地下水基礎(chǔ)知識大全

地下水基礎(chǔ)知識大全

地下水(groundwater)，是指賦存于地面以下巖石空隙中

的水，狹義上是指地下水面以下飽和含水層中的水。在國

家標(biāo)準(zhǔn)《水文地質(zhì)術(shù)語》(GB/T14157-93)中，地下水是

指埋藏在地表以下各種形式的重力水。

下面，隨小編一起輕松愉快去了解地下水來源、分類、特

點(diǎn)、隔層水和含水層！受益匪淺！

目錄：

一、地下水的來源和賦存形式

1.地下水的來源

2.巖石中的孔隙和水分

3.巖石中水存在的形式

4.與水分的儲存和運(yùn)移有關(guān)的巖石性質(zhì)

二、地下水及其分類

1.基本概念

2.地下水分類

三、包氣帶、飽水帶、含水層與隔水層

1.基本概念

2.含水層類型劃分

3.上層滯水和潛水

4.層間水（承壓水）

5.潛水和承壓水（層間水）比較

井地下水

地下水位

泉水

含水層

區(qū)3康土區(qū)勾礫石層石灰?guī)rE9巖漿巖

---------------潛水面

地面高則潛水埋藏深度大

地面低則潛水埋藏深度淺

2.有關(guān)孔隙度的幾個基本概念

孔隙：組成松散巖石顆?；蝾w粒集合體之間的間隙；

裂隙：應(yīng)力作用下堅(jiān)硬巖石破裂變形產(chǎn)生的?？煞譃槌蓭r

裂隙、構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙；

溶孔（洞）：可溶的沉積巖在地下水溶蝕下產(chǎn)生的空洞；

孔隙度①：某一體積V巖石中孔隙體積Vn所占比例

<P=Vn/V

裂隙率Kr:裂隙體積Vr與包括裂隙在內(nèi)的巖石體積V的

比值

Kr=Vr/V

熔巖率K:溶洞的體積Vk與巖石總體積V的比值

K=Vk/V

3.影響孔隙度大小的因素

顆粒的排列方式：立方體排列緊密，孔隙度大；四面體排

列，松散，孔隙度大；

顆粒分選程度：分選好，孔隙度大；分選差，顆粒大小懸

殊，細(xì)小顆粒充填于粗大顆粒之間，孔隙度降低；

顆粒形狀：顆粒形狀不規(guī)則--排列松散一孔隙度大粘性土

的結(jié)構(gòu)和次生孔隙：帶電粘粒一聚合一結(jié)構(gòu)孔隙--孔隙度

增大一次生孔隙（蟲洞、根孔、干裂縫）發(fā)育--孔隙度增

大。

孔隙的特點(diǎn)

特點(diǎn)

71Hl連通良好，分布均勻，在不同方向上，孔隙通道的大小和多少都很

接近，賦存于其中的地下水分布與流動比較均勻。

主要為線裝裂隙，寬窄不等，長度有限，往往具有一定方向性?連

裂隙通性較空隙為差.賦予其中的地下水相互聯(lián)系較差分布與流動往往

是不均勻的。

溶洞（孔）大小懸殊,分布較不均勻，賦存于其中的地下水分布與流動也極不

均勻。

4.巖石中的各種裂隙

1-分選良好，排列酥松的砂；2-分選良好，排列緊密的砂;

3-分選不良的，排列緊密的砂；4-經(jīng)過部分膠結(jié)的砂巖；

5-具有結(jié)構(gòu)性孔隙的黏土;6-經(jīng)過壓縮的黏土；7-具有裂

隙的巖石；8-具有溶的可溶巖

|三.巖石中水存在的形式

沸石水

巖石"骨架'中的水結(jié)晶水

結(jié)構(gòu)水

強(qiáng)結(jié)合水

結(jié)合水

地殼巖石中的水弱結(jié)合水

重力水

巖石孔隙中的水液態(tài)水

毛細(xì)水

固態(tài)水

氣態(tài)水

1.氣態(tài)水：以水蒸氣的形式儲存在地下的水;

2.固態(tài)水：指巖石中溫度在0℃以下的重力水。即以冰

的形態(tài)出現(xiàn)的重力水，常分布在季節(jié)性和永久性結(jié)冰的地

區(qū);

