地下水基础知识大全
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高中地理:地下水知识点①主要是大气降水。
降雨历时长,强度不大,地形平缓,植被良好的情况,对地下水补给最有利。
②河湖水补给。
河湖水位高于潜水面时,河湖水补给两岸潜水。
反之,潜水补给河湖水。
黄河下游只有河水补给地下水。
③凝结水:在干旱地区,大气降水很少,主要是大气中水汽直接凝结渗入地下。
④原生水:主要与岩浆活动有关,数量很少。
3.地下水的问题与保护:①不合理灌溉——土壤盐渍化——科学管理。
②过量开采——地下漏斗区,地面下沉;沿海海水入侵,地下水水质变坏。
——及时人工回灌。
③保护自流水补给区的自然环境。
4.潜水面的形状及其表示方法潜水面通常是一个起伏的曲面,一般倾向于邻近的低洼地区,即潜水的排泄区,如冲沟、河谷等。
它的起伏与地貌大体一致,但比地貌的起伏要小些。
山区潜水面的坡度较大,可达百分之几。
潜水面的形状可以用潜水剖面图和潜水等水位线图来表示。
前者是在地质剖面图上,将已知各点的潜水位联接起来而成,它可以反映出潜水面形状与地貌、隔水底板及含水层岩性的关系等。
所谓潜水等水位线图就是潜水面的等高线图。
它是根据潜水面上各点的水位标高绘制成的,一般绘制在地形图上。
绘制的方法与绘制地形等高线的方法类似。
根据潜水等水位线图,可以解决下列问题:(1)潜水的流向:垂直于潜水等水位线从高水位向低水位的方向,就是潜水的流向。
(2)潜水埋藏深度:将地形等高线和潜水等水位线绘于同一张图上时,则等高线与等水位线相交之点的潜水埋藏深度即为二者高程之差。
(3)潜水于地表水的补给关系:根据潜水等水位线和地表水的水位高程便可以确定。
5.泉是地下水的天然露头,无论哪一种地下水都可以在适当的条件下涌出地表形成泉。
泉的形成还与地质构造有关,分布最广泛的泉总是与石灰岩地区的单面山构造相联系;在断层发育的岩区,泉可以沿断层一带的透水层上升涌出地表。
6.澳大利亚盆地位于澳大利亚东部,又称自流盆地。
该盆地的地质构造是一个巨大的向斜盆地。
水层埋藏在上下两个隔水层之间,为承压水。
2.1 地下水根本知识2.1.1 地下水的根本概念2.1.1.1 地下水的概念地球上的水根据其分布地域可以为三大局部,即大气水〔atmospheric water〕、地表水〔surface water〕和地下水〔groundwater〕。
其中地下水是指以各种形式赋存于地面以下岩石空隙中的水,狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。
在中华人民共和国国家环境爱护标准《环境影响评价技术导则-地下水环境》〔HJ-2021〕中,地下水是指埋藏在地面以下饱和含水层中的重力水。
地下水也是参于自然界水循环过程中处于地下隐伏径流阶段的循环水。
地下水是储存和运动于岩石和土壤空隙中的水,那么地下水必定要受到地质条件的操纵。
地质条件包含岩石性质、空隙类型与连通性、地质地貌特征、地质历史等。
地下水环境是地质环境的组成局部,它是指地下水的物理性质、化学成分和贮存空间及其由于自然地质作用和人类工程——经济活动作用下所形成的状态总和。
在岩土工程领域,地下水是岩土的重要组成局部,地下水的赋存状态与渗流特性对岩土的理化性质有着极其重要的影响,进而影响工程结构承载能力、变形性状与稳定性、耐久性等;在环境岩土方面,地下水的赋存状态、理化性质及渗流特性时刻决定了污染物的迁移、转化和归宿。
2.1.1.2 岩土中的空隙岩石和土体空隙既是地下水的储存园地,又是其运移通道。
空隙的大小、多少、连通性、充填程度及其分布规律决定着地下水埋藏条件。
根据成因可把空隙区分为孔隙、裂隙与溶隙三种,并可把岩层划分为孔隙岩层〔松散沉积物、砂岩等〕、裂隙岩层〔非可溶性的坚硬岩层〕与可溶岩层〔可溶性的坚硬岩石〕。
孔隙岩层中的空隙分布比裂隙可溶岩层均匀,溶隙一般比孔隙、裂隙岩层中的空隙规模大,故又称为溶穴。
1 岩土空隙〔一〕孔隙松散岩石是由大小不等的土壤颗粒组成的。
颗粒或颗粒集合体之间的空隙,称为孔隙。
