大学地质学与工程地质地下水

第7章地下水概论E-mail:wenjiexu@徐文杰清华大学水利系地下水的水质地下水的运动概船述地界下茫水否的望基得本善概乒念地虽下左水汇的叫埋锣藏浑类强型偿与浸排普泄与条地挤下绒水算有戚关劣的沿工母程凑地睁质局问侨题本躺章踢内底容1.概述水渠文加地逗质押学是懒研帖究重地杏下膏水代的纯科言学办。桑它阴研拣究迫与革岩旱石雷圈杠、稍水禾圈爬、盈大争气歪圈显、学生响物翁圈逆以栽及痛人寨类称活眠动有相但互召作本用津下地盲下孤水木水枪量辛和报水闪质还的巷时找空月变偶化帖规畅律，夹并末研易究堆如解何相运咏用值这川些断规慕律寄去融兴准利聚除舍害套，瓦为抬人饮类臣服府务。地炉下忠水愉动秀力迷学水另文猴地砖球咬化以学供升水炭水速文谣地仅质驰学矿奏床储水面文愧地筛质学区恋域顶水饶文侨地障质凳学农招业管水架文舌地滋质业学古麦水竿文淘地条质租学环常境令水柏文刘地唱质炼学医牵学冠水废文象地蚂质冤学1.概述2007.8.5宜万铁路巴东县野三关隧道突水事故2008.11.15杭州地铁基坑坍塌事故1976年6月5日美国Teton坝渗透破坏过程10:3011:3012:00最终1.概述地下水的水质地下水的运动概总述地真下哨水泽的哑基港本律概泡念地姐下厅水腐的趁埋是藏域类叙型城与域排管泄与振地孙下应水阶有难关扣的究工角程皆地顾质跃问益题本坛章庭内痒容-空捡隙究性孔隙裂隙溶隙岩控土何介旧质嘴的搭空低隙仁性2松.地验下卵水苦的篇基桥本盈概朝念松散介质中颗粒或颗粒集合体之间普遍存在着呈小孔状分布的空隙。溶隙裂隙孔隙疏松砂具有一定胶结的砂分选良好紧密排列的砂分选不好的砂、砾石孔界隙邪度孔毛隙错比e<挣0呼.避6的化土掌是紧密墓实赶的欧低氧压披缩亡性移土宝；e>马1疼.滑0的串土圆是烘疏缸松朝的梁高斑压幸缩争性陆土。影猜响遍因师素若：①候颗展粒耀的脊排继列尸方镇式缴（神紧朋密眉还贺是杂疏靠松耍）毙；②垄颗蒜粒弊的石粗拒细始（影粘恰土6皱0倍%，蚊砂哥砾拜石1吗4辉%）绳；③屋分懂选割性殊（袋粗霉砂3候0机%，拦粉漂砂4禽0智%，车两乱者丈混超合1览2评%）眨；④队形厕态公（山磨贺圆弯度覆好节孔机隙洞度歉大心）市；⑤糊胶议结逐和鹅压芝实串程雀度卡。-空扔隙讯性2蜘.地贤下蕉水券的蜡基哄本央概滚念岩石受地壳运动及其它外动力地质作用影响产生的空隙。溶隙裂隙孔隙裂年隙旋率:影皇响纷因幻玉素：①射受聚力讯情孟况②欲岩浮石援性南质硬柿脆搭性颂岩轧石承，校可买发病育柿张它性朋裂岔隙梳，量透沟水荷性巾好松；软江弱直塑剑性岁岩顷石披，患一额般咱发春育腐闭丽合稀裂甜隙童，薯透烂水师性释差危。-空筝隙网性2念.地播下船水闲的零基浸本从概戏念可溶岩中的裂隙经地下水流长期溶蚀而形成的空隙。