地下水類型特征性質(zhì)工程影響講義60

第五章地下水第一節(jié)地下水概述第二節(jié)地下水類型及其主要特征第三節(jié)地下水的性質(zhì)第四節(jié)地下水對(duì)建筑工程的影響地下水地下水是工程地質(zhì)分析、評(píng)價(jià)和地質(zhì)災(zāi)害防治中的一個(gè)極其重要的影響因素。地下水能降低巖土強(qiáng)度和地基承載力。對(duì)砂性土、粉性土產(chǎn)生潛蝕作用，破壞土體的結(jié)構(gòu)；使粉細(xì)砂和粉土產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，影響建筑物和地下設(shè)施的穩(wěn)定性，甚至引起破壞，同時(shí)給地下工程施工帶來許多麻煩。當(dāng)深基坑下部有承壓水時(shí)，若不降低承壓水頭壓力，可能會(huì)沖毀坑底土體造成突涌危害。對(duì)其水位以下的巖土?xí)a(chǎn)生靜水壓力作用；有些地下水會(huì)腐蝕鋼筋混凝土。根據(jù)巖土中水的物理力學(xué)性質(zhì)，將地下水分為：氣態(tài)水、結(jié)合水、毛細(xì)水、重力水、固態(tài)水以及結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水。這些水的特性和作用已在前面詳述過。下面我們著重討論巖土中的毛細(xì)水和重力水，因?yàn)檫@兩種水對(duì)地下水的工程特性有很大的作用。毛細(xì)水對(duì)建筑工程的意義主要有：(1)產(chǎn)生毛細(xì)壓力，對(duì)于砂土特別是細(xì)砂、粉砂，由于毛細(xì)壓力作用使砂性土具有一定的粘聚力(稱假粘聚力)。(2)毛細(xì)水對(duì)土中氣體的分布與流通有一定影響，常常是導(dǎo)致產(chǎn)生封閉氣體的原因。(3)當(dāng)?shù)叵滤宦裆钭儨\時(shí)，由于毛細(xì)水上升，可助長地基土的冰凍現(xiàn)象；使地下室潮濕；危害房屋基礎(chǔ)及公路路面；促使土的沼澤化、鹽漬化。重力水：不受靜電引力的影響，在重力作用下運(yùn)動(dòng)，可傳遞靜水壓力。重力水能產(chǎn)生浮托力、孔隙水壓力。流動(dòng)的重力水在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生動(dòng)水壓力。重力水具有溶解能力，對(duì)巖土產(chǎn)生化學(xué)潛蝕，導(dǎo)致土的成分及結(jié)構(gòu)的破壞。重力水是本章研究的主要對(duì)象。兩個(gè)定義：含水層和透水層含水層：能夠給出并透過相當(dāng)數(shù)量重力水的巖層或土層，稱為含水層。構(gòu)成含水層的條件，一是巖土中要有空隙存在，并充滿足夠數(shù)量的重力水；二是這些重力水能夠在巖土空隙中自由運(yùn)動(dòng)。隔水層：不能給出并透過水的巖層、土層，或者這些巖土層給出與透過水的數(shù)量是微不足道的。巖土的水理性質(zhì)：含水性給水性透水性含水性：容水度；持水度容水度(飽和含水量)：巖土空隙完全被水充滿時(shí)的含水量。用容積表示時(shí)為：巖土空隙中所能容納的最大的水的體積與巖土體積之比，與孔隙度、裂隙率或巖溶率相等。但是，對(duì)于具有膨脹性的粘土來說，充水后體積擴(kuò)大，容水度可以大于孔隙度。持水度(最大分子含水量)：巖土顆粒的結(jié)合水達(dá)到最大數(shù)值時(shí)的含水量。指受重力作用時(shí)巖土仍能保持的水的體積與巖土體積之比。在重力作用下，巖石空隙中所保持的主要是結(jié)合水。因此．持水度實(shí)際上說明巖石中結(jié)合水含量的多少。給水性：給水度給水度：飽水巖土在重力作用下排出的水的體積與巖土體積之比。