第六章 地下水的地质作用
教学目的要求：了解地下水、泉、地下热水的概念及特征；掌握地下水的赋存、运动及类型；初步掌握地下水潜蚀作用、沉积作用的基本
原理和特征。教学重点及难点：重点是地下水的赋存、运动及类型和地下水的潜蚀作用、溶蚀现象；难点是的地下水的溶蚀和沉淀过程。
第一节 地下水概述
——是指地表以下的岩石孔隙中或土层里的水，称为地下水。
地下水主要是由大气降水、地面流水、冰雪融水、湖泊水渗透到地下而形成的，称为渗透水。此外还有凝结水、埋藏水、原生水等。
一、地下水的赋存及运动条件
——岩石或土层允许水透过的性能称为透水性。
地下水能在岩石中赋存与运动，是因为岩石中具有一定的空隙。空隙包括孔隙（岩石颗粒之间的空隙）、裂隙（岩石的裂缝）和洞穴（可溶性岩石受溶蚀后形成的孔洞）。
岩石孔隙度越大，含水量越大，透水性越好；孔隙度越小，含水量越少，透水性越差。因此自然界的岩石可分为透水层和不透水层：
透水层——能够透过地下水的岩层。主要有：砂岩层、沙砾岩层以及裂隙、洞穴发育的其它岩石。其中储满地下水的部分称为含水层。
不透水层——不能透过地下水的岩层。主要有：粘土、页岩、岩浆岩、变质岩等。
不透水层对地下水的运动起着阻隔作用，又称为隔水层。 两者之间过渡类型称为半（弱）透水层。如泥岩、亚粘土、黄土等。
二、 地下水的类型
地下水按照埋藏条件分为包气带水、潜水、承压水。
1.包气带水（土壤水）
——从地面到地下水面（潜水面）之间的地带（包气带、不饱和带）所含的非重力地下水，以气态水、吸着水、薄膜水和毛细水等状态存在。
2.潜水
——埋藏在地面以下，在第一个隔水层之上，具有自由表面的重力水，称为潜水。
潜水的表面称为潜水面，随地形起伏而变化，具有潜水流。同时因季节变化而升降，雨季、旱季潜水面的不同而形成一个暂时饱和带。
3.层间水
——埋藏在地下两个隔水层之间的含水层中的水。
地下水运动的特点
地下水运动的特点包括：
1.缓慢性：地下水的运动速度相对较慢，往往需要数十年或更长时间才能达到几公里到几十公里的距离。
2.不规则性：由于地下水运动受到地质构造、土层结构、含水层性质等多种因素的影响，地下水流动不是稳定、规律的，而是存在着各种复杂的运动方式和路径。
3.大范围性：地下水的储存容量大，地下水域一般都是由许多含水层组成的，形成了一个又一个地下水系统，这些系统之间相互衔接，使得地下水运动可以在较大的区域内发生。
4.受环境影响严重：地下水的运动与地表水、大气、土壤等因素密切相关，当环境因素发生变化时，地下水体也会发生响应，从而导致水资源的变化、水质的变化等问题。
5.重要性：地下水是地表水和土壤水之外的重要水源之一，尤其是在稀缺水资源的区域，地下水就更加重要，其具有经济价值和生态价值。
第三章 地下水向完整井的稳定运动
§3-1 概 述
一、水井的类型
根据水井井径的大小和开凿方法，分为管井和筒井两类。
管井：直径通常小于0.5m，深度大，常用钻机开凿。
筒井：直径大于1m，深度浅，通常用人工开挖。
根据水井揭露的地下水类型，水井分为潜水井和承压水井两类。
根据揭露含水层的程度和进水条件不同，可分为完整井和不完整井两类。
完整井：水井贯穿整个含水层，在全部含水层厚度上都安装有过滤器，并能全面进水的井。
不完整井：水井没有贯穿整个含水层，只有井底和含水层的部分厚度上能进水的井。如图。
二、井附近的水位降深
1. 水位降深
水位降深：初始水头减去抽水t时间后的水头，也简称降深。用s表示。
降落漏斗：抽水时，井中心降深最大，离井越远，降深越小，总体上形成的漏斗状水头下降区。
2. 抽水时，地下水能达到稳定运动的水文地质条件
(1) 在有侧向补给的有限含水层中，当降落漏斗扩展到补给边界后，侧向补给量和抽水量平衡时，地下水向井的运动便可达到稳定状态。
(2) 在有垂向补给的无限含水层中，随着降落漏斗的扩大，垂向补给量不断增大。当它增大到与抽水量相等时，将形成稳定的降落漏斗，地下水向井的运动也进入稳是状态。
(3) 在没有补给的无限含水层中，随着抽水时间的延长，水位降深的速率会越来越小，降落漏斗的扩展越来越慢，在短时间内观测不到明显的水位下降，这种情况称为似稳定状态，也称似稳定。
3. 井径和水井内外的水位降深
一般抽水井有三种类型：未下过滤器、下过滤器和下过滤器并在过滤器外填砾。如图。
(1) 未下过滤器的井：井的半径就是钻孔的半径，井壁和井中的水位降深一致。
(2) 下过滤器的井：井的直径为过滤器的直径，井内水位比井壁水位低。
井损：水流流经过滤器的水头损失和在井内部水向上运动至水泵吸水口时的水头损失统称为井损。
地下水运动的基本规律
地下水是地球上最重要的自然资源之一，它在地下岩石和土壤中流动，为生态系统和人类
提供了重要的水源。地下水运动是指地下水在地下岩石和土壤中的流动过程，它受到许多
因素的影响，具有一些基本规律。本文将介绍地下水运动的基本规律，并通过事实举例进
行解释。
一、地下水运动的主要影响因素
地下水运动受到多种因素的影响，包括地形、气候、岩石类型、土壤类型、植被覆盖等。
其中，地形是最基本的影响因素之一。地形的高低起伏会影响水的流动方向和速度，水会
从高处向低处流动，形成河流、湖泊、泉眼等水体。气候也是影响地下水运动的重要因素
之一。气候的干湿程度会影响土壤和岩石的渗透能力，从而影响地下水的流动速度和方向
。岩石和土壤的类型也会影响地下水运动。不同的岩石和土壤具有不同的渗透能力和水储
存能力，从而影响地下水的流动速度和方向。植被覆盖也会影响地下水运动。植被的根系
可以增加土壤的渗透能力和水储存能力，从而影响地下水的流动速度和方向。
二、地下水运动的基本规律
1.地下水流动的方向与地形有关
地下水流动的方向与地形有关，一般是从高处向低处流动。在山区，地下水会从山顶、山
腰向山下流动，形成山间河流和泉眼。在平原地区，地下水会从中心向四周流动，形成河
流、湖泊等水体。
例如，中国的黄河流域就是一个典型的平原地区。黄河流域的地势平坦，地下水流动的方
向主要是从中心向四周流动。在黄河流域，地下水是重要的水源之一，支撑着当地的生态
系统和农业生产。
2.地下水流动的速度与渗透能力有关
地下水流动的速度与渗透能力有关，渗透能力越强的岩石和土壤，地下水流动的速度就越
快。渗透能力强的岩石和土壤可以更好地储存和输送水分，从而支撑着生态系统和人类的
生产生活。
例如，美国科罗拉多州的大草原上有一个叫做奇卡斯特水源保护区的地方。这个地方的地下水渗透能力非常强，地下水流动的速度非常快，可以达到每小时几百米。这个水源保护
区是科罗拉多州最重要的水源之一，为当地的生态系统和人类生产生活提供了重要的支撑