溶隙裂隙孔隙溶买隙设率-空怕隙凭性2压.地蛙下份水郊的仙基宅本壶概锡念研敢究肺岩惑土毫体遗的乘空膛隙雁性悠时塘，续不帖但针要篮研控究链空榜隙擦的哈多帐少帖，潮而脚且攻更捏重延要去的忍是睛要糕研娘究空箩隙枕本懒身河的灭大滨小弊、副空壤隙付间驴的氧连妙通挎性宋和旬分盼布买规恩律。松散土孔隙大小和分布都比较均匀，且连通性好。岩石裂隙无论宽度、长度和连通性差异很大，分布不均匀。溶隙大小悬殊，分布很不均匀，连通性更差。-空端隙壶性2王.地先下袭水赖的腔基来本续概浅念透底水胳性是灶指睁岩枝土辰体崭允蚕许却水曲透券过误的枪能陕力食，诵用裹渗数透幅系引数闯来欲表汇示连。Textin空隙多少连通程度岩土体渗透性空隙大小空隶隙繁大凶而伴多熄、帽连助通使性宪好棕的轻岩将土趋体榨，洋透肉水裳性况好释；空锹隙昆小馒而盛少杜、遍连班通陕性次差炮的闲岩级土稼体赤，窄透伸水咱性瘦弱防或盲不队透曾水姥。-透阳水捷性2搜.地睬下掠水申的歉基愉本描概察念在正常水力梯度下，饱水、透水并能给出一定水量的岩土层。在正常水力梯度下，不透水或者透水相对微弱的岩土层。含仆水航层隔广水互层含圈水粮层俘形龙成滚必令备碧条炒件斜：有德较饭大机且坊连蛛通醒的豆空微隙济；有强充昂分筹的按补悲水泄来拴源撕；与色隔通水嫩层轿组版合湾形翼成慢储呢水胁空活间烧。-透逮水绩性2育.地冲下蜡水海的手基母本管概备念地下水的水质地下水的运动概标述地亦下曾水议的店基旦本黎概啦念地饥下厌水巴的愤埋好藏目类栽型航与敞排茎泄与看地独下浊水输有解关殃的种工赏程鞋地灾质密问吉题本奇章顽内吵容隔倍水炉层隔微水稿层包气带饱水带包冒气晋带义水潜趣水承云压殿水-埋旦藏灰类刮型3.地下刺水诞的啊埋闪藏盒类绑型库与丧排揭泄承压水潜水包气带水结合水毛细水包气带水气态水包稿气他带渠水虫受灵颗未粒尚表挎面柳吸摊附胜力惕、愉孔丹隙带的夜毛卸细票张揭力出及算重谈力授共张同情作昏用怎，这孔慈隙恶水待压宇力锋为忆负拢值吵，太其渔绝市对搜值候与需含落水艇量类有选关窜。-埋抹藏捏类炒型3.地下唱水适的方埋揉藏旬类航型译与煌排探泄承压水潜水包气带水上层滞水上剂层垄滞侦水撕会衫给刚工务程姐建输设值带龄来疤危叉害踏，欣造针成炎突四水扔事睛故刘；供队水扭意开义升不牌大东。-埋忠藏弓类斑型3.地下猎水详的溪埋衣藏际类躺型烦与防排笛泄承压水潜水包气带水埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具自由水面的重力水。潜管水硬的伟特佳征温：（1）轻与泳大税气绕相希通售，泻具骆自撒由泼水凯面坦，之为但无杠压宅水伏；（2）迈补锈给充区倍与惧分槽布怒区屑一盒致惊，立直送接慕接堡受介大闸气尘补茂给寄；（3）债受朽气胳候华影牌响足较摔大冬，倦具溜有咐明查显错的售季陵节志变张化关特冰征蒜；（4）丸容仇易慌受狂地逮面稠污州染息影肉响悄；（5）燃常咳用酷的煤供遍水够水蒙源。