水文地質(zhì)學(xué)部分

1、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)水文地質(zhì)與工程地質(zhì)地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)部分地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)部分水文地質(zhì)學(xué)水文地質(zhì)學(xué)工程地質(zhì)學(xué)工程地質(zhì)學(xué)緒論緒論緒緒 論論一、學(xué)科性質(zhì)、研究?jī)?nèi)容和分支學(xué)科一、學(xué)科性質(zhì)、研究?jī)?nèi)容和分支學(xué)科二、與工程建設(shè)的關(guān)系二、與工程建設(shè)的關(guān)系1、水文地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)、水文地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)2、工程地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)、工程地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)水文地質(zhì)學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)的學(xué)科性質(zhì)水文地質(zhì)學(xué)與工程地質(zhì)學(xué)的學(xué)科性質(zhì)水文地質(zhì)水文地質(zhì)學(xué)學(xué)工程地質(zhì)工程地質(zhì)學(xué)學(xué)水文地質(zhì)學(xué)水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的學(xué)科水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的學(xué)科分支學(xué)科分支學(xué)科：地下水動(dòng)力學(xué)、水文地球化學(xué)、區(qū)域水文地

2、質(zhì)學(xué)、供水地下水動(dòng)力學(xué)、水文地球化學(xué)、區(qū)域水文地質(zhì)學(xué)、供水水文地質(zhì)學(xué)、土壤改良水文地質(zhì)、礦床水文地質(zhì)學(xué)等。水文地質(zhì)學(xué)、土壤改良水文地質(zhì)、礦床水文地質(zhì)學(xué)等。礦床水文地質(zhì)條件礦床水文地質(zhì)條件 礦床水文地質(zhì)條件是指影響礦床正常生產(chǎn)和建設(shè)的水文地質(zhì)因素，包括地下水或地表水的分布及補(bǔ)給、徑流和排泄條件，此外，還包括水的化學(xué)成分等。 工程地質(zhì)學(xué)工程地質(zhì)學(xué)是研究人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境相互作用，特別是工程建設(shè)的工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問(wèn)題的學(xué)科。其研究方向和分支學(xué)科如下：分支學(xué)科： 環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)、地震工程地質(zhì)學(xué)、鐵路工程地質(zhì)學(xué)、公路工程地質(zhì)學(xué)、水利工程地質(zhì)學(xué)、礦山工程地質(zhì)學(xué)等。二、與工程建設(shè)的關(guān)系二、與工程建

3、設(shè)的關(guān)系水文地質(zhì)工作主要任務(wù)是調(diào)查研究以下要素：水文地質(zhì)工作主要任務(wù)是調(diào)查研究以下要素：* * 地下水的形成、埋藏、分布、運(yùn)動(dòng)以及循環(huán)轉(zhuǎn)地下水的形成、埋藏、分布、運(yùn)動(dòng)以及循環(huán)轉(zhuǎn)化的規(guī)律；化的規(guī)律；* * 地下水的物理性質(zhì)，成分以及水質(zhì)的變化規(guī)律；地下水的物理性質(zhì)，成分以及水質(zhì)的變化規(guī)律；* * 解決合理開(kāi)發(fā)、利用、管理地下水資源以及有解決合理開(kāi)發(fā)、利用、管理地下水資源以及有效消除地下水危害等實(shí)際問(wèn)題效消除地下水危害等實(shí)際問(wèn)題1、水文地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)、水文地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)* * 勘查建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，為選點(diǎn)、規(guī)劃、勘查建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，為選點(diǎn)、規(guī)劃、涉及及

4、施工提供工程地質(zhì)資料，作為工程依據(jù)；涉及及施工提供工程地質(zhì)資料，作為工程依據(jù)；* * 根據(jù)工程地質(zhì)條件論證、評(píng)價(jià)并選定最優(yōu)的建根據(jù)工程地質(zhì)條件論證、評(píng)價(jià)并選定最優(yōu)的建筑地點(diǎn)或線路方案；筑地點(diǎn)或線路方案；* * 預(yù)測(cè)在工程建修時(shí)及建修后的工程管理運(yùn)行中，預(yù)測(cè)在工程建修時(shí)及建修后的工程管理運(yùn)行中，可能發(fā)生的工程地質(zhì)問(wèn)題，提出防治不良的工程地可能發(fā)生的工程地質(zhì)問(wèn)題，提出防治不良的工程地質(zhì)條件的措施。質(zhì)條件的措施。2、工程地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)、工程地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)定義：與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)要素之綜合，與工程建筑有關(guān)的地質(zhì)要素之綜合，包括地形地貌條件、巖土類型及其工程地質(zhì)性質(zhì)、地

5、質(zhì)構(gòu)造與地應(yīng)力、水文地質(zhì)條件、物理（自然）地質(zhì)現(xiàn)象、以及天然建筑材料等六個(gè)要素六個(gè)要素。工程地質(zhì)條件是一個(gè)綜合的概念，工程地質(zhì)條件是一個(gè)綜合的概念，任何一個(gè)單一要素，或單獨(dú)一兩個(gè)要素不能稱之為工程地質(zhì)條件。一地的工程地質(zhì)條件各要素之是相互聯(lián)系、相互制約的，這是因?yàn)樗鼈兪苤坏刭|(zhì)發(fā)展歷史的控制，形成一定的組合模式。工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件* * 勘查建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，為選點(diǎn)、規(guī)劃、勘查建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，為選點(diǎn)、規(guī)劃、涉及及施工提供工程地質(zhì)資料，作為工程依據(jù)；涉及及施工提供工程地質(zhì)資料，作為工程依據(jù)；* * 根據(jù)工程地質(zhì)條件論證、評(píng)價(jià)并選定最優(yōu)的建根據(jù)工程地質(zhì)條件論證、評(píng)價(jià)并選定最優(yōu)

6、的建筑地點(diǎn)或線路方案；筑地點(diǎn)或線路方案；* * 預(yù)測(cè)在工程建修時(shí)及建修后的工程管理運(yùn)行中，預(yù)測(cè)在工程建修時(shí)及建修后的工程管理運(yùn)行中，可能發(fā)生的工程地質(zhì)問(wèn)題，提出防治不良的工程地可能發(fā)生的工程地質(zhì)問(wèn)題，提出防治不良的工程地質(zhì)條件的措施。質(zhì)條件的措施。2、工程地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)、工程地質(zhì)學(xué)在工程建設(shè)中的作用和任務(wù)定義：工程建筑與工程地質(zhì)條件（地質(zhì)環(huán)境）相互作用、相互制約引起的，對(duì)建筑本身的順利施工和正常運(yùn)行或?qū)χ車h(huán)境可能產(chǎn)生影響的地質(zhì)問(wèn)題；工程地質(zhì)問(wèn)題分析是工程地質(zhì)工作的中心環(huán)節(jié)。各類建筑物的結(jié)構(gòu)型式不同，其工作條件和工程作用力的大小方向不同，與地質(zhì)環(huán)境的相互作用的特點(diǎn)亦不同，因?yàn)楦?/p>

7、有其工程地質(zhì)問(wèn)題。工程地質(zhì)問(wèn)題工程地質(zhì)問(wèn)題 工程地質(zhì)學(xué)在礦山工程建設(shè)方面的作用是確保礦山安全、持續(xù)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)合理利用地下礦產(chǎn)資源、提高礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，其基本任務(wù)是：（1）詳細(xì)查明礦山工程地質(zhì)條件礦山工程地質(zhì)條件，為礦山基建、生產(chǎn)設(shè)計(jì)和施工提供詳細(xì)的資料。（2）緊密結(jié)合礦山生產(chǎn)，解決與礦床開(kāi)采有關(guān)的工程地質(zhì)問(wèn)題工程地質(zhì)問(wèn)題。工程地質(zhì)學(xué)在礦山工程建設(shè)中的作用和任務(wù)工程地質(zhì)學(xué)在礦山工程建設(shè)中的作用和任務(wù)礦體及其圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力、水文地質(zhì)、地形、地貌等等，往往直接或間接地影響著礦床的開(kāi)采技術(shù)條件。它們一方面是礦山企業(yè)選擇采礦方法、開(kāi)拓方案、確定各類工程位置，進(jìn)行礦山規(guī)劃

