下水的运动是发生在岩石空隙中，水与岩石的接触面大，而且地下水
流速缓慢，因而溶蚀作用极为显著。特别是在湿热气候条件下，溶蚀是可溶性岩
石遭受破坏的主要原因，并形成特殊的地貌。将以主要为地下水（兼有部分地表
水），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这些
地质作用所产生的地貌，称为喀斯特（karst）。喀斯特是南斯拉夫西北部沿海
一带石灰岩高原的地名，那里发育着各种奇特的石灰岩地形。十九世纪末，南斯
拉夫学者司威治（J．Cvijic）对这个地区首先进行了研究，并借用“喀斯特”
一词来称呼石灰岩地区的一系列特殊的地貌形成过程和水文现象，至今喀斯特一
词已成为世界各国通用的专门术语。喀斯特作用也称岩溶作用，主要形成以下地
貌特征（图5—14）。
(1)溶沟（karren）和石芽（stone bud）
溶沟是石灰岩表面上的沟槽，是地表水流沿可溶性岩石表面进行溶蚀和机械
冲刷的结果。沟槽的宽度和深度一般由数厘米到数米，有时更大，其形态各异。
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，
远观之宛如森林，称为石林（stone forest）。
(2)落水洞（sinkhole）
地表水沿近于垂直的裂隙向下溶蚀而成的直立或陡倾斜的洞穴，下接地下河
（under- ground river）或溶洞，是地表水转入地下河或溶洞的通道。在两组
直立的裂隙交汇处，落水洞最易形成。有时许多落水洞呈串珠状分布。
(3)溶斗（corroded funnel）
又称漏斗，是小型洼坑。其平面呈圆形或椭圆形，直径一般由数十米到数百
米；深度常为数米或数十米，最深可达400多米。纵剖面形态有碟状、锥状和井
状等。
(4)干谷（dry valley）和盲谷（blind valley）
落水洞如果发育在河床中，它可吸收河水，使其转入地下，把河流截断。落
水洞以上有水流的一段河谷继续受河水侵蚀使河床降低，落水洞以下的河谷因断
水遂转变成干谷，干谷谷底相对高起。
(5)峰丛（peak cluster）、峰林（peak forest）和孤峰（isolated peak）
它们都是正向的喀斯特地貌。其中，峰顶尖锐或圆锥状竞相突出，而基部相连，
宏观上似簇状者称为峰丛。它是喀斯特发展较早阶段的地貌。如峰体上部挺立高
大，基部仅稍许相连，称为峰林。耸立于喀斯特地区平原上的孤立山峰称为孤峰。
(6)溶洞
系指地下水沿可溶性岩层的构造面（层面、节理面、断裂面等）进行剥蚀，
并进一步崩塌扩大形成的洞穴。形成初期，孔隙孔道很小，地下水运动缓慢，以
溶蚀为主。空洞扩大后互相串通，水流加强，动能增大，引起冲刷。在水平流动
带发育者多呈水平状态。
影响喀斯特发育的主要因素有：①气候；②岩石性质；③水的作用；④构造。
(二)地下水的机械剥蚀作用
地下水的机械剥蚀能力很小，在非可溶性岩石中作渗透性流动时，基本不产
生机械剥蚀，在可溶性岩石中，当地下溶洞系统连通形成地下河流后，其机械剥
蚀作用与河流相同。
三、地下水的搬运和沉积作用
（一）地下水的搬运作用
除溶洞水有较强的机械搬运外，地下水的搬运主要是以化学方式进行，包括
真溶液及胶体溶液两种形式。搬运物以重碳酸盐为主，有时氧化物、硫酸盐、氢
氧化物、二氧化硅、磷酸盐、氧化锰以及氧化铁等也很重要。
地下水搬运的成分和数量，取决于渗流区岩石性质和风化程度。地下水的搬
运能力，与水温、压力、运移速度、PH值及CO2含量有关。一般说来，温度高、
压力大、流速快、CO2 和酸类物质含量高时，其搬运能力强；反之，则较弱。
(三)、地下水的沉积作用
地下水的沉积作用以化学沉积作用为主，主要有以下三类：
1、溶洞沉积（karst cave deposit）
富含Ca（HCO3）2的地下水，沿着孔隙、裂隙渗入空旷的溶洞，由于温度、
压力改变，CO2逸出，加之蒸发作用加强，就沉淀出CaCO3。如水自洞顶下滴，边
滴边沉淀，可形成自洞顶向下垂直生长的石钟乳（stalactite）（图6—7）。
石钟乳横切面呈同心环带构造，核心常是空的。渗出水滴落洞底后，CaCO3 就在