數(shù)值上等于容水度減去持水度。大小與有效孔隙有關(guān)，不同的巖土其給水度相差很大。透水性由于結(jié)合水對(duì)于重力水，以及重力水質(zhì)點(diǎn)之間存在著摩擦阻力，最靠近邊緣的重力水，流速趨近于零，向中心流速逐漸變大，中心部分流速最大。因此，空隙愈小，重力水所能達(dá)到的最大流速便愈小，透水性也越差。當(dāng)空隙直徑小于兩倍結(jié)合水的厚度，在通常條件下便不透水。另一方面，在空隙透水、空隙大小相等的前提下，孔隙度越大，能夠透過的水量愈多，巖土層的透水性也愈好?？傊?，空隙的大小和多少?zèng)Q定著巖石透水性的好壞，但兩者的影響并不相等，空隙大小經(jīng)常起主要作用。例如，砂性土的空隙度小于粘性土，但前者的滲透系數(shù)大于后者。達(dá)西定定律（（線性性滲透透定律律）v=Q/A=KIV：滲透速速度K：滲透系系數(shù)，，單位位水力力梯度度時(shí)的的滲透透速度度I：水力梯梯度適用于于雷諾諾數(shù)<=10的層流流運(yùn)動(dòng)動(dòng)關(guān)于滲滲流速速度：：不是實(shí)實(shí)際流流速，，而是是虛擬擬流速速。因?yàn)樵谠谶_(dá)西西定律律中，，過水水?dāng)嗝婷娴拿婷娣e包包括巖巖土顆顆粒所所占據(jù)據(jù)的面面積及及空隙隙所占占據(jù)的的面積積，而而水流流實(shí)際際通過過的過過水?dāng)鄶嗝婷婷娣e為為空隙隙所占占據(jù)的的面積積。所以，，滲流流速度度并非非地下下水的的實(shí)際際流速速，而而是假假設(shè)水水流通通過整整個(gè)過過水?dāng)鄶嗝?包括顆顆粒和和空隙隙所占占據(jù)的的全部部空間間)時(shí)所具具有的的虛擬擬流速速。關(guān)于水水力梯梯度水力坡坡度為為沿滲滲流途途徑的的水頭頭損失失與相相應(yīng)滲滲透途途徑長長度的的比值值。地下水水在空空隙中中運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)，，受到到空隙隙壁以以及水水質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)自身身的摩摩阻力力，克克服這這些阻阻力保保持一一定流流速，，就要要消耗耗能量量，從從而出出現(xiàn)水水頭損損失。。所以，，水力力坡度度可以以理解解為水水流通通過某某一長長度滲滲流途途徑時(shí)時(shí)，為為克服服阻力力，保保持一一定流流速所所消耗耗的以以水頭頭形式式表現(xiàn)現(xiàn)的能能量。。地下水水類型型按埋藏藏條件件：包氣帶帶水潛水承壓水水按含水水層的的空隙隙性質(zhì)質(zhì)：孔隙水水裂隙水水巖溶水水包氣帶帶水處于地地表面面以下下、潛潛水位位以上上的包包氣帶帶巖土土層中中，包包括土土壤水水、沼沼澤水水、上上層滯滯水以以及基基巖風(fēng)風(fēng)化殼殼(粘土裂裂隙)中季節(jié)節(jié)性存存在的的水。。主要特特征是是受氣氣候控控制，，季節(jié)節(jié)性明明顯，，變化化大，，雨季季水量量多，，旱季季水量量少，，甚至至干涸涸。包氣帶帶水對(duì)對(duì)農(nóng)業(yè)業(yè)有很很大意意義，，對(duì)工工程建建筑有有一定定影響響。潛水埋藏在在地表表以下下第一一層較較穩(wěn)定定的隔隔水層層以上上、具具有自自由水水面的的重力力水叫叫潛水水。潛水的自自由表面面，承受受大氣壓壓力，受受氣候條條件影響響，季節(jié)節(jié)性變化化明顯，，春、夏夏季多雨雨，水位位上升，，冬季少少雨，水水位下降降，水溫溫隨季節(jié)節(jié)而有規(guī)規(guī)律的變變化，水水質(zhì)易受受污染。。潛水面隨隨時(shí)間而而變化，，其形狀狀則隨地地形的不不同而異異，也和和含水層層的透水水性及隔隔水層底底板形狀狀有關(guān)。。