地下水类型
高中地理:地下水知识点

高中地理:地下水知识点①主要是大气降水。
降雨历时长,强度不大,地形平缓,植被良好的情况,对地下水补给最有利。
②河湖水补给。
河湖水位高于潜水面时,河湖水补给两岸潜水。
反之,潜水补给河湖水。
黄河下游只有河水补给地下水。
③凝结水:在干旱地区,大气降水很少,主要是大气中水汽直接凝结渗入地下。
④原生水:主要与岩浆活动有关,数量很少。
3.地下水的问题与保护:①不合理灌溉——土壤盐渍化——科学管理。
②过量开采——地下漏斗区,地面下沉;沿海海水入侵,地下水水质变坏。
——及时人工回灌。
③保护自流水补给区的自然环境。
4.潜水面的形状及其表示方法潜水面通常是一个起伏的曲面,一般倾向于邻近的低洼地区,即潜水的排泄区,如冲沟、河谷等。
它的起伏与地貌大体一致,但比地貌的起伏要小些。
山区潜水面的坡度较大,可达百分之几。
潜水面的形状可以用潜水剖面图和潜水等水位线图来表示。
前者是在地质剖面图上,将已知各点的潜水位联接起来而成,它可以反映出潜水面形状与地貌、隔水底板及含水层岩性的关系等。
所谓潜水等水位线图就是潜水面的等高线图。
它是根据潜水面上各点的水位标高绘制成的,一般绘制在地形图上。
绘制的方法与绘制地形等高线的方法类似。
根据潜水等水位线图,可以解决下列问题:(1)潜水的流向:垂直于潜水等水位线从高水位向低水位的方向,就是潜水的流向。
(2)潜水埋藏深度:将地形等高线和潜水等水位线绘于同一张图上时,则等高线与等水位线相交之点的潜水埋藏深度即为二者高程之差。
(3)潜水于地表水的补给关系:根据潜水等水位线和地表水的水位高程便可以确定。
5.泉是地下水的天然露头,无论哪一种地下水都可以在适当的条件下涌出地表形成泉。
泉的形成还与地质构造有关,分布最广泛的泉总是与石灰岩地区的单面山构造相联系;在断层发育的岩区,泉可以沿断层一带的透水层上升涌出地表。
6.澳大利亚盆地位于澳大利亚东部,又称自流盆地。
该盆地的地质构造是一个巨大的向斜盆地。
水层埋藏在上下两个隔水层之间,为承压水。
第三章地下水分类及其特征

第三章地下水分类及其特征3.1 地下水分类地下水这一名词有广义与狭义之分:a. 广义地下水––––指赋存于地面以下岩土空隙中的水,包括包气带及饱水带岩石空隙中的水(subsurface water––––包括soil water和ground water)。
b. 狭义地下水––––指赋存于饱水带岩土空隙中的水(ground water)。
长期以来水文地质学着重研究饱水带中的重力水。
现在开始重视包气带水的研究。
因为人们认识到在“三水”(大气水、地表水、地下水)转化过程中包气带是必经之路。
由于埋藏条件,含水介质类型对地下水水量、水质的时空分布有决定意义,所以按埋藏条件和含水介质(空隙)类型对地下水进行划分:1.按埋藏条件:包气带水、潜水、承压水;2.按含水介质(空隙类型):孔隙水、裂隙水、岩溶水;3.综合分类(见P27:表3–1地下水分类表)。
如:孔隙潜水,孔隙承压水。
大 气3.2 包气带与饱水带地下水面以上称为––––包气带,或非饱和带(unsaturated zone)。
地下水面以下称为––––饱水带,或饱和带(saturated zone )。
地下水面输送水分,获得补给。
雨季,包气带中的水以下渗为主,雨后,通过蒸发与植物蒸腾向大气圈排泄。
包气带是饱水带与大气圈联系的必经之路。
饱水带通过包气带获得大气降水和地表水的补给,又通过包气带蒸发与蒸腾排泄到大气圈→参与水循环。
饱水带岩石空隙全部为液态水所充满。
水体是连续分布的,能够传递静水压力,在水头差的作用下,可发生连续运动。
饱水带中的重力水––––是开发利用或排除的主要对象。
书上内容:包气带水主要是土壤水和上层滞水。
(一)土壤水埋藏于包气带土壤层中的水,称土壤水。
主要包括气态水、吸着水、薄膜水和毛管水。
靠大气降水的渗人、水汽的凝结及潜水由下而上的毛细作用补给。
大气降水向下渗入,必须通过土壤层,这时渗入的水一部分保持在土壤层中,成为所谓的田间持水量(即土壤层中最大悬着毛管水含水量),多余的部分呈重力水下渗补给潜水。
地下水种类及基坑降水

NO.6 裂隙水
• 岩石裂隙中的地下水。丘陵和山区供水的重要水源,矿坑水的重要来源。
赋存于岩体裂隙中的地下水。按含水介质裂隙的成因,可分为风化裂隙 水、成岩裂隙水与构造裂隙水。按埋藏条件,可以是潜水或承压水。与孔隙 水比较,裂隙水分布不均匀,水力联系不好,介质的渗透性具有不均一性与 各向异性。