8、、設(shè)計(jì)、擴(kuò)建和技術(shù)改造的重要依據(jù)，同時(shí)也往往是引起礦區(qū)地質(zhì)自然災(zāi)害或開(kāi)采事故的主要原因。礦山工程地質(zhì)要素對(duì)礦山工程建設(shè)的影響礦山工程地質(zhì)要素對(duì)礦山工程建設(shè)的影響20052005年廣東興寧年廣東興寧“8.78.7”礦難透水事故礦難透水事故造成123名礦工死亡。杭州仇山磁土礦突水事故杭州仇山磁土礦突水事故 2008年6月18日14時(shí)20分許，由于礦井二中段采空區(qū)發(fā)生突水事故，致使在掛鉤房等候的15名礦工被下泄的積水和泥石所困，事故最終造成吳根水等6名礦工死亡，其余礦工受傷的重大傷亡事故。事故發(fā)生的直接原因是由于礦井二中段采空區(qū)與地表裂縫直接原因是由于礦井二中段采空區(qū)與地表裂縫溝通，由于連續(xù)大降雨，

9、大量地表水經(jīng)裂縫滲入采溝通，由于連續(xù)大降雨，大量地表水經(jīng)裂縫滲入采空區(qū)空區(qū)，同時(shí)因積水區(qū)產(chǎn)生冒頂，使采空區(qū)擋水墻上部無(wú)法承受積水壓力，擋墻上部被沖垮，積水沖毀斜井底板并攜帶泥石淹沒(méi)掛鉤房，泥石堵住通道，造成在掛鉤房等待下班的15名礦工被困。第五章第五章 地下水概論地下水概論水文地質(zhì)學(xué)部分水文地質(zhì)學(xué)部分 5.1 自然界中的水自然界中的水5.2 地下水分類地下水分類5.3 地下水的循環(huán)地下水的循環(huán)5.4 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)5.1.1 自然界中水的分類自然界中水的分類5.1.2 自然界的水循環(huán)自然界的水循環(huán)5.1.3 巖石的空隙性巖石的空隙性5.1.4 巖石中水的存

10、在形式巖石中水的存在形式 5.1.5 巖石的水理性質(zhì)巖石的水理性質(zhì)5.1.6 含水層與隔水層含水層與隔水層 5.1 自然界中的水自然界中的水在地球上各部位、各層圈都存在著水在地球上各部位、各層圈都存在著水 大氣圈（atmosphere）水圈（hydrosphere）巖石圈（lithosphere）生物圈（biosphere） 自然界中的水可被分為大氣水、地表水以及地下水。 地下水是賦存于地面以下巖土空隙中的水。5.1.1 自然界中水的分布自然界中水的分布 海洋（96.536%）、高山冰川（1.746%）、河湖水、地殼表層中的地下水（1.711%）、大氣中的氣態(tài)水、生物含水。5.1 自然界中的水

11、 v水系統(tǒng)：水系統(tǒng)： 由大氣圈到地幔的地球各層圈中的水構(gòu)成v 自然界的水循環(huán)：自然界的水循環(huán)： 系統(tǒng)內(nèi)的水相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程v 水循環(huán)分為：水循環(huán)分為： 按循環(huán)途徑長(zhǎng)短、循環(huán)速度的快慢以及涉及層圈的范圍，可分為水文循環(huán)水文循環(huán)（淺部）和地質(zhì)循環(huán)（淺深部間）5.1.2 自然界的水循環(huán) Company L自然界的水循環(huán)1. 來(lái)自地幔源的初生水 2. 返回地幔的水 3. 巖石重結(jié)晶再生水 4. 沉積成巖時(shí)排出水 5. 和沉積物一起形成的埋藏水 6. 與熱重力和化學(xué)對(duì)流有關(guān)的地內(nèi)循環(huán) 7. 蒸發(fā)和降水（小循環(huán)）8. 蒸發(fā)和降水（大循環(huán)）9. 地下徑流 10. 地表徑流v水系統(tǒng)：水系統(tǒng)： 由大氣圈

12、到地幔的地球各層圈中的水構(gòu)成v 自然界的水循環(huán)：自然界的水循環(huán)： 系統(tǒng)內(nèi)的水相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程v 水循環(huán)分為：水循環(huán)分為： 按循環(huán)途徑長(zhǎng)短、循環(huán)速度的快慢以及涉及層圈的范圍，可分為水文循環(huán)水文循環(huán)（淺部）和地質(zhì)循環(huán)（淺深部間）5.1.2 自然界的水循環(huán) 水文循環(huán)（1）定義）定義水文循環(huán)水文循環(huán)是發(fā)生于大氣水、地表水和巖石空隙中的地下水之間是發(fā)生于大氣水、地表水和巖石空隙中的地下水之間的水循環(huán)的水循環(huán)（2）水文循環(huán)的劃分）水文循環(huán)的劃分 循環(huán)路徑不同：循環(huán)路徑不同： 大循環(huán)（海大循環(huán)（海- -陸）與小循環(huán)（海陸）與小循環(huán)（海- -海，陸海，陸- -陸）陸） 時(shí)空尺度不同：時(shí)空尺度不同： 全

13、球水文循環(huán)，流域水文循環(huán)全球水文循環(huán)，流域水文循環(huán)（3）水文循環(huán)的特點(diǎn)）水文循環(huán)的特點(diǎn) 循環(huán)速度較快、途徑較短、交替迅速循環(huán)速度較快、途徑較短、交替迅速 （4）水文循環(huán)的作用）水文循環(huán)的作用 水質(zhì)量的凈化，水?dāng)?shù)量的再生，是可持續(xù)發(fā)展的保證水質(zhì)量的凈化，水?dāng)?shù)量的再生，是可持續(xù)發(fā)展的保證水文循環(huán)示意圖降水降水 蒸發(fā)蒸發(fā) 徑流徑流 水汽輸送水汽輸送 水汽輸送水汽輸送降水降水蒸發(fā)蒸發(fā) 海洋蒸發(fā) b. 大氣中水汽轉(zhuǎn)移 c. 降水 d. 地表徑流 e. 入滲 f. 地下徑流 g. 水面蒸發(fā) h. 土面蒸發(fā) i. 葉面蒸發(fā) 下滲下滲水文循環(huán)（1）定義）定義水文循環(huán)是發(fā)生于大氣水、地表水和巖石空隙中的地下水之

14、間水文循環(huán)是發(fā)生于大氣水、地表水和巖石空隙中的地下水之間的水循環(huán)的水循環(huán)（2）水文循環(huán)的劃分）水文循環(huán)的劃分 循環(huán)路徑不同：循環(huán)路徑不同： 大循環(huán)（海大循環(huán)（海- -陸）與小循環(huán)（海陸）與小循環(huán)（海- -海，陸海，陸- -陸）陸） 時(shí)空尺度不同：時(shí)空尺度不同： 全球水文循環(huán)，流域水文循環(huán)全球水文循環(huán)，流域水文循環(huán)（3）水文循環(huán)的特點(diǎn)）水文循環(huán)的特點(diǎn) 循環(huán)速度較快、途徑較短、交替迅速循環(huán)速度較快、途徑較短、交替迅速 （4）水文循環(huán)的作用）水文循環(huán)的作用 水質(zhì)量的凈化，水?dāng)?shù)量的再生，是可持續(xù)發(fā)展的保證水質(zhì)量的凈化，水?dāng)?shù)量的再生，是可持續(xù)發(fā)展的保證5.1.3 巖石的空隙性空空隙隙孔孔 隙隙（pore