-埋置藏今类开型3.地下萌水希的威埋醒藏哲类枕型幻玉与均排刃泄承压水潜水包气带水充满两个隔水层之间的含水层中的重力水。承压区自黎流灿区补给区排泄区隔尾水互顶捧板隔处水煌底弯板承愿压脉水农位承压水头-埋葵藏国类诱型3.地下奥水宰的币埋脆藏恶类锡型跌与胁排梳泄承压水的特征：承压水潜水包气带水（1）怪没亮有默自南由碌水食面类，炮并旬承功受塔一茄定详的续静看水徐压吵力兄；（2）肆补们给围区可与服分间布蒸区络不兼一晓致瞒；（3）缝比吹较拜稳艰定团，盘受兄气侍候聋影再响贴较点小巩；（4）距不拆易乐受甩地铁面筐污挠染贤的施影闯响撕；（5）骗一易般搬可敏作胁为貌良免好胆的得供菊水阵水份源鼻。（6）慎承攀压祸水震头熔压牌力膜可季能纺会重造息成壮基浅坑渡突闷涌车。-埋禽藏况类半型3.地下保水铁的消埋非藏灾类幸型历与鲁排江泄地下水排泄含水层或含水系统失去水量的过程。泉泄流蒸发蒸腾-排巴泄3.地下着水寻的冠埋卫藏沾类疏型柳与辟排粗泄泉是墙地桶下蒜水登在男地跟表慌的意天构然员露瓜头毁。队它额是豆地师下借水糊的苦一进种尤重垮要域排僵泄乒方微式吉，洁是木了何解丢和厕研液究念地求下积水哀的惊重黎要故依尝据摩。-排扒泄3.地下不水大的锅埋单藏羊类哲型熟与筒排标泄泉统的和分松类咸：上升泉为承压水补给，在出露口附近水是自下而上运动。下降泉潜水及上层滞水补给，在出露口附近水自上而下运动。据萍水探温据挎补摊给户源道和炉水按流寺特锦征据能出搞露艳原许因-排灿泄3.地下掏水加的风埋谷藏问类成型枣与格排捐泄冷泉泉水温度大致相当于或略低于当地年平均气温。温泉泉水温度高于当地年平均气温。据捎水纯温据稳补次给驾源雪和协水帽流士特娘征据博出库露神原梢因泉纲的枝分饥类者：-排版泄3.地下猾水诸的键埋野藏脂类技型隐与储排稿泄侵蚀泉河谷切割含水层后形成，分侵蚀下降泉和侵蚀上升泉。下降泉上升泉接触泉透水性不同的岩层相接触，地下水流受阻，沿接触面出露形成。断层泉断层切断承压含水层，地下水沿断层上升，在地面高程低于承压水位处出露成泉。据穿水寺温据圾补炭给温源闯和庄水物流敲特介征据孝出雪露客原吼因泉套的逃分桥类锯：-排厉泄3.地下决水妨的盐埋请藏抗类凡型滴与灵排帮泄上犯层冷滞至水潜水上涉升韵泉承周压粪水3.地下海水指的贪埋矮藏卧类懂型舰与房诚排场泄地下水的水质地下水的运动概关述地底下慌水洲的蚕基剩本耗概伍念地终下闲水震的旷埋挺藏站类态型遍与由排挂泄与敞地晓下徐水宝有笛关弃的闪工对程贤地纪质压问挡题本赤章脊内划容渗流：地下水在岩土体空隙中的运动。流网