NO.7 溢流泉
NO.2 孔隙水
• 主要赋存在松散沉积物颗粒间孔隙中的地下水。在堆积平原和山间盆地内的第四纪地
层中分布广泛。是工农业和生活用水的重要供水水源。孔隙水的分布、补给、径流和 排泄决定于沉积物的类型、地质构造和地貌等。不同成因的沉积物中 ,存在着不同的 孔 隙水 。在山前地带形成的洪积扇内,近山处的卵砾石层中有巨厚的孔隙潜水含水层; 到了平原或盆地内部,由于砂砾层与粘土层交互成层 ,形成承压孔隙水含水层 。在平 原河 流的中 、下游地区的河床 相的砂砾层中,存在着宽度和厚度不大的带状孔隙水含 水层。在湖泊成因的岸边缘相的粗粒沉积物中,多形成厚而稳定的层状孔隙水含水层。 在冰川消融水搬运分选而形成的冰水沉积物中,有透水性较好的孔隙水含水层。深层 孔隙承压水往往远离补给区。离补给区越远,补给条件越差,补给量有限,故深层孔 隙承压水的开采应有所节制。
∮地下水的种类
∮基坑降水的方法
地下水的分类
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地下水的分类 1、按起源不同,可将地下水分为渗入水、凝结水、初生水和埋藏水。 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。 初生水: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。 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。 2、按矿化程度不同,可分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水。 地下水按矿化度分类表 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 10 ~50 卤 水 >50 3、按含水层性质分类,可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。 孔隙水:疏松岩石孔隙中的水。孔隙水是储存于第四系松散沉积物及第三系少数胶结不良的沉积物的孔隙中的地下水。沉积物形成时期的 沉积环境对于沉积物的特征影响很大,使其空间几何形态、物质成分、粒度以及分选程度等均具有不同的特点。 裂隙水:赋存于坚硬、半坚硬基岩裂隙中的重力水。裂隙水的埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性;含水层的形态多种多样;明显受 地质构造的因素的控制;水动力条件比较复杂。 岩溶水:赋存于岩溶空隙中的水。水量丰富而分布不均一,在不均一之中又有相对均一的地段;含水系统中多重含水介质并存,既有具统 一水位面的含水网络,又具有相对孤立的管道流;既有向排泄区的运动,又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动;水质水量动态受 岩溶发育程度的控制,在强烈发育区,动态变化大,对大气降水或地表水的补给响应快;岩溶水既是赋存于溶孔、溶隙、溶洞中的水,又 是改造其赋存环境的动力,不断促进含水空间的演化。 4、按埋藏条件不同,可分为上层滞水、潜水、承压水。 上层滞水:埋藏在离地表不深、包气带中局部隔水层之上的重力水。一般分布不广,呈季节性变化,雨季出现,干旱季节消失,其动态变 化与气候、水文因素的变化密切相关。 潜水:埋藏在地表以下、第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重力水。潜水在自然界中分布很广,一般埋藏在第四纪松散沉积物的孔 隙及坚硬基岩风化壳的裂隙、溶洞内。 承压水:埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。承压水受静水压;补给区与分布区不一致;动态变化不显著;承压水不具 有潜水那样的自由水面,所以它的运动方式不是在重力作用下的自由流动,而是在静水压力的作用下,以水交替的形式进行运动。 赋存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分为两个带,上部是包气带 ,即非饱和带 ,在这里,除水以外,还有气体。