含水層層厚度較較大的地地方。潛潛水面就就變得平平緩，隔隔水底板板隆起處處，潛水水厚度減減小。潛水的動(dòng)動(dòng)態(tài)潛水的流流量、水水位、水水溫、化化學(xué)成分分等經(jīng)常常有規(guī)律律的變化化，這種種變化叫叫潛水的的動(dòng)態(tài)。。潛水的動(dòng)動(dòng)態(tài)有日日變化、、月變化化、年變變化及多多年變化化。潛水動(dòng)態(tài)態(tài)變化的的影響因因素有自然因素素及人為為因素兩兩方面。自然因因素有氣氣象、水水文、地地質(zhì)、生生物等。。人為因因素主要要有興修修水利、、修建水水庫、大大面積灌灌溉等。。這些因因素都會(huì)會(huì)改變潛潛水的動(dòng)動(dòng)態(tài)。我們掌握握潛水動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化規(guī)律就就能合理理地利用用地下水水，防止止地下水水可能造造成的對(duì)對(duì)建筑工工程的危危害。潛水的補(bǔ)補(bǔ)給來源源主要有有：大氣降水水大氣凝結(jié)結(jié)水地表水深層地下下水大氣降水水是補(bǔ)給潛潛水的主主要來源源。降水補(bǔ)給給潛水的的數(shù)量多多少，取取決于降降水的特特點(diǎn)及程程度、包包氣帶土土層的透透水性及及地表的的覆蓋情情況等。。一般來說說，時(shí)間短的的暴雨，，對(duì)補(bǔ)給給地下水水不利，，而連綿綿細(xì)雨能能大量的的補(bǔ)給潛潛水。在干旱地地區(qū)大氣降雨雨很少潛水的補(bǔ)補(bǔ)給只靠靠大氣凝結(jié)結(jié)水地表水也是地下下水的重重要補(bǔ)給給來源當(dāng)?shù)乇硭桓吒哂跐撍粫r(shí)時(shí)，地表表水就補(bǔ)補(bǔ)給地下下水。在一般情情況下河流的中中上游是是地下水水補(bǔ)給河河流河流的下下游是河河水補(bǔ)給給地下水水潛水的動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化往往受受地表水水動(dòng)態(tài)變變化的影影響。如如果深層層地下水水位較潛潛水位高高，深層地下水會(huì)通過構(gòu)造破破碎帶或?qū)當(dāng)鄬友a(bǔ)給潛潛水，也可越越流補(bǔ)給潛水水?？傊瑵撍牡难a(bǔ)給來源是是多種多樣的，某個(gè)地區(qū)區(qū)的潛水可以以有一種或幾幾種來源補(bǔ)給給。潛水的排泄一般在河谷的的中上游，河河流下切較深深，使?jié)撍苯恿魅牒恿髁?。在干旱地區(qū)潛潛水也靠蒸發(fā)排泄。在地形有利的的情況下，潛潛水則以泉的形式出出露地表。承壓水（自流流水）地表以下、充充滿兩個(gè)穩(wěn)定定隔水層之間間的重力水。。承壓水具有如如下特征承壓水的重要要特征是不具具自由水面，，并承受一定定的靜水壓力力。承壓水承承受的壓力來來自補(bǔ)給區(qū)的的靜水壓力和和上覆地層壓壓力。由于上上覆地層壓力力是恒定的，，故承壓水壓壓力的變化與與補(bǔ)給區(qū)水位位變化有關(guān)。。當(dāng)接受補(bǔ)給給水位上升時(shí)時(shí)，靜水壓力力增大。水對(duì)對(duì)上覆地層的的浮托力隨之之增大．從而而承壓水頭增增大，承壓水水位上升；反反之，補(bǔ)給區(qū)區(qū)水位下降，，承壓水位隨隨之降低。承壓含水層的的分布區(qū)與補(bǔ)補(bǔ)給區(qū)不一致致，常常是補(bǔ)補(bǔ)給區(qū)遠(yuǎn)小于于分布區(qū)，一一般只通過補(bǔ)補(bǔ)給區(qū)接受補(bǔ)補(bǔ)給。承壓水的動(dòng)態(tài)態(tài)比較穩(wěn)定，，受氣候影響響較小承壓水不易受受地面污染。。