1、 第三章 不同埋藏條件地下水 本章的主要內(nèi)容：本章的主要內(nèi)容：n概述n包氣帶和包氣帶水n潛水n承壓水 第1節(jié) 概 述n地下水指賦存于地面以下巖土空隙中的水。地下水指賦存于地面以下巖土空隙中的水。 地下水指賦存于飽水帶巖土空隙中的水。地下水指賦存于飽水帶巖土空隙中的水。 n地下水分類地下水分類 單一因素分類單一因素分類 按起源：初生水、再生水、凝結(jié)水、滲入水按起源：初生水、再生水、凝結(jié)水、滲入水 按地下水動(dòng)態(tài)：深入按地下水動(dòng)態(tài)：深入蒸發(fā)型、深入蒸發(fā)型、深入徑流型徑流型 深入深入蒸發(fā)徑流（過渡型）蒸發(fā)徑流（過渡型） 按化學(xué)成分：按化學(xué)成分：TDS、酸堿度、硬度、酸堿度、硬度 綜合因素分類綜合因素分

2、類 第1節(jié) 概 述 含水介質(zhì)類型埋藏條件 孔 隙 水 裂 隙 水 巖 溶 水 包 氣 帶 水 土壤水局部粘性土隔水層上季節(jié)性存在的重力水（上層滯水）過路及懸留毛細(xì)水及重力水 裂隙巖層淺部季節(jié)性存在的重力水及毛細(xì)水 裸露巖溶化巖層上部巖溶通道中季節(jié)性存在的重力水 潛 水 各類松散沉積物淺部的水 裸露于地表的各類裂隙巖層中的水裸露于地表的巖溶化構(gòu)造中的水 承 壓 水 山間盆地及平原松散沉積物深部的水 組成構(gòu)造盆地、向斜構(gòu)造或單斜斷塊的被掩覆的各類裂隙巖層中的水 組成構(gòu)造盆地、向斜構(gòu)造或單斜斷塊的被掩覆的巖溶化巖層中的水 第1節(jié) 概 述n地下水埋藏條件地下水埋藏條件(ground water mod

3、e of occurrence) 指含水層在垂直剖面上所處的位置及地下水指含水層在垂直剖面上所處的位置及地下水在其中的運(yùn)動(dòng)是否受到隔水層的限制。在其中的運(yùn)動(dòng)是否受到隔水層的限制。n含水層介質(zhì)含水層介質(zhì) 孔隙介質(zhì)孔隙介質(zhì)(porous media)孔隙水孔隙水 裂隙介質(zhì)裂隙介質(zhì)(fractured media)裂隙水裂隙水 巖溶介質(zhì)巖溶介質(zhì)(karstic media)巖溶水巖溶水 第1節(jié) 概 述 第2節(jié) 包氣帶和包氣帶水 第2節(jié) 包氣帶和包氣帶水nCross-section showing of terms used to describe subsurface water 第2節(jié) 包氣帶和包

4、氣帶水n包氣帶包氣帶(aeration zone)和包氣帶水類型和包氣帶水類型 地表以下第一個(gè)連續(xù)穩(wěn)定自由水面以上的巖土層，地表以下第一個(gè)連續(xù)穩(wěn)定自由水面以上的巖土層，稱為包氣帶。存在于包氣帶中的水，稱為包氣帶水。稱為包氣帶。存在于包氣帶中的水，稱為包氣帶水。 包氣帶類型包氣帶類型 簿型（簿型（HHc）：厚度不大，幾十）：厚度不大，幾十cm1m左左右；降水入滲補(bǔ)給地下水途徑短，地下水面上升右；降水入滲補(bǔ)給地下水途徑短，地下水面上升快；土層含水量大。快；土層含水量大。 厚型（厚型（ H Hc ）：厚度大，一般幾十米；降）：厚度大，一般幾十米；降水入滲補(bǔ)給途徑長(zhǎng)，補(bǔ)給量減少；地下水蒸發(fā)明水入滲補(bǔ)給