下部为饱水带,即 饱和带。饱水带岩土中的空隙充满水。狭义的地下水是指饱水带中的水。地下水可开发利用,作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用 水的水源。地下水具有给水量稳定、污染少的优点。含有特殊化学成分或水温较高的地下水,还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素 的原料。在矿坑和隧道掘进中,可能发生大量涌水,给工程造成危害。在地下水位较浅的平原、盆地中,潜水蒸发可能引起土壤盐渍化; 在地下水位高,土壤长期过湿,地表滞水地段,可能产生沼泽化,给农作物造成危害。 绝大多数地下水的运动属层流运动。在宽大的空隙中,如水流速度高,则易呈紊流运动。地下水主要有降水入渗、灌溉水入渗、地表 水入渗补给,越流补给和人工补给。在一定条件下,还有侧向补给。地下水的排泄主要有泉、潜水蒸发、向地表水体排泄、越流排泄和人 工排泄。泉是地下水天然排泄的主要方式。
地下水的类型与特征

地下水的类型与特征
地下水是埋藏在地表以下岩层或土层空隙(包括空隙、裂隙和孔洞等)中的水,主要是由大气降水和地表水渗入地下形成的。
在干旱地区,水蒸气也可以直接在岩石的空隙中凝成少量的地下水。
下面让我们看看地下水有哪些类型和特征吧。
一、地下水的类型
二、地下水的特征
地下水的分布及其广泛,密切地联系着人类的生活和经济活动的各个方面,可以说是一种宝贵的地下资源,所以,充分的了解地下水的相关知识能够使我们有效避开地下水的害处,充分利用它的好处,为人类造福!。
03地下水的基本类型及其特征

第三章 地下水的基本类型及其特征
2)影响潜水面变化的因素: i)地形——潜水面通常随地形起伏 而高低起伏,但起伏幅度较地形平缓; 山区地形切割较强烈,潜水面起伏幅 度较大,潜水面坡度较大,排泄条件 好;平原地区地形切割微弱,地势平 坦,潜水面起伏很小,排泄条件差。
第三章 地下水的基本类型及其特征
第三章 地下水的基本类型及其特征
2)潜水的排泄方式
泉——地形低洼处,地形切割到潜水面,潜水流 出地表,形成泉水。潜水补给的泉一般又称为下 降泉。泉水出流一般很平静,没有向上喷涌的情 况。下降泉的类型有侵蚀泉(a)、接触泉(b)、 溢流泉(c、d)。
第三章 地下水的基本类型及其特征
地表水——潜水高于地表水位时,地表水体附近 潜水流向地表水。湖泊周围、河流中上游常见。 为散流(线状)排泄。
结合水、毛细水在农业生产方面的研究很有意 义。
上层滞水通常季节性存在,与地下水面脱节, 可向地下水面流动。水量小,动态变化大,一 般没有供水意义。
第三章 地下水的基本类型及其特征
2、潜水 (1)潜水的概念
潜水是埋藏在地表以下第一个稳定隔水层之上, 具有自由水面的重力水。
第三章 地下水的基本类型及其特征
iv)人为因素——人工浇灌、排水等也会 影响潜水面的高低及形状。人工浇灌可导 致潜水面的上升;而排水又可能形成潜水 降落漏斗(围绕着排水区的漏斗状的水位 下降区)。
第三章 地下水的基本类型及其特征
(4)潜水面的表示方法 1)水文地质剖面图
编制方法:在一般的地质剖面的基础 上加绘水文地质资料编制而成。按一 定的比例尺在具有代表性的坡面线上 绘出地形剖面,然后在图上表示出水 位、含水层、隔水层的岩性、厚度及 其变化等地质、水文地质要素。
地下水基础知识(史上最全)

地下水基础知识(史上最全)地下水(ground water),是指赋存于地面以下岩石空隙中的水,狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。
在国家标准《水文地质术语》(GB/T 14157-93)中,地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。
目录:一、地下水的来源和赋存形式1.地下水的来源2.岩石中的孔隙和水分3.岩石中水存在的形式4.与水分的储存和运移有关的岩石性质二、地下水及其分类1.基本概念2.地下水分类三、包气带、饱水带、含水层与隔水层1.基本概念2.含水层类型划分3.上层滞水和潜水4.层间水(承压水)5.潜水和承压水(层间水)比较地下水的来源和赋存形式|一、地下水的来源1.渗入水2.沉积水3.再生水4.初生水5.有机成因水|二、岩石中的孔隙和水分1.岩石中的孔隙:孔隙、裂隙和溶孔2.有关孔隙度的几个基本概念孔隙:组成松散岩石颗粒或颗粒集合体之间的间隙;裂隙:应力作用下坚硬岩石破裂变形产生的。