岩石中孔隙体积的多少是影响其储容地下水能力大小的重要因素。
孔隙体积的多少可用孔隙度表示。
地下水知识集锦地下水(ground water)存在于地壳岩石裂缝或土壤空隙中的水。
广泛埋藏于地表以下的各种状态的水,统称为地下水。
大气降水是地下水的主要来源。
根据地下埋藏条件的不同,地下水可分为上层滞水、潜水和自流水三大类。
上层滞水是由于局部的隔水作用,使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。
潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水,通常所见到的地下水多半是潜水。
当潜水流出地面时就形成泉。
自流水是埋藏较深的、流动于两个隔水层之间的地下水。
这种地下水往往具有较大的水压力,特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时,隔层中的水体要承受更大的水压力。
当井或钻孔穿过上层顶板时,强大的压力就会使水体喷涌而出,形成自流水。
根据埋藏条件可把地下水分为包气带水、潜水和承压水。
包气带水指潜水面以上包气带中的水,这里有吸着水、薄膜水、毛管水、气态水和暂时存在的重力水。
包气带中局部隔水层之上季节性地存在的水称上层滞水。
潜水是指存在于地表以下第一个稳定隔水层上面、具有自由水面的重力水。
它主要由降水和地表水入渗补给。
承压水是充满于上下两个隔水层之间的含水层中的水。
它承受压力,当上覆的隔水层被凿穿时,水能从钻孔上升或喷出。
按含水空隙的类型,地下水又被分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。
孔隙水是存在于岩土孔隙中的地下水,如松散的砂层、砾石层和砂岩层中的地下水。
裂隙水是存在于坚硬岩石和某些粘土层裂隙中的水。
岩溶水又称喀斯特水,指存在于可溶岩石(如石灰岩、白云岩等)的洞隙中的地下水。
地下水是一个庞大的家庭。
据估算,全世界的地下水总量多达1.5亿立方公里,几乎占地球总水量的十分之一,比整个大西洋的水量还要多!地下水与人类的关系十分密切,井水和泉水是我们日常使用最多的地下水。
不过,地下水也会造成一些危害,如地下水过多,会引起铁路、公路塌陷,淹没矿区坑道,形成沼泽地等。
同时,需要注意的是:地下水有一个总体平衡问题,不能盲目和过度开发,否则容易形成地下空洞、地层下陷等问题。
第一章地下水的基本知识第一节地下水的赋存条件一、自然界中水的循环及地下水的来源自然界中的水,以气态、液态和固态分布予地球的大气圈、水圈和岩石圈中。
各相应圈中的水,分别被称为大气水、地表水和地下水。
自然界中的总水量约为138598万km3,其中大气圈中水量为1.29万km3。
,水圈中(包括海洋、河流、湖泊等)水量为136257万km3,岩石圈水量为2340万km3。
大气圈、水圈、岩石圈中的水,彼此之间都有着密切的转化关系,这种关系主要是通过水的循环来实现的。
所谓自然界水循环,是指在太阳热能作用下,冰自水面(洋面、海面、河湖面)、地表和植物叶面由液态转变为气态进入大气中,在一定条件下大气中的水蒸气凝结成雨或雪又降落到地表。
降落到地表的水,一部分蒸发重返大气中,另一部分则汇到地表的河湖中,还有一部分沿着岩石空隙渗入到地下形成地下水。
地下水在岩层中运动遇到适当的条件又流出地表转变为地表水,最终绝大多数流归大海,这样即完成了一次水循环,这种海洋、陆地之间的循环称为大循环或外循环。
若水自海洋表面蒸发又复降至海洋表面,或水从陆地上的河湖水面、地表和植物叶面蒸发(或蒸腾)又降落到陆地表面,则完成一次局部的循环。
这种循环只局限于海洋或陆地本身之间的循环过程,通常称为小循环或内循环。
水循环的具体情况如图1—1所示。
图1-1 水循环示意图大循环是全球性的,主要受全球气候的控制;小循环是地区性的,一般受局部气象因素控制。
总之,自然界各类水体的转化是通过循环实现的,水循环是地球上各类水体得以实现动态平衡的保证。
自然界中的水,就是这样密切联系相互转化运动着。