15、）：松散巖石顆粒間的空隙松散巖石顆粒間的空隙裂裂 隙隙（ fissure ）：非可溶巖（堅(jiān)硬巖石）中的空隙非可溶巖（堅(jiān)硬巖石）中的空隙溶溶 穴穴（ cavity ）：可溶巖產(chǎn)生的小空隙稱溶隙，可溶巖產(chǎn)生的小空隙稱溶隙， 大空隙則稱溶洞大空隙則稱溶洞巖石：水文地質(zhì)學(xué)中指堅(jiān)硬的巖石及松散的土層（沉積物）巖石：水文地質(zhì)學(xué)中指堅(jiān)硬的巖石及松散的土層（沉積物） 空隙：巖、土中存在數(shù)量不等、大小不一、形狀各異的空洞的總稱空隙：巖、土中存在數(shù)量不等、大小不一、形狀各異的空洞的總稱 地下水賦存場(chǎng)所和運(yùn)移通道，它的多少、大小、形狀、地下水賦存場(chǎng)所和運(yùn)移通道，它的多少、大小、形狀、連通情況和分布規(guī)律對(duì)地下水的分布

16、和運(yùn)動(dòng)有重要影響連通情況和分布規(guī)律對(duì)地下水的分布和運(yùn)動(dòng)有重要影響5.1.3 巖石的空隙性空隙度（P P）：衡量巖石中空隙的發(fā)育程度%100VVPPVp：巖石中的空隙體積V： 巖石總體積（包括空隙在內(nèi)）空隙度針對(duì)不同類別可稱為：孔隙度裂隙率巖溶率孔隙度： 分選程度越差，顆粒大小越懸殊的松散巖石，孔隙度越?。唤M成巖石的顆粒形狀越不規(guī)則，棱角越明顯，排列越疏松，孔隙度就越大。5.1.3 巖石的空隙性裂隙率： 固結(jié)的堅(jiān)硬巖石中，一般僅殘存很小部分孔隙，而存固結(jié)的堅(jiān)硬巖石中，一般僅殘存很小部分孔隙，而存在有各種內(nèi)外力作用下破裂變形產(chǎn)生的裂縫（縫隙）在有各種內(nèi)外力作用下破裂變形產(chǎn)生的裂縫（縫隙） 風(fēng)化裂隙

17、、成巖裂隙、構(gòu)造裂隙風(fēng)化裂隙、成巖裂隙、構(gòu)造裂隙砂巖巖芯中的裂隙砂巖巖芯中的裂隙5.1.3 巖石的空隙性巖溶率：溶蝕的裂隙，有溶孔、溶隙、溶洞等溶蝕的裂隙，有溶孔、溶隙、溶洞等5.1.3 巖石的空隙性松散巖石的孔隙分布于顆粒之間，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和流動(dòng)都比較均勻。5.1.3 巖石的空隙性堅(jiān)硬巖石的裂隙寬窄不等，長(zhǎng)度有限，呈線狀，具有一定的方向性，只有當(dāng)不同裂隙相互穿切連通時(shí)，才在某一范圍內(nèi)構(gòu)成彼此連通的裂隙網(wǎng)絡(luò)，地下水在裂隙中的相互聯(lián)系交叉，分布和流動(dòng)不均勻?？扇軒r石的溶隙或溶穴大小懸殊且分布極不均勻，賦存于其中的地下水分布

18、與流動(dòng)極不均勻。小結(jié)：5.1.4 巖石中水的存在形式巖巖石石中中水水的的存存在在形形式式氣態(tài)水：氣態(tài)水：存在于未飽和巖石空隙中的水蒸氣存在于未飽和巖石空隙中的水蒸氣液態(tài)水液態(tài)水固態(tài)水：固態(tài)水：當(dāng)巖石孔隙中水溫低于當(dāng)巖石孔隙中水溫低于00時(shí)，液態(tài)水轉(zhuǎn)化為固態(tài)水時(shí)，液態(tài)水轉(zhuǎn)化為固態(tài)水結(jié)合水：結(jié)合水：束縛在巖石顆粒表面，不能在重力影響下運(yùn)動(dòng)的水束縛在巖石顆粒表面，不能在重力影響下運(yùn)動(dòng)的水毛細(xì)水：毛細(xì)水：在表面張力作用下沿巖土細(xì)小空隙上升的水在表面張力作用下沿巖土細(xì)小空隙上升的水重力水：重力水：指巖石顆粒表面不能吸引、僅受重力影響運(yùn)動(dòng)的水指巖石顆粒表面不能吸引、僅受重力影響運(yùn)動(dòng)的水礦物結(jié)合水：礦物結(jié)合

19、水：沸石水、結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水沸石水、結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水5.1.4 巖石中水的存在形式結(jié)合水：結(jié)合水：5.1.4 巖石中水的存在形式重力水：重力水：5.1.4 巖石中水的存在形式毛細(xì)水：毛細(xì)水：孔角毛細(xì)水孔角毛細(xì)水支持毛細(xì)水支持毛細(xì)水懸掛毛細(xì)水懸掛毛細(xì)水5.1.4 巖石中水的存在形式氣態(tài)水：氣態(tài)水：存在于未飽和巖石空隙中的水蒸氣稱為氣態(tài)水，氣態(tài)水可以隨空氣的流動(dòng)而移動(dòng)，即便空氣不流動(dòng)，也能從水汽壓力大的地方向小的地方遷移，當(dāng)水汽增多達(dá)到飽和時(shí)，或當(dāng)氣溫降低時(shí)，能與液態(tài)水相互轉(zhuǎn)化。固態(tài)水：固態(tài)水：在巖石空隙中的水溫低于0時(shí)，液態(tài)水轉(zhuǎn)為固態(tài)水。北方冬季的凍土就是常見(jiàn)的土空隙中的水呈固態(tài)形式。5.1.5 巖

20、石的水理性質(zhì)定義：與水儲(chǔ)容及運(yùn)移有關(guān)的巖石性質(zhì)定義：與水儲(chǔ)容及運(yùn)移有關(guān)的巖石性質(zhì) 容水性容水性持水性持水性給水性給水性含水量含水量透水性透水性5.1.5 巖石的水理性質(zhì)容水性：容水性：巖石容納一定水量的性能，在數(shù)值上通常用容水度來(lái)表示。 容水度：容水度：巖石完全飽水時(shí)所能容納的最大的水體積與巖石總體積的比值 。一般說(shuō)來(lái)，容水度在數(shù)值上與空隙度相當(dāng)。當(dāng)具有膨脹性的粘土，充水后體積擴(kuò)大，容水度會(huì)大于孔隙度；但當(dāng)巖石空隙不連通時(shí)，容水度會(huì)小于空隙度。 %100VVWnn5.1.5 巖石的水理性質(zhì)持水性：持水性：巖石依靠分子引力和毛細(xì)力，在重力作用下巖石仍能保持一定水量的性能。在數(shù)值上用持水度表示。持

21、水度：持水度：在重力作用下，巖石所保持的水體積與巖石體積之比 。%100VVWmm5.1.5 巖石的水理性質(zhì)給水性：給水性：地下水位下降時(shí)，其下降范圍內(nèi)飽水巖石及相應(yīng)的支持毛細(xì)水帶中的水，在重力作用下，從空隙中釋出的現(xiàn)象。影響因素：影響因素： 1. 巖性巖性 2. 初始地下水水位埋深初始地下水水位埋深 3. 地下水位下降速率地下水位下降速率給水度：給水度：?jiǎn)挝凰矫娣e巖層柱體中，當(dāng)潛水位下降一個(gè)單位時(shí)，在重力作用下釋放出來(lái)的水量。5.1.5 巖石的水理性質(zhì)含水量：含水量：說(shuō)明松散巖石實(shí)際保留水分的狀況。 重量含水量：重量含水量：松散巖石孔隙中所含有水的重量與干燥巖石重量的比值。體積含水量：體積

22、含水量：含水體積與包括空隙體積在內(nèi)的巖石體積的比值。%100swgGGW%100VVWwv5.1.5 巖石的水理性質(zhì)透水性：透水性：巖石允許水透過(guò)的能力。表征巖石透水性的定量指標(biāo)是滲透系數(shù)K。 影響透水性的因素主要是巖性（空隙的巖性（空隙的大小大小和多少）和多少）。此外，巖石顆粒的分選性也會(huì)對(duì)透水性產(chǎn)生影響。5.1.6 含水層與隔水層含水層：含水層：透過(guò)并能給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層。 隔水層：隔水層：不能給出并透過(guò)水，或者透過(guò)與給出的水理微不足道的巖層。弱透水層：弱透水層：5.1.6 含水層與隔水層含水層：含水層：透過(guò)并能給出相當(dāng)數(shù)量水的巖層。 構(gòu)成條件： 1. 儲(chǔ)水空間 2. 儲(chǔ)存地下水的地質(zhì)構(gòu)