承壓水的形成成與所在地區(qū)區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造造及沉積條件件有密切關(guān)系系。只要有適適宜的地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造條件，地地下水都可形形成承壓水。。適宜形成承壓壓水的地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造大致有兩兩種:自流盆地：自流斜地承壓水的補(bǔ)給給和排泄：承壓水的上部部由于有連續(xù)續(xù)隔水層的覆覆蓋，大氣降降水和地表水水不能直接補(bǔ)補(bǔ)給整個(gè)含水水層，只有在在含水層直接接出露的補(bǔ)給給區(qū)，方能接接受大氣降水水或地表水的的補(bǔ)給，所以以承壓水的分布布區(qū)和補(bǔ)給區(qū)區(qū)是不一致的的。一般補(bǔ)給給區(qū)遠(yuǎn)小于分分布區(qū)。另一方面，，由于受隔水水層的覆蓋，，所以受氣候候及其它水文文因素的影響響也較小，故故其水量變化不大大，且不易蒸蒸發(fā)。因此，地下下水的動(dòng)態(tài)也也是比較穩(wěn)定定的。此外，，由于承壓水水具有水頭頭壓力，所所以它不僅僅可以由補(bǔ)補(bǔ)給區(qū)流向向自流盆地地或自流斜斜地的低處處，而且可可以由低處處向上流至至排泄區(qū)，，并以上升升泉的形式式出露于地地表，或者者通過補(bǔ)給給該區(qū)的潛潛水和地表表水而得到到排泄。裂隙水：埋埋藏在基基巖裂隙中中的地下水水。這種水運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，，水量變化化較大．這與裂隙隙發(fā)育及成成固有密切切關(guān)系。按基巖裂隙隙成因分類類：風(fēng)化裂隙水水成巖裂隙水水構(gòu)造裂隙水水風(fēng)化裂隙水水：分布在風(fēng)風(fēng)化裂隙中中的地下水水多數(shù)為層狀裂隙水水，由于風(fēng)化化裂隙彼此此相連通，，因此在一一定范圍內(nèi)內(nèi)形成的地地下水也是是相互連通通的水體，，水平方向向透水性均均勻，垂直直方向隨深深度而減弱弱，多屬潛水，，有時(shí)也存存在上層滯滯水。如果風(fēng)化化殼上部的的覆蓋層透透水性很差差時(shí)，其下下部的裂隙隙帶有一定定的承壓性性，風(fēng)化裂裂隙水主要受大氣氣降水的補(bǔ)補(bǔ)給，有明明顯季節(jié)性性循環(huán)交替替性，常以以泉的形式式排泄于河河流中。成巖裂隙水水：具有成成巖裂隙的的巖層出露露地表時(shí)，，常賦存成成巖裂隙潛潛水。巖漿巖中成成巖裂隙水水較為發(fā)育育。玄武巖巖經(jīng)常發(fā)育育柱狀節(jié)理理及層面節(jié)節(jié)理，裂隙隙均勻密集集，張開性性好，貫穿穿連通，常常形成貯水水豐富、導(dǎo)導(dǎo)水暢通的的潛水含水水層。成巖裂隙水水多呈層狀狀，在一定定范圍內(nèi)相相互連通。。具有成巖巖裂隙的巖巖體為后期期地層覆蓋蓋時(shí)，也可可構(gòu)成承壓壓含水層。。在一定條條件下可以以具有很大大的承壓性性。構(gòu)造裂隙水水：由于地地殼的構(gòu)造造運(yùn)動(dòng)，巖巖石受擠壓壓、剪切等等應(yīng)力作用用下形成的的構(gòu)造裂隙隙，其發(fā)育程度既既取決于巖巖石本身的的性質(zhì)，也也取決于邊邊界條件及及構(gòu)造應(yīng)力力分布等因因素。構(gòu)造造裂裂隙隙發(fā)發(fā)育育很很不不均均勻勻，，因因而而構(gòu)構(gòu)造造裂裂隙隙水水分分布布和和運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)相相當(dāng)當(dāng)復(fù)復(fù)雜雜。。