水力坡度渗尺流渗流速度：真实流速：QQne（膨有汉效榜孔卫隙醋度慰）接：仓水扒实廉际棍流完动孝的限孔可隙蛙体打积府与比土养体塞体耗积储之久比估。过水断面-基蛇本龄概苍念4.地下雹水榴的拖运畅动流网

水力坡度渗流均匀流与非均匀流沿流程渗流速度不变的渗流称均匀流，否则为非均匀流。地下水多为非均匀流。层流与紊流地下水运动时，水质点有秩序的呈相互平行而互不干扰的运动称层流；否则为紊流。地下水特别是孔隙水多为层流。稳定流与非稳定流渗流场中渗流要素不随时间变化的运动，称稳定流；否则为非稳定流。-基摘本夕概愉念4.地下田水拾的乡丰运敲动流网

水力坡度渗流H1H2dHdL水力梯度：单位渗流路径上的水头损失。-基尤本祖概工念4.地下僵水蚁的浑运秀动流网

水力坡度渗流流戴网弃：器渗行流挥场陈某拖一攻典寻型植剖甲面川或框平低面俗上骨，乎由乖一盈系踪蝶列挪等帐水韵头耗线观与婚流缘瑞线逢组钩成倒的孝网面络纽奉。-基锻本病概她念4.地下凳水婚的毯运寄动流网

水力坡度渗流-基悟本扰概令念4.地下灭水笔的太运禁动由挑分社水冠岭课到猎河缴谷毕，饱流龙线慌越乱来霉越梁密企集矮，坟流更量光增雅大智，帝地若下友水厨径姨流厘增虏强希。只在炕河耻谷旺或光近骂山眠区摔，像流蚊入奇基狸坑毁的是水竞量嫩比便其遵它具地终方期多戚。在勤河始谷并或砌近烂山价区银，念基锻坑霸越乒深固，惠基桶坑另底拘部阳承曲受船的仿水嫁头像压犁力单越爽大线。流烫网袭用墙途练：流网

水力坡度渗流-基好本窜概秘念4.地下亿水规的劈燕运障动达倚西取定比律：类渗埋透迅流谢速事与量水觉力参梯凭度联的钱一堡次况方吩成细正乱比脸。Qh1h2L截面1截面2土样h1:截炉面1水往头屠（m或c盲m程)；h2：洽截局面2水为头哭（m或c蒜m）铅；Q:流匠量(m3/吩d或c圈m3/嚷s戚)；A:过辰水恋断需面里的鼠面企积(m2或c毫m2)；L:渗径溜（m或c麻m）槽；J:水洗力雷坡屿度役；K:渗唱透先系豆数植（m椒/田d或c帅m袜/桌s）脂；v:流顾速倒（m披/洋d或c愈m下/澡s）乎。渗美透矿系征数：延水骆力蒜梯联度变为1时模的崇渗洗流虽速离度召。达炒西貌定倚律昆适午用供条倍件序：低识流席速孟、每层年流取算决抱于弯岩揉土邪体茎的贴空延隙宜性芬和毅水瞎的但粘央滞弹性必有评关尽。-达拜西偏定太律4.地下誓水脆的某运叹动4.地下掏水界的锄运尘动学术狂前过沿地下水的水质地下水的运动概寻述地阀下乒水证的显基羡本曲概养念地衫下浩水绍的扯埋捎藏桐类山型塌与闹排眯泄与瞧地甲下骡水刘有蒜关罗的揪工轨程染地辩质败问仪题本而章潮内寻容侵蚀性化学性质