23、造條件 3. 良好的補(bǔ)給水源和補(bǔ)給條件 含水層的分類： 1. 空間形態(tài)：層狀、帶狀、脈狀和塊狀 2. 含水介質(zhì)：孔隙、裂隙和巖溶 3. 埋藏條件：潛水和承壓水 4. 滲透性特征：均質(zhì)和非均質(zhì)、同性和異性 5.2.1 包氣帶與飽水帶包氣帶與飽水帶5.2.2 上層滯水上層滯水5.2.3 潛水潛水5.2.4 承壓水承壓水 5.2 地下水的分類地下水的分類Company L5.2 地下水分類根據(jù)地下水的根據(jù)地下水的埋藏條件埋藏條件，可以把地下水劃分為，可以把地下水劃分為3 3類：類：包氣帶水、潛水、承壓水包氣帶水、潛水、承壓水埋藏條件：指含水層在地質(zhì)剖面中所處的部位以及受隔水埋藏條件：指含水層在地質(zhì)剖

24、面中所處的部位以及受隔水層（弱透水層）限制的情況。層（弱透水層）限制的情況。意義：有利于闡明地下水的形式、形態(tài)特征。意義：有利于闡明地下水的形式、形態(tài)特征。而根據(jù)而根據(jù)含水層含水層空隙性質(zhì)的不同，可以將地下水分為空隙性質(zhì)的不同，可以將地下水分為3 3類：類：孔隙水、裂隙水、巖溶水孔隙水、裂隙水、巖溶水意義：有利于闡明地下水的分布、運(yùn)動(dòng)和富集特征。意義：有利于闡明地下水的分布、運(yùn)動(dòng)和富集特征。Company L5.2 地下水分類根據(jù)地下水的根據(jù)地下水的埋藏條件埋藏條件，可以把地下水劃分為，可以把地下水劃分為3 3類：類：包氣帶水、潛水、承壓水包氣帶水、潛水、承壓水埋藏條件：指含水層在地質(zhì)剖面中所

25、處的部位以及受隔水埋藏條件：指含水層在地質(zhì)剖面中所處的部位以及受隔水層（弱透水層）限制的情況。層（弱透水層）限制的情況。而根據(jù)而根據(jù)含水層含水層空隙性質(zhì)的不同，可以將地下水分為空隙性質(zhì)的不同，可以將地下水分為3 3類：類：孔隙水、裂隙水、巖溶水孔隙水、裂隙水、巖溶水Company L5.2 地下水分類abcCompany L什么叫地下水？什么叫地下水？廣義：賦存于地面以下巖土空隙中的水 （包氣帶包氣帶+ +飽水帶飽水帶）狹義：賦存于飽水帶飽水帶巖土空隙中的水Company L5.2.1 包氣帶水地表以下一定深度，巖石中的空隙被重力水所充滿，形成地下水面地下水面。水面以上為包氣帶包氣帶，水面以下

26、為飽水帶飽水帶。包氣帶水包氣帶水的存在形式：空隙壁面吸附的結(jié)合水結(jié)合水細(xì)小空隙中的毛細(xì)水毛細(xì)水未被占據(jù)空隙中的氣態(tài)水氣態(tài)水 過(guò)路重力水過(guò)路重力水Water tableIntermediate zoneCapillary zoneSoil zoneCompany L5.2.1 包氣帶水大氣降水的入滲，地表水體的泄露，地下水面通過(guò)毛細(xì)上升輸送的水分，地下水蒸發(fā)形成的氣態(tài)水。Water tableIntermediate zoneCapillary zoneSoil zone包氣帶作用：包氣帶作用：是飽水帶和大氣圈、地表水圈聯(lián)系必經(jīng)的通道。包氣帶水來(lái)源：包氣帶水來(lái)源：Company L包氣帶特點(diǎn)：

27、巖石空隙未被水充滿 是固、液、氣三相并存水的存在形式（多樣） 結(jié)合水、毛細(xì)水（各種）、重力水、氣態(tài)水結(jié)合水、毛細(xì)水（各種）、重力水、氣態(tài)水 包氣帶水的垂直分帶 土壤水帶土壤水帶 中間帶（過(guò)渡帶）中間帶（過(guò)渡帶） 支持毛細(xì)水帶，毛細(xì)飽和水帶支持毛細(xì)水帶，毛細(xì)飽和水帶 包氣帶是飽水帶中地下水參與水文循環(huán)的一個(gè)重要通道；“重力水”通過(guò)包氣帶獲得降水、地表水的入滲補(bǔ)給（補(bǔ)充），部分水又通過(guò)包氣帶將水分傳輸，蒸發(fā)，消耗出去。5.2.1 包氣帶水Company L飽水帶飽水帶巖石空隙被水完全充滿 是二相介質(zhì)（固相+液相水） v空隙中水的存在形式： 重力水 結(jié)合水 重力水：連續(xù)分布（孔隙是連通）傳遞壓力在水

28、頭差作用下，地下水（空隙中的水）可以連續(xù)運(yùn)動(dòng)。 地下開(kāi)挖，坑道，巷道，基坑，打井在此帶均有重力水涌出來(lái)！ 5.2.3 潛水概念：概念：飽水帶中第一個(gè)具有自由表面的含水層中的水稱為潛水潛水；潛水的自由水面稱為潛水面潛水面；潛水面上每一點(diǎn)的絕對(duì)（或相對(duì)）標(biāo)高稱為潛水位潛水位；從潛水面到隔水底板的距離為潛水含水層的厚度厚度；潛水面到地面的距離為潛水埋藏深度埋藏深度。埋藏深度含水層厚度Company L5.2.3 潛水潛水等水位線：潛水等水位線：潛水研究基本圖示方法有水文地質(zhì)剖面圖水文地質(zhì)剖面圖和等水位線圖等水位線圖。潛水等水位線圖：將潛水位相等的各點(diǎn)連線?？山鉀Q的問(wèn)題：可解決的問(wèn)題：垂直等水位線由高

29、水位到低水位的方向?yàn)闈撍飨驖撍飨?；相鄰兩條等水位線的水位差除以其水平距離即為潛水面坡度潛水面坡度（梯度）；潛水埋藏深度潛水埋藏深度：等水位線與地形等高線相交之點(diǎn)，兩者高程之差Company L5.2.3 潛水可解決的問(wèn)題：可解決的問(wèn)題：潛水與地表水的相互關(guān)系：潛水與地表水的相互關(guān)系：根據(jù)水位確定潛水與地表水的相互補(bǔ)給關(guān)系。Company L5.2.3 潛水可解決的問(wèn)題：可解決的問(wèn)題：潛水與地表水的相互關(guān)系：潛水與地表水的相互關(guān)系：根據(jù)水位確定潛水與地表水的相互補(bǔ)給關(guān)系。Company L5.2.3 潛水可解決的問(wèn)題：可解決的問(wèn)題：合理布設(shè)取水井和排水溝：合理布設(shè)取水井和排水溝：根據(jù)水位合理

30、布設(shè)取水井和排水溝。Company L5.2.4 承壓水概念：概念：充滿在兩個(gè)穩(wěn)定不透水層或弱透水層間的含水層中承受水壓力的地下水稱為承壓水承壓水。承壓含水層上部的隔水層（弱透水層）稱為隔水頂板隔水頂板；下部的隔水層（弱透水層）稱作隔水底板隔水底板；隔水頂?shù)装逯g的距離為承壓承壓含水層厚度含水層厚度；地下水在靜水壓力的作用下，上升到含水層頂板以上某一高度，該高度稱承壓水頭承壓水頭。各承壓水位的連線叫承壓水位線承壓水位線。Company L5.2.4 承壓水承壓水特征：承壓水特征：初見(jiàn)水位與穩(wěn)定水位不一致；承壓水的分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)不一致；承壓水的水位、水量、水質(zhì)及水溫等受氣象水文因素季節(jié)變化的影響