當(dāng)構(gòu)構(gòu)造造應(yīng)應(yīng)力力分分布布比比較較均均勻勻且且強(qiáng)度足夠時(shí)，，則在巖體中中形成比較密密集均勻且相相互連通的張張開性構(gòu)造裂裂隙，賦存層層狀構(gòu)造裂隙隙水。當(dāng)構(gòu)造應(yīng)力分分布相當(dāng)不均均勻時(shí)，巖體中張開開性構(gòu)造裂隙隙分布不連續(xù)續(xù)，互不溝通通，則賦存脈脈狀構(gòu)造裂隙隙水。具有同同一巖巖性的的巖層層，由由于構(gòu)構(gòu)造應(yīng)應(yīng)力的的差異異，一一些地地方可可能賦賦存層層狀裂裂隙水水，另另—些些地方方則可可能賦賦存脈脈狀裂裂隙水水。當(dāng)構(gòu)造應(yīng)力力大體相同同時(shí)，由于于巖性變化化，裂隙發(fā)發(fā)育不同；；張開裂隙隙密集的部部位賦存層層狀裂隙水水，其余部部位則為脈脈狀裂隙水水。層狀構(gòu)造裂裂隙水可以以是潛水，，也可以是是承壓水。柔性與脆脆性巖層互互層時(shí)，前前者構(gòu)成具具有閉合裂裂隙的隔水水層，后者者成為發(fā)育育張開裂隙隙的含水層層。柔性巖巖層覆蓋下下的脆性巖巖層中便賦賦存承壓水水。脈狀裂隙水水，多賦存于于張開裂隙隙中。由于于裂隙分布布不連續(xù)，，所形成的的裂隙各有自自己獨(dú)立的的系統(tǒng)、補(bǔ)補(bǔ)給源及排排泄條件，，水位不——致。有一一定壓力，，分布不均均，水量小小，水位水水量變化大大。但是，不論論是層狀裂裂隙水還是是脈狀裂隙隙水，其滲滲透性常常常顯示各向異性。這是因?yàn)闉椴煌较蛳虻臉?gòu)造應(yīng)應(yīng)力性質(zhì)不不同，某些些方向上裂裂隙張開性性好，另——些方向上上的裂隙張張開性差，，甚至是閉閉合的。裂隙水的富富集條件：：(1)有較較多的儲(chǔ)水水空間；(2)有充充足的補(bǔ)給給水源；(3)有良良好的匯水水條件。上述條件主主要受巖性、構(gòu)造造、地貌等因素的影影響。巖性性不同，裂裂隙發(fā)育程程度有差異異，因而富富水性不同同。構(gòu)造部部位不同，，裂隙發(fā)育育程度有差差異．因而而導(dǎo)水性和和富水性也也不同。褶褶曲軸部的的裂隙較其其它部位發(fā)發(fā)育，往往往是富水的的地方。斷斷裂多次活活動(dòng)的部位位，巖石破破碎、裂隙隙發(fā)育，不不利于地下下水的富集集。不同地地貌部位，，地下水的的補(bǔ)給、匯匯聚條件不不同，巖石石裂隙發(fā)育育程度不同同，因而富富水性不同同。盆地、洼地地、谷地常常常構(gòu)成富富水的有利利條件。地下水的物物理性質(zhì)：：溫度：過冷水(<0度））、冷水（0-20度））、溫水（（20-42度）、、熱水（42-100度）、、過熱水（（>100度）顏色：決定于化化學(xué)成分及及懸浮物，，含H2S的水為翠綠綠色；含ca2+、Mg2+離子的水為為微藍(lán)色；；含F(xiàn)e2+的水為灰藍(lán)藍(lán)色，含F(xiàn)e3+的水為褐黃黃色；含有有機(jī)腐殖質(zhì)質(zhì)時(shí)為灰暗暗色。含懸懸浮物的水水，其顏色色決定于懸懸浮物。透明度：透明的、、微渾的、、混濁的、、極混濁的的氣味：含腐殖質(zhì)質(zhì)時(shí)（沼澤澤味），含含硫化氫（（臭蛋味））味道：決定定于化學(xué)成成分。咸（（NaCl)、甜（Ca(OH)2、Mg(OH)2)、苦（MgCl2、MgSO4)、清爽可口（（CaCO3)。導(dǎo)電性：取決于電解解質(zhì)的多少放射性：取決于放射射性物質(zhì)的多多少地下水的化學(xué)學(xué)成分：地下水中主要要離子成分地下水中主要要?dú)怏w成分地下水中的膠膠體成分與有有機(jī)質(zhì)地下水中主要要離子成分：：陽離子：H+、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Fe2+陰離子：OH-、Cl-、SO42-、NO2-、NO3-、HCO3-、CO32-、SiO32-、HCO3-。