第三章不同埋藏条件地下水.

1、 第三章 不同埋藏条件地下水 本章的主要内容：本章的主要内容：n概述n包气带和包气带水n潜水n承压水 第1节 概 述n地下水指赋存于地面以下岩土空隙中的水。地下水指赋存于地面以下岩土空隙中的水。 地下水指赋存于饱水带岩土空隙中的水。地下水指赋存于饱水带岩土空隙中的水。 n地下水分类地下水分类 单一因素分类单一因素分类 按起源：初生水、再生水、凝结水、渗入水按起源：初生水、再生水、凝结水、渗入水 按地下水动态：深入按地下水动态：深入蒸发型、深入蒸发型、深入径流型径流型 深入深入蒸发径流（过渡型）蒸发径流（过渡型） 按化学成分：按化学成分：TDS、酸碱度、硬度、酸碱度、硬度 综合因素分类综合因素分

2、类 第1节 概 述 含水介质类型埋藏条件 孔 隙 水 裂 隙 水 岩 溶 水 包 气 带 水 土壤水局部粘性土隔水层上季节性存在的重力水（上层滞水）过路及悬留毛细水及重力水 裂隙岩层浅部季节性存在的重力水及毛细水 裸露岩溶化岩层上部岩溶通道中季节性存在的重力水 潜 水 各类松散沉积物浅部的水 裸露于地表的各类裂隙岩层中的水裸露于地表的岩溶化构造中的水 承 压 水 山间盆地及平原松散沉积物深部的水 组成构造盆地、向斜构造或单斜断块的被掩覆的各类裂隙岩层中的水 组成构造盆地、向斜构造或单斜断块的被掩覆的岩溶化岩层中的水 第1节 概 述n地下水埋藏条件地下水埋藏条件(ground water mod

3、e of occurrence) 指含水层在垂直剖面上所处的位置及地下水指含水层在垂直剖面上所处的位置及地下水在其中的运动是否受到隔水层的限制。在其中的运动是否受到隔水层的限制。n含水层介质含水层介质 孔隙介质孔隙介质(porous media)孔隙水孔隙水 裂隙介质裂隙介质(fractured media)裂隙水裂隙水 岩溶介质岩溶介质(karstic media)岩溶水岩溶水 第1节 概 述 第2节 包气带和包气带水 第2节 包气带和包气带水nCross-section showing of terms used to describe subsurface water 第2节 包气带和包

4、气带水n包气带包气带(aeration zone)和包气带水类型和包气带水类型 地表以下第一个连续稳定自由水面以上的岩土层，地表以下第一个连续稳定自由水面以上的岩土层，称为包气带。存在于包气带中的水，称为包气带水。称为包气带。存在于包气带中的水，称为包气带水。 包气带类型包气带类型 簿型（簿型（HHc）：厚度不大，几十）：厚度不大，几十cm1m左左右；降水入渗补给地下水途径短，地下水面上升右；降水入渗补给地下水途径短，地下水面上升快；土层含水量大。快；土层含水量大。 厚型（厚型（ H Hc ）：厚度大，一般几十米；降）：厚度大，一般几十米；降水入渗补给途径长，补给量减少；地下水蒸发明水入渗补给

5、途径长，补给量减少；地下水蒸发明显减弱，甚至完全停止；土层含水量小。显减弱，甚至完全停止；土层含水量小。 第2节 包气带和包气带水 过渡型：厚度介于两者之间，明显的季节性，即过渡型：厚度介于两者之间，明显的季节性，即雨季为簿型，旱季为厚型。雨季为簿型，旱季为厚型。 包气带水的类型包气带水的类型 土壤水分：包括土壤水分：包括 气态水气态水 结合水结合水 毛细水毛细水 暂时入渗的重力水（过路重力水）暂时入渗的重力水（过路重力水） 上层滞水：为重力水，在特定的地质条件下分布。上层滞水：为重力水，在特定的地质条件下分布。 第2节 包气带和包气带水n包气带土壤水分分布规律包气带土壤水分分布规律 均质土在

6、无蒸发和入渗的稳定条件下垂向分布规律。均质土在无蒸发和入渗的稳定条件下垂向分布规律。 簿型包气带土壤水分分布规律簿型包气带土壤水分分布规律 第2节 包气带和包气带水 厚型包气带土壤水分分布规律厚型包气带土壤水分分布规律 第2节 包气带和包气带水 过渡型包气带土壤水分分布规律 第2节 包气带和包气带水n上层滞水上层滞水(perched groundwater)包气带中位于局部隔水体以上具有自由水面的重力水。包气带中位于局部隔水体以上具有自由水面的重力水。有如下特点：有如下特点： 补给：大气降水补给：大气降水 排泄：蒸发、向隔水体边缘流散排泄排泄：蒸发、向隔水体边缘流散排泄 动态变化：雨季补给，旱