主要离子

气体化学成份阳离子:H+,Na+,K+,Mg2+,Ca2+,Fe2+

阴离子:OH-,Cl-,SO42-,HCO3-,CO32-O2

，N2，CO2，H2S5菊.地下厌水馒的岸水过质侵蚀性化学性质化学成份矿化度酸碱度硬度分类强酸性水弱酸性水中性水弱碱性水强碱性水PH值<5.05.0~6.46.5~8.08.1~10.0>10.0地所下妨水刻中碑氢奸离顶子郊的猴浓美度禽，湖以P谣H值忠表占示秤。地迷下揭水亡一皱般词呈伞弱超酸赔性胁、牧中栏性践和除弱酒碱架性攀，P取H值星一税般怕在6遮.宿5捏~台8翠.孔5之五间直。5羽.地下兰水薯的昏水惩质矿万化虑度酸亏碱傅度硬筑度分类淡水微咸水咸水盐水卤水矿化度g/l<11~33~1010~50>50地幅下王水榜中贼各施种季离份子攻、刃分贞子忠与贫化锐合霸物协的武总猾量，单栋位:素g缓/扔l或m音g显/岁l。矿执化陪度呜通穷常替以连在1订0让5嘉~草1纸1鞋0俱℃下把将塘水烦蒸嫁干秆后羽所言得扩的另干匙涸白残把余蓬物井重万量龄表物示抗。侵蚀性化学性质化学成份5巩.地下萌水己的恒水白质矿期化数度酸洽碱资度硬虏度分类极软水软水微硬水硬水极硬水总硬度mmol/l<1.51.5~3.03.0~6.06.0~9.0>9.0德国度<4.24.2~8.48.4~16.816.8~25.2>25.2水俘中卸钙花、侮镁乱离带子县的局含丹量冰，鼓单车位m般m勒o未l叉/犹l或贷德庄国止度(本1英m球m铃o规l同/杀l结=孤2钞.雅8德龟国堂度)。总僚硬原度：泻水抓中C讲a2筋+、M冒g2慎+的拿总欧量焰；暂逗时回硬旨度：箱水咸加府热叛沸判腾怒后齐所陵损址失勾的C充a2选+、M召g2顺+含受量;仍蔑然其保嘱持豪在笼水弹中捆的C死a2办+、M宵g2籍+的肚含堂量到为永望久炎硬济度。侵蚀性化学性质化学成份5软.地下踏水类的军水潮质地下水地下水侵蚀性化学性质化学成份硅酸盐水泥结晶类腐蚀分解类腐蚀复合类腐蚀5孤.地下孔水袋的解水女质分拒解币类逆腐功蚀结窜晶接类笑腐赛蚀复絮合吨类菠腐慰蚀水泥杆菌，由于它结合了许多的结晶水，体积比化合前增大很多，约为原体积的221.86％，所以在混凝土中产生很大的内应力，使混凝土的结构遭受破坏。侵蚀性化学性质化学成份5设.地下滤水遣的条水拜质分君解舒类除腐泳蚀结闸晶踏类途腐脉蚀复复合河类辣腐肾蚀溶出侵蚀碳酸侵蚀地妈下抚水像在订流早动解过瓜程毒中杀，做将拼混筛凝馅土滚中恨的C务a2券+带浴走腰降财低音混周凝敞土教强弹度残。周这渐与大水腥中锄的H武C蹄O3-的夏含薯量按有裳关腊：当H常C窗O3-含枯量遍低扶于2配m众g帽/转l或每暂叮时帝硬圈度落小乐于3度季时槽，姿地港下献水东具团有超溶惠出弄侵紧蚀检性寨。侵蚀性化学性质化学成份5载.地下厘水倒的饮水洁质分届解保类对腐碰蚀结他晶漫类铁腐浊蚀复纯合收类婚腐长蚀当亩地霸下关水腾中N经H4+、N绳O3-、C寨l-和M没g2录+离穗子流的止含移量偶超饮过败一大定戏数灵量甲时愿，稀与肆混斤凝先土把中齿的C弟a煮(咸O牧H润)2发晒生极反阔应废。滨歌海唱盐征土登中胀的抛盐者分距组勤成奋主誓要忌是患氯舟化瞧物煎和挺硫影酸方盐蜜，p牧H值乎一狐般修为7柿.添5～8短.撕5暮,土耻壤屡中C对l-的扫含候量枣约漂占涝土夕壤扇重腿量2身.吩6喝2女%改;奇S鬼O42弯-含缩慧量耳约跨占蓬土例壤恼重裳量虏的0族.骨2倡8绸%贞;还其含较有鼓大敌量含的尺碳普酸这盐应和振镁孟盐垂等吧强效腐萌蚀擦性糠介踩质无。侵蚀性化学性质化学成份5衰.地下疏水辨的走水刮质地下水的水质地下水的运动概慕述地推下搏水螺的独基棍本仰概荣念地客下戏水币的飘埋伟藏桌类记型寄与理排恼泄与掀地须下钞水历有赚关服的桂工樱程女地尤质牺问竞题本府章枕内雁容基坑突涌

渗流变形地面塌陷地妥面卫沉秃降有效应力孔隙水压力水位下降有效应力孔隙水压力导致含水层及隔水层固结压缩产生地面沉降。6.与地牧下厕水拍有薪关筹的骂工曾程聋地围质惠问丙题基坑突涌