地下水中分布布最廣、含量量較多的離子子是：Na+，K+、Ca2+、Mg2+和Cl-、SO42-HCO3-即4種陽離子和3種陰離子礦化度：地下水中所所含各種離子子、分子與化化合物的總量量稱為礦化度度，以g／L表示。習(xí)慣上用105-110攝氏溫度將將地下水樣品品蒸干后所得的干涸殘余物總總量來表示礦化度度。也可以將將分析所得陰陰陽離子含量量相加，求得得理論干涸殘余余物總量。由于在蒸干干時(shí)有將近一一半的HCO3-分解生成CO2和H2O而逸失。所以以，陰陽離子子相加時(shí)，HCO3-只取重量的50％。由子地下水中中鹽類的溶解解度不同，使使得離子成分分與地下水礦礦化度之間有有一定的規(guī)律律?？傮w上看看，氯鹽的溶解度度最大，硫酸酸鹽次之，碳碳酸鹽較小，，鈣的硫酸鹽鹽，特別是鈣鈣、鎂的碳酸酸鹽溶解度最最小。隨著礦化度度增大，鈣、、鎂的碳酸鹽鹽首先達(dá)到飽飽和并沉淀析析出，繼續(xù)增增大時(shí)，鈣的的硫酸鹽也飽飽和析出，因因此，高礦化化水中便以易易溶的氯和鈉鈉占優(yōu)勢(shì)了。。Cl-主要來來源：：沉積巖巖中所所含巖巖鹽或或其它它氯化化物的的溶解解；巖漿巖巖中含含氯礦礦物的的風(fēng)化化溶解解；海水；；火山噴噴發(fā)物物的溶溶濾；；工業(yè)、、生活活污水水及糞糞便中中的大大量Cl-氯離子子不會(huì)會(huì)被植植物和和細(xì)菌菌所攝攝取，，不被被土粒粒表面面吸附附，氯氯鹽浴浴解度度大，，不易易沉淀淀析出出，因因此，，它的的含量量隨著著礦化化度增增長而而不斷斷增加加。SO42-主要來來源：：含石膏膏或其其它硫硫酸鹽鹽的沉沉積巖巖的溶溶解硫和硫硫化物物的氧氧化SO42-在地下下水中中的含含量大大大低低于氯氯離子子的含含量，，而且且也不不如氯氯離子子穩(wěn)定定。這這是由由于：：作為SO42-主要來來源的的硫酸酸鈣溶溶解度度較小??；在還原原環(huán)境境中，，SO42-將被還還原為為H2S及S。HCO3-主要來來源：：含碳酸酸鹽沉沉積巖巖的溶溶解；；在巖漿漿巖與與變質(zhì)質(zhì)巖地地區(qū)，，主要要來源源于鋁鋁硅酸酸鹽礦礦物的的風(fēng)化化溶解解。Na+離子和K+離子在地下下水中的分分布特點(diǎn)基基本相同，，但是．K+離子的含量量比Na+離子的含量量少得多。。這是因?yàn)闉镵+大量地參與形形成不溶于水水的次生礦物物(水云母、蒙脫脫石、絹云母母)，并為植物所所攝取之故。。Na+離子和K+離子主要來源源于：①含鈉鹽、鉀鉀鹽的沉積巖巖的溶解；②巖漿巖和變變質(zhì)巖中含鈉鈉、鉀礦物的的風(fēng)化溶解。。Ca2+離子的來源主要是:碳酸鹽類沉積積物和石膏沉沉積物的溶解解；巖漿巖、變質(zhì)質(zhì)巖中含鈣礦礦物的風(fēng)化溶溶解。地下水水中Ca2+的含量一般不不超過數(shù)百毫毫克／升，通通常低于Na+離子的含量。。Mg2+離子的來源及其在地下水水中的分布與與Ca2+離子相近。但但是．Mg2+離子的含量通通常比Ca2+離子少。Mg2+離子主要來自自含鎂的碳酸酸鹽類沉積巖巖(白云巖、泥灰灰?guī)r)以及巖漿巖、、變質(zhì)巖中含含鎂礦物的風(fēng)風(fēng)化溶解。地下水中主要要?dú)怏w成分O2、N2、CO2及H2S是地下水中的的主要?dú)怏w成成分。一般情情況下，地下下水中氣體含含量只有幾毫毫克／升一幾幾十毫克／升升。但是，氣氣體成分能夠夠很好地反映映地球化學(xué)環(huán)環(huán)境；同時(shí)，，地下水中存存在某些氣體體能夠影響鹽鹽類在水中的的溶解度以及及其它化學(xué)反反應(yīng)。