7、季消耗，甚至没有。动态变化：雨季补给，旱季消耗，甚至没有。 水质水量：含盐量低，易受污染；水质水量：含盐量低，易受污染； 水量小，仅能作为小型或暂时性供水水量小，仅能作为小型或暂时性供水 水源。水源。第2节 包气带和包气带水nPerched aquifer and water table above a lens of low K clay 第3节 潜 水n基本概念基本概念 潜水含水层：潜水含水层：地面以下第一个具有连续自由水面的地面以下第一个具有连续自由水面的含水层。含水层。 潜水：潜水：潜水含水层中的地下水。潜水含水层中的地下水。 潜水面：潜水面：地面以下第一个连续自由水面。地面以下第一个

8、连续自由水面。 潜水位：潜水位：潜水面的海拔高程。潜水面的海拔高程。 潜水层厚度：潜水层厚度：潜水面到隔水底板的垂直距离。潜水面到隔水底板的垂直距离。 潜水面埋深：潜水面埋深：潜水面到地面的垂直距离。潜水面到地面的垂直距离。 潜水没有隔水顶板，或只有局部的隔水顶板；潜水没有隔水顶板，或只有局部的隔水顶板； 第3节 潜 水第3节 潜 水An unconfined aquifer with a horizontal impermeable base 第3节 潜 水n潜水特征潜水特征 分布区与补给区一致分布区与补给区一致 潜水面不承受除大气压力外的其他任何附加压力潜水面不承受除大气压力外的其他任何附

9、加压力 两种排泄方式：两种排泄方式：径流排泄：泉和渗流形式泄出地表径流排泄：泉和渗流形式泄出地表 蒸发排泄：土面蒸发和植物蒸腾蒸发排泄：土面蒸发和植物蒸腾 动态：动态：受水文和气象控制和影响，呈季节性变化受水文和气象控制和影响，呈季节性变化 水质和水量：水质和水量： 水质取决于气候、地形及岩性条件水质取决于气候、地形及岩性条件 ；易污染。；易污染。 水量易恢复，但水量易恢复，但缺乏多年调节性缺乏多年调节性 。 第3节 潜 水n潜水面形状及其影响因素潜水面形状及其影响因素 形状：形状：一般情况下，潜水面是向排泄区倾斜的曲面，一般情况下，潜水面是向排泄区倾斜的曲面，起伏大体与地形一致而较缓和起伏大

10、体与地形一致而较缓和 。 水平状：平原地区、潜水湖盆地水平状：平原地区、潜水湖盆地 抛物状：山区、河谷两侧抛物状：山区、河谷两侧 折线状：断层、岩性及含水层厚度变化地区折线状：断层、岩性及含水层厚度变化地区 辐射状：河曲地段、孤山地形辐射状：河曲地段、孤山地形 漏斗状：抽水井附近漏斗状：抽水井附近 倒漏斗状：注水井附近倒漏斗状：注水井附近 第3节 潜 水 影响因素：影响因素： 地形：地形：通常地面坡度大的地方，水力坡度大。通常地面坡度大的地方，水力坡度大。 含水层厚度及透水性含水层厚度及透水性 第3节 潜 水 水文气象因素：水文气象因素：潜水面的形状和位置随时间变化潜水面的形状和位置随时间变化

11、 地质构造因素：地质构造因素：除控制区域性潜水面形状外，不除控制区域性潜水面形状外，不同构造部位，潜水面形状不同。同构造部位，潜水面形状不同。 人为因素：人为因素：开挖河渠、修建水库、取水、排水等开挖河渠、修建水库、取水、排水等。n潜水等水位线图潜水等水位线图 (Contour map of ground water table) 由某时刻潜水位相等的各点连线组成的图件，称为潜由某时刻潜水位相等的各点连线组成的图件，称为潜水等水位线图水等水位线图 。（某时刻潜水面的等高线图）。（某时刻潜水面的等高线图） 确定潜水流向确定潜水流向 确定潜水面水力坡度确定潜水面水力坡度 确定潜水与地表水的补、排关

12、系确定潜水与地表水的补、排关系 确定潜水面埋深确定潜水面埋深 分析推断含水层透水性及厚度变化分析推断含水层透水性及厚度变化 合理布置给排水工程合理布置给排水工程 第3节 潜 水 第3节 潜 水 第4节 承压水n基本概念基本概念 承压水承压水(confind ater,pressure water)：充满于两充满于两个隔水层（弱透水层）之间的含水层中的水，叫作个隔水层（弱透水层）之间的含水层中的水，叫作承压水承压水 。 承压含水层承压含水层(confined aquifer)：赋存承压水的含赋存承压水的含水层。水层。 隔水顶板和隔水底板：隔水顶板和隔水底板：承压含水层上部和下部的隔承压含水层上部

13、和下部的隔水层（弱透水层）称作隔水顶板和隔水底板。水层（弱透水层）称作隔水顶板和隔水底板。 承压含水层厚度：承压含水层厚度：隔水顶底板之间的距离为承压含隔水顶底板之间的距离为承压含水层厚度。水层厚度。 承压水盆地承压水盆地(pressure basin)：形成承压水的向斜形成承压水的向斜盆地盆地。 第4节 承压水 第4节 承压水 初见水位初见水位(original piezometric surface)：钻进时，钻进时，钻孔（井）揭穿承压含水层隔水顶板时所见到的水钻孔（井）揭穿承压含水层隔水顶板时所见到的水位。位。 承压水位（测压水位）承压水位（测压水位）(piezometric level