3.結(jié)合水：指受固體表面的引力大于水分子自身重力，

束縛于固態(tài)表面，不能在自身重力影響想運(yùn)動的那部分

水。

強(qiáng)結(jié)合水：以單獨(dú)的水分子狀包圍在巖石顆粒表面的水。

A.水分子排列緊密,不能流動；

B.密度大，2。在零下78。（2時尚不能結(jié)冰；

C.沒有溶解能力，不能溶解鹽類；

D.不受重力作用，不傳遞導(dǎo)靜水壓力，不導(dǎo)電；

E.很難用機(jī)械的方法把它與顆粒分開，只有當(dāng)空氣中飽

和差很大或105（才能將他們分開；

F.具有極大的粘滯性和彈性。

弱結(jié)合水（薄膜水）：結(jié)合水的外層，由于分子力而粘附

在巖土顆粒上的水。在飽水帶中，能傳遞靜水壓力，靜

水壓力大于結(jié)合水的抗剪強(qiáng)度時能夠運(yùn)移。

特點(diǎn)：

A.水分子排列不如結(jié)合水規(guī)則和緊密，水分子離巖石顆粒

表面越遠(yuǎn)，結(jié)合力越小；

B.外層被植物吸收利用；

C.不受重力支配，不能導(dǎo)電、不能傳遞靜水壓力；

D.密度和普通水差不多，具有極大的粘滯性；

E.有較低的溶解巖能力。

4.重力水（自由水）：在重力作用下能自由運(yùn)動的地下

水稱為重力水。

特點(diǎn)：內(nèi)層重力一層流運(yùn)動一外層重力水一易轉(zhuǎn)為紊流運(yùn)

動

5.毛細(xì)水：在巖石毛細(xì)孔隙中或孔道狹窄部分的水。

毛細(xì)水類型：

支持毛細(xì)水：地下水面支持下存在的（附著水面上的），

隨地下水升降而升降；

懸掛毛細(xì)水：是細(xì)粒層次與粗粒層次交互成層時，在一定

條件下，由于上下彎液面毛細(xì)力的作用，在細(xì)土層中保留

下的與地下水面不相連接的毛細(xì)水；

支持毛細(xì)水和懸掛毛細(xì)水

孔角毛細(xì)水：是懸留于包氣帶中顆粒接觸點(diǎn)上毛細(xì)水。

6.巖石骨架中的水：保存于礦物結(jié)晶格架中，已成為礦

物組成部分的水。

巖石骨架中的水分類：

結(jié)晶水：當(dāng)?shù)V物中的水組成比例固定不對稱結(jié)晶水。

如石膏（2?川”）、芒硝（U）；

費(fèi)石水：當(dāng)所含水比例可變且易脫出時稱費(fèi)石水。

如蛋白質(zhì)（即）、方沸石（一;

結(jié)構(gòu)水以0H或H的形成參與礦物組合彼此結(jié)合緊密。

只有當(dāng)?shù)V物結(jié)構(gòu)破壞后，并加熱到40CTC至500（時才

能分離出來的，這種水成為結(jié)構(gòu)水。如水鋁石（如麗）、

白云母（）。

|四.與水分的儲存和運(yùn)移有關(guān)的巖石性質(zhì)

1.基本概念

容水度：指巖石完全飽水時，所容納的最大的水體積與巖

石總體積比值。一般說來容水?dāng)?shù)值上與孔隙度相當(dāng)?？紫?/p>

體積的多少可用孔隙來表示；

重量含水量（Wg）指松散巖石孔隙中所含水的重量Gw）

與干燥巖石重量（Gs）的比值。Wg=Gw/Gs*100%;

體積含水量（Wv）:指含水的體積（Vw）與包括孔隙在

內(nèi)的巖石體積（V）比值。Wv=Vw/V*100%;

持水度（Wn）:指飽和巖石在重力作用下釋水后，巖石

中保持的水的體積與巖石體積之比。Wn=巖石保持水的體

積（Vr）/巖石的總體積（V）*100%;