可分为成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙;溶孔(洞):可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞;孔隙度Φ:某一体积V岩石中孔隙体积Vn所占比例Φ=Vn/V裂隙率Kr:裂隙体积Vr与包括裂隙在内的岩石体积V的比值Kr=Vr/V熔岩率K:溶洞的体积Vk与岩石总体积V的比值K=Vk/V3.影响孔隙度大小的因素颗粒的排列方式:立方体排列紧密,孔隙度大;四面体排列,松散,孔隙度大;颗粒分选程度:分选好,孔隙度大;分选差,颗粒大小悬殊,细小颗粒充填于粗大颗粒之间,孔隙度降低;颗粒形状:颗粒形状不规则--排列松散--孔隙度大粘性土的结构和次生孔隙:带电粘粒--聚合--结构孔隙--孔隙度增大--次生孔隙(虫洞、根孔、干裂缝)发育--孔隙度增大。
孔隙的特点4.岩石中的各种裂隙1-分选良好,排列酥松的砂;2-分选良好,排列紧密的砂;3-分选不良的,排列紧密的砂;4-经过部分胶结的砂岩;5-具有结构性孔隙的黏土;6-经过压缩的黏土;7-具有裂隙的岩石;8-具有溶的可溶岩|三、岩石中水存在的形式1.气态水:以水蒸气的形式储存在地下的水;2.固态水:指岩石中温度在0℃以下的重力水。
地下水的类型及特征
图 3-10某坝址左岸枯水期等水位线图
1-地形等高线; 2-潜水等水位线; 3-潜水埋藏深度等值线; 4-小溪沟; 5-潜水流向
①确定地下水的流向(即地下水面坡度最大的方向)。
②确定潜水面的坡度 (水力坡度)。
(2)上层滞水是存在于 包气带中局部隔水层 之上的重力水, 一般分布不广。
图3-1 上层滞水埋藏图
1-透水层;2-隔水层;3-含水层(B-上层滞水;r-潜水)
上 层 滞 水 特 征:
(1)最接近于地表,和气候、水文条件的变化密切。接受大气 降水与地表水的补给,补给区与分布区一致(范围很小),排 泄体现蒸发和向下渗透补给潜水。水量随季节变化,在补给 量较多的季节水量多,在干旱季节枯竭。
地下水的类型及特征
第一节 不同埋藏条件下的地下水 第二节 不同介质中的地下水
第一节 不同埋藏条件下的地下水
一、上层滞水
二、潜水 三、承压水
地 下 水 的 类型
一、上层滞水及其特征
位于地 下水面 以上的 地带称 为包气 带, 包气带 中的水 主要有
(1)土壤水是指位于地表以下土 壤中的水,主要以结合水和毛 细水的形式存在,它主要靠大 气降水的渗入、水汽的凝结及 潜水补给
③确定地下水的埋藏深度。
④确定潜水与地表水 的补给关系
图3-11从潜水等水位线图上判读潜水与地表水补给关系
(a)潜水补给河水,(b)河水补给潜水,(c)河水一侧补给,一侧排泄潜水
⑤确定含水层厚度及其 变化情况。
⑥可以用等水位线图分析推断含水层透水性、厚度的变化及地下隐状构造。
⑦确定地下水给水工程位置,及其它工程施工是否需要采取排水措施
工程地质学第5章
图5-2 长江和黄河
图5-3 塔里木河和湘江
图5-4 洞庭湖和博斯腾湖
图5-5 南海海面和渤海湾
图5-6 雪山
3、地下水
地下水是以固态、液态或水汽形式存在于 岩石以及土的裂隙、孔隙和空洞中的水。
二、岩土的空隙性
(3)水力坡度I:水力坡度为沿渗流途径的水头损失 与相应渗透途径长度的比值。 地下水在空隙中运动时,受到空隙壁以及水质点 自身的摩阻力,克服这些阻力保持一定流速,就要消 耗能量,从而出现水头损失。
§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。
2、溶隙
3、孔隙
存在于土的颗粒与颗粒之间的小孔状或细管状的空隙称 为土中的孔隙
三、地下水的形成
地下水主要是由渗透作用和凝结作用形成的,此外还有极少量的原 生水 渗透作用形成的地下水是大气降水和地表水经岩土的裂隙、孔隙 渗入到地表以下并在一定深度处聚集而成的,它也是地下水的最 主要来源。在以大气降水为主要补给源的区域,当地的降雨量愈 多、岩土透水性愈强、地下水的含量愈丰富。在江河、湖泊等地 表水系附近,当地表水的水位高于该区域的地下水水位时,地表 水经岩土中的空隙下渗,并在地下一定深度聚集形成地下水。 当空气中含有水蒸汽时,这些水蒸汽会随空气一起进入土体和外界 相通的孔隙中,并在气温下降时凝结成水滴,在重力作用下下渗、 聚集形成地下水。这种现象在一些干旱型草原和沙漠地区极为普遍。 山区中的一些岩体裂隙常在每天早晨至中午这一段时间有水流流出 或水滴渗出,但是一过中午,这些裂隙中不再有水渗出,第二天早 晨,裂隙中重又出水。这些裂隙中的水就是每天晚上温度降低后水 汽凝结形成的,水汽或凝结于岩石表面流入裂隙、或直接在裂隙中 凝结成水