31、不顯著；受地表污染少；1. 任一點(diǎn)的承壓含水層的厚度穩(wěn)定不變，不受降水季節(jié)變化的支配。承壓水埋藏類型：承壓水埋藏類型： 承壓水的形成主要取決于地質(zhì)構(gòu)造，不同的地質(zhì)構(gòu)造決定了承壓水埋藏類型的不同。這是與潛水形成的主要主要區(qū)別。構(gòu)成承壓水的地質(zhì)構(gòu)造大體上可以分為兩類：盆地或向斜構(gòu)造單斜構(gòu)造Company L5.2.4 承壓水1. 承壓（自流）盆地：埋藏有承壓水的向斜構(gòu)造和構(gòu)造盆地補(bǔ)給區(qū)補(bǔ)給區(qū)：盆地周圍含水層出露地表，露出位置較高者排泄區(qū)排泄區(qū)：盆地周圍含水層出露地表，露出位置較低者承壓區(qū)承壓區(qū)：補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)之間2. 承壓（自流）斜地：埋藏有承壓水的單斜構(gòu)造Company L5.2.4 承壓水 承

32、壓水參與水循環(huán)不如潛水積極，氣象、水文因素對(duì)于承壓水的影響較小，承壓水動(dòng)態(tài)比較穩(wěn)定，資源不容易補(bǔ)充和恢復(fù)，但是由于其含水層厚度通常較大，資源具有多年調(diào)節(jié)性。 承壓水的水質(zhì)取決于埋藏條件及其與外界聯(lián)系的程度。與外界聯(lián)系緊密，參加水循環(huán)積極，承壓水的水質(zhì)就越接近入滲的大氣降水和地表水，通常為含鹽量低的淡水；如果與外界聯(lián)系差，水循環(huán)緩慢，水的含鹽量就越高。動(dòng)態(tài)特征：動(dòng)態(tài)特征：Company L5.2.4 承壓水水壓面特征：水壓面特征：概念：概念：承壓水位即承壓水的水壓面，非實(shí)際存在非實(shí)際存在，只是一個(gè)勢(shì)面。不能反映承壓水的埋藏深度，水壓面形狀在剖面上是傾斜直線或曲線。表示方法：表示方法：根據(jù)相近時(shí)間

33、測(cè)定的各井孔的測(cè)壓水位標(biāo)高資料繪制的等水壓線圖（測(cè)壓水位標(biāo)高相同點(diǎn)的連線）等水壓線圖（測(cè)壓水位標(biāo)高相同點(diǎn)的連線）。（見(jiàn)圖5-14） 等水壓線形狀與地形等高線形狀無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)，利用等水壓線可以確定承壓水流向、水力坡度，根據(jù)等水壓線和地形等高線及隔水頂板等高線時(shí)，可以確定承壓水的埋藏深度和承壓水頭。埋藏深度埋藏深度=地形高程地形高程-隔水頂板高程隔水頂板高程 承壓水頭承壓水頭=測(cè)壓水位測(cè)壓水位-隔水頂板高程隔水頂板高程 5.3.1 地下水的補(bǔ)給地下水的補(bǔ)給5.3.2 地下水的排泄地下水的排泄5.3.3 地下水的徑流地下水的徑流5.3.4 補(bǔ)、徑、排間的關(guān)系補(bǔ)、徑、排間的關(guān)系 5.3 地下水的循環(huán)地下水

34、的循環(huán)Company L5.3 地下水的循環(huán)地下水是通過(guò)補(bǔ)、徑、排三個(gè)環(huán)節(jié)參與自然界的水循環(huán) ：含水層或含水系統(tǒng)從外界獲得水量的過(guò)程 ：含水層或含水系統(tǒng)向外界排出水量的過(guò)程地下水由補(bǔ)給區(qū)流向排泄區(qū)的過(guò)程Company L5.3.1 地下水的補(bǔ)給地下水的補(bǔ)給含水層或含水系統(tǒng)從外界獲得水量的過(guò)程稱為補(bǔ)給補(bǔ)給。補(bǔ)給的研究包括：補(bǔ)給來(lái)源、補(bǔ)給條件與補(bǔ)給量 地下水的補(bǔ)給來(lái)源有： 天然：大氣降水、地表水、凝結(jié)水及相鄰含水層的補(bǔ)給等 人類活動(dòng)有關(guān)的：灌溉水入滲、水庫(kù)滲漏及人工回灌1） 大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給2） 地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給3） 含水層之間的補(bǔ)給4） 大氣凝結(jié)補(bǔ)給5） 其他來(lái)源補(bǔ)給Company L

35、1 1）大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給）大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給松散沉積物中的降水入滲存在活塞式活塞式和捷徑式捷徑式兩種活塞式下滲活塞式下滲（piston type infiltration）：入滲水的濕鋒面整體向下推進(jìn)，猶如活塞的運(yùn)移。Company L1 1）大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給）大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給捷徑式下滲捷徑式下滲（short-circuit type infiltration）：部分降水沿著滲透性良好的大空隙通道優(yōu)先快速下滲，并沿下滲通道水分向細(xì)小孔隙等捷徑優(yōu)先到達(dá)地下水面。Company L1 1）大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給）大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給活塞式下滲活塞式下滲和捷徑式下滲捷徑式下滲

36、的區(qū)別：Company L1 1）大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給）大氣降水對(duì)地下水的補(bǔ)給落到地面的降雨歸根結(jié)底有三個(gè)去向： 地表徑流 蒸發(fā)返回大氣 下滲補(bǔ)給地下水影響大氣降水補(bǔ)給地下水的因素：降水量、降水形式植被發(fā)育程度、蒸發(fā)量包氣帶的巖性地形的起伏地下水的埋深Company L2 2）地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給）地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給v地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給v 地表水體地表水體（河、湖、水庫(kù)等）都可以成為地下水的補(bǔ)給（河、湖、水庫(kù)等）都可以成為地下水的補(bǔ)給來(lái)源來(lái)源 v 河流補(bǔ)給河流補(bǔ)給: : 因時(shí)而異（時(shí)間上），不同季節(jié)，不同補(bǔ)排關(guān)系因時(shí)而異（時(shí)間上），不同季節(jié)，不同補(bǔ)排關(guān)系 季節(jié)性河流季

37、節(jié)性河流對(duì)地下水的補(bǔ)給對(duì)地下水的補(bǔ)給 因地而異因地而異（空間上），不同部位，巖性等；（空間上），不同部位，巖性等；Company L季節(jié)性河流補(bǔ)給地下水季節(jié)性河流補(bǔ)給地下水Company L2 2）地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給）地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給v地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給v 地表水體地表水體（河、湖、水庫(kù)等）都可以成為地下水的補(bǔ)給（河、湖、水庫(kù)等）都可以成為地下水的補(bǔ)給來(lái)源來(lái)源 v 河流補(bǔ)給河流補(bǔ)給: : 因時(shí)而異（時(shí)間上），不同季節(jié)，不同補(bǔ)排關(guān)系因時(shí)而異（時(shí)間上），不同季節(jié)，不同補(bǔ)排關(guān)系 季節(jié)性河流季節(jié)性河流對(duì)地下水的補(bǔ)給對(duì)地下水的補(bǔ)給 因地而異因地而異（空間上），不同部位，巖性等