5、途徑長(zhǎng)，補(bǔ)給量減少；地下水蒸發(fā)明顯減弱，甚至完全停止；土層含水量小。顯減弱，甚至完全停止；土層含水量小。 第2節(jié) 包氣帶和包氣帶水 過渡型：厚度介于兩者之間，明顯的季節(jié)性，即過渡型：厚度介于兩者之間，明顯的季節(jié)性，即雨季為簿型，旱季為厚型。雨季為簿型，旱季為厚型。 包氣帶水的類型包氣帶水的類型 土壤水分：包括土壤水分：包括 氣態(tài)水氣態(tài)水 結(jié)合水結(jié)合水 毛細(xì)水毛細(xì)水 暫時(shí)入滲的重力水（過路重力水）暫時(shí)入滲的重力水（過路重力水） 上層滯水：為重力水，在特定的地質(zhì)條件下分布。上層滯水：為重力水，在特定的地質(zhì)條件下分布。 第2節(jié) 包氣帶和包氣帶水n包氣帶土壤水分分布規(guī)律包氣帶土壤水分分布規(guī)律 均質(zhì)土在

6、無(wú)蒸發(fā)和入滲的穩(wěn)定條件下垂向分布規(guī)律。均質(zhì)土在無(wú)蒸發(fā)和入滲的穩(wěn)定條件下垂向分布規(guī)律。 簿型包氣帶土壤水分分布規(guī)律簿型包氣帶土壤水分分布規(guī)律 第2節(jié) 包氣帶和包氣帶水 厚型包氣帶土壤水分分布規(guī)律厚型包氣帶土壤水分分布規(guī)律 第2節(jié) 包氣帶和包氣帶水 過渡型包氣帶土壤水分分布規(guī)律 第2節(jié) 包氣帶和包氣帶水n上層滯水上層滯水(perched groundwater)包氣帶中位于局部隔水體以上具有自由水面的重力水。包氣帶中位于局部隔水體以上具有自由水面的重力水。有如下特點(diǎn)：有如下特點(diǎn)： 補(bǔ)給：大氣降水補(bǔ)給：大氣降水 排泄：蒸發(fā)、向隔水體邊緣流散排泄排泄：蒸發(fā)、向隔水體邊緣流散排泄 動(dòng)態(tài)變化：雨季補(bǔ)給，旱

7、季消耗，甚至沒有。動(dòng)態(tài)變化：雨季補(bǔ)給，旱季消耗，甚至沒有。 水質(zhì)水量：含鹽量低，易受污染；水質(zhì)水量：含鹽量低，易受污染； 水量小，僅能作為小型或暫時(shí)性供水水量小，僅能作為小型或暫時(shí)性供水 水源。水源。第2節(jié) 包氣帶和包氣帶水nPerched aquifer and water table above a lens of low K clay 第3節(jié) 潛 水n基本概念基本概念 潛水含水層：潛水含水層：地面以下第一個(gè)具有連續(xù)自由水面的地面以下第一個(gè)具有連續(xù)自由水面的含水層。含水層。 潛水：潛水：潛水含水層中的地下水。潛水含水層中的地下水。 潛水面：潛水面：地面以下第一個(gè)連續(xù)自由水面。地面以下第一個(gè)

8、連續(xù)自由水面。 潛水位：潛水位：潛水面的海拔高程。潛水面的海拔高程。 潛水層厚度：潛水層厚度：潛水面到隔水底板的垂直距離。潛水面到隔水底板的垂直距離。 潛水面埋深：潛水面埋深：潛水面到地面的垂直距離。潛水面到地面的垂直距離。 潛水沒有隔水頂板，或只有局部的隔水頂板；潛水沒有隔水頂板，或只有局部的隔水頂板； 第3節(jié) 潛 水第3節(jié) 潛 水An unconfined aquifer with a horizontal impermeable base 第3節(jié) 潛 水n潛水特征潛水特征 分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)一致分布區(qū)與補(bǔ)給區(qū)一致 潛水面不承受除大氣壓力外的其他任何附加壓力潛水面不承受除大氣壓力外的其他任何附