渗流变形地面塌陷地面沉降6.与地袜下疼水袜有纳关刊的款工拜程头地卷质平问臭题压缩前压缩后基坑突涌

渗流变形地面塌陷地面沉降6.与地煤下亿水所有愁关稳的牙工津程地地补质姿问起题SanJoaquinValley,California大雁塔：1964年塔身倾斜873mm，1983年塔身倾斜998mm，并发现塔身及其周围地面每年下沉70至80毫米。基坑突涌

渗流变形地面塌陷地面沉降6.与地率下铲水季有锈关刑的约工筐程些地毁质任问叔题地面沉降导致井口抬升基坑突涌

渗流变形地面塌陷地面沉降6.与地坝下昆水就有筋关喉的拢工这程展地话质吴问诵题基坑突涌

渗流变形地面塌陷地面沉降6.与地坚下对水牵有她关堤的旅工牲程测地璃质咏问辽题基坑突涌

渗流变形地面塌陷地面沉降6.与地海下厕水象有卸关宽的聪工帝程拼地纠质跃问圾题基坑突涌

渗流变形地面塌陷地面沉降6.与地嘴下躺水链有雪关货的倡工除程裁地论质臣问节题地域划分80～95年平均累积沉降量（mm）年均沉降量(mm/a)中心城区118.67.9郊区浦东新区78.95.3宝山区111.87.5嘉定区90.06.0闵行区76.95.1平均90.06.0郊县松江区55.23.7金山区62.24.1奉贤县57.73.8南汇县76.35.1青浦县52.73.5崇明县59.64.0平均61.14.1全市平均81.45.4上滋海饼市惰地检面素沉已降接量壳分芝区谦统男计课表基坑突涌

渗流变形地面塌陷地面沉降6.与地纷下券水米有银关葡的文工藏程猛地稀质鹿问搜题基坑突涌

渗流变形地面塌陷地面沉降6.与地厘下定水很有刘关秧的蜂工处程吹地障质李问融题基坑突涌

渗流变形地面塌陷地面沉降6.与地珍下虹水王有佳关叙的浙工乘程饺地光质吹问侍题基坑突涌渗蚊流抄变诸形地面塌陷地面沉降松争散劫岩蠢土哪层腔中萍产酷生屠的罚突棒发挠性域断裂锁、亡陷钢落搭的路灾自害掏现浑象肠。6.与地防下奏水粉有度关异的侍工坝程锐地让质殖问脖题基坑突涌渗季流敏变挥形地面塌陷地面沉降6.与地返下促水灿有朝关慨的沾工明程宾地沟质稿问严题基坑突涌渗呼流示变辆形地面塌陷地面沉降6.与地缺下胶水榨有肆关嘴的否工拖程矩地孟质絮问安题2010年5月31日，危地马拉首都危地马拉城北部一十字路口出现了一个约61米的巨坑，当地人称一座3层高的建筑物被地洞吞噬。基坑突涌渗伙流第变坟形地面塌陷地面沉降6.与地拥下翁水煎有冷关棉的波工席程议地救质亡问滋题2010.6.4浙江衢州高速公路出现大圆巨坑2010.6.4，南昌市昌南大道与迎宾北大道交叉口附近路面突然发生塌陷2010.5.27成都大邑新场镇天坑基坑突涌渗麻流预变命形地面塌陷地面沉降6.与地漏下冬水赚有借关碗的纺工紧程何地舌质若问泳题基坑突涌渗戚流野变当形地面塌陷地面沉降6.与地嫁下恐水露有两关袋的宴工谨程徐地扔质插问滴题基坑突涌渗辛流雷变蛾形地面塌陷地面沉降当地下水的动水压力达到一定值时，土中一些颗粒甚至整个土体发生移动，引起土体的变形和破坏。流土：单位体积土体水流多虏发值生狸在湾不苍均脖匀尺的向砂资砾满土农中沉。宝导彩致互土愧体镇的妈孔莫隙瞒和弊孔语隙庸度顷变猪大葱，箩强喘度泊降师低招，宝甚其至雅破糟坏地。多闹发纠生傅在粉均瓦质漆砂镰土识层关和吴粉州土富层饺中灭。额导撞致族土柳体裂强炕度哨完暂全董丧坊失咬。