38、；（空間上），不同部位，巖性等；Company L河流不同部位地表水與地下水之間的補(bǔ)給關(guān)系河流不同部位地表水與地下水之間的補(bǔ)給關(guān)系Company L3 3）含水層之間的補(bǔ)給）含水層之間的補(bǔ)給v a. a. 承壓水與潛水間互相的補(bǔ)給承壓水與潛水間互相的補(bǔ)給v b. b. 松散沉積物中含水層通過(guò)松散沉積物中含水層通過(guò)“天窗天窗”及越流發(fā)生水力聯(lián)及越流發(fā)生水力聯(lián)系系v c. c. 含水層通過(guò)導(dǎo)水?dāng)鄬影l(fā)生水力聯(lián)系含水層通過(guò)導(dǎo)水?dāng)鄬影l(fā)生水力聯(lián)系v d. d. 含水層通過(guò)鉆孔發(fā)生水力聯(lián)系含水層通過(guò)鉆孔發(fā)生水力聯(lián)系Company La. a. 承壓水與潛水間互相的補(bǔ)給承壓水與潛水間互相的補(bǔ)給v 當(dāng)兩個(gè)含水層

39、間存在水頭差且有聯(lián)系的通道，則水頭較當(dāng)兩個(gè)含水層間存在水頭差且有聯(lián)系的通道，則水頭較高的含水層便補(bǔ)給水頭較低者。高的含水層便補(bǔ)給水頭較低者。Company Lb. b. 松散沉積物中含水層通過(guò)松散沉積物中含水層通過(guò)“天窗天窗”及越流發(fā)生水力聯(lián)系及越流發(fā)生水力聯(lián)系越流：越流：具有一定水頭差的相鄰含水層，通過(guò)其間的弱透水具有一定水頭差的相鄰含水層，通過(guò)其間的弱透水巖層發(fā)生水量交換的過(guò)程巖層發(fā)生水量交換的過(guò)程 Company Lc. c. 含水層通過(guò)導(dǎo)水?dāng)鄬影l(fā)生水力聯(lián)系含水層通過(guò)導(dǎo)水?dāng)鄬影l(fā)生水力聯(lián)系Company Ld. d. 含水層通過(guò)鉆孔發(fā)生水力聯(lián)系含水層通過(guò)鉆孔發(fā)生水力聯(lián)系Company L4

40、 4）大氣凝結(jié)補(bǔ)給）大氣凝結(jié)補(bǔ)給 地表氣溫高于包氣帶土層中空氣時(shí)，大氣中的水汽壓力比包氣帶中的大，大氣中的水汽可向包氣帶運(yùn)移，使包氣帶中空氣的濕度增大，巖石顆粒表面吸附的水分子也就會(huì)越來(lái)越多，當(dāng)土層中的空氣濕度達(dá)到飽和時(shí)，在巖石表面可形成重力水，重力水下滲補(bǔ)給地下水。Company L5 5）其他補(bǔ)給來(lái)源）其他補(bǔ)給來(lái)源人類活動(dòng)進(jìn)行的地下水補(bǔ)給人類活動(dòng)進(jìn)行的地下水補(bǔ)給: : 建造水庫(kù)、進(jìn)行灌溉以及工業(yè)與生活廢水的排放都使地下水獲得新的補(bǔ)給。有計(jì)劃的人為措施補(bǔ)充含水層的水量稱為人工補(bǔ)給地下水人工補(bǔ)給地下水。目的目的：補(bǔ)充與儲(chǔ)存地下水資源、抬高地下水位以改善地下水開(kāi)采條件、儲(chǔ)存熱源、控制地面沉降、防

41、止海水倒灌與咸水入侵淡水含水層。Company L5 5）其他補(bǔ)給來(lái)源）其他補(bǔ)給來(lái)源地面滲補(bǔ)地面滲補(bǔ)河渠滲補(bǔ)河渠滲補(bǔ)坑池蓄水滲補(bǔ)坑池蓄水滲補(bǔ)井孔灌注井孔灌注Company L5.3.2 地下水的排泄地下水的排泄含水層或含水系統(tǒng)失去水量的過(guò)程稱做排泄排泄。排泄的研究包括：排泄去路、排泄條件與排泄量 排泄去路排泄去路： 天然排泄天然排泄：泉（點(diǎn)狀點(diǎn)狀排泄） 向地表水體泄流（河流帶狀帶狀）、向相鄰含水層的排泄 蒸發(fā)蒸騰（面狀面狀排泄） 前三種排泄方式稱為徑流排泄徑流排泄，與蒸發(fā)排泄蒸發(fā)排泄的區(qū)別區(qū)別： 徑流排泄水分（鹽分）呈液態(tài)排出,鹽隨水去鹽隨水去 蒸發(fā)排泄水分呈氣態(tài)排出，鹽分積累下來(lái)，水去鹽留水

42、去鹽留人工排泄人工排泄：井孔抽取地下水、用渠道、坑道等排水Company L泉意義及其分類泉意義及其分類地下水的天然露頭稱做泉泉重要的排泄方式（點(diǎn)狀）泉的分類泉的分類1）根據(jù)泉水出露性質(zhì)，可將泉分為上升泉上升泉、下降泉下降泉上升泉：上升泉：受自流水補(bǔ)給，在靜水壓力作用下由下而上涌出下降泉：下降泉：受無(wú)壓水補(bǔ)給，在重力作用下由上而下流出2）根據(jù)泉水補(bǔ)給來(lái)源上層滯水層：上層滯水層：受上層滯水的補(bǔ)給，涌水量、化學(xué)成分和水溫變化很大。潛水泉：潛水泉：受潛水補(bǔ)給，水量穩(wěn)定，涌水量、水溫和化學(xué)成分受季節(jié)影響明顯。自流泉：自流泉：受自流水補(bǔ)給，水動(dòng)態(tài)最穩(wěn)定。Company L潛水泉（下降泉）分類潛水泉（下降

43、泉）分類根據(jù)泉的出露原因：根據(jù)泉的出露原因：侵蝕泉：侵蝕泉：河流切割含水層，潛水出露地表接觸泉：接觸泉：地形被切割至含水層下面的隔水層，潛水在含水層與隔水層接觸處流出溢流泉：溢流泉：在巖石透水性變?nèi)趸蚋羲敯迓∑?，潛水流?dòng)受阻溢出侵蝕泉侵蝕泉侵蝕泉侵蝕泉接觸泉接觸泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉溢流泉Company L自流泉（上升泉）分類自流泉（上升泉）分類根據(jù)泉的出露原因：根據(jù)泉的出露原因：侵蝕泉：侵蝕泉：當(dāng)河流、沖溝等切穿承壓含水層隔水頂板時(shí)斷層泉：斷層泉：地下水沿導(dǎo)水?dāng)鄬由仙?，在地面高程低于測(cè)壓水位處涌出接觸帶泉：接觸帶泉：巖脈或侵入體與圍巖的接觸帶因冷凝收縮而產(chǎn)生隙縫，地下

44、水沿此類接觸帶上升成泉。Company L其他排泄去路其他排泄去路1. 1. 向地表水排泄向地表水排泄當(dāng)河流切割含水層時(shí)，地下水沿河呈帶狀排泄2. 2. 蒸發(fā)排泄蒸發(fā)排泄 與飽水帶無(wú)直接聯(lián)系的土壤水蒸發(fā) 與飽水帶有聯(lián)系的潛水蒸發(fā)3. 3. 蒸騰（葉面蒸發(fā)）蒸騰（葉面蒸發(fā)）植物生長(zhǎng)過(guò)程中，經(jīng)由根系吸收水分，在葉面轉(zhuǎn)化成氣態(tài)水而蒸發(fā)4. 4. 相鄰含水層間的排泄相鄰含水層間的排泄Company L徑流：徑流：地下水由補(bǔ)給區(qū)流向排泄區(qū)的過(guò)程。地下水徑流研究包括： 徑流方向、徑流強(qiáng)度和徑流量5.3.3 地下水的徑流地下水的徑流5.3.4 地下水天然補(bǔ)給量、排泄量與徑流量的關(guān)系地下水天然補(bǔ)給量、排泄量與