洞底沉淀并向上生长形成石笋（stalagmite）（图6—7）。石笋的形态一般为
岩锥状、塔状，横切面具有同心环带构造，是实心的。石钟乳与石笋长大后连成
一体，称为石柱（stone pillar）（图6—7）。石钟乳、石笋、石柱合称为钟
乳石（stalactite）（图6—7）。此外，如地下水沿着洞壁裂隙成层状渗出，
能沉积成石帘、石帷幕、石瀑布和石幔（curtain）等。
2、温泉沉积
发生在温泉出口处。沉积物疏松多孔，称为泉华（sinter），钙质的称为钙
华或石灰华（travertine），硅质的称为硅华（siliceous sinter）。
3、置换沉积
指地下水中所含的矿物质可逐渐与生物体内的有机质进行置换。如硅化木的
形成。
四、岩溶发育条件分析
1、气候条件：温暖潮湿 (多雨)的气候。如广西桂林。
2、地质条件：(1)厚度大，质地纯的可溶性岩层。如云南路南石林等景观。
(2)近于水平的岩层产状，利于保水。如路南石林。
(3)阶段性地面抬升和构造相对稳定的地区。如云南九乡溶洞
和扬子地台区。
(4)半封闭式大面积盆地。如广西乐业地区等。
实例分析：广西桂林地貌(多媒体)
云南路南石林
昆明九乡溶洞
云南建水燕子洞
本章小结
地下水是重要的一种地质营力，其改变地壳表面的能力是不可忽视的。了解
地下水的储存条件和地下水类型，以及地下水的运动形式等基本特征，有促于掌
握地下水地质作用的特点。地下水的地质作用以溶蚀作用为特点，以喀斯特地貌
为最终产物。不同的岩溶地区，其岩溶作用也不尽相同。
思考题
（一）基本概念
地下水、潜水、上层滞水、饱气带水、喀斯特作用
（二）区分以下每两个概念的主要区别
1、透水层与不透水层；2、层间水与承压水；3、含水层与隔水层；
（三）回答
1、地下水的类型有哪些？哪种类型最重要？
2、潜水面一般分布在什么位置？有何特点？
1、何谓岩溶作用？其作用有何特点？
2、岩溶作用的产物有哪些？
3、岩溶发育的条件有哪些？试举例说明。
4、简述地下水的化学沉积方式、沉积产物。
5、地下水搬运的特点是什么？
9 八章地下水系统
第八章地下水系统一、系统的概念1.系统，按著名科学家钱学森的说法是：相互作用和相互依赖的若干部分结合而成的具有特定功能的整体。
如，一个完整健康的人就是一个极其复杂的系统，它由管呼吸的部分（呼吸分系统）、管血液循环的部分（循环分系统），管消化、运动、思维的等各部分组成，各个部分相互作用相互依赖，少哪一部分都不行，都不是一个完整的人。
人是一个完整的大系统，某一部分则是一个子系统，如消化系统。
各个部分相互配合，才能学习、工作、生活、生存，才具有特定的功能，才是一个完整的人。
地下水主要是由含水介质和流动的水组合而成，各种各样的含水介质和大、小规模不同的水流，通过一定的结构组合在一起，具备着补给—径流——排泄功能。
所以地下水以及含水介质、隔水地层等也构成一个系统，称为地下水系统。
不同的系统具有不同的特征，具有相对的独立性。
不然就分不出这个系统那个系统了。
但这种相对独立并非绝缘，它必然与外界发生联系，要接受环境物质、能量、信息，我们把这个过程叫做“输入”。
输入的物质、能量、信息，通过系统内部的转换处理，再向环境物质、能量、信息。
环境对系统的作用，是通过输入来完成的，这种环境对系统的输入作用也称为“激励”。
系统受到激励以后，由于它本身特有的结构、功能，会通过系统内部的变换以输出的形式作用于环境，这种系统对环境的作用称为“响应”。
环境对系统的输入（激励），经过系统的变换而产生对环境的输出（响应）。
变换是系统特定功能的体现，是对输入（激励）的应对，输出（响应）是系统变换的结果。
系统对环境激励的应对变换情况，取决于系统的结构。
所谓系统的结构，是指系统内部各要素之间相互联系的方式和相互作用的方式。
系统的结构不同，对相同的输入（激励）会产生不同的输出（响应）效果。
例如，两个在相同环境里生活、工作的人，其衣、食、住、行等情况相同，但也会由于构成这两人的结构不同，而对环境所产生的输出（响应）也会不一样。
再如，相同的气候条件，相同的降雨条件，在不同的地下水系统，由于其岩性、结构、构造、地貌、分布范围以及包气带特征等要素的不同，所产生的泉水流量、地下水水位变化各不一样。