給水度：指地下水位下降一個深度，單位水平面積巖石柱

體在重力作用下釋放的水的體積。

2.影響巖石給水度的因素：

水位下降速率大一給水度?。ㄡ屗疁笮?yīng)）

3.影響巖石透水度的因素：

決定透水性好壞的主要因素是空隙大小，空隙直徑愈小,

透水性愈差。

當(dāng)孔隙直徑小于兩倍結(jié)合水厚度時，在尋常條件下就不透

水。

只有在孔隙大小相等的前提下，孔隙度才對巖石的透水性

起作用，孔隙度愈大，透水性愈好。

地下水及其分類

［一,基本概念

1.廣義地下水：賦存于地面以下巖石孔隙中的水；

2.狹義地下水：賦存于飽水帶巖石孔隙中的水；

3.地下水埋藏條件：含水巖層在地質(zhì)剖面中所處的部位

及受隔水層限制的情況下。

|二、地下水分類

1.按埋藏條件可分:

上層滯水

潛水

承壓水（層間水）

類型孔隙水裂隙水巖溶水

土壤水局部粘性

土隔水層上季節(jié)裸露巖溶化巖層

裂隙淺部巖層季

性存在的重力水上部巖溶通道中

上層滯水節(jié)性存在的毛細(xì)

（上層滯水）過路季節(jié)性存在的重

水及重力水

及懸留毛細(xì)水及力水

重力水

裸露于地表的各

各類松散沉積物裸露于地表的巖

潛水類裂隙巖層中的

淺部的水溶化層中的水

水

向斜構(gòu)造或單斜向斜構(gòu)造或單斜

山間盆地及平原

斷塊的被掩蓋覆斷塊被掩覆蓋的

承壓水（層間水）松散沉積物深部

的各類裂隙巖層各類巖溶化巖層

的水

中的水中的水

包氣帶、飽水帶、含水層與隔水層

I--基本概念

1.包氣帶：地下水面以上，分為土壤水帶、中間帶和毛

細(xì)水帶；

2.飽水帶：地下水面以下；

3.含水層：起著阻隔水透過作用的細(xì)小的巖層，稱為隔

水層；孔隙細(xì)小的巖層（如致密黏土、頁巖）含的幾乎是

結(jié)合水，結(jié)合水在尋常條件下是不能移動吃的，這類巖層。

4.隔水層：一起著阻隔水透過作用的細(xì)小的巖層，稱為

隔水層?？障都?xì)小的巖層（如致密黏土、頁巖）含的幾乎

是結(jié)合水，結(jié)合水在尋常條件下是不能移動的，這類巖層

實(shí)際上起著阻隔水透過的作用，所以是隔水層。

二.含水層類型劃分

劃分依據(jù)含水層類型特征

孔隙含水層孔隙介質(zhì)中

孔隙類型裂隙含水層裂隙介質(zhì)中

巖溶含水層溶隙介質(zhì)中

潛水含水層含水層上無隔水層

埋藏條件

承壓含水層含水層上有隔水層

均質(zhì)含水層滲透系均質(zhì)各向同性

滲透性能空間變化

非均質(zhì)含水層滲透系非均質(zhì)各向異性

三.上層滯水和潛水

1.上層滯水：當(dāng)包氣帶中存在局部隔水層時，在局部隔

水層上積聚具有自由水面的自由水。

上層滯水、潛水和層間層

1.隔水層；2.透水層；3.飽水部分；4.潛水面；5.層間水測

試面；6.泉（上升泉）;7.井水.實(shí)線表示井壁不進(jìn)水；a.

上層潛水；b.潛水；c.層間水

2.潛水：飽水帶中第一個具有自由表面的含水層中的水

稱為潛水。潛水沒有隔水頂板，或只有局部的隔水頂板。

大氣降水滲入

???》上層滯水、；?.

透水層:?

,?二二二“，、透水不含

????叱個字咨氣”T、水層（砂層）

潛水面二?方?J.??--?局部透鏡體狀隔水層

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水含水層?:'-C:一軍"J.尸?三.當(dāng)

隔水層（粘性土）

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3.潛水面：潛水的水面為自由水面，稱為潛水面。

從潛水面到隔水底版的距離為潛水含水層厚度（H）;