45、徑流量的關(guān)系滲入滲入徑流型徑流型：補(bǔ)給量=徑流量=排泄量滲入滲入蒸發(fā)、蒸發(fā)、徑徑流型流型：補(bǔ)給量=排泄量； 徑流量 補(bǔ)給量（排泄量）5.4.1 地下水的物理性質(zhì)地下水的物理性質(zhì)5.4.2 地下水的化學(xué)成分地下水的化學(xué)成分5.4.3 地下水的化學(xué)分析地下水的化學(xué)分析 5.4 地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)5.4.1 地下水的物理性質(zhì)地地下下水水的的物物理理性性質(zhì)質(zhì)味味溫度溫度比重比重顏色顏色嗅嗅透明度透明度電導(dǎo)性電導(dǎo)性放射性放射性。5.4.1 地下水的物理性質(zhì)溫度溫度： 地下水的溫度變化主要受氣溫和地溫的影響，尤其是地溫地溫（地下水停留在地殼中的時(shí)間長(zhǎng)）。地溫及變化地殼表層

46、熱源：太陽(yáng)輻射和地球的內(nèi)部熱流熱力狀態(tài)從上而下分為變溫帶、常溫帶、增溫帶變溫帶主要受太陽(yáng)輻射影響，地溫受氣溫的控制呈周期性的晝夜變化和年變化，隨著深度的增加，變化幅度很快變小，厚度在1-2m，下限10-30m；5.4.1 地下水的物理性質(zhì)常溫帶氣溫的影響趨于零的深度叫常溫帶，太陽(yáng)輻射影響小，常溫帶的地溫一般略高于所在地區(qū)的年平均氣溫1-2，在概略計(jì)算時(shí)，可用所在地區(qū)的年平均氣溫代表常溫帶的溫度。增溫帶常溫帶以下的地溫，主要受地球內(nèi)部熱力影響，隨著深度的增加而有規(guī)律地升高，溫度每增加l所需要的深度(m)稱為地?zé)嵩鰷丶?jí)，一般平均每33m升高1 由于巖石的導(dǎo)熱性、地殼運(yùn)動(dòng)和水文地質(zhì)條件的不同，各地的

47、地?zé)嵩鰷丶?jí)有很大差異。5.4.1 地下水的物理性質(zhì)2. 地下水溫度受其賦存于循環(huán)所處的地溫控制 1）整個(gè)變溫帶的地下水溫度有年變化，變溫帶上部(地表以下13m)的地下水溫度還有晝夜變化，但是不論是地下水溫度的年變化還是晝夜變化都較氣溫變化幅度為小，而且落后于氣溫的變化時(shí)間； 2）常溫帶中的地下水水溫與當(dāng)年平均氣溫很接近； 3）增溫帶中的地下水水溫隨其賦存于循環(huán)深度的加大而升高，可成為熱水乃至蒸氣。地下水按溫度可分為： 過(guò)冷水；冷水；溫水；熱水；過(guò)熱水5.4.1 地下水的物理性質(zhì)地下水溫度的特點(diǎn)由于氣溫和地溫差異使各地區(qū)的地下水溫度相差很大通過(guò)熱量的平衡，使地下水的溫度與其埋藏深度上的地溫往往相

48、一致地下水的水溫可以反映地下水的循環(huán)深度，同時(shí)又反映了當(dāng)?shù)氐牡責(zé)釛l件5.4.1 地下水的物理性質(zhì)顏色顏色： 地下水一般都是無(wú)色的，只有當(dāng)水中含有過(guò)量的某些離子成分或懸浮物或膠體物質(zhì)的時(shí)候，顏色才會(huì)出現(xiàn)變化。 例如： 水中含有過(guò)量低價(jià)Fe離子，地下水呈淺綠灰色； 水中含有過(guò)量高價(jià)Fe離子，地下水呈銹色； 水中含有過(guò)量硫化氫，地下水呈翠綠色； 水中含有過(guò)量錳；地下水呈暗紅色。5.4.1 地下水的物理性質(zhì)透明度透明度： 地下水一般都是透明的，當(dāng)含有大量有機(jī)物、固體礦物質(zhì)及膠體懸浮物時(shí)，才出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。 按透明度可以把地下水分為四級(jí)：按透明度可以把地下水分為四級(jí)： 透明的透明的：無(wú)懸浮物及膠體，60c

49、m內(nèi)可見(jiàn)3mm粗線；半透明的半透明的（微渾濁的）：有少量懸浮物及膠體，30cm內(nèi)可見(jiàn)3mm的粗線；微透明的微透明的（渾濁的）：有較多懸浮物及膠體，30cm內(nèi)可見(jiàn)3mm的粗線；不透明的不透明的（極渾濁的）：有大量懸浮物及膠體，水深很淺也不能清楚看見(jiàn)3mm的粗線。5.4.1 地下水的物理性質(zhì)氣味氣味： 地下水一般都是沒(méi)有氣味的，且在低溫下氣味不容易辨別，當(dāng)其中含有某種氣體成分和有機(jī)物質(zhì)時(shí)，便產(chǎn)生一定的氣味，特別是在40左右時(shí)氣味最為顯著。 例如： 水中含有大量硫化氫時(shí)，地下水有臭雞蛋味； 水中含有大量有機(jī)物質(zhì)時(shí)，地下水有魚(yú)腥味； 水中含有過(guò)量亞鐵離子時(shí)，地下水有鐵腥味； 。5.4.1 地下水的物理

50、性質(zhì)味道味道： 純水一般都是淡而無(wú)味的，水的味道來(lái)源于其中的化學(xué)成分及溶解的氣體。20-30時(shí)最為明顯。 例如： 水中含有Nacl 時(shí)，地下水有咸味； 水中含有Na2SO4時(shí)，地下水有澀味； 水中含有MgCl2、MgSO4時(shí)，地下水有苦味； 水中含有腐殖質(zhì)時(shí)，地下水有沼澤味； 水中含有有機(jī)物時(shí)，地下水有甜味； 。5.4.1 地下水的物理性質(zhì)比重比重： 地下水的比重取決于水中所溶鹽分的含量，地下淡水的比重通常與化學(xué)純水的比重相同，數(shù)值為1。水中溶解鹽分越多，比重越大。導(dǎo)電性：導(dǎo)電性： 地下水的導(dǎo)電性取決于水中所含電解質(zhì)的數(shù)量與性質(zhì)（各種離子的含量和離子價(jià)），離子含量越高，離子價(jià)越高，水的導(dǎo)電性越

51、強(qiáng)。5.4.1 地下水的物理性質(zhì)放射性放射性： 地下水的放射性取決于水中所含放射性元素的數(shù)量，一般地下水放射性微弱，但埋藏和運(yùn)動(dòng)于放射性礦床及酸性火成巖分布區(qū)的地下水，其放射性顯著增強(qiáng)。5.4.2 地下水的化學(xué)成分v地下水不是化學(xué)純的H2O，而是一種復(fù)雜的溶液。v賦存于巖石圈的地下水，不斷與巖土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在與大氣圈、水圈、生物圈進(jìn)行水量交換的同時(shí)，交換化學(xué)成分交換化學(xué)成分。v地下水是最為常見(jiàn)的良好溶劑溶劑，它溶解巖土的組分，搬運(yùn)這些組分，并在某些情況下將某些組分從水中析出。v水是地球中元素遷移、分散與富集的載體載體。很多地質(zhì)過(guò)程（巖溶、沉積、成巖、變質(zhì)、成礦）都涉及地下水的化學(xué)作用。1）

52、地下水中主要的氣體成分 氧（O2）、氮（N2）、二氧化碳（CO2） 、硫化氫（H2S）、甲烷（CH4）等，以前三種為主。 氣體成分可指示地下水所處的地球化學(xué)環(huán)境（氧化、還原），還可以增加水對(duì)鹽類的溶解能力（水巖作用）。2）地下水中主要離子成分 陰離子： HCO-3 ， SO2-4 ，Cl- ，OH- ， CO32-等陽(yáng)離子： Ca2+, Mg2+, K+, Na+ ，H+，NH4+等 地下水中含有各種氣體、離子、膠體物質(zhì)、有機(jī)物以及微生物。5.4.2.1 地下水的化學(xué)成分1、氧（oxygen, O2）、氮（nitrogen, N2） v 起源：大氣圈層中的氧、氮隨降水和地表水入滲進(jìn)入含水層中，