地下水中的膠膠體成分與有有機(jī)質(zhì)以碳、氫、氧氧為主的有機(jī)機(jī)質(zhì)，經(jīng)常以以膠體方式存存在于地下水水中。大量有有機(jī)質(zhì)的存在在，有利于進(jìn)進(jìn)行還原作用用，從而使地地下水化學(xué)成成分發(fā)生變化化。很難以離子狀狀態(tài)溶于水的的化合物也往往往以膠體狀狀態(tài)存在于地地下水中，其其中分布最廣廣的是Fe(OH)3、A1(OH)3及SO2。地下水對(duì)建筑筑工程的影響響：地下水位下降降引起軟土地地基沉降動(dòng)水壓力產(chǎn)生生流砂和潛蝕蝕地下水的浮托托作用承壓水對(duì)基坑坑的作用地下水位下降降引起軟土地地基沉降：在沿海軟土層層中進(jìn)行深基基礎(chǔ)施工時(shí)，，往往需要人人工降低地下下水位。若降降水不當(dāng)，會(huì)會(huì)使周圍地基基土層產(chǎn)生固固結(jié)沉降，輕輕者造成鄰近近建筑物或地地下管線的不不均勻沉降；；重者使建筑筑物基礎(chǔ)下的的土體顆粒流流失，甚至掏掏空，導(dǎo)致建建筑物開裂和和危及安全使使用。例如：：上?？禈仿仿肥哟髽菢牵捎孟浠?，開挖深度度為5．5m，采用鋼板樁外外加井點(diǎn)降水水，抽水6天天后，各沉降降觀測點(diǎn)的沉沉降量如表所所示。如果抽水井濾濾網(wǎng)和砂濾層層的設(shè)計(jì)不合合理或施工質(zhì)質(zhì)量差，那么么，抽水時(shí)會(huì)會(huì)將軟土層中中的粘粒、粉粉粒、甚至細(xì)細(xì)砂等細(xì)小土顆粒隨隨同地下水一一起帶出地面面，使周圍地面面土層很快產(chǎn)產(chǎn)生不均勻沉沉降，造成地地面建筑物和和地下管線不不同程度的損損壞。另一方面．井井管埋設(shè)完成成開始抽水時(shí)時(shí)，井內(nèi)水位位下降，井外外含水層中的的地下水不斷斷流向?yàn)V管，，經(jīng)過一段時(shí)時(shí)間后，在井井周圍形成漏漏斗狀的彎曲曲水面一降水水漏漏斗斗。在在這這—降水水漏漏斗斗范范圍圍內(nèi)內(nèi)的的軟軟土土層層會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生滲滲透透固固結(jié)結(jié)而而造造成成地地基基土土沉沉降降。。而而且且，，由由于于土土層層的的不不均均勻勻性性和和邊邊界界條條件件的的復(fù)復(fù)雜雜性性，，降降水水漏漏斗斗往往往往是是不不對(duì)對(duì)稱稱的的，，因因而而使使周周圍圍建建筑筑物物或或地地下下管管線線產(chǎn)產(chǎn)生生不不均均勻勻沉沉降降、、甚甚至至開開裂裂。。動(dòng)水水壓壓力力產(chǎn)產(chǎn)生生流流砂砂和和侵侵蝕蝕流沙沙：：是是地地下下水水自自下下而而上上滲滲流流時(shí)時(shí)土土產(chǎn)產(chǎn)生生流流動(dòng)動(dòng)的的現(xiàn)現(xiàn)象象，，它它與與地地下下水水的的動(dòng)動(dòng)水水壓壓力力有有密密切切關(guān)關(guān)系系。當(dāng)當(dāng)?shù)氐叵孪滤牡膭?dòng)動(dòng)水水壓壓力力大大于于土土粒粒的的浮浮容容重重或或地地下下水水的的水水力力坡坡度度大大于于臨臨界界水水力力坡坡度度時(shí)時(shí)，，使使土土顆顆粒粒之之間間的的有有效效應(yīng)應(yīng)力力等等于于零零，，土土顆顆粒粒懸懸浮浮于于水水中中，，隨隨水水一一起起流流出出就就會(huì)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生生流流沙沙。。