地下水的类型
地下水类型地下水按埋藏条件可分为三大类: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。
一、包气带水包气带水处于地表面以下潜水位以上的包气带岩上层中,包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及基岩风化壳(粘土裂隙)中季节性存在的水。
包气带水的主要特征是受气候控制,季节性明显,变化大,雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。
包气带水对农业有很大意义,对建筑工程有一定影响。
二、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。
潜水主要分布在地表各种岩、土里,多数存在于第四纪松散沉积层中,坚硬的沉积岩、岩浆岩和变质岩的裂隙及洞穴中也有潜水分布。
潜水的补给来源主要有:大气降水、地表水、深层地下水及凝结水。
大气降水是补给潜水的主要来源。
潜水的排泄,可直接流入地表水体。
一般在河谷的中上游,河流下切较深,使潜水直接流入河流。
在干旱地区潜水也靠蒸发排泄。
在地形有利的情况下,潜水则以泉的形式出露地表。
三、承压水地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水称为承压水或自流水。
由于地下水限制在两个隔水层之间,因而承压水具有一定压力,特别是含水层透水性愈好,压力愈大,人工开凿后能自流到地表。
因为有隔水顶板存在,承压水不受气候的影响,动态较稳定,不易受污染。
承压水的形成与所在地区的地质构造及沉积条件有密切关系。
只要有适宜的地质构造条件,地下水都可形成承压水。
适宜形成承压水的地质构造大致有两种:一为向斜构或盆地,称为自流盆地;另一为单斜构造亦称为自流斜地。
四、裂隙水埋藏在基岩裂隙中的地下水叫裂隙水。
这种水运动复杂,水量变化较大,这与裂隙发育及成因有密切关系。
裂隙水按基岩裂隙成因分类有:( 1 )风化裂隙水分布在风化裂隙中的地下水多数为层状裂隙水,由于风化裂隙彼此相连通,因此在一定范围内形成的地下水也是相互连通的水体,水平方向透水性均匀,垂直方向随深度而减弱,多属潜水,有时也存在上层滞水。
三种常见水化学类型的地下水
Na2SO4型水
形成过程
– 苏打水与硫酸镁型水相混合,经混合作用形成MgCO3沉淀与 Na2SO4型水。
– 苏打水在流经含石膏地层时将沉淀形成更难溶的方解石,以及 Na2SO4型水。
– 阳离子交替吸附:在石膏区形成的SO4-Ca型水如进一步通过含 吸附态Na+的粘性土,经阳离子交替过程后形成Na2SO4型水。
– 地壳表层处于氧化条件的苏打水入渗至深部的硫化矿床及含煤 地层(常含有硫化物)中,也可形成Na2SO4型水。其形成是由 于与矿体或含煤地层接触反应,硫化物被氧化,产生SO42-,使 水中SO42-含量剧增,pH降低,形成Na2SO4型水。
– 在含芒硝的盐矿区可见到Na2SO4型水,这种情况下水中常含有 Cl-,水的TDS可达40~100g/l。
反应方程 – Na0.62Ca0.38Al1.38Si2.62O8 + 1.38CO2 + 4.55H2O = 0.69Al2Si2O5 (OH)4 + 0.62Na+ + 0.38Ca2+ + 1.24H4SiO4 + 1.38HCO3-
Na2SO4型水
形成过程
– 含钠长石的侵入岩区,与含SO42-、HCO3-的渗入成因地下水, 发生相互作用可形成Na2SO4型水。
课堂作业4:
某一盆地孔隙地下水系统受到边山地区岩溶水 的侧向补给,补给水在山区先后流经纯灰岩地 层、含大量石膏的灰岩地层,在进入盆地中心 后,含水介质中粘土成分(其中含大量交换性 钠离子)大大增加,问地下水在径流过程中主 要化学组分的变化,以及最终形成的地下水化 学类型?