9、加壓力 兩種排泄方式：兩種排泄方式：徑流排泄：泉和滲流形式泄出地表徑流排泄：泉和滲流形式泄出地表 蒸發(fā)排泄：土面蒸發(fā)和植物蒸騰蒸發(fā)排泄：土面蒸發(fā)和植物蒸騰 動(dòng)態(tài)：動(dòng)態(tài)：受水文和氣象控制和影響，呈季節(jié)性變化受水文和氣象控制和影響，呈季節(jié)性變化 水質(zhì)和水量：水質(zhì)和水量： 水質(zhì)取決于氣候、地形及巖性條件水質(zhì)取決于氣候、地形及巖性條件 ；易污染。；易污染。 水量易恢復(fù)，但水量易恢復(fù)，但缺乏多年調(diào)節(jié)性缺乏多年調(diào)節(jié)性 。 第3節(jié) 潛 水n潛水面形狀及其影響因素潛水面形狀及其影響因素 形狀：形狀：一般情況下，潛水面是向排泄區(qū)傾斜的曲面，一般情況下，潛水面是向排泄區(qū)傾斜的曲面，起伏大體與地形一致而較緩和起伏大

10、體與地形一致而較緩和 。 水平狀：平原地區(qū)、潛水湖盆地水平狀：平原地區(qū)、潛水湖盆地 拋物狀：山區(qū)、河谷兩側(cè)拋物狀：山區(qū)、河谷兩側(cè) 折線狀：斷層、巖性及含水層厚度變化地區(qū)折線狀：斷層、巖性及含水層厚度變化地區(qū) 輻射狀：河曲地段、孤山地形輻射狀：河曲地段、孤山地形 漏斗狀：抽水井附近漏斗狀：抽水井附近 倒漏斗狀：注水井附近倒漏斗狀：注水井附近 第3節(jié) 潛 水 影響因素：影響因素： 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。 含水層厚度及透水性含水層厚度及透水性 第3節(jié) 潛 水 水文氣象因素：水文氣象因素：潛水面的形狀和位置隨時(shí)間變化潛水面的形狀和位置隨時(shí)間變化

11、 地質(zhì)構(gòu)造因素：地質(zhì)構(gòu)造因素：除控制區(qū)域性潛水面形狀外，不除控制區(qū)域性潛水面形狀外，不同構(gòu)造部位，潛水面形狀不同。同構(gòu)造部位，潛水面形狀不同。 人為因素：人為因素：開挖河渠、修建水庫(kù)、取水、排水等開挖河渠、修建水庫(kù)、取水、排水等。n潛水等水位線圖潛水等水位線圖 (Contour map of ground water table) 由某時(shí)刻潛水位相等的各點(diǎn)連線組成的圖件，稱為潛由某時(shí)刻潛水位相等的各點(diǎn)連線組成的圖件，稱為潛水等水位線圖水等水位線圖 。（某時(shí)刻潛水面的等高線圖）。（某時(shí)刻潛水面的等高線圖） 確定潛水流向確定潛水流向 確定潛水面水力坡度確定潛水面水力坡度 確定潛水與地表水的補(bǔ)、排關(guān)

12、系確定潛水與地表水的補(bǔ)、排關(guān)系 確定潛水面埋深確定潛水面埋深 分析推斷含水層透水性及厚度變化分析推斷含水層透水性及厚度變化 合理布置給排水工程合理布置給排水工程 第3節(jié) 潛 水 第3節(jié) 潛 水 第4節(jié) 承壓水n基本概念基本概念 承壓水承壓水(confind ater,pressure water)：充滿于兩充滿于兩個(gè)隔水層（弱透水層）之間的含水層中的水，叫作個(gè)隔水層（弱透水層）之間的含水層中的水，叫作承壓水承壓水 。 承壓含水層承壓含水層(confined aquifer)：賦存承壓水的含賦存承壓水的含水層。水層。 隔水頂板和隔水底板：隔水頂板和隔水底板：承壓含水層上部和下部的隔承壓含水層上部