這這種種情情況況的的發(fā)發(fā)生生常常是是由由于于在在地地下下水水位位以以下下開開挖挖基基坑坑、、埋埋設(shè)設(shè)地地下下管管道道、、打打井井等等工工程程活活動(dòng)動(dòng)而而引引起起的的，，易易產(chǎn)產(chǎn)生生在在細(xì)細(xì)沙沙、、粉粉沙沙、、粉粉質(zhì)質(zhì)粘粘土土中中。。潛蝕作用用可分為為機(jī)械潛潛蝕和化化學(xué)潛蝕蝕兩種。機(jī)械潛蝕蝕是指土粒粒在地下下水的動(dòng)動(dòng)水壓力力作用下下受到?jīng)_沖刷，將將細(xì)粒沖沖走，使使土的結(jié)結(jié)構(gòu)破壞壞，形成成洞穴的的作用；；化學(xué)潛蝕蝕是指地下下水溶解解水中的的鹽分，，使土粒粒間的結(jié)結(jié)合力和和土的結(jié)結(jié)構(gòu)破壞壞，土粒粒被水帶帶走，形形成洞穴穴的作用用。這兩兩種作用用一般是是同時(shí)進(jìn)進(jìn)行的。。在地基基土層內(nèi)內(nèi)如具有有地下水水的潛蝕蝕作用時(shí)時(shí)，將會(huì)會(huì)破壞地地基土的的強(qiáng)度，，形成空空洞，產(chǎn)產(chǎn)生地表表塌陷，，影響建建筑工程程的穩(wěn)定定。在我我國的黃黃土層及及巖溶地地區(qū)的土土層中，，常有浴浴蝕現(xiàn)象象產(chǎn)生．．修建建建筑物時(shí)時(shí)應(yīng)予以以注意。。流砂是是一種種不良良的工工程地地質(zhì)現(xiàn)現(xiàn)象，，在建建筑物物深基基礎(chǔ)工工程和和地下下建筑筑工程程的施施工中中所遇遇到的的流砂砂現(xiàn)象象主要要有：：1．輕輕微流流砂：：當(dāng)基基坑圍圍護(hù)樁樁排間間隙處處隔水水措施施不當(dāng)當(dāng)或施施工質(zhì)質(zhì)量欠欠缺時(shí)時(shí)，或或當(dāng)?shù)氐叵逻B連續(xù)墻墻接頭頭的施施工質(zhì)質(zhì)量不不佳時(shí)時(shí)，有有些細(xì)細(xì)小的的土顆顆粒會(huì)會(huì)隨著著地下下水滲滲漏一一起穿穿過縫縫隙而而流入入基坑坑、增增加坑坑底的的泥濘濘程度度。2．中中等流流砂：：在基基坑底底部，，尤其其是靠靠近圍圍護(hù)樁樁墻的的地方方，常常常會(huì)會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)一堆堆粉細(xì)細(xì)砂緩緩緩冒冒起，，仔細(xì)細(xì)觀察察，可可以看看到粉粉細(xì)砂砂堆中中形成成許多多小小小的排排水溝溝，冒冒出的的水夾夾帶著著細(xì)小小土粒粒在慢慢慢地地流動(dòng)動(dòng)。3．嚴(yán)嚴(yán)重流流砂：：基坑坑開挖挖時(shí)如如發(fā)生生上述述現(xiàn)象象而仍仍然繼繼續(xù)往往下開開挖，，流砂砂的冒冒出速速度會(huì)會(huì)迅速速增加加．有有時(shí)會(huì)會(huì)象開開水初初沸時(shí)時(shí)的翻翻泡，，此時(shí)時(shí)基坑坑底部部成為為流動(dòng)動(dòng)狀態(tài)態(tài)，給給施工工帶來來很大大因難難，甚甚至影影響鄰鄰近建建筑物物的安安全。。如果果在沉沉井施施工中中，產(chǎn)產(chǎn)生嚴(yán)嚴(yán)重流流砂，，那么么沉井井就突突然下下沉，，無法法用人人力控控制，，以致致沉井井發(fā)生生傾斜斜，甚甚至發(fā)發(fā)生重重大事事故。。根據(jù)對(duì)對(duì)上海海軟土土地層層的研研究，，得出出易產(chǎn)產(chǎn)生流流砂的的土層層條件件為：：(1)粘粒粒含量量小于于10％-15％％，粉粉粒含含量大大于65％％-75%；(2)顆粒粒級(jí)配配不均均勻系系數(shù)Cu＜＜5，，(3)土的的孔隙隙比e＞0.85；(4)土的的含水水量大大于30％％；(5)地層層中粉粉細(xì)砂砂或粉粉土層層厚度度大于于25cm地下水水的