大气水和地表水在一定条件下才渗入地下转化为地下水,从而使地下水获得水量,这个过程被称为地下水的补给。
正因为地下水不断地获得补给,所以才能不断地在岩石空隙中运动,这个过程称为地下水的径流。
而地下水水量减少的过程,则是地下水的排泄。
地下水的补给、径流和排泄及其变化的全过程,称为地下水的形成。
地下水力学知识点总结归纳
1. 地下水的定义和形成
地下水是指地下岩石或土壤中的水分。
它形成于降水渗入地下
之后,在孔隙中积聚而成。
2. 地下水的循环
地下水循环是指地下水与大气水之间的相互关系。
降水渗入地
下形成地下水,一部分地下水存在于大气中以水蒸气的形式,形成
蒸发。
蒸发的水蒸气升入大气形成云,最终降下为降水,从而完成
地下水的循环。
3. 地下水的运动
地下水的运动主要是通过渗流和地下水流的方式。
渗流是指地
下水通过孔隙和裂隙进行渗透和运动,而地下水流则是指地下水在
流域中的流动。
4. 地下水的储量和补给
地下水的储量是指地下岩石或土壤中可利用的水的总量。
地下
水的补给主要是通过降水补给、地表水补给和人工补给等方式实现。
5. 地下水对环境的影响
地下水对环境有着重要的影响。
它可以维持湿地生态系统的稳定,提供饮用水和灌溉水资源,同时还参与了地质作用和地下水污
染等过程。
6. 地下水的开发和利用
地下水的开发和利用是指将地下水用于人类活动和生产的过程。
它涉及到地下水资源的勘探、开采和利用技术等方面。
以上是对地下水力学知识点的一些总结和归纳。
地下水作为重
要的水资源和自然现象,对我们的生活和环境有着重要的影响和作用。
在地下水开发和利用的过程中,我们需要注重科学合理的管理
和保护,以确保地下水资源的可持续利用。
地下水基础知识大全地下水(ground water),是指赋存于地面以下岩石空隙中的水,狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。
在国家标准《水文地质术语》(GB/T 14157-93)中,地下水是指埋藏在地表以下各种形式的重力水。
下面,随小桔一起轻松愉快去了解地下水来源、分类、特点、隔层水和含水层!受益匪浅!目录:一、地下水的来源和赋存形式1. 地下水的来源2. 岩石中的孔隙和水分3. 岩石中水存在的形式4. 与水分的储存和运移有关的岩石性质二、地下水及其分类1. 基本概念2. 地下水分类三、包气带、饱水带、含水层与隔水层1. 基本概念2. 含水层类型划分3. 上层滞水和潜水4. 层间水(承压水)5. 潜水和承压水(层间水)比较一、地下水的来源和赋存形式|一、地下水的来源1. 渗入水2. 沉积水3. 再生水4. 初生水5. 有机成因水|二、岩石中的孔隙和水分1. 岩石中的孔隙:孔隙、裂隙和溶孔2. 有关孔隙度的几个基本概念•孔隙:组成松散岩石颗粒或颗粒集合体之间的间隙;裂隙:应力作用下坚硬岩石破裂变形产生的。
可分为成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙;溶孔(洞):可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞;孔隙度Φ:某一体积V岩石中孔隙体积Vn所占比例裂隙率Kr:裂隙体积Vr与包括裂隙在内的岩石体积V的比值熔岩率K:溶洞的体积Vk与岩石总体积V的比值3. 影响孔隙度大小的因素方体排列紧密,孔隙度大;四面体排列,松散,孔隙度大;颗粒分选程度:分选好,孔隙度大;分选差,颗粒大小悬殊,细小颗粒充填于粗大颗粒之间,孔隙度降低;颗粒形状:颗粒形状不规则--排列松散--孔隙度大粘性土的结构和次生孔隙:带电粘粒--聚合--结构孔隙--孔隙度增大--次生孔隙(虫洞、根孔、干裂缝)发育--孔隙度增大。
孔隙的特点4. 岩石中的各种裂隙1-分选良好,排列酥松的砂;2-分选良好,排列紧密的砂;3-分选不良的,排列紧密的砂;4-经过部分胶结的砂岩;5-具有结构性孔隙的黏土;6-经过压缩的黏土;7-具有裂隙的岩石;8-具有溶的可溶岩|三、岩石中水存在的形式1. 气态水:以水蒸气的形式储存在地下的水;2. 固态水:指岩石中温度在0℃以下的重力水。