Knowledge is everything….
CaSO4 + 2Na+ = Na2SO4 + 2Ca2+
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地下水类型 地下水按埋藏条件可分为三大类: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。 一、包气带水 包气带水处于地表面以下潜水位以上的包气带岩上层中,包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及基岩风化壳(粘土裂隙)中季节性存在的水。包气带水的主要特征是受气候控制,季节性明显,变化大,雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。包气带水对农业有很大意义,对建筑工程有一定影响。
二、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。
潜水主要分布在地表各种岩、土里,多数存在于第四纪松散沉积层中,坚硬的沉积岩、岩浆岩和变质岩的裂隙及洞穴中也有潜水分布。潜水面随时间而变化,其形状则随地形的不同而异,可用类似于地形图的方法表示潜水面的形状,即潜水等水位线图。此外,潜水面的形状也和含水层的透水性及隔水层底板形状有关。在潜水流动的方向上,含水层的透水性增强;含水层厚度较大的地方,潜水面就变得平缓,隔水底板隆起处,潜水厚度减小。潜水面接近地表,可形成泉。当地表河流的河床与潜水含水层有水力联系时,河水可以补给潜水,潜水也可以补给河流。潜水的流量。水位、水温、化学成分等经常有规律的变化,这种变化叫潜水的动态。潜水的动态有日变化、月变化、年变化及多年变化。潜水动态变化的影响因素有自然因素及人为因素两方面。自然因素有气象、水文、地质、生物等。人为因素主要有兴修水利。修建水库。大面积灌溉和疏干等。这些因素都会改变潜水的动态,我们掌握潜水动态变化规律就能合理地利用地下水,防止地下水可能造成的对建筑工程的危害。
潜水的补给来源主要有:大气降水、地表水、深层地下水及凝结水。大气降水是补给潜水的主要来源。降水补给潜水的数量多少,取决于降水的特点及程度、包气带上层的透水性及地表的覆盖情况等。一般来说,时间短的暴雨,对补给地下水不利,而连绵细雨能大量的补给潜水。在干旱地区,大气降雨很少,潜水的补给只靠大气凝结水。地表水也是地下水的重要补给来源,当地表水水位高于潜水水位时,地表水就补给地下水。在一般情况下,河流的中上游基本上是地下水补给河流,下流是河水补给地下水。潜水的动态变化往往受地表水动态变化的影响。如果深层地下水位较潜水位高,深层地下水会通过构造破碎带或导水断层补给潜水,也可越流补给潜水,总之,潜水的补给来源是多种多样的,某个地区的潜水可以有一种或几种来源补给。
潜水的排泄,可直接流入地表水体。一般在河谷的中上游,河流下切较深,使潜水直接流入河流。在干旱地区潜水也靠蒸发排泄。在地形有利的情况下,潜水则以泉的形式出露地表。
三、承压水 地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水称为承压水或自流水。由于地下水限制在两个隔水层之间,因而承压水具有一定压力,特别是含水层透水性愈好,压力愈大,人工开凿后能自流到地表。因为有隔水顶板存在,承压水不受气候的影响,动态较稳定,不易受污染。承压水的形成与所在地区的地质构造及沉积条件有密切关系。只要有适宜的地质构造条件,地下水都可形成承压水。适宜形成承压水的地质构造大致有两种:一为向斜构或盆地,称为自流盆地;另一为单斜构造亦称为自流斜地。