第8章 地下水渗流分析
非稳定流。稳定流为运动参数如流速、流向和水位等不随时间变化的地下水流动。反之，非
稳定流。绝对意义上的稳定流并不存在，常把变化微小的渗流按稳定流进行分析。地下水渗
流按运动形态可分为层流和紊流。层流指在渗流的过程中水的质点的运动是有秩序、互不混
杂的。反之，称为紊流。层流服从达西定律，紊流服从 Chezy 公式，内容详见本手册 3.3 节。
流砂是指土体中松散颗粒被地下水饱和后，由于水头差的存在动水压力即会使这些松散
颗粒产生悬浮流动的现象，如图 8-1 所示。克服流砂常采取如下措施：进行人工降水，使地
下水水位降至可能产生流砂的地层以下；设置止水帷幕如板桩或冻结法用来阻止或延长地下
水的渗径等[6][7]。
初始坡面
流砂后坡面
流砂堆积物
图 8-1 流砂破坏示意图
基坑工程中为避免流砂、管涌，保证工程安全，必须对地下水采取有效的措施。控制地
下水的措施可以从两方面进行，分为堵水措施和降排水措施，详见表 8-8。出于经济和安全 的目的，常把堵水措施与降排水措施结合使用。
基坑工程中的治水措施
表 8-8
分类
说明
钢板桩
其有效程度取决于土的渗透性、板桩的锁合效果和渗径的长度等因素
按埋藏条件分类
埋藏条件
特征
岩溶裂隙潜水 裸露型
赋存于弱岩溶化的薄层灰岩和白云岩的各种裂隙中的水，埋 动态变化复杂， 藏浅，水量丰富而集中，富水程度不均，与地表水联系密切 分布不均一，多
岩溶区 地下暗河水
地下水
由强烈差异溶蚀作用导致岩溶发育的山区中形成地下管道， 见岩溶潜水，其 地下水构成暗河（带），有一定的汇水面积和主要地下河道 矿化度低
埋藏深，地下水矿化度高
往比水平向的大几倍
简析地下水的地质作用及对工程的影响
简析地下水的地质作用及对工程的影响作者：王峰来源：《中国科技博览》2015年第12期[摘要]根据有关统计分析可以看出，各种岩土工程事故和绝大多数的地质灾害都和地下水运动作用相关。
可以说，地下水是工程地质分析、评价和地质灾害防治中的一个极其重要的影响因素。
[关键词]工程地质；地下水；作用中图分类号：TU462 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0187-011.问题的提出我们知道，地下水是地壳中一个极其重要的天然资源，也是岩土三相组成部分中的一个重要组成部分，岩土的渗透性对岩土的强度和变形会发生作用，使地质条件更为复杂，甚至引发地质灾害，地下水与土木工程密切相关、相互影响。
地下水是地质体赋存环境之一，是影响地质工程稳定性的重要条件。
如果情况不太严重会致使建筑物产生裂缝、发生倾斜等情况。
严重者，会对建筑物产生巨大的安全影响，致使建筑物无法安全使用，甚至发生倒塌，威胁人员安全。
认真的做好地下水的监测工作、地下水与土体间作用的分析工作，探寻科学合理的防护措施，对预防、杜绝地下水运动产生的工程事故显得十分重要。
2.地下水的地质作用及其体现2.1 地下水的地质作用：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。
机械潜蚀作用是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。
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，产生流砂现象；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。
2.2 地下水的地质作用：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。
水文地质学课件 08地下水系统
8.1 系统概述一、系统概念的提出贝塔朗菲（1901～1972），美籍奥地利生物学家，一般系统论和理论生物学创始人，50年代提出抗体系统论以及生物学和物理学中的系统论，并倡导系统、整体和计算机数学建模方法和把生物看作开放系统研究的概念，奠基了生态系统、器官系统等层次的系统生物学研究。