即以冰的形态出现的重力水,常分布在季节性和永久性结冰的地区;3. 结合水:指受固体表面的引力大于水分子自身重力,束缚于固态表面,不能在自身重力影响想运动的那部分水。
强结合水:以单独的水分子状包围在岩石颗粒表面的水。
特点:A. 水分子排列紧密,不能流动;B. 密度大,2.0,在零下78℃时尚不能结冰;C. 没有溶解能力,不能溶解盐类;D. 不受重力作用,不传递导静水压力,不导电;E. 很难用机械的方法把它与颗粒分开,只有当空气中饱和差很大或105℃才能将他们分开;F. 具有极大的粘滞性和弹性。
弱结合水(薄膜水):结合水的外层,由于分子力而粘附在岩土颗粒上的水。
在饱水带中,能传递静水压力,静水压力大于结合水的抗剪强度时能够运移。
特点:A.水分子排列不如结合水规则和紧密,水分子离岩石颗粒表面越远,结合力越小;B.外层被植物吸收利用;C.不受重力支配,不能导电、不能传递静水压力;D.密度和普通水差不多,具有极大的粘滞性;E.有较低的溶解岩能力。
4. 重力水(自由水):在重力作用下能自由运动的地下水称为重力水。
特点:内层重力--层流运动--外层重力水--易转为紊流运动5. 毛细水:在岩石毛细孔隙中或孔道狭窄部分的水。
毛细水类型:支持毛细水:地下水面支持下存在的(附着水面上的),随地下水升降而升降;悬挂毛细水:是细粒层次与粗粒层次交互成层时,在一定条件下,由于上下弯液面毛细力的作用,在细土层中保留下的与地下水面不相连接的毛细水;孔角毛细水:是悬留于包气带中颗粒接触点上毛细水。
6. 岩石骨架中的水:保存于矿物结晶格架中,已成为矿物组成部分的水。
岩石骨架中的水分类:结晶水:当矿物中的水组成比例固定不对称结晶水。
费石水:当所含水比例可变且易脱出时称费石水。
结构水:以OH或H的形成参与矿物组合,彼此结合紧密。
只有当矿物结构破坏后,并加热到400℃至500℃时才能分离出来的,这种水成为结构水。
如|四、与水分的储存和运移有关的岩石性质1. 基本概念容水度:指岩石完全饱水时,所容纳的最大的水体积与岩石总体积比值。
一般说来容水数值上与孔隙度相当。
孔隙体积的多少可用孔隙来表示;重量含水量(Wg):指松散岩石孔隙中所含水的重量(Gw)与干燥岩石重量(Gs)的比值。
Wg=Gw/Gs*100%;体积含水量(Wv):指含水的体积(Vw)与包括孔隙在内的岩石体积(V)比值。
Wv=Vw/V*100%;持水度(Wn):指饱和岩石在重力作用下释水后,岩石中保持的水的体积与岩石体积之比。
Wn=岩石保持水的体积(Vr)/岩石的总体积(V)*100%;给水度:指地下水位下降一个深度,单位水平面积岩石柱体在重力作用下释放的水的体积。
2. 影响岩石给水度的因素:水位下降速率大--给水度小(释水滞后效应)3. 影响岩石透水度的因素:决定透水性好坏的主要因素是空隙大小,空隙直径愈小,透水性愈差。
当孔隙直径小于两倍结合水厚度时,在寻常条件下就不透水。
只有在孔隙大小相等的前提下,孔隙度才对岩石的透水性起作用,孔隙度愈大,透水性愈好。
二、地下水及其分类|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)三、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。
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;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/II--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=IKV--渗流速度,cm/s或m/dI--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.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;。