但是,自然界中的自流盆地及自流斜地的含水层,埋藏条件是很复杂的,往往在同一个区域内的自流盆地或自流斜地,可埋藏多个含水层,它们有不同的稳水位与不同的水力联系,这主要取决于地形和地质构造二者之间的关系。当地形和构造一致时,即为正地形,下部含水层压力高,若有裂隙穿透上下含水层,下部含水层的水通过裂隙补给上部含水层。反地形,情况相反,含水层通过一定的渠道补给下部的含水层,这是因为下部含水层的补给与排泄区常位于较低的位置。
承压含水层直接出露在地面,属潜水,补给靠大气降水。若承压含水层的补给区出露在表面水附近时,补给来源是地面水体;如果承压含水层和潜水含水层有水力联系,潜水便成为补给源。承压水的径流主要决定于补给区和排泄区的高差与两者的距离及含水层的透水性。一般说来,补给区和排泄区距离短、含水层的透水性良好,水位差大,承压水的径流条件就好,如果水位相差不大,距离较远,径流条件差,承压水循环交替就缓慢。承压水的排泄方式是多种多样的。当承压含水层被河流切割,这时承压水以泉的形式排出;当断层切割承压含水层时,一种情况是沿着断层破碎带以泉的形式排泄;另一种情况断层将几个含水层同时切割,使各含水层有了水力联系,压力高的承压水便补给其他含水层。 四、裂隙水
埋藏在基岩裂隙中的地下水叫裂隙水。这种水运动复杂,水量变化较大,这与裂隙发育及成因有密切关系。裂隙水按基岩裂隙成因分类有:
( 1 )风化裂隙水 分布在风化裂隙中的地下水多数为层状裂隙水,由于风化裂隙彼此相连通,因此在一定范围内形成的地下水也是相互连通的水体,水平方向透水性均匀,垂直方向随深度而减弱,多属潜水,有时也存在上层滞水。如果风化壳上部的覆盖层透水性很差时,其下部的裂隙带有一定的承压性,风化裂隙水主要受大气降水的补给,有明显季节性循环交替性,常以泉的形式排泄于河流中。
( 2 )成岩裂隙水 具有成岩裂隙的岩层出露地表时,常赋存成岩裂隙潜水。岩浆岩中成岩裂隙水较为发育。玄武岩经常发育柱状节理及层面节理。裂隙均匀密集,张开性好,贯穿连通,常形成贮水丰富、导水畅通的潜水含水层。成岩裂隙水多呈层状,在一定范围内相互连通。具有成岩裂隙的岩体为后期地层覆盖时,也可构成承压含水层,在一定条件下可以具有很大的承压性。
( 3 )构造裂隙水 由于地壳的构造运动,岩石受挤压、剪切等应力作用下形成的构造裂隙,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。构造裂隙发育很不均匀,因而构造裂隙水分布和运动相当复杂。当构造应力分布比较均匀且强度足够时,则在岩体中形成比较密集均匀且相互连通的张开性构造裂隙,赋存层状构造裂隙水。当构造应力分布相当不均匀时,岩体中张开性构造裂隙分布不连续,互不沟通,则赋存脉状构造裂隙水。具有同一岩性的岩层,由于构造应力的差异,一些地方可能赋存层状裂隙水,另一些地方则可能赋存脉状裂隙水。反之,当构造应力大体相同时,由于岩性变化,裂隙发育不同;张开裂隙密集的部位赋存层状裂隙水,其余部位则为脉状裂隙水。层状构造裂隙水可以是潜水,也可以是承压水。柔性与脆性岩层互层时,前者构成具有闭合裂隙的隔水层,后者成为发育张开裂隙的含水层。柔性岩层覆盖下的脆性岩层中便赋存承压水。脉状裂隙水,多赋存于张开裂隙中。由于裂隙分布不连续,所形成的裂隙各有自己独立的系统、补给源及排泄条件,水位不一致。有一定压力,分布不均,水量小,水位水量变化大。但是,不论是层状裂隙水还是脉状裂隙水,其渗透性常常显示各向异性。这是因为,不同方向的构造应力性质不同,某些方向上裂隙张开性好,另一些方向上的裂隙张开性差,甚至是闭合的。