13、和下部的隔水層（弱透水層）稱作隔水頂板和隔水底板。水層（弱透水層）稱作隔水頂板和隔水底板。 承壓含水層厚度：承壓含水層厚度：隔水頂?shù)装逯g的距離為承壓含隔水頂?shù)装逯g的距離為承壓含水層厚度。水層厚度。 承壓水盆地承壓水盆地(pressure basin)：形成承壓水的向斜形成承壓水的向斜盆地盆地。 第4節(jié) 承壓水 第4節(jié) 承壓水 初見水位初見水位(original piezometric surface)：鉆進(jìn)時(shí)，鉆進(jìn)時(shí)，鉆孔（井）揭穿承壓含水層隔水頂板時(shí)所見到的水鉆孔（井）揭穿承壓含水層隔水頂板時(shí)所見到的水位。位。 承壓水位（測(cè)壓水位）承壓水位（測(cè)壓水位）(piezometric level

14、,pressure surface)：井中靜止水位的高程就井中靜止水位的高程就是承壓水在該點(diǎn)的測(cè)壓水位是承壓水在該點(diǎn)的測(cè)壓水位 。 承壓水面承壓水面(piezometric surface,pressure-water table) ：承壓含水層各點(diǎn)的承壓水位所組成的面。承壓含水層各點(diǎn)的承壓水位所組成的面。 承壓水頭承壓水頭(piezometric head) ：鉆孔中靜止水位到鉆孔中靜止水位到含水層頂面之間的距離稱為承壓含水層頂面之間的距離稱為承壓 水頭。水頭。 正水頭：承壓水面高出地面時(shí)的承壓水頭。正水頭：承壓水面高出地面時(shí)的承壓水頭。 負(fù)水頭：承壓水面低于地面時(shí)的承壓水頭。負(fù)水頭：承壓水

15、面低于地面時(shí)的承壓水頭。 自流水與自流區(qū)自流水與自流區(qū)(artesian water,artesian region)：具有正水頭的承壓水。自流水的分布區(qū)。具有正水頭的承壓水。自流水的分布區(qū)。 第4節(jié) 承壓水n承壓水特點(diǎn)承壓水特點(diǎn) 分布區(qū)分布區(qū)(distribution area)大于補(bǔ)給區(qū)大于補(bǔ)給區(qū)(alimentation area)。含水層中心部分埋沒于隔水含水層中心部分埋沒于隔水層之下，是承壓區(qū)；兩端出露于地表，這非承壓區(qū)。層之下，是承壓區(qū)；兩端出露于地表，這非承壓區(qū)。含水層從出露位置較高的補(bǔ)給區(qū)獲得補(bǔ)給，向另一含水層從出露位置較高的補(bǔ)給區(qū)獲得補(bǔ)給，向另一個(gè)側(cè)出露位置較低的排泄區(qū)排泄。

16、個(gè)側(cè)出露位置較低的排泄區(qū)排泄。 隔水頂板承受一定的靜水壓力。隔水頂板承受一定的靜水壓力。即靜止水位高于初即靜止水位高于初見水位。見水位。 承壓水面是虛構(gòu)面，只有在揭穿隔水頂板時(shí)才存在。承壓水面是虛構(gòu)面，只有在揭穿隔水頂板時(shí)才存在。 含水層厚度不發(fā)生顯著變化（彈性儲(chǔ)水與釋水）含水層厚度不發(fā)生顯著變化（彈性儲(chǔ)水與釋水） 第4節(jié) 承壓水 承壓含水層得到補(bǔ)給而水量增加時(shí)，增加的水承壓含水層得到補(bǔ)給而水量增加時(shí)，增加的水量通過水的密度的增加及含水介質(zhì)空隙的增大而量通過水的密度的增加及含水介質(zhì)空隙的增大而容納；因排泄而水量減少時(shí)，減少的水量表現(xiàn)為容納；因排泄而水量減少時(shí)，減少的水量表現(xiàn)為含水層中水的密度減