53、如富含O2與N2 說(shuō)明地下水是大氣起源的v 環(huán)境：在封閉環(huán)境下，氧被耗盡只剩下N2，指示水是大氣起源且處于封閉環(huán)境 2、硫化氫（H2S）、甲烷（methane, CH4） 這兩種氣體都是在較封閉環(huán)境中，在有機(jī)質(zhì)與微生物參與的生物化學(xué)過(guò)程中形成。還原環(huán)境下： vSO2-4 H2S，成煤過(guò)程，煤田水 成油過(guò)程，油氣藏，油田水5.4.2.1 地下水的化學(xué)成分3 3、二氧化碳（CO2） 大氣降水中的CO2含量較低，地下水中CO2主要源于 v土壤層（入滲過(guò)程溶于水中）：有機(jī)質(zhì)殘骸發(fā)酵產(chǎn)生、植物呼吸作用產(chǎn)生 v碳酸鹽巖地層：在深部高溫下，也可變質(zhì)生成CO2 v人類活動(dòng)：在化石燃料（煤、石油、天然氣），導(dǎo)致

54、大氣中的CO2增加，（增長(zhǎng)20%） 地下水中CO2增加，水對(duì)碳酸鹽巖的溶解、結(jié)晶巖類風(fēng)化溶解能力愈強(qiáng)！5.4.2.1 地下水的化學(xué)成分1）地下水中主要的氣體成分 氧（O2）、氮（N2）、二氧化碳（CO2） 、硫化氫（H2S）、甲烷（CH4）等，以前三種為主。 氣體成分可指示地下水所處的地球化學(xué)環(huán)境（氧化、還原），還可以增加水對(duì)鹽類的溶解能力（水巖作用）。2）地下水中主要離子成分 陰離子： HCO3- ， SO4 2-，Cl- ，OH- ， CO32-等陽(yáng)離子： Ca2+, Mg2+, K+, Na+ ，H+，NH4+等 地下水中含有各種氣體、離子、膠體物質(zhì)、有機(jī)物以及微生物。地殼中含量高地下水

55、中含量低的元素：Si、Al、Fe 地殼中含量較低地下水中高的元素：Cl、S、C5.4.2.1 地下水的化學(xué)成分Cl-： 氯離子幾乎存在于所有的地下水中，而且含量一般較大，由每升數(shù)毫克到數(shù)百克。來(lái)源：主要是地下水溶解鹽巖及含氯化物的其它礦物的結(jié)果；沿海地區(qū)由于海水入侵往往使地下水中Cl-大幅度升高；工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活污染致使地下水中Cl-含量增加 Cl-不被細(xì)菌及植物攝取，不被土顆粒表面吸附，溶解度大，不易沉淀析出，是地下水中最穩(wěn)定的離子5.4.2.1 地下水的化學(xué)成分SO42-： 含量：數(shù)mg/L到數(shù)g/L不等，受制于Ca2+的含量。只有在Ca2+非常少時(shí)，含量才會(huì)超過(guò)3-4 g/L 來(lái)源：A:

56、主要來(lái)源是地下水溶解石膏及其它硫酸鹽類沉積物或含硫礦物B:工業(yè)污染也可造成地下水中硫酸根離子濃度的顯著提高C:人為污染5.4.2.1 地下水的化學(xué)成分Na+ 鈉離子是地下水中分布廣，含量變化最大的主要陽(yáng)離子，含量每升水?dāng)?shù)克至數(shù)百克不等 來(lái)源：Na+是地下水重鹽巖及含鈉巖石溶解的結(jié)果Mg2+ 含量：地下水中Mg2+含量一般比鈣離子小,主要與HCO3-共存 來(lái)源：Mg2+主要是地下水溶解白云巖和泥灰?guī)r的結(jié)果5.4.2.1 地下水的化學(xué)成分3）地下水中的膠體成分 地下水中的膠體成分分為有機(jī)和無(wú)機(jī)，有機(jī)膠體在地球表面分布很廣；無(wú)機(jī)膠體有的不穩(wěn)定，容易生成次生礦物而沉淀。4）地下水中的有機(jī)成分和細(xì)菌成分

57、 有機(jī)成分主要有生物遺體的分解，多富集于沼澤水中，有特殊臭味； 細(xì)菌成分可分為病原菌和非病原菌。5.4.2.1 地下水的化學(xué)成分1）地下水的酸堿性 地下水的酸堿性主要取決于水中氫離子的濃度，常用pH值表示。 pH5，強(qiáng)酸水； 5pH7，弱酸水； pH=7，中性水； 7pH9，強(qiáng)堿水。 5.4.2.2 地下水的主要化學(xué)性質(zhì)2）礦化度（M） 地下水中所含各種離子、分子和化合物的總量，以每公升水中所含克數(shù)（g/L）表示，為了便于比較不同地下水的礦化程度：a. 習(xí)慣上以105110時(shí)將水蒸發(fā)所得的干涸殘余物總量來(lái)表征。 b. M = 陰離子+陽(yáng)離子-1/2HCO3-按照礦化度可以將地下水分為： 單位（

58、g/L） 淡淡水：M1；微咸微咸水（低礦化度）：M=13； 咸咸水（中等礦化度）：M=310； 鹽鹽水（高礦化度）：10M50。5.4.2.2 地下水的主要化學(xué)性質(zhì)3）硬度定義：水中所含鈣鎂的鹽類的總含量。硬度分類：總硬度、暫時(shí)硬度和永久硬度。 總硬度：水中所含Ca2+、Mg2+含量的總和。 暫時(shí)硬度：指水加熱沸騰時(shí)，部分Ca2+、Mg2+形成碳酸鹽沉淀的含量。Ca2+2HCO3- CaCO3+H2O+CO2Mg2+2HCO3- MgCO3 +H2O+CO2 永久硬度：指水沸騰后仍溶解在水中的Ca2+、Mg2+含量。三者關(guān)系： 總硬度=永久硬度+暫時(shí)硬度 負(fù)硬度=暫時(shí)硬度總硬度5.4.2.2

59、地下水的主要化學(xué)性質(zhì)3）硬度單位：“德國(guó)度”或每升毫克當(dāng)量 1個(gè)德國(guó)度相當(dāng)于1L水中含有10mg CaO或7.2mg MgO 地下水按硬度分為：水的類別德國(guó)度毫克當(dāng)量/L水的類別德國(guó)度毫克當(dāng)量/L極軟水4.21.5硬水16.825.269軟水4.28.41.53極硬水25.29微硬水8.416.8365.4.2.2 地下水的主要化學(xué)性質(zhì)地下水化學(xué)成分的分析內(nèi)容地下水化學(xué)成分的分析內(nèi)容v分為簡(jiǎn)分析和全分析，某些專門(mén)性工作進(jìn)行專項(xiàng)分析。 簡(jiǎn)分析：除物理性質(zhì)（色、味、嗅、透明度、懸浮物等） 主要定量分析： HCO-3、SO2-4、Cl-、Ca2+、 總硬度、pH, Mg2+、 K+Na+ 及 礦化度

60、 有時(shí)含專項(xiàng)分析： NO-3，NO-2 ，NH4，F(xiàn)e2+ 、Fe3+，H2S，耗氧量、重金屬等 5.4.3 地下水的化學(xué)分析地下水化學(xué)成分的分析內(nèi)容地下水化學(xué)成分的分析內(nèi)容全分析項(xiàng)目較多，要求精度高，通常在簡(jiǎn)分析得基礎(chǔ)上選擇代表性水樣進(jìn)行全分析。 一般定量分析：HCO-3,SO2-4,Cl-，Ca2+, Mg2+, K+, Na+， NO-3，NO-2 ，NH4，F(xiàn)e2+ Fe3+，H2S，CO2, 耗氧量，總硬度，pH, 及干涸殘余物；某些微量元素、有毒組分；研究水的侵蝕性時(shí)需分水的侵蝕性CO2。專門(mén)性分析隨具體任務(wù)要求而定。5.4.3 地下水的化學(xué)分析全國(guó)地下水污染防治規(guī)劃全國(guó)地下水污染