综上所述,裂隙水的存在、类型、运动、富集等受裂隙发育程度、性质及成因控制,所以我们只有很好地研究裂隙发生、发展的变化规律,才能更好地掌握裂隙水的规律性。
五、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。我国岩溶的分布比较广,特别在南方地区。因此,岩溶水分布很普遍,水量丰富,对供水极为有利,但对矿床开采、地下工程和建筑工程等都会带来一些危害,因此研究岩溶水对国民经济有很大意义。根据岩溶水的埋藏条件可分为:
( 1 )岩溶上层滞水 在厚层灰岩的包气带中,常有局部非可溶的岩层存在,起着隔水作用,在其上部形成岩溶上层滞水。
( 2 )岩溶潜水 在大面积出露的厚层灰岩地区广泛分布着岩溶潜水。岩溶潜水的动态变化很大,水位变化幅度可达数十米。水量变化的最大与最小值之差,可达几百倍。这主要是受补给和径流条件影响,降雨季节水量很大,其他季节水量很小,甚至干枯。 ( 3 )岩溶承压水
岩溶地层被覆盖或岩溶层与砂页岩互层分布时,在一定的构造条件下,就能形成岩溶承压水。岩溶承压水的补给主要取决于承压含水层的出露情况。岩溶水的排泄多数靠导水断层,经常形成大泉或群泉,也可补给其他地下水,岩溶承压水动态较稳定。
岩溶水的分布 主要受岩溶发育规律控制。 所谓岩溶 就是指水流与可溶岩石相互作用的过程以及伴随产生的地表及地下地质现象的总和。岩溶作用既包括化学溶解和沉淀作用,也包括机械破坏作用和机械沉积作用。因此,岩溶水在其运动过程中不断地改造着自身的赋存环境。岩溶发育有的地方均匀,有的地方不均匀。若岩溶发育均匀,又无粘土填充,各溶洞之间的岩溶水有水力联系,则有一致的水位。若岩溶发育不均匀,又有粘上等物质充填,各洞之间可能没有水力联系,因而有可能使岩溶水在某些地带集中形成暗河,而另外一些地带可能无水。在较厚层的灰岩地区,岩溶水的分布及富水性和岩溶地貌很有关系。在分水岭地区,常发育着一些岩溶漏斗、落水洞等,构成了特殊地形“峰林地貌”。它常是岩溶水的补给区。这里岩溶水径流条件好,埋藏深度大,很少出露地表低洼的岩溶地形。在岩溶水汇集地带,常形成地下暗河,并有泉群出现,其上经常堆积一些松散的沉积物。
实践和理论证明,在岩溶地区进行地下工程和地面建筑工程,必须弄清岩溶的发育与分布规律,因为岩溶的发育致使建筑工程场区的工程地质条件大为恶化。
六、泉水 泉是地下水天然露头。主要是地下水或含水层通道露出地表形成的。因此,泉是地下的主要排泄方式之一。
泉的实际用途很大,不仅可做供水水源。当水量丰富,动态稳定,含有碘、硫等物质时,还可做医疗之用。同时研究泉对了解地质构造及地下水都有很大意义。
泉的类型按 补给源 可分为三类: 包气带泉:主要是上层滞水补给,水量小,季节变化大,动态不稳定。 潜水泉:又称下降泉,主要靠潜水补给,动态较稳定,有季节性变化规律,按出露条件可分为侵蚀泉、接触泉、溢出泉等。当河谷、冲沟向下切割含水层,地下水涌出地表便成泉,这主要和侵蚀作用有关,故叫侵蚀泉。有时因地形切割含水层隔水底板时,地下水被迫从两层接触处出露成泉,故称接触泉。当岩石透水性变弱或由于隔水底板隆起,使地下水流动受阻,地下水便溢出地面成泉,这就是溢出泉。
自流水泉:又叫上升泉,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。当承压含水层被断层切割,而且断层是张开的,地下水便沿着断层上升,在地形低洼处便出露成泉,故称断层泉。因为沿着断层上升的泉,常常成群分布,也叫泉带。