系统论系统概念系统思想与方法系统思想与方法的核心是：把研究的对象看成一个有机整体（系统），并从整体的角度去考察、分析与处理事物。
二、系统相关概念（钱学森，1978年）系统结构：系统内部各要素相互联系和作用的方式便是系统的结构。
系统方法认为：不应当将系统理解为各组成部分（要素）的简单集合，而应将其理解为诸要素以一定规则组织起来并共同行动的整体。
系统：由相互作用和相互依赖（联系）的若干组成部分结合而成的具有特定功能的（有机）整体。
系统的概念所涉及的范围广泛1+1=21+1＞21+1＜2三、系统与环境一个系统不仅内部各个要素间存在相互作用，而且整个系统与外部环境之间还存在相互作用，即系统接受环境的物质、能量、信息的输入，然后经过系统变换，再向环境输出物质、能量和信息。
即系统与环境间存在物质、能量、信息的交换。
环境对系统的作用称之为激励；系统在接受激励后对环境的反作用称之为响应；环境的输入（激励）经过系统的变换而产生对环境的输出（响应），这种变换取决于系统的结构：S=f（I，O）（INPUT，OUTPUT）在此提供了一种研究系统内部结构的方法，即通过输入、输出研究系统内部结构例如，在同等降水条件下，不同的地下水系统，由于其岩层、构造、地貌乃至分布范围大小不同，泉流量的变化各不相同。
系统分析的意义：一方面，分析系统输入与输出（激励与响应）的对应关系有助于了解系统结构；另一方面，对系统结构的了解有助于我们预测“激励——响应”关系。
再如，在不同的地下水系统中，以同种方式开采同样数量的地下水，地下水位的降低也有很大差别。
HS W ∆⋅⋅=μ四、系统分类1）按照自然属性：自然系统和人工系统2）按照物质属性：实体系统和概念系统3）按照运动属性：静态系统和动态系统4）按照系统与环境的关系：开放系统和封闭系统5）按照反馈的属性系统的输出反过来影响系统的输入时，称该系统具有“反馈”。
地质地貌学第8章第2节地下水的类型及特征最新
羊 八 井 盆 地
50
米
的 井
喷
，
美 国 黄 石 公 园 老 实 泉
4．孔隙水 孔隙水 ： 指赋存于松散沉积物颗粒构成的 孔隙网络中的水。
（1）洪积扇中孔隙水 （2）冲积平原中的孔隙水
黄河下游岸边水文地质剖面图
（3）黄土高原中的地下水
黄土高原地下水水量不丰富，地 下水位埋深大，水质较差。这是岩 性、地貌、气候综合影响的结果。
包气带和饱水带
包气带和饱水带
二、地下水的类型及其特征
（一）、地下水 的分类 按地下水的埋藏条件，把地下水分为：
包气带水（土壤水，上层滞水）、 潜水、承压水
按
1.土壤水
是土壤重要的组成部分， 可呈气态水、结合水、毛管水 形式。主要消耗在植物吸收和 地面蒸发上，随季节性气候而 变化
承压水的特点：
(1）无承压水面，只存在承压水位； （2）承压水补给区与分布区、排泄区 不一 致； （3）承压水受气象水文因素影响较小，其 动态较稳定； （4）承压水参与水循环不如潜水积极，因 此资源不易补充、恢复，但因其厚度较大，
其资源具有多年调节功能。
基岩自流盆地中的承压水
西
藏
水 柱 高 近
岩溶水的垂直分带
（2）岩溶水的特点
可溶岩中裂隙系统经溶蚀作用改造
1) 岩溶水以管道流为主 尤其是南方岩溶水的主要流动形式，表现
为地下河。流速大（有的>10cm/s)，以 紊流为主。 2) 岩溶水分布的不均匀性 • 极不均匀的：个体溶洞和单一管道； • 不均匀的：管道有一定的向外延伸，接 纳支流、支管道； • 相对均匀的：岩溶管道呈网状发育，主、 支管道交叉更迭，有统一的地下水位， 水力联系各向异性小；
工程地质第13讲：地下水的地质作用
学习地下水地质作用的工程意义
地下水与土石相互作用产生各种不良的自 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。
地下水还常常给隧道施工和运营带来困难， 甚至带来灾害。
一、地下水的基本知识
地下水是指存在于地面以下，松散堆积物 和岩石空隙（孔隙、裂隙、岩隙）中的水。
弱结合水
• 位于强结合水之外，电场引 力作用范围之内
• 外力作用下可以移动 • 不因重力而移动，有黏滞性
❖ （二）岩土的主要水理性质
容水性 持水性 给水性 透水性
容水性
——指岩土能容纳一定水量的性能。