14、,pressure surface)：井中静止水位的高程就井中静止水位的高程就是承压水在该点的测压水位是承压水在该点的测压水位 。 承压水面承压水面(piezometric surface,pressure-water table) ：承压含水层各点的承压水位所组成的面。承压含水层各点的承压水位所组成的面。 承压水头承压水头(piezometric head) ：钻孔中静止水位到钻孔中静止水位到含水层顶面之间的距离称为承压含水层顶面之间的距离称为承压 水头。水头。 正水头：承压水面高出地面时的承压水头。正水头：承压水面高出地面时的承压水头。 负水头：承压水面低于地面时的承压水头。负水头：承压水

15、面低于地面时的承压水头。 自流水与自流区自流水与自流区(artesian water,artesian region)：具有正水头的承压水。自流水的分布区。具有正水头的承压水。自流水的分布区。 第4节 承压水n承压水特点承压水特点 分布区分布区(distribution area)大于补给区大于补给区(alimentation area)。含水层中心部分埋没于隔水含水层中心部分埋没于隔水层之下，是承压区；两端出露于地表，这非承压区。层之下，是承压区；两端出露于地表，这非承压区。含水层从出露位置较高的补给区获得补给，向另一含水层从出露位置较高的补给区获得补给，向另一个侧出露位置较低的排泄区排泄。

16、个侧出露位置较低的排泄区排泄。 隔水顶板承受一定的静水压力。隔水顶板承受一定的静水压力。即静止水位高于初即静止水位高于初见水位。见水位。 承压水面是虚构面，只有在揭穿隔水顶板时才存在。承压水面是虚构面，只有在揭穿隔水顶板时才存在。 含水层厚度不发生显著变化（弹性储水与释水）含水层厚度不发生显著变化（弹性储水与释水） 第4节 承压水 承压含水层得到补给而水量增加时，增加的水承压含水层得到补给而水量增加时，增加的水量通过水的密度的增加及含水介质空隙的增大而量通过水的密度的增加及含水介质空隙的增大而容纳；因排泄而水量减少时，减少的水量表现为容纳；因排泄而水量减少时，减少的水量表现为含水层中水的密度减

17、小及含水介质空隙的缩减。含水层中水的密度减小及含水介质空隙的缩减。 贮水系数贮水系数 （S）(storage coefficient)：指测压：指测压水位下降（或上升）一个单位深度，单位水平面水位下降（或上升）一个单位深度，单位水平面积承压含水层释出（或储存）的水体积。积承压含水层释出（或储存）的水体积。 贮水率（贮水率（Ss）（弹性给水度）（弹性给水度）：测压水位下降：测压水位下降（或上升）一个单位深度，从单位体积的承压含（或上升）一个单位深度，从单位体积的承压含水层释出（或储存）的水体积。水层释出（或储存）的水体积。 第4节 承压水 第4节 承压水 测压水位下降时承压含水层以此种形式释出的

18、水，测压水位下降时承压含水层以此种形式释出的水，远较潜水含水层水位下降时释出的为小。一般，承远较潜水含水层水位下降时释出的为小。一般，承压含水层的贮水系数为压含水层的贮水系数为0.0050.00005，常较潜水，常较潜水含水层小含水层小13个数量级。个数量级。 动态：动态：一般稳定。一般稳定。 水质和水量：水质和水量： 水质取决于埋藏条件及其与外界联系的程度，可水质取决于埋藏条件及其与外界联系的程度，可以是淡水，也可以是含盐量很高的卤水。以是淡水，也可以是含盐量很高的卤水。 水量不易恢复补充，但由于含水层厚度大，往往水量不易恢复补充，但由于含水层厚度大，往往具有多年调节性能。具有多年调节性能。

19、 第4节 承压水n承压水类型承压水类型 承压水的形成条件承压水的形成条件 主要取决于构造条件：盆地构造、单斜构造等主要取决于构造条件：盆地构造、单斜构造等 其次是地层、岩性条件：透水性与地层的组合关其次是地层、岩性条件：透水性与地层的组合关系系 最后是地形地貌条件：最后是地形地貌条件：盆地、谷地、山岭等影响补给与排泄盆地、谷地、山岭等影响补给与排泄岩层组合关系影响蓄水条件岩层组合关系影响蓄水条件 第4节 承压水 承压盆地水承压盆地水 埋藏于向斜构造的承压含水层中的水。埋藏于向斜构造的承压含水层中的水。 补、径、排特征：补、径、排特征：补给区：具有潜水性质补给区：具有潜水性质 补给来源：大气降水、地表水体补给来源：大气降水、地表水体 水质与来源水接近，常为淡水水质与来源水接近，常为淡水径流区：具有承压性，且不同位