潛水面到隔水底板的距離為潛水含水層厚度（T）。

大氣降水滲入

決夫一?.,卜??：二??二，?\<^滯水、二二

?.?..二羊‘名孕彳丁、水層（砂層）

?局部透硫體狀隔水層

潛水面

VKF而---------

潛水流動方向：潛水通常在重力作用下由水頭高的地方向

水頭低的地方徑流；

1.砂；2.含水砂；3,黏土；4.泉;h.潛水厚度；aa.潛水面；

bb.隔水底板

4.潛水的排泄方式

徑流排泄：徑流到適當(dāng)?shù)匦翁?，以泉、滲流等形式泄出地

表或匯入地表水。

蒸發(fā)排泄：通過包氣帶入大氣。

5.潛水面的變化

潛水直接通過包氣帶與大氣圈及地表水圈發(fā)生聯(lián)系。所以

氣象、水文因素的變動對它的影響比較明顯。

豐水季節(jié)（年份）：補(bǔ)給量〉排泄量，則潛水面上升，含

水厚度上升，埋藏深度變淺；

干旱季節(jié)：排泄量〉補(bǔ)給量，潛水面下降，含水層厚度變

薄，埋藏深度加大。因此，潛水的動態(tài)有明顯的的季節(jié)性

的變化。

6.潛水面的形狀

可以是水平、傾斜、拋物線或各種形狀組合。最常見的潛

水面形狀為傾斜的曲面。受重力影響，潛水由潛水面高出

向低處滲流形成〃潛水流〃（或稱潛流），向地處的低凹

地區(qū)（如河谷、沖溝）等排泄。

7.潛水面的表示方法

剖面圖：按一定比例，在有代表性的剖面線上繪制的水文

地質(zhì)剖面圖，其中，應(yīng)表示出潛水位、含水層、隔水層厚

度、巖性及其變化等。

根據(jù)等水頭線圖求潛水流向及水力梯度

1.砂；2.含水砂；3.黏土；4.泉；h.潛水厚度；潛水面;

bb.隔水底板

平面圖：即潛水勢（頭）和潛水等水勢（頭）線圖

潛水等水勢（頭）線圖的用途：

A.確定潛水流向

B.確定水力坡度

水力坡度是指指單位滲透途徑（水平距離）上的水頭損失。

或者說，水力坡度是沿滲透途徑的水頭降與滲透途徑長度

的比值：

I=H/I

1一水力坡度，無因次量

H一滲透途徑上兩點(diǎn)的水位差（或落差）

1一滲透途徑上兩點(diǎn)的水平距離

8.潛水流量和流速的測定

自然界中潛水運(yùn)動緩慢，一般作層流運(yùn)動，其運(yùn)動規(guī)律服

從達(dá)西定律，即潛水的運(yùn)動速度與水力坡度成正比。

V=IK

V—滲流速度，cm/s或m/d

I--水力坡度，無因次量

K一滲透系數(shù),cm/s或m/d

滲透系數(shù)取決于巖性、流體性質(zhì)（密度、粘度）、外界條

件（溫度、壓力）

I四、層間水（承壓水）

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^^IEZZ)EHE3[=]msnrkrin7nm8

1.隔水層；2.含水層；3,地下水測試面；4.地下水流向;

5.泉（上升泉）;6.鉆孔（虛線部分為進(jìn)水部分）7,自噴孔;

8.大氣降水補(bǔ)給；H.與含水層頂面壓力相當(dāng)?shù)母叨龋籑.

含水層

1.層間水（承壓水）

特點(diǎn)：

有穩(wěn)定的隔水頂板和底板，沒有自由水面，水體承受凈水

壓力；

與外界聯(lián)系較差，水位、水量、水質(zhì)等受氣候因素的影響

較小，富水性好的承壓含水是理想的供水水源；

具有補(bǔ)給區(qū)、承壓企業(yè)區(qū)和排泄區(qū);

地下水體充滿整個含水層，否則是潛水。

2.最適宜形成承壓水的兩種地質(zhì)構(gòu)造

向斜盆地

A」_________________￡

昌=3隔水達(dá)含水展區(qū)］嗅水站孔R博巾電下水的小河

m不嗡水站立=1地卜水渣陶卜T4長木位A”給區(qū)

8*技械C推泄X。潛水IK〃口流米區(qū)

單斜地層

A.透水層和隔水層相間分布的承壓斜地

?—g水位1—?承壓水位人一只育橫水位區(qū)

B—?水g與樂田水位?合區(qū)c—江慶水位*于*水垃區(qū)

B.含水層發(fā)生變相或尖滅形成的承壓斜地

r；：：ji2?-13?—1「下1乙

c.含水層被斷層所阻形成承壓斜地

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層的

層水

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