容水度
岩土容纳水的体积 岩土的总体积
持水性 ——依靠分子引力或毛细力，在岩土孔 隙、裂隙中能保持一定数量水体的性能。
（3）构造裂隙水 A.裂隙（节理与断层）性质、成因和发育程
度决定了水的存在、类型、运动、富集发育情况， 剪性—水量不大，张性—重要含水层。
B. 具方向性，发育成脉状、带状和层状。 脉状—存在于张开裂隙中，由于裂隙不连续，
水位不一，分布不均，水量小，变化大。 带状—多分布在断层破碎带中，水量大，延伸
（一）水在岩土中的存在形式 （二）岩土的主要水理性质 （三）含水层与隔水层概念 （四）地下水的物理性质与化学性质
❖ （一）水在岩土中的存在状态 气态水
强结合水（吸着水）
弱结合水（薄膜水） 毛细水
液态水
重力水（自由水）固态水结合水强结合水
• 排列致密、定向性强 • 密度>1g/cm3 • 冰点处于零下几十度 • 具有固体的特性 • 温度高于100°C时可蒸发
承压水的补给 ——大气降水
承压水的补给 ——地表水
当补给区位于河床地带时，地表水才可以 成为补给来源。
8第八章 地下水的补给与排泄
第八章地下水的补给与排泄补给：recharge径流：runoff排泄：discharge8．1概述补给、径流、排泄是地下水参与自然界水循环的重要环节。
地下水通过补给与排泄，获得与消耗并重新分布可溶气体及盐量，更新溶滤能力。
地下水通过补给和排泄，保持不断流动循环支撑有关水文系统和生态环境系统正常运行。
8．2 地下水的补给补给––––饱水带获得水量的过程。
1．大气降水（precipitation）以松散沉积物为例，讨论降水入渗补给地下水的过程。
包气带截留的水量，用于补足降水间歇期由于蒸散造成的水分亏缺。
一次降水过程，除去植被截留以及包气带截留外，大气降水量最终转化为3部分：地表径流量、蒸散量及地下水补给量(图8.1)。
一次降水过程中，包气带水分变化及其对地下水补给的影响(图8.2)。
入渗机理：1）活塞式下渗（piston type infiltration）→Green–Ampt模型：求地表处的入渗率（稳定时v→K）（P48,公式6.11；P72，图8.3），累积入渗量。
2）捷径式下渗（short-circuit type infiltration ），或优势流（preferential flow ）。
降水→地下水储量增加→地下水位抬高→势能增加。
降水转化为3种类型的水：① 地表水，地表径流（一般降水的10 ~ 20%产生为地表径流）；② 土壤水，腾发返回大气圈（一般大于50%的降水转为土壤水，华北平原有70%的降水转化为土壤水）；③ 地下水，下渗补给含水层（一般20 ~ 30%降水渗入地下进入含水层）。
因此，落到地面的降水归结为三个去向：（1）地表径流；（2）土壤水（腾发返回大气圈）；（3）下渗补给含水层。
入渗补给地下水的水量：q x =p -D -∆S式中：q x ––––降水入渗补给含水层的量；p ––––年降水总量；D ––––地表径流量；∆S –––包气带水分滞留量。
单位：mm 水柱。
大气降水补给地下水的影响因素：降水入渗系数（α）––––补给地下水的量与降水总量之比。
第8章 地下水的补给与排泄
三、含水层之间的补给
穿越数个含水层的钻孔或止水不良的分层钻孔，都将 人为地构成水由高水头含水层流入低水头含水层的通道
三、含水层之间的补给
越流量如何计算？ 1、影响越流补给量大小的因素 （1）两个含水层之间的水头差； （2）裂隙、断层的透水性； （3）弱透水层的透水性及厚度。
2、越流补给量的确定
K —— 弱透水层垂向渗透系数； I —— 驱动越流的水力梯度； HA —— 含水层A的水头； HB —— 含水层B的水头； M —— 弱透水层厚度（等于渗透途径）；
t2
存在比较连续的较强降 雨时，下渗水通过大孔道 的捷径优先到达地下水面。 潜水面
捷径式下渗与活塞式下渗的两点不同：
（1）活塞式下渗是较“新”的推动其下的较 “老”的水，始终是“老”水先到达含水层；
（2）捷径式下渗时“新”水可以超前于“老” 水到达含水层； 对于捷径式下渗，入渗水不必全部补充包气带 水分亏缺，即可下渗补给含水层。
ΔS qS
