史上最全地下水基础知识（下）

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地下水及其分类

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一、基本概念

1.  广义地下水：赋存于地面以下岩石孔隙中的水；

2.  狭义地下水：赋存于饱水带岩石孔隙中的水；

3.  地下水埋藏条件：含水岩层在地质剖面中所处的部位及受隔水层限制的情况下。

 

二、地下水分类

1.  按埋藏条件可分：

• 上层滞水

• 潜水

• 承压水（层间水）

 

 

包气带、饱水带、含水层与隔水层

 

一．基本概念

1.  包气带：地下水面以上，分为土壤水带、中间带和毛细水带；

2.  饱水带：地下水面以下；

3.  含水层：起着阻隔水透过作用的细小的岩层，称为隔水层；孔隙细小的岩层（如致密黏土、页岩）含的几乎是结合水，结合水在寻常条件下是不能移动吃的，这类岩层。

4.  隔水层：一起着阻隔水透过作用的细小的岩层，称为隔水层。空隙细小的岩层（如致密黏土、页岩）含的几乎是结合水，结合水在寻常条件下是不能移动的，这类岩层实际上起着阻隔水透过的作用，所以是隔水层。

 

二．含水层类型划分

三．上层滞水和潜水

1.  上层滞水：当包气带中存在局部隔水层时，在局部隔水层上积聚具有自由水面的自由水。

 

 上层滞水、潜水和层间层

1.隔水层；2.透水层；3.饱水部分；4.潜水面；5.层间水测试面；6.泉（上升泉）；7.井水.实线表示井壁不进水；a.上层潜水；b.潜水；c.层间水

 

2.  潜水：饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水称为潜水。潜水没有隔水顶板，或只有局部的隔水顶板。

 

3.  潜水面：潜水的水面为自由水面，称为潜水面。

• 从潜水面到隔水底版的距离为潜水含水层厚度（H）;

  
  

• 潜水面到隔水底板的距离为潜水含水层厚度（T）。

 

• 潜水流动方向：潜水通常在重力作用下由水头高的地方向水头低的地方径流；

 

1.砂；2.含水砂；3.黏土；4.泉；h.潜水厚度；aa.潜水面；bb.隔水底板

 

4.  潜水的排泄方式

• 径流排泄：径流到适当地形处，以泉、渗流等形式泄出地表或汇入地表水。

• 蒸发排泄：通过包气带入大气。

5.  潜水面的变化

潜水直接通过包气带与大气圈及地表水圈发生联系。所以气象、水文因素的变动对它的影响比较明显。

• 丰水季节（年份）：补给量>排泄量，则潜水面上升，含水厚度上升，埋藏深度变浅；

  
  

• 干旱季节：排泄量>补给量，潜水面下降，含水层厚度变薄，埋藏深度加大。因此，潜水的动态有明显的的季节性的变化。

  
  

6.  潜水面的形状

可以是水平、倾斜、抛物线或各种形状组合。最常见的潜水面形状为倾斜的曲面。受重力影响，潜水由潜水面高出向低处渗流形成“潜水流”（或称潜流），向地处的低凹地区（如河谷、冲沟）等排泄。

 

7.  潜水面的表示方法

• 剖面图：按一定比例，在有代表性的剖面线上绘制的水文地质剖面图，其中，应表示出潜水位、含水层、隔水层厚度、岩性及其变化等。

 根据等水头线图求潜水流向及水力梯度

1.砂；2.含水砂；3.黏土；4.泉；h.潜水厚度；aa.潜水面；bb.隔水底板

 

• 平面图：即潜水势（头）和潜水等水势（头）线图

 

• 潜水等水势（头）线图的用途：

     A.   确定潜水流向

     B.   确定水力坡度

水力坡度是指指单位渗透途径（水平距离）上的水头损失。或者说，水力坡度是沿渗透途径的水头降与渗透途径长度的比值：

I=H/I

I--水力坡度，无因次量

H--渗透途径上两点的水位差（或落差）

I--渗透途径上两点的水平距离

 

  8.  潜水流量和流速的测定

自然界中潜水运动缓慢，一般作层流运动，其运动规律服从达西定律，即潜水的运动速度与水力坡度成正比。

V=IK

V--渗流速度，cm/s或m/d

I--水力坡度，无因次量

K--渗透系数，cm/s或m/d

渗透系数取决于岩性、流体性质（密度、粘度）、外界条件（温度、压力）

四、层间水（承压水）

 

1.隔水层；2.含水层；3.地下水测试面；4.地下水流向；5.泉（上升泉）;6.钻孔（虚线部分为进水部分）7.自喷孔；8.大气降水补给；H.与含水层顶面压力相当的高度；M.含水层

 

1.  层间水（承压水）

特点：

• 有稳定的隔水顶板和底板，没有自由水面，水体承受净水压力；

  
  

  
  

• 与外界联系较差，水位、水量、水质等受气候因素的影响较小，富水性好的承压含水是理想的供水水源；

  
  

• 具有补给区、承压企业区和排泄区；

  
  

• 地下水体充满整个含水层，否则是潜水。

 

2.  最适宜形成承压水的两种地质构造

• 向斜盆地

  
  

 

• 单斜地层

  
  

   A.  透水层和隔水层相间分布的承压斜地

 

  B.  含水层发生变相或尖灭形成的承压斜地

 

  C.  含水层被断层所阻形成承压斜地

 

  D.  侵入体阻截承压斜地

 

3.  水头

• 正水头：测压水位高于该点的地形高层；

• 负水头：测压水位低于该点的地形高层。

 

A.补给区  B.承压区  C.排泄区  a.潜水区  b.自流水区

 

五、潜水和承压水（层间水）比较

 

文章来源：桔灯勘探、环境生态网