17、小及含水介質(zhì)空隙的縮減。含水層中水的密度減小及含水介質(zhì)空隙的縮減。 貯水系數(shù)貯水系數(shù) （S）(storage coefficient)：指測(cè)壓：指測(cè)壓水位下降（或上升）一個(gè)單位深度，單位水平面水位下降（或上升）一個(gè)單位深度，單位水平面積承壓含水層釋出（或儲(chǔ)存）的水體積。積承壓含水層釋出（或儲(chǔ)存）的水體積。 貯水率（貯水率（Ss）（彈性給水度）（彈性給水度）：測(cè)壓水位下降：測(cè)壓水位下降（或上升）一個(gè)單位深度，從單位體積的承壓含（或上升）一個(gè)單位深度，從單位體積的承壓含水層釋出（或儲(chǔ)存）的水體積。水層釋出（或儲(chǔ)存）的水體積。 第4節(jié) 承壓水 第4節(jié) 承壓水 測(cè)壓水位下降時(shí)承壓含水層以此種形式釋出的

18、水，測(cè)壓水位下降時(shí)承壓含水層以此種形式釋出的水，遠(yuǎn)較潛水含水層水位下降時(shí)釋出的為小。一般，承遠(yuǎn)較潛水含水層水位下降時(shí)釋出的為小。一般，承壓含水層的貯水系數(shù)為壓含水層的貯水系數(shù)為0.0050.00005，常較潛水，常較潛水含水層小含水層小13個(gè)數(shù)量級(jí)。個(gè)數(shù)量級(jí)。 動(dòng)態(tài)：動(dòng)態(tài)：一般穩(wěn)定。一般穩(wěn)定。 水質(zhì)和水量：水質(zhì)和水量： 水質(zhì)取決于埋藏條件及其與外界聯(lián)系的程度，可水質(zhì)取決于埋藏條件及其與外界聯(lián)系的程度，可以是淡水，也可以是含鹽量很高的鹵水。以是淡水，也可以是含鹽量很高的鹵水。 水量不易恢復(fù)補(bǔ)充，但由于含水層厚度大，往往水量不易恢復(fù)補(bǔ)充，但由于含水層厚度大，往往具有多年調(diào)節(jié)性能。具有多年調(diào)節(jié)性能。

19、 第4節(jié) 承壓水n承壓水類型承壓水類型 承壓水的形成條件承壓水的形成條件 主要取決于構(gòu)造條件：盆地構(gòu)造、單斜構(gòu)造等主要取決于構(gòu)造條件：盆地構(gòu)造、單斜構(gòu)造等 其次是地層、巖性條件：透水性與地層的組合關(guān)其次是地層、巖性條件：透水性與地層的組合關(guān)系系 最后是地形地貌條件：最后是地形地貌條件：盆地、谷地、山嶺等影響補(bǔ)給與排泄盆地、谷地、山嶺等影響補(bǔ)給與排泄巖層組合關(guān)系影響蓄水條件巖層組合關(guān)系影響蓄水條件 第4節(jié) 承壓水 承壓盆地水承壓盆地水 埋藏于向斜構(gòu)造的承壓含水層中的水。埋藏于向斜構(gòu)造的承壓含水層中的水。 補(bǔ)、徑、排特征：補(bǔ)、徑、排特征：補(bǔ)給區(qū)：具有潛水性質(zhì)補(bǔ)給區(qū)：具有潛水性質(zhì) 補(bǔ)給來(lái)源：大氣降水、地表水體補(bǔ)給來(lái)源：大氣降水、地表水體 水質(zhì)與來(lái)源水接近，常為淡水水質(zhì)與來(lái)源水接近，常為淡水徑流區(qū)：具有承壓性，且不同位