（5）其它
入渗系数（α）——大气降水补给地下水的份额，常以小 数表示。
入渗水补足水分亏缺后，其余部分继续下渗，达到含水层 时，构成地下水的补给。
我国，入渗系数α通常变化于0.2~0.4 之间，南方岩溶地区 可高达0.8 以上，西北极端干旱的山间盆地则趋于零。
（1）降雨量与补给量之间呈近似线性关系（定埋 深）； （2）降雨量中有一部分要补充水分亏损，才有补 给地下水； （3）地下水埋深越浅，补给量越大（定降潜水雨埋量藏）深
qs
P
由经验与实验等方法得出全年降水入渗补给量： Q=P× α×F×1000
地下水基础—第八章 地下水系统
8.1 地下水系统
8.1.2 地下水系统的涵义
地下水系统之所以用“系统”一词来刻画，是因为除了它 本身所特有的物质表现形式外，它还具有广义“系统”的全部 属性和特征，而且可以采用系统思想加以考察，采用各种具体 的系统分析方法描述、分析和处理。
目前，地下水系统的定义有多种，具有代表性的有：
>>美国地调所水资源处的拉夫尔•C•海斯认为：地下水系统是指 从潜水面到岩石裂隙带底面的这一部分地壳，即作为地下水赋存 和运动的场所，由含水层（地下水运动的通道）和围闭层（阻碍 地下水运动）所组成。
第八章 地下水系统
8.1 地下水系统 8.2 地下水含水系统 8.3 地下水流动系统 8.4 地下水含水系统与地下水流动系统的比较
8.1 地下水系统
系统论在20世纪40年代由贝塔朗菲提出，在20世纪50～ 60年代应用系统工程解决复杂问题取得重大成功后，系统思 想与系统方法广泛地渗入到各学科领域，当然也渗入到水文 地质领域。
地下水系统的形成、发展以至消亡的过程是受环境 支配的。在一定自然环境中形成的地下水系统，必有与 环境的作用相适应的结构以及受环境的输入输出作用而 表现出一定的活动和行为。
要研究地下水系统，首先要区分哪些是系统的内部要素， 哪些是地下水系统的外部要素——环境要素。地下水系统内 部和外部环境之间的界限，即称为边界。
有时，地下水系统与环境的关系十分密切，构成系统 的各个组成部分都可以接受大气降水或地表水的补给，从 空间上，不易将系统划分为补、径、排三个子系统。但从 功能和作用而言，仍是三个子系统构成的。
>>在研究工作中，又常将地下水系统划分为地下水含水 系统和地下水流动系统。
根据含水介质的不同，将地下水系统划分为岩溶水子 系统、裂隙水子系统、孔隙水子系统；
第八章地下水与环境保护
地下水资源评价
4 地下水污染的治理 换土法； 换土法； 物理— 物理—化学法 生物净化法 抽水处理法 水力截获净化法
地下水资源评价
第八章 地下水与环境保护
地下水资源评价
一、地下水超采引起的环境地质问题
1 地下水严重超采 概念：一定地域内多年平均地下水实际开采量 概念：一定地域内多年平均地下水实际开采量 超过了该地域的多年平均地下水可开采量， 超过了该地域的多年平均地下水可开采量，并 造成了地下水水位多年持续下降的现象。 造成了地下水水位多年持续下降的现象。
地下水资源评价
（3）污染源
工业污水 生活污水 生活污水中悬浮杂质有泥沙、矿物质、各种 有机物、胶体等 农业面源污染
点源污染、线源污染、 点源污染、线源污染、面源污染
地下水资源评价
成因分析之一：农田施肥不合理: 成因分析之一：农田施肥不合理:
我国化肥施用量为4339.5万吨(2002) 占世界的30% 我国化肥施用量为4339.5万吨(2002)，占世界的30%； 4339.5万吨(2002)， 30%； 发达国家化肥利用率达50% 60%，而我国只有30%左右； 发达国家化肥利用率达50%-60%，而我国只有30%左右； 50%30%左右
地下水资源评价 地下水实际开采系数K 地下水实际开采系数 K=AGW/GW 且地下水位持续下降， 若K>1且地下水位持续下降，该区域即为地下 且地下水位持续下降 水超采区。 水超采区。 严重超采区： 严重超采区： 实际开采系数>1.2 实际开采系数 年均地下水位下降速率大于1.5m 年均地下水位下降速率大于 引起地面沉降，其速率大于 引起地面沉降，其速率大于10mm/yr 发生了海（ 发生了海（咸）水入侵或荒